А.В. Петраков - Основы практической защиты информации, страница 6

Другим основным требованием к ПУ является минимальность затухания в направлениях 1—'1 и 4—>-1, в которых24''■ ■ ''■.■Рис. 1.8. Структурная схема четырехпроводного каналапередаются информационные сигналы. Эти требования реализуются спомощью развязывающего устройства (РУ), входящего в состав ПУ. Чаще всего в качестве РУ используется симметричная трансформаторнаядифференциальная система (ДС). На рис. 1.9 показана схема и условное обозначение симметричной ДС.

Она состоит из дифференциальноготрансформатора (ДТ) и балансного контура (БК). Обмотки W\ и w^ одинаковы по своим электрическим параметрам. Электрические характеристики БК идентичны электрическим характеристикам двухпроводнойабонентской линии Zn = Z&.к . В этом случае ток сигнала /, приходящийв среднюю точку ДТ, разделяется на два равных, но противоположно направленных тока 1\ = 13. Результирующая ЭДС, наведенная во вторичной обмотке ДТ, окажется равной нулю (на самом деле пренебрежимомалой, т.е. 1% и 0) и затухание в направлении 4—э-2 будет очень велико.Поскольку токи /i = Iz, то лишь половина мощности принятогосигнала будет направлена к абоненту, другая ее половина рассеиваетсяна балансном контуре. Поэтому затухание уравновешенной ДС в направлении 4—Л равно a 4 _*i = 10 Ig2 к, 3 дБ. Такое же значение затухания в направлении 1—»2.

Реально из-за потерь в ДТ эти затухания на0,3...0,5 дБ "больше расчетных.В условиях эксплуатации к зажимам 1-1 ДС подключаются абонентские линии различного типа и протяженности, обладающие неодинаковыми входными сопротивлениями. Осуществлять настройку каждый разРис. 1.9. Дифференциальная система:— условное обозначениеа— электрическая схема;, б-25Рис. 1.11. Структурная схема телеохранной (для телеэксперимента) системыРис. 1.10. Включение эхозаградителя в четырехпроводный каналсчитают нецелесообразным.

Поэтому БК выбирают в виде постоянногосопротивления, и вследствие этого значение переходного затухания ДС(направление 4—>2) может составлять 10... 12 дБ, что недостаточно.Недостаточное значение переходного затухания ДС, наличие отражений в абонентской линии приводят к появлению эффекта электрического эха. Электрическое эхо нарушает нормальную связь, что особенносказывается на протяженных линиях и в системах космической связи.Для уменьшения мешающего действия токов электрического эха вчетырехпроводную часть канала включают эхоподавляющие устройства— эхозаградители (рис.

1.10). При появлении сигнала в направленииприема речевых сигналов дальнего абонента в направление передачиблоком передачи вносится затухание не менее 50 дБ, что эквивалентно блокировке направления передачи. При одновременном разговореабонентов, например, когда один перебивает другого, блокировка снимается и токи эха будут проходить в направлении передачи.

Для уменьшения влияния эха на интервалах одновременного разговора в направление приема вводится затухание 6...18 дБ в зависимости от уровнясигнала. Наличие речевых сигналов абонентов определяется при помощи входящих в блок управления пороговых устройств.Возвратимся к рис. 1.7 и представим себе, что вместо микрофонаМд абонента А включен какой-либо датчик Д (группа датчиков), который при активизации генерирует сигнал мощностью Ря w Рм т 1 мВт,находящийся в полосе частот 0,3.. .3,4 кГц (рис. 1.11).

Если датчик генерирует сигнал, отличающийся от такого, то его (сигнал) можно усилить,ослабить, перенести с помощью модуляции в эту полосу частот и передать по телефонному каналу в приемник сигналов (ПС), включенныйвместо телефона Тв абонента Б. В зависимости от обстановки (контролируемой ситуации) абонент Б (дальний охранник, наблюдатель, экспериментатор) может по каналу Б—»А, в котором вместо его микрофонаМБ включено командное устройство (КУ) (-Рку « 1 м_Вт в полосе частот0,3.. .3,4 кГц), а вместо телефона Тд абонента А включено исполнительное устройство (ИУ) с чувствительностью Ри у « 1 мкВт, работающее в.26полосе частот 0,3...3,4 кГц, произвести некоторые охранно-защитныеоперации на территории (в помещении) абонента А [9].Теперь следует отметить, что все ранее сказанное о телефонных каналах относится и к радиоканалам, использующимся для телефонной(радиотелефонной) связи.

В любой радиотелефонной станции (радиотелефоне) имеется микрофон (на передачу) и телефон и (или) громкоговоритель (при приеме). Микрофоны и телефоны радиотелефоновимеют те же (без специальных улучшений) мощностные и частотные характеристики, что микрофоны и телефоны, используемые в телефоннойсвязи. Дальность радиотелефонной связи зависит от мощности-радиопередатчика и чувствительности радиоприемника, конструкции и размеровантенн, диапазона частот, в котором осуществлен радиоканал. Нужноподчеркнуть, что если микрофон и телефон работают в одной полосечастот (упомянутые 0,3...3,4 кГц), то дуплексный радиоканал всегдазанимает две полосы частот (на передачу В.

