1. Сигнали, Гармонійний аналіз, Амплітудна модуляція

Як було зазначено в попередньому обговоренні, канал зв'язку забезпечує з'єднання передавача і приймача. Фізичний канал може бути двухпроводной лінією, яка пропускає електричний сигнал, або скловолокном, яке переносить інформацію за допомогою модульованого світлового променя, або підводним каналом океану, в якому інформація передається акустично, або вільним простором, за яким несе інформаційний сигнал випромінюється за допомогою антени. Інші середовища, які можуть характеризуватися як канали зв'язку - засоби зберігання даних, такі як магнітна стрічка, магнітні та оптичні диски.

Таким чином досягається оптимальність і ефективність комунікаційної білатерально. Іншими словами, ця комунікаційна модель дозволяє реалізувати ідеї, наміри і цілі суб'єкта якомога повніше, не порушуючи інтересів інших учасників суспільного процесу.

Ця комунікаційна модель характеризується тим, що процес корпоративної комунікації проходить по горизонталі. Інформація не працює? зверху вниз. Як правило, інформаційні бібліотеки попередньо обробляються таким чином, щоб задовольнити вузькі корпоративні інтереси. Завдяки цій специфіці ця модель комунікації не передбачає компромісів і часто призводить до створення кризових ситуацій. В першу чергу це характеризується корпораціями, які діють відповідно до норм і умовами корпоратізма.

одна загальна проблема при передачі сигналу через будь-який канал - адитивний шум. Взагалі кажучи, адитивний шум створюється часто всередині різних електронних компонентів , Таких як резистори і твердотільні пристрої, що використовуються в системах зв'язку. Ці шуми часто називають тепловим шумом. Інші джерела шуму і інтерференції (накладення) можуть виникати поза системою, наприклад перехідні перешкоди від інших користувачів каналу. Коли такий шум і перехідні перешкоди займають той же самий діапазон частот, що і корисний сигнал, їх вплив може бути мінімізовано шляхом відповідного вибору сигналу, що передається і демодулятора в приймальнику. Інші види сигнальних спотворень, які можуть зустрічатися при передачі сигналу по каналу, - це загасання сигналу, амплітудні і фазові спотворення сигналу і спотворення сигналу, обумовлені багатоколійні поширенням хвиль.

безсумнівно, сучасний світ вимагає сучасних комунікацій. Проблеми глобалізації, а також спостерігається зіткнення між окремими системами вимагають перегляду однієї з основних проблем цивілізації: як ми спілкуємося? З огляду на все це, коротко, можна дати наступне визначення сучасних корпоративних комунікацій.

Визначення. Корпоративні комунікації, відповідно до корпоративних нормами і умовами, є комунікаційної стратегією у вигляді інструментарію, здатного трансформувати ідеї та наміри в реальність. Вони історично пов'язані з часом і простором і формують образ мислення і поведінкові моделі. Виходячи з цього, сучасні корпоративні комунікації змінюють цінність і середу, в якій вони розвиваються і реалізуються.

Вплив шуму може бути зменшено збільшенням потужності сигналу, що передається. Однак конструктивні і інші практичні міркування обмежують рівень потужності сигналу, що передається. Інша базове обмеження - доступна ширина смуги частот каналу. Обмеження ширини смуги зазвичай обумовлено фізичними обмеженнями середовища і електричних компонентів, що використовуються в передавачі і приймачі. Ці дві обставини призводять до обмеження кількості даних, які можуть бути передані надійно будь-яким каналом зв'язку, як ми побачимо в наступних розділах книги. Нижче ми опишемо деякі з важливих характеристик окремих каналів зв'язку.

Петевіо Т. «Теорії масової комунікації», изд. Софійського університету? Основний універсальний матеріал лежить в основі Інтернету. Комп'ютерні мережі виникають через те, що комп'ютери швидко обмінюються даними і завданнями. Навіть з появою комп'ютерів, 50 років тому, так званий. пішохідні мережі - пішоходи, що несуть магнітні стрічки . Виникає питання про об'єднання даних, щоб вони могли перемикатися з одного комп'ютера на інший. Користувачам необхідний прямий доступ до комп'ютерів в режимі онлайн.

