Тема 1 (774408), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Передача более широкого спектра речи в этом случае нецелесообразна, так как ведет к техническим усложнениям и увеличению затрат. Аналогично необходимая ширина спектра телевизионного сигнала определяется требуемой четкостью изображения. При стандарте в 625 строк верхняя частота сигнала достигает 6 МГц.
Спектр сигнала изображения много шире спектра сигнала звукового сопровождения. Это существенно усложняет построение систем телевизионного нещания по сравнению с системами звукового вещания. Ширина спектра телеграфного сигнала зависит от скорости передачи и обычно принимается равной г 1,5», где» вЂ” скорость передачи (телеграфирования) в Бодах, т.е. число символов, передаваемых в секунду. Так, при телетайпной передаче» = 50 Бод и г 75 Гц. Спектр модулированного сигнала обычно шире спектра передаваемого сообщения (первичного сигнала) и зависит от вида модуляции.
Можно ввести более общую и наглядную характеристику — " сигнала: Ус ~с ~)с. (1.1 Объем сигнала ~, дает общее представление о возможностях данного множества сигналов как переносчиков сообщений.1Чем больше объем сигнала, тем больше информации можно "вложить" в этот объем и тем труднее передать такой сигнал по каналу связи с требуемым качеством.~ г 1 Передающее устройство 1 1 ПриЕмное устройство 1 Рис.1.2. Струкзурнвя схема простейшей одноканальной системы связи 13 1.2. СИСТЕМЫ, КАНАЛЫ И СЕТИ СВЯЗИ На рис. 1.2 изображена структурная схема простейшей одноканальной сиспземы связи. Рассмотрим назначение отдельных элементов этой схемы. Иапочником сообщений и лолучагиелем в одних системах связи может быль человек, в других — различного рода устройства (автомат, вычислительная машина и т.д.).
Устройство, преобразующее сообщение в сигнал, называют передающим, а устройство, преобразующее принятый сигнал в сообщение, — приемньем. С помощью первичного преобразователя в передающем устройстве сообщение а, которое может иметь любую физическую природу (изображение, звуковое колебание и т.п.), преобразуется в первичный электрический сигнал Ь(г).
В телефонии, например, эта операция сводится к превращению акустических колебаний в пропорционально изменяющееся электрическое напряжение на выходе микрофона. В телеграфии с помощью телеграфного аппарата последовательность элементов сообщения (букв) заменяется последовательностью кодовых символов (О, 1 или точка, тире), которая одновременно преобразуется в последовательность электрических импульсов постоянного тока.
В передатчике первичный сигнал Ь(г) (обычно низкочастотный) превращается во вторичный (высокочастотный) сигнал и(г), пригодный для передачи по используемому каналу. Это осуществляется посредством модуляции. Преобразование сообщения в сигнал должно бьггь обратимым. В этом случае по выходному сигналу можно восстановить входной первичный сигнал, т.е. получить всю информацию, содержащуюся в переданном сообщении. В противном случае часть информации будет потеряна при передаче. кто инк сщмала 1 Источник ~ сообщений Рнс.1.3. Структурная схема канала сввзи 14 Линией связи называется физическая среда и совокупность аппаратных средств, используемых для передачи сигналов от передатчика к приемнику. В системах электрической связи — это прежде всего кабель или волновод, в системах радиосвязи — область пространства, в котором распространяются электромагнитные волны от передатчика к приемнику.
При передаче канальный сигнал и(~) может искажаться и на него могут накладыватъся помехи л(~). Приемное устройство обрабатывает принятое колебание г(~) = з(~) + л® представляющее собой сумму пришедшего искаженного сигнала зф и помехи л® и восстанавливает по нему сообщение а, которое с некоторой погрешностью отображает переданное сообщение а. Другими словами, приемник должен на основе анализа колебания г(~) определить, какое из возможных сообщений передавалось.