..Г и на прием Е...Ж),разнесенные на значительный частотный промежуток (несколько мегагерц). На рис. 1.12 структурно представлена схема радиотелефоннойсвязи, в которой точно также, как и в телефонной связи микрофон Мдможет быть заменен датчиком Д (группой датчиков), телефон Тв —приемником сигналов ПС, микрофон М Б — командным устройствомКУ, телефон Т А — исполнительным устройством ИУ [76].Для передачи речи существуют два вида электро- и радиоканалов:аналоговый и дискретный.Рис. 1.12.системыСтруктурная схема радиоохранной (для телеэксперимента)271.3. Физические характеристики сигналовэлектрорадиосвязиД л и те л ь н о с ть , м о щ н о с ть и с п е к тр с иг н ал а. Си г н ал е ст ь вопределенном смысле объект транспортировки, так как он должен бытьпередан по каналу связи от передатчика к приемнику.

Техника связи и есть по существу техника транспортировки сигнала (это касаетсяи транспортирования почтовых отправлений). Поэтому нужно ввестидля описания сигнала такие его характеристики, которые определялибы условия его передачи.Всякий сигнал, рассматриваемый как явление во времени, имеет начало и конец. Поэтому первой наиболее естественной характеристикойсвойств сигнала является его длительность. Легко понять, что длительность сигнала просто связана с количеством сведений, которое припрочих равных условиях должно быть пропорционально длительности.С другой стороны, длительность сигнала также просто связывается сусловиями работы канала связи: чем больше длительность сигнала,тем на большее время занимается канал.

Длительность сигнала измеряется в единицах времени (секундах, микросекундах, миллисекундах, часах, минутах).Далее нужно дать некоторую характеристику функции сигнала в интервале его существования, т.е. на протяжении его длительности. Такойхарактеристикой сигнала может служить энергия или средняя мощностьсигнала'как величина, оценивающая силу сигнала.Пусть U(t) — функция, описывающая изменение напряжения сигнала во времени на некотором нагрузочном сопротивлении R. Мгновенная мощность сигнала пропорциональна квадрату напряженияP c (t) = U 2 (t)/R. Средняя мощность сигнала равна энергии, выделяющейся на сопротивлении R в течение интервала времени At, отнесеннойк продолжительности этого интервалаСредние мощности реальных сигналов оценивают экспериментально.

Результаты измерений показывают, например, что уровни среднихмощностей микрофонных сигналов от различных абонентов могут отличаться друг от друга на 30 дБ и более. Средняя мощность зависит отзатухания соединительной линии, типа телефонного аппарата, пола абонента, его манеры говорить и ряда других причин. Средняя мощностьмикрофонного сигнала «среднестатистического» абонента принята равной 32 мкВт в начале междугородного-канала. Но мощность сигналасама по себе не определяет свойства сигнала как переносчика сведения, так как нельзя игнорировать реальные условия передачи сигнала,определяемые наличием помех. Поэтому сигнал целесообразно характеризовать не абсолютной мощностью, а отношением мощности сигнала к28мощности помех.

В технике электрорадиосвязи для оценки мощностей,токов и напряжений сигналов и помех используют понятие уровней, измеряемых в логарифмических единицах, выражаемых в децибелах (дБ),где Рсср иР п — соответственно, средние мощности сигнала и помехи.Определенную таким образом величину будем называть превышением сигнала над помехой или просто превышением. Нетрудно увидеть, что Н выражает не что иное, как относительный средний уровеньпревышения сигнала над помехой.Мгновенные мощности сигналов-электросвязи могут изменяться вдовольно широких пределах.

Для количественной оценки пределов изменения мгновенной мощности сигнала вводят понятие динамическогодиапазона, причем различают динамические диапазоны сигналапо мощностигде Рс.макс и Рс.мин — соответственно, максимальная и минимальнаямощности сигнала, Вт; по напряжениюгде 1УМакс и UMnli — соответственно, максимальное и минимальное напряжения, В;а также пикфакторОценены длительность сигнала и превышение. Но этого мало, таккак отсутствует еще какая-либо характеристика поведения сигнала (напротяжении его длительности), которая показывала бы скорость его изменения.

Это — полоса частот, которую занимает передаваемый сигнал, или ширина спектра сигнала (измеряется в герцах, килогерцах,мегагерцах).Таким образом, для описания общих свойств сигнала достаточнотрех основных характеристик: длительности Тс, ширины спектра Fc,превышения сигнала над помехой Я с . Их можно себе представить ввиде отрезков определенной длины, отложенных параллельно трем координатным осям: оси времени, оси частот и оси уровней [94].Объем сигнала и емкость канала. Из предыдущего пояснения вытекает, каким образом возникает геометрическое представлениесигнала как некоторого объема в трехмерном пространстве. Этот объем представляется как параллелепипед с ребрами Тс, Рс, Яс («габаритные размеры» сигнала). Такой геометрический образ представленна рис.

1.13; Произведение трех параметров Vc = TCFCHC, можно назвать объемом сигнала.' .'29-Введя понятие объема сигнала, можно сравнительно просто представить соотношения между свойствами сигнала исвойствами канала связи.Канал связи можно охарактеризоватьтакже тремя параметрами:временем Т к , в течение которого канал предоставлен для работы;Рис. 1.13.К пояснеполосой частот FK, которую каналнию объема сигналаспособен пропустить;полосой уровней Нк, зависящей от допустимой нагрузки аппаратуры канала.Очевидно, что передача сигнала, с характеристиками Тс, Fc, Hc поканалу с параметрами Т к , F K , H K возможна при условиях:Три параметра канала можно перемножить и назвать их произведение VK = TKFKHK емкостью канала. Сигнал может быть передан по каналу,если емкость канала не менее объема сигнала, или, образно говоря, еслисигнал «вмещается» в канал. Это представление связывается с геометрическим образом двух параллелепипедов, из которых один долженпоместиться в другом, что возможно, очевидно, если все три сторонывмещающего параллелепипеда больше соответствующих сторон вмещаемого.