Таким чином, в 60-х роках з'явилися термінальні мережі. Спочатку термінали прості, а потім складні, і з'являються графічні. Лінії, що з'єднують комп'ютер з терміналами, «розширені» - з однієї кімнати або будівлі на великі відстані . Цифрова передача даних відрізняється від передачі бітового потоку через аналогові сигнали. Були спроби передачі цифрових даних через аналогові сигнали. В даний час розробляються сучасні технології зв'язку. Модем - пристрій, за допомогою якого цифрові дані перетворюються в аналоговий сигнал , Який проходить через стандартний телефонний канал.

Провідні канали. Телефонна мережа екстенсивно використовує провідні лінії для передачі звукового сигналу, а також даних і відеосигналів. Кручені дротяні пари і коаксіальний кабель в основному дають електромагнітний канал, який забезпечує проходження щодо помірної ширини смуги частот. Телефонний провід, що часто використовується, щоб з'єднати клієнта з центральної станції, має ширину смуги кілька сотень кілогерц. З іншого боку, коаксіальний кабель має зазвичай використовується ширину смуги частот кілька мегагерц. Малюнок 1.2.1 пояснює Частотний діапазон використовуваних електромагнітних каналів, які включають хвилеводи і оптичний кабель.

Телефонія була винайдена в кінці 19 століття. Він заснований на особливостях звукових хвиль і людського вуха, які їх сприймають. Звукові хвилі безупинні і являють собою усадку і злети. Вони мають частотні характеристики - коливання в секунду. Звукові хвилі нижче 20 Гц називаються «інфразвуком». При наборі номера іншого абонента він проходить через ряд телефонних станцій, які, в свою чергу, роблять комутатори, і, нарешті, користувач забезпечує з'єднання з іншим користувачем - каналом, який є унікальним між двома пристроями.

Мал. 1.2.1. Частотні діапазони для каналів зв'язку з направляючими системами

Сигнали, що передаються через такі канали, спотворюються за амплітудою і фазі, і, крім того, на них накладається адитивний шум. Провідна лінія зв'язку у вигляді витої пари також схильна до інтерференції перехідних перешкод від поруч розташованих пар. оскільки провідні канали складають великий відсоток каналів зв'язку по всій країні і світу, широкі дослідження були спрямовані на визначення їх властивостей передачі і на зменшення амплітудних властивостей передачі і на зменшення амплітудних і фазових спотворень в каналі. У гл. 9 ми опишемо метод синтезу оптимальних переданих сигналів і демодуляторів; в гл. 10 і 11 розглянемо синтез канальних еквалайзерів (вирівнювачів), які компенсують амплітудні і фазові спотворення в каналі.

Ця технологія називається перемиканням каналів. Один канал реалізується за допомогою серії полів перемикання - «робочої зони» комутатора або УАТС, кінцевих користувачів або інших комутаторів, до яких він підключений. Як правило, всі пристрої в одному полі можуть працювати тільки на частину, наприклад 10%. Комутатор в перемиканні каналів може виглядати, в той час як комутаційний перемикач є відомим перемикачем.

Сигнали, Гармонійний аналіз, Амплітудна модуляція

Розвиток телефонних систем засноване на дуже хорошому математичному апараті - гармонійному аналізі, перетворенні Фур'є - вони показують, що безліч періодичних сигналів може накопичуватися і передаватися у вигляді електричного сигналу за умови, що вихідні сигнали знаходяться в інший діапазон частот. Сигнал проходить через один дріт - наприклад, сто каналів стиснуті в один сигнал. З протилежного боку, при спеціальній фільтрації, кожна частота розділяється.

Волоконно-оптичні канали. Скловолокно являє проектувальнику системи зв'язку ширину смуги частот, яка на кілька порядків більше, ніж у каналів з коаксіальним кабелем . Протягом минулого десятиліття були розроблені оптичні кабелі, які мають відносно низька затухання для сигналу, і високонадійні оптичні пристрої для генерування і детектування сигналу. Ці технологічні досягнення призвели до швидкого освоєння таких каналів як для внутрішніх систем електрозв'язку, так і для трансатлантичних і світових систем зв'язку. З урахуванням великої ширини смуг частот, доступною на волоконно-оптичних каналах, стало можливо для телефонних компаній запропонувати абонентам широкий спектр послуг електрозв'язку, включаючи передачу мови, даних, факсимільних і відеосигналів.