Поэтому приемное устройство является одним из наиболее ответственных и сложных элементов системы связи. Совокупность технических средств для передачи сообщений от источника к потребителю называется системой связи. Этими средствами являются передающее устройство, линия связи и приемное устройство.
Иногда в понятие система связи включается и чник и потребитель сообщений. По виду передаваемых сообщений разл ают следующие системы связи: передача речи (телефония); передача кета (телеграфия); передача неподвижных изображений (фототелеграфия); ередача подвижных изображений (телевидение), теле- измерение, телеупр ение и передача данных. По назначению телефонные и телевизионные системы делят на вещательные, отличающиеся высокой степенью художественности воспроизведения сообщений, и профессиональные, имеющие специальное применение (служебная связь, промышленное телевидение и т.п.). В системе телеизмерения физическая величина, подлежащая измерению (температура, давление, скорость и т.п.), с помощью датчиков преобразуется в первичный электрический сигнал, поступающий на передатчик.
На приемном конце переданную физическую величину или ее изменения выделяют из сигнала и наблюдают или регистрируют с помощью записывающих приборов. В системе телеуправления осуществляется передача команд для автоматического выполнения определенных действий. Нередко эти команды формируют автоматически на основании результатов измерения, переданных телеметрической системой. Внедрение высокоэффективных ЭВМ привело к необходимости быстрого развития систем лередачи данных, обеспечивающих обмен информацией между вычислительными средствами и объектами автоматизированных систем управления. Эгот вид электросвязи по сравнению с телеграфной отличается более высокими требованиями к скорости и верности передачи информации. Каналом связи называется совокупность средств, обеспечивающих передачу сигнала от некоторой точки А системы до точки Б (рис.
1.3). Точки А и Б мсвгуг быть выбраны произвольно, лишь бы между ними проходил сигнал. Часть системы связи, расположенная до точки А, является источником сигнала для этого канала. Если сигналы, поступающие на вход канала и снимаемые с его выхода, являются дискретными (по уровням), то канал называется дискретным. Если входные и выходные Канал связи сигналы канала являются Получатель непрерывными (по уровл Е сорб еннй НЮ), ТО И КамаЛ НаЗЫВаЕТ- ся непрерывным. Встреча- ются также дискретно-непрерывные и непрерывно-дискретные каналы, на вход которых поступают дискретные сигналы, а с выхода снимаются непрерывные, или наоборот. Из сказанного видно, что канал может быть дискретным или непрерывным независимо от характера передаваемых сообщений. Более того, в одной и той же системе связи можно выделить как дискретный, так и непрерывный канал.
Все зависит от того, каким образом выбраны точки А и Б входа и выхода канала. Канах овязи монне хер ризоаать твк не, г к и оигниг, таеьпг парапет. т в чение к ого по «анвар возмонна пер дача, динами. ческим диапазоном и полосой анапа г„. Под динамическим диапазоном канала понимают отношение о стимой мощности передаваемого гнала к мощности неизбежно присутствующей в канале помехи, выраженно в деци елах, Типы каналов, по которым передаются сигналы, многочисленны и разнообразны.
Различают каналы проводной связи (воздушные, кабельные, световодные и др.) и каналы радиосвязи. Кабельные линии связи являются основой магистральных сетей дальней связи, по иим осуществляется передача сигналов в диапазоне частот от десятков кГц до сотен МГц. Весьма перспективными являются волоконно-оптические линии связи. Они позволяют в диапазоне 600...900 1Тц (0,5...0,3 мкм) обеспечить очень большую пропускную способность (сотни ТВ или сотни тысяч ТФ каналов). Наряду с проводными линиями связи широко используются радиолинии различных диапазонов (от сотен кГц до десятков ГГц).
Эти линии более экономичны и незаменимы для связи с подвижными обьектами. Наибольшее распространение для многоканальной радиосвязи получили радиорелейные линии (РРЛ) метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов на частотах от 60 МГц до 15 ГГц. Разновидностью РРЛ являются тропосферные линии с