Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации (1976) (1151855), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Это позволяет значительно ослабить эффект накопления искажений при передаче информации по протяженным линиям связы. Возможность существенного уменьшения влияния аппаратуряых погрешностей при цифровой передаче 7 информации открывает пути к значительному улучшению качественных показателей системы. 2. Важным достоинством передачи информации в цифровой форме является ее универсальность для любых видов передаваемых сообщений (речь, телевизионные изображения, дискретные данные, команды и т. п.). Универсальная форма представления информации позволяет использовать одни и те же каналы связи для передачи сообщений самой различной физической природы.
3. Ключевые режимы работы значительной части электронных устройств, входящих в состав систем передачи цифровой информации, открывают ряд совершенно новых возможностей по фильтрации, преобразованию и усилению сообщений и сигналов. В настоящее время уже известны дискретные устройства, которые выполняют указанные операции. Класс этих устройств, называемых цифровыми фильтрами, непрерывно расширяется. Обладая совершенно уникальными свойствами (высокой стабильностью характеристик,,возможностью изменения различных параметров фильтра в процессе работы, высоким быстродействием и т. и.), цифровые фильтры открывают широкие возможности построения высококачественных цифровых систем передачи информации.
Выполнение цифровых фильтров на интегральных элементах или в виде интегральных подсистем позволяет унифицировать отдельные элементы и блоки цифровых систем. Унификация и стандартизация отдельных элементов, блоков и подсистем, входящих в состав цифровых систем, позволяет широко применять автоматизацию в производстве аппаратуры и существенно упрощает ее регулировку и настройку. Цифровые системы принципиально более гибки, чем аналоговые, позволяют применять более совершенные методы передачи и приема информации и способы их реализации. По сравнению с аналоговыми цифровые системы обладают более высокой помехоустойчивостью и надежностью связи, возможностью скрытности работы и т. д.
Большим достоинством цифровой передачи информации является возможность унификации характеристик каналов передачи различного назначения, что позволяет создавать сложные информационные сети, входящие в состав единой автоматизированной системы связи $ (ЕАСС). Йо сравнению с аналоговыми системами передачи информации цифровые системы допускают более простое сочленение их с цифровыми электронными вычислительными машинами. Итак, наиболее существенными достоинствами цифровых систем передачи информации являются: 1) возможность автоматизации обработки информации; 2) универсальная форма представления сообщений различной физической природы и, как результат этого, гибкость систем, позволяющая, заменив программу работы, применять одно и то же оборудование для разных целей; 3) высокие качественные показатели работы систем; 4) воэможность объединения отдельных систем вболее крупные системы н комплексы.
Достоинства систем передачи цифровой информации связаны со значительным усложнением схем и технологии изготовления аппаратуры, а также с необходимостью использования более широкой полосы частот по сравнению с аналоговыми системами. Однако в настоящее время усложнение аппаратуры не является принципиальным препятствием, поскольку быстрое развитие современной технологии производства электронной аппаратуры создает широкие возможности реализации цифровых систем на основе новейших достижений в области микроэлектроники, интегральных схем, физики твердого тела н т. п. Уменьшение размеров, веса, потребляемой энергии и, наконец, стоимости элементов и узлов аппаратуры прн непрерывно увеличивающейся их надежности стимулирует применение все более сложных и совершенных схем, обладающих высокими информационными, технологическими н эксплуатационными качественными показателями.
Развитие теории и техники «сжатия информации»' позволяет в ряде случаев существенно повышать эффективность использования отводимой полосы частот для цифровых систем. Цифровые системы передачи информации в настоящее время быстро развиваются и находят все более широкое применение в различных областях. 1.2. ОСНОВНЪ|Е ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВОИ ИНФОРМАЦИИ Независимо от того, для каких целей и с помошью каких средств обеспечивается передача цифровой информации, качество передачи этой информации можно характеризовать рядом показателей. К наиболее важным из них относятся достоверность и скорость передачи информации. Рассмотрим суть этих показателей. Достоверность передачи информации.