Оскільки це індивідуально, стиснення і фільтрація не виконуються. Наш телефонний канал має ширину смуги 4 кГц, що означає, що один і той же провід разом з телефонним сигналом пропускає більше сигналів в діапазоні більш високих частот. Наш голос перетворюється в електричне мерехтіння, яке проходить через провід, йде в центр міста і залишається у вільному каналі. зсувається, наприклад, на 10 кГц і переходить у вільний канал. Якщо він відправляється на міжміську магістраль, цей сигнал зазвичай перестає бути електричним, але він трансформується як частина світлового сигналу , Який переміщається між електростанціями міста.

Передавач або модулятор в волоконно-оптичної системи зв'язку - джерело світла, світловипромінювальних діод (СВД) або лазер. Інформація передається шляхом зміни (модуляції) інтенсивності джерела світла за допомогою сигналу повідомлення. Світло поширюється через волокно як світлова хвиля, і вона періодично посилюється (в разі цифрової передачі детектується і відновлюється ретрансляторами) уздовж тракту передачі, щоб компенсувати загасання сигналу.

Мабуть, цей канал насправді не є окремим кабелем від тих, які йдуть під Атлантичним океаном. При такому частотному ущільненні - чим ближче сигнал, тим дешевше він буде. Приклад - телеканали. В цифровому телевізорі , Шляхом вибірки і сильної модуляції, сигнал стискається до смуги пропускання 1 МГц. І зміна каналу відбувається в тунелі, де відбувається фільтрація. Перші канали в комп'ютерних мережах - це розмір телефонних каналів - 4 кГц, оскільки вони засновані на телефонних мережах.

Зміна засноване на наступному: один такий сигнал має 3 параметри. Модифікація змінює один або декілька з наступних параметрів. Теорема Ханона - Теорія інформації: інформаційна ємність одного частотного каналу - з сильною модуляцією за кількома параметрами - трохи більше ніж в 10 разів перевищує розмір каналу. У нас є канали, які знаходяться в так званих смугах частот - вся смуга частот приймається і розділяється на окремі діапазони, які запускають окремі інформаційні канали .

У приймальнику інтенсивність світла детектується фотодиодом, чий вихід є електричним сигналом, який змінюється пропорційно потужності світла на вході фотодіода. Джерела шуму в волоконно-оптичних каналах - це фотодіоди і електронні підсилювачі.

Передбачається, що волоконно-оптичні канали замінять майже всі канали провідної лінії зв'язку в телефонної мережі на рубежі століть.

Таким чином, ми можемо використовувати один кабель для декількох речей. Кабіна розділяє кілька менших провідних частот. З'єднання 512 Кбіт / с може виконуватися в діапазоні 50 кГц. Таким чином, кілька користувачів отримують з'єднання через кілька телевізійних каналів , Присвячених Інтернету. Коли у нас є один канал в медіа, ми говоримо про базову каналі, а коли він більше - широкосмуговий. ця комунікаційна технологія вже розроблена і дозволяє швидко створювати термінальні мережі, тобто з відстані до обміну даними з одним комп'ютером - це сталося в 1960-х роках.

Бездротові (радіо) канали. У системах бездротового зв'язку (Радіозв'язку) електромагнітна енергія передається в середу поширення антеною, яка служить випромінювачем. Фізичні розміри і структура антени залежать перш за все від робочої частоти. Щоб отримати ефективне випромінювання електромагнітної енергії, розміри антени повинні бути більше ніж 1/10 довжини хвилі. Отже, передача радіостанції з AM на несучої, припустимо, МГц, що відповідає довжині хвилі м, вимагає антени з діаметром принаймні 30м. інші важливі характеристики і властивості антен для бездротової передачі описані в гл. 5.

У віці 65 років в США вже досить багато потужних комп'ютерів - один в штаті Іллінойс, інший в Каліфорнії. Пішохідна мережа стає абсолютно непридатною і починає думати про щось краще. У цьому проекті мета полягає в тому, щоб обчислити центри обробки даних і проектні проекти комп'ютерної мережі в декількох американських університетах. Первісна ідея відносно проста: «аморфна», децентралізована структура, в якій між двома комп'ютерами існує більше одного можливого способу підключення.

Ідея такого розподілу полягає в тому, що не незамінних мережевих станцій - мережа буде продовжувати функціонувати, навіть якщо її частина не відповідає порядку. Це дозволяє мережі нормально працювати, не дивлячись на численні збої мережевого обладнання. У Франції така мережа створюється, але це не вдається.

Малюнок 1.2.2 пояснює різні діапазони частот для радіозв'язку. Способи поширення електромагнітних хвиль в атмосфері і в вільному просторі можна розділити на три категорії, а саме: поширення поверхневої хвилею, поширення просторової хвилею, поширення прямий хвилі. В діапазоні дуже низьких частот (ОНЧ) і звуковому діапазоні, в яких довжини хвиль перевищують 10км, земля і іоносфера утворюють хвилевід для поширення електромагнітних хвиль. У цих частотних діапазонах сигнали зв'язку фактично поширюються навколо всієї земної кулі. З цієї причини ці діапазони частот насамперед використовується в усьому світі для вирішення навігаційних завдань з берега до кораблів.

Три сервера міністерства оборони під блакитним небом. Сім для НАСА, в їх темних кам'яних залах. Дев'ять за Національний науковий фонд, приречений на створення Інтернету. І один для Темного Лорда, для його темного престолу. Сервер, який буде домінувати над усіма; Один їх знайти; Один, щоб зібрати їх і обернути їх у темряві. В країні Редмонда, де ховаються тіні.

Спочатку він служить середовищем для обміну повідомленнями електронної пошти , А потім і для файлів, навіть при спробах мережевий телефонії. У якийсь момент існує безліч різних мереж і стандартів, які несумісні один з одним. Ця технологія, завдяки своїй масової привабливості, поступово зміщує свої інші аналоги і як і раніше залишається центральною для Інтернету сьогодні. Саме в цих подіях термін «Інтернет» використовується вперше.

Ширина смуги частот каналу, доступною в цих діапазонах, відносно мала (зазвичай становить 1 ... 10% середньої частоти), і, отже, інформація, яка передається через ці канали, має відносно низьку швидкість передачі і зазвичай є неприйнятною для цифрової передачі.

Домінуючий тип шуму на цих частотах обумовлений грозовий діяльністю навколо земної кулі, особливо в тропічних областях. Інтерференція виникає через велику кількість станцій в цих діапазонах частот.

У міру збільшення кількості комп'ютерів і потужності процесора число мереж збільшується - все одно, але в цілому з тими ж фізичними характеристиками , Але з різною логістикою. Одна можлива, відносна класифікація мереж - за обсягом - відстань між процесорами двох комп'ютерів один від одного.

Стандартизація мережевого обладнання дозволяє забезпечити сумісність між окремими мережними станціями, просте і швидке розгортання і підтримку мережі. Локальна мережа - це система, заснована на загальному каналі, на якому розміщуються комп'ютери, звані мережевими передплатниками. Передплатники вибирають із загального потоку даних тільки те, що для них. Як топології загальний канал являє собою шину або кільце або гібридну технологію , У багатьох діапазонах, пов'язаних з одним або декількома кільцями.

Поширення земної хвилею, як ілюструється на рис. 1.2.3, є основним видом поширення для сигналів в смузі середніх частот (0,3 ... 3 МГц). Це - діапазон частот, який використовується для радіомовлення з AM і морського радіомовлення. При AM радіомовлення та поширенні земної хвилею дальність зв'язку, навіть при використанні потужних радіостанцій, обмежена 150 км. Атмосферні шуми, промислові шуми і теплові шуми від електронних компонентів приймача є основними причинами спотворень сигналів, які передаються в діапазоні середній частот.

Взаємозв'язку между ними могут являти собою мідні дроту або оптичні волокна. Всі ЦІ технології Працюють за принципом Загальна каналу. Дані переміщаються между усіма абонентами. З точки зору комунікації важливо, чи буде потік поширений, або для всіх будуть канали, пов'язані зі спеціальними пристроями, званими маршрутизаторами, які поділяють потоки даних за визначеними маршрутами - маршрутизації. Маршрутизатор реструктурує потік даних шляхом «перетягування» даних конкретному одержувачу, тому він не «прослуховує» загальний потік.

Мал. 1.2.2. Частотні діапазони для бездротових каналів зв'язку

Окремим випадком поширення просторової хвилі є іоносферне поширення, иллюстрируемое рис. 1.2.4. Воно зводиться до відбиття (відхилення або рефракція хвилі) переданого сигналу від іоносфери, яка складається з декількох шарів заряджених частинок, розташованих на висоті 50 ... 400 км від поверхні землі. У денний час доби розігрів нижніх шарів атмосфери сонцем зумовлює появу нижнього шару на висоті нижче 120 км. Ці нижні шари, особливо D-шар, викликають поглинання частот нижче 2 МГц, таким чином обмежуючи поширення ионосферной хвилею радіопередач AM радіомовлення. Однак протягом нічних годин електронна концентрація частинок в нижніх шарах іоносфери різко падає, і приватна поглинання, яке зустрічається в денний час, значно скорочується. Як наслідок, потужні радіомовні сигнали з AM можуть поширяться на великі відстані за допомогою відбиття від іоносферних шарів (які розташовуються на висоті від 140 до 400 км над поверхнею землі), і земної поверхні.

Очевидна перевага маршрутизованих мереж підвищує ефективність - кожне повідомлення відправляється тільки призначеному людині, а не всім слухачам. З кількома сотнями мільйонів клієнтів і кількома мільярдами повідомлень в будь-який момент - це хороша ідея.

Термін «канал» отримав своє значення від двухточечной мережевий зв'язку - дві станції обмінюються даними один з одним. Тільки люди з гострим слухом, як і музиканти, відчувають себе дуже високими частотами . Доктор сказав 50, але правда. Дивно, але знову з'явилася математика.

Мал. 1.2.3. Ілюстрація розповсюдження поверхневої хвилею

Часто виникає проблема при іоносферному поширенні електромагнітної хвилі в частотному діапазоні ВЧ - це многопутёвость. Многопутёвость утворюється тому, що передається сигнал досягає приймача за багатьма шляхами з різними затримками. Це зазвичай призводить до межсимвольной інтерференції в системі цифрового зв'язку . Більш того, сигнальні компоненти, які прибувають за різними шляхами поширення, можуть підсумовуватися таким чином, що це призводить до явища, названого завмираннями. Це більшість людей зазнало при слуханні віддаленій радіостанції вночі, коли іоносферних хвиля є домінуючим способом поширення. Адитивний шум в ВЧ діапазоні - це комбінація атмосферних перешкод і теплового шуму. Поширення ионосферной хвилі припиняється на частотах вище 30 МГц, що є межею діапазону ВЧ. Однак можливо іоносферних-тропосферне поширення на частотах в діапазоні від 30 до 60 МГц, обумовлене розсіюванням сигналів від нижніх шарів іоносфери. Також можна зв'язатися на відстані декількох сотень миль за допомогою тропосферного розсіювання в діапазоні від 40 до 300 МГц. Тропосферне розсіювання обумовлюється розсіюванням сигналу завдяки частинкам в атмосфері на висотах близько 10 км. Зазвичай іоносферне і тропосферне розсіювання викликає великі сигнальні втрати і вимагає великої потужності передавача і щодо великих розмірів антен.

Мал. 1.2.4. Ілюстрація поширення просторової хвилею

Частоти вище 30 МГц проходять через іоносферу з відносно малими втратами і роблять можливим супутникову та позаземне зв'язок. Отже, на частотах УВЧ діапазону і вище основним способом електромагнітного поширення хвиль є поширення в межах прямої видимості (ППВ). Для земних систем зв'язку це означає, що передає і приймальна антени повинні бути в прямій видимості з відносно малою перешкодою (або її відсутністю). З цієї причини передача телевізійних станцій в УВЧ і СВЧ діапазонах частот для досягнення широкої зони охоплення здійснюється антенами на високих опорах.

Взагалі, зона охоплення для ППВ поширення обмежена кривизною поверхні землі. Якщо передавальна антена встановлена ​​на висоті м над поверхнею землі, відстань до радиогоризонта, не беручи до уваги фізичні перепони, такі як гори, приблизно км. Наприклад, антена телебачення, встановлена ​​на висоті 300 м, забезпечує покриття території приблизно 67 км. Інший приклад - релейні системи мікрохвильової радіозв'язку, екстенсивно використовувані для передачі телефонних і відеосигналів на частотах вище ніж 1 МГц, мають антени, встановлені на високих опорах або зверху на високих будівлях.