Передача информации по линиям связи всегда сопровождается неизбежным действием помех и искажений. Это приводит к тому, что принятое сообщение может в какой-то мере отличаться от переданного. Естественно, что при проектировании и создании линий связи всегда стремятся обеспечить такие условия работы, чтобы указанное различие было невелико и не превышало некоторой допустимой величины. Достоверностью передачи информации принято называть степень соответствия принятого сообщения переданному. Для количественной оценки этого соответствия в случае передачи цифровой информации целесообразно пользоваться отношением числа ошибочно принятых элементов сообщения М, к общему числу переданных элементов Моэт: йом=Мош/Мобщ (1.1) Это отношение называется частостью ошибок (илк коэффициентом ошибок).
При ограниченном времени передачи величина й,м является случайной и зависит от этого времени. Однако если общее время передачи информации (сеанс связи) значительно превышает длительность отдельного элемента сообщения, а статистические характеристики процесса передачи при этом остаются неизменными (или меняются незначительно), то величина й,ш остается весьма устойчивой и почти не меняется от сеанса к сеансу. Практически такие условия во многих случаях выполняются. Поэтому в первом приближении коэффициецт ошибок можно считать близким к вероятности ошибки приема одного элемента со- общениЯ Р,м.
Итак, в дальнейшем достоверность передачи цифровой информации будем оценивать величиной вероятно- го сти ошибочного приема одного элемента сообщения. Несмотря на то, что указанный показатель является идеализированным и условия его применимости не всегда строго выполняются, он нашел очень широкое применение при оценке качества передачи цифровой информации из-за своей простоты и удобства.
Скорость передачи информации. При исследовании вопросов передачи цифровой информации приходится сталкиваться с двумя различными понятиями скорости передачи: технической и информационной, Техническая скорость характеризует быстродействие аппаратуры, входящей в состав передающей части системы связи. Она определяется количеством элементов дискретного сообщения, переданных в секунду. Эта характеристика была предложена в телеграфии около 100 лет назад французским инженером Ж. Бодо. В его честь единица технической скорости была названа бодом. Техническая скорость передачи определяется величиной В=1(та [бод~, (1.2) где тв — длительность посылки, соответствующей передаче одного элемента дискретного сообщения. В литературе техническую скорость передачи иногда называют скоростью манипуляции. В связи с появлением и быстрым развитием теории информации и ее многочисленных приложений возникла необходимость в широком применении понятия информационной скорости передачи.
Под этой скоростью понимают количество информации, поступившее по линии связи от источника информации к получателюза одну секунду. Информационная скорость измеряется числом двоичных единиц (бите) в секунду. Она зависит от ряда факторов: технической скорости передачи, статистических свойств источника, типа канала связи, применяемых сигналов и помех, действующих в этом канале.
Техническую скорость передачи нельзя путать с информационной скоростью, а термин «бод» использовать как синоним термина «бнт(с». Количественно эти скорости совпадают только для бинарных симметричных * Термин «оит» происходит от английского названия двоичной единицы Ыпагу жди.
1! линий связи с высокой достоверностью передачи. Только в этом единственном случае можно принять, что 1 бод равен ! бит/с*. В общем случае информ,ционная скорость не совпадает с технической и может быть как больше, так и меньше ее. Конкретные значения вероятности ошибки и скорости передачи цифровой информации существенно зависят от типа канала связи, вида сигнала и его энергии, уровня помех в канале, требований к качеству передачи и т. д. Эти вопросы рассмотрены ниже в гл. 3 — 7. 1.З. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВОИ ИНФОРМАЦИИ В настоящее время передача информации в цифровой форме находит широкое применение в решении самых различных задач связи, телеметрии и управления.
Особенно важное значение системы передачи цифровой информации приобрели в таких областях, как передача данных, космическая связь и управление. 1.3.1. Передача данных Передача данных сравнительно новый вид связи. Его появление относится к началу 50.х годов и обусловлено широким развитием электронных вычислительных машин и их применением в различных системах управления и обработки информации, в частности, в системах управления ракетами, космическими аппаратами, искусственными спутниками Земли, в системах централизапии н обработки результатов радиолокационного слежения, в системах управления производством н т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