Домінуючий шум, що обмежує якість системи зв'язку в ВЧ і УВЧ діапазонах, - тепловий шум, створюваний у вхідних ланцюгах приймача, і космічні шуми, вловлені антеною. На частотах в діапазоні СВЧ вище ніж 10 ГГц при поширення сигналу головну роль грають атмосферні умови. Наприклад, на частоті 10 ГГц загасання змінюється приблизно від 0,003 дБ / км при легкому дощі до 0,3 дБ / км при важкому дощі. На частоті 100 ГГц загасання змінюється приблизно від 0,1 дБ / км при легкому дощі до 6 дБ / км при важкому дощі. Отже, в цьому частотному діапазоні важкий дощ викликає надзвичайно високі втрати при поширенні, які можуть призводити до відмови системи обслуговування (повний обрив в системі зв'язку).

На частотах вище КВЧ (украй високі частоти) смуги ми маємо діапазон інфрачервоного і видимого випромінювань - області електромагнітного спектра, який може використовуватися для застосування ППВ оптичного зв'язку у вільному просторі. До теперішнього часу ці діапазони частот використовувалися в експериментальних системах зв'язку типу зв'язку між супутниками.

Підводні акустичні канали. За останні 40 років дослідження океанської діяльності безперервно розширювалися. Це пов'язано з посиленням потреби передати дані, зібрані датчиками, розміщеними під водою і на поверхні океану. Звідти дані передаються до центру збору інформації.

Електромагнітні хвилі не поширюються на великі відстані під водою, за винятком вкрай низьких частот. Однак передача сигналів таких низьких частот гранично дорога через надзвичайно великих і потужних передавачів. Загасання електромагнітних хвиль в воді може бути виражено глибиною поверхневого шару, яка є відстанню, на якому сигнал послаблюється в раз. Для морської води глибина поверхневого шару, де виражена в герцах, а - в метрах. Наприклад, для частоти 10 кГц глибина поверхневого шару 2,5 м. Навпаки, акустичні сигнали поширюються на відстані порядку десятків і навіть сотень кілометрів.

Підводний акустичний канал веде себе як багатоколійні канал завдяки сигнальним відображенням від поверхні і дна моря. Через випадкового руху хвилі сигнальні продукти багатоколійні (багатопроменевого) поширення призводять до випадкових в часі затримок поширення і в підсумку до завмирань сигналу. Крім того, є частотно-залежне загасання, яке приблизно пропорційно квадрату частоти сигналу. Глибинна швидкість номінально дорівнює приблизно 1500 м / с, але реальне значення вище або нижче номінального значення в залежності від глибини, на якій сигнал поширюється.

Навколишній океанський акустичний шум викликаний креветкою, рибою і різними ссавцями. Ближні гавані додають до навколишнього шуму промисловий шум. Незважаючи на цю помехового навколишнє середовище, можливо проектувати і виконувати ефективні і безпечні підводні акустичні системи зв'язку для передачі цифрових сигналів на Великі відстані.

Системи зберігання інформації. І системи пошуку інформації становлять значну частину систем повсякденному обробки даних. Це магнітна стрічка, включаючи цифрову похило-рядкову звукозапис, і відеострічка, магнітні диски , Використовувані для зберігання великих кількостей даних комп'ютера, оптичні диски, використовувані для зберігання даних комп'ютера. Компакт-диски - також приклад систем зберігання інформації, які можуть розглядатися як канали зв'язку. Процес запам'ятовування даних на магнітній стрічці чи магнітному або оптичному диску еквівалентний передачі сигналу по телефону або радіоканалу. Процес зчитування та сигнальні процеси, використовувані в системах зберігання, щоб відновлювати запасені інформацію, еквівалентний функцій, виконуваних приймачем в системі зв'язку для відновлення переданої інформації.

Адитивний шум, видаваний електронними контактами, і інтерференція від суміжних доріжок зазвичай представлені в сигналі зчитування записаної інформації точно так, як це має місце в системі дротяної телефонії або системі радіозв'язку. Кількість даних, які можна зберігати, обмежена розміром диска або стрічки і щільністю запису (числом бітів, що зберігаються на одиниці площі), яка може бути досягнута електронними системами і головками запису-зчитування. Наприклад, щільність упаковки біт на квадратний сантиметр демонструвалася в експериментальній системі зберігання на магнітному диску. (Поточні комерційні магнітні вироби зберігання досягають значно меншої щільності.) Швидкість, з якою дані можуть бути записані на диску або стрічці, і швидкість, з якою інформація може зчитуватися, також обмежені механічними і електричними підсистемами, що входять в систему зберігання інформації.

Кодування каналу та модуляція - суттєві компоненти добре розробленої цифрового магнітного або оптичної системи зберігання. У процесі зчитування сигнал демодулируется і його надмірність, введена кодером каналу, використовується для виправлення помилок зчитування.

Існує безліч видів каналів зв'язку, які, в залежності від типу середовища поширення прийнято ділити на провідні, акустичні, інфрачервоні і радіоканали. Залежно від видів сигналів канали зв'язку можна розрізняють

Безперервні (на вході і виході каналу - безперервні сигнали );

Дискретні або цифрові (на вході і виході каналу - дискретні сигнали );

Безперервно-дискретні (на вході каналу - безперервні сигнали, а на

виході - дискретні сигнали);

Дискретно-безперервні (на вході каналу - дискретні сигнали, а на виході -

безперервні сигнали).

За часом існування виділяють комутовані і некомутовані канали. Комутовані (тимчасові), створюються тільки на час передачі інформації. Некомутовані канали (виділені) - створюються на довгий час з певними постійними характеристиками. Канали також можна класифікувати по швидкості передачі інформації, діапазону частот, зміни параметрів у часі (з постійними і змінними параметрами) і т.д.

У загальному випадку, канал зв'язку-це система технічних засобів і середовище поширення сигналів для передачі повідомлень (не тільки даних) від джерела до одержувача (і навпаки). До складу каналу зв'язку входять лінії зв'язку ( фізичний рівень передачі), основні параметри яких можна розділити на дві групи / 12 /: параметри поширення, характеризують процес поширення корисного сигналу, і параметри впливу, що описують ступінь впливу на корисний сигнал інших сигналів і перешкод. У кожній з цих груп можна виділити первинні і вторинні параметри. Первинні параметри характеризують фізичну природу лінії, наприклад погонну ємність або індуктивність електричного кабелю, ступінь неоднорідності оптичного волокна, а вторинні відображають певний узагальнений результат проходження сигналу по лінії зв'язку. На вторинні параметри впливають як первинні параметри, так і перешкоди. Наприклад, при передачі по провідній лінії сигналів різних частот через наявність розподіленого комплексного опору лінії коефіцієнт передачі для гармонійних коливань з різними частотами буде різним. Це призводить до викривлення форми сигналу.

Основними вторинними характеристиками лінії зв'язку є: -амплітудно-частотна характеристика (АЧХ);

Смуга пропуску;

загасання;

перешкодостійкість;

Пропускна спроможність;

Достовірність передачі даних.

АЧХ показує, як змінюється амплітуда сигналу на виході лінії зв'язку по порівняння з амплітудою на вході для різних частот переданого сигналу (рис.9).

Малюнок 9-Амплітудно-частотна характеристика

АЧХ дає повну картину про лінії зв'язку з точки зору проходження сигналів різних частот, однак отримати її досить важко. Для цього потрібно провести тестування лінії еталонними синусоїдами по всьому діапазону частот від нуля до деякого максимального значення , Яке може зустрітися у вхідних сигналах. Причому міняти частоту вхідних синусоїд потрібно з невеликим кроком, а значить, кількість експериментів має бути дуже великим. Тому на практиці замість амплітудно-частотної характеристики застосовуються інші, спрощені характеристики- смуга пропускання і загасання.

Смуга пропускання є похідною характеристикою від АЧХ. Вона являє собою безперервний діапазон частот, для яких відношення амплітуди вихідного сигналу до вхідного перевищує деякий заздалегідь задану межу. Фактично смуга пропускання визначає частотний діапазон сигналу, при якому він передається по каналу зв'язку без значних спотворень. Зазвичай смуга пропускання відраховується на рівні 0,7 від максимального значення АЧХ. На рис.10 показані смуги пропускання для різних ліній зв'язку.

Малюнок 10 Смуги пропускання різних ліній зв'язку

Загасання визначається як відносне зменшення амплітуди або потужності сигналу при передачі по каналу сигналу певної частоти. Часто при експлуатації каналу заздалегідь відома основна частота сигналу, що передається, тобто та частота, гармоніка якої має найбільшу амплітуду і потужність. Тому досить знати загасання на цій частоті, щоб приблизно оцінити спотворення переданих по каналу сигналів. більш

точні оцінки можливі при знанні загасання на декількох частотах, що відповідають декільком основним гармоникам переданого сигналу. Загасання обчислюється за такою формулою:

де Рвих - потужність сигналу на виході каналу, Рвх - потужність сигналу на вході каналу.

Загасання завжди розраховується для певної частоти і співвідноситься з довжиною каналу.

На практиці користуються поняттям "погонное загасання", тобто загасання сигналу на одиницю довжини каналу, наприклад, загасання 0.3 дБ / метр. Чим менше загасання, тим вище якість лінії зв'язку. Зазвичай загасання визначають для пасивних ділянок лінії зв'язку, що складаються з кабелів і кросових секцій, без підсилювачів і регенераторів. Наприклад, кабель з крученими парами категорії 5 для внутрішньої проводки в будинках, що застосовується для локальних мереж , Характеризується загасанням не нижче -23.6 дБ для частоти 100 МГц при довжині кабелю 100 м. У оптичного кабелю загасання помітно нижче, і зазвичай лежить в діапазоні від 0.2 до 3 дБ при довжині кабелю в 1000 м. Слід зазначити, що практично всім оптичним волокнам властива складна залежність загасання від довжини хвилі, з трьома так званими «вікнами прозорості» - 850, 1300 і 1550 нм. найменші втрати

забезпечуються на довжині хвилі 1550 нм, що дозволяє досягти максимальної дальності при фіксованій потужності передавача та фіксованого чутливості приймача. Багатомодовий кабель володіє двома першими вікнами прозорості, т. Е. 850 і 1300 нм, а одномодовий кабель- двома вікнами прозорості на довжинах хвиль 1310 і 1550 нм.

Перешкодостійкість лінії визначає її здатність виконувати свої

функції під впливом перешкод з боку зовнішнього середовища або провідників

самого кабелю. Перешкодостійкість можна оцінити максимальною

інтенсивністю перешкод, при якій порушення функцій ще не перевищує

допустимих меж. Перешкодостійкість залежить від типу використовуваної

фізичне середовище, від екранують і пригнічують перешкоди коштів самої

Лінії. Найменш перешкодостійкими є радіолінії, наіболее-

волоконно-оптичні, малочутливі до зовнішнього електромагнітного випромінювання . Перешкодостійкість може бути підвищена за рахунок використання для передачі сигналу перешкодостійких кодів і спеціальних алгоритмів обробки.

Пропускна здатність лінії характеризує максимально можливу швидкість передачі даних по лінії зв'язку. Пропускна здатність вимірюється в бітах в секунду. Це пов'язано з тим, що дані в лініях зв'язку передаються послідовно, тобто побитно. Теоретично максимально можлива Пропускна спроможність незалежно від способу кодування визначається теоремою Шеннона-Хартлі:

відношення потужного сигналу до потужності білого гауссовского шуму. SNR - візначає число рівнів сигналу, Які может розрізніті приймач. Так, якщо SNR> 3, то одиничний сигнал може переносити два біти інформації. Типові швидкості передачі для найбільш поширених ліній зв'язку наведені в таблиці 1.

Таблиця 1 Швидкість передачі даних по каналах зв'язку

Достовірність передачі визначається ступенем спотворення сигналу, тобто тим, наскільки прийнятий сигнал відповідає переданому. В цифрових системах передачі інформації достовірність передачі даних характеризує

Для прискорення розробки телемедичних систем і оцінки впливу параметрів каналу на якість передачі сигналу зручно використовувати для моделювання середу MATLAB і Simulink, яка, надаючи готові до використання моделі каналів, дозволяє інтегрувати їх в модель системи для оцінки впливу різних спотворень на якість передачі сигналу. Що входить до складу Simulink Communication Blockset пропонує моделі таких каналів, як канал з адитивним білим гауссовским шумом, двійковий симетричний канал , Многолучевой релєєвського канал із завмиранням, райсовскій канал із завмиранням і ін. Змінюючи параметри каналу можна оцінювати похибка передачі для різних видів модуляції, типу завадостійкого кодування і способів обробки сигналу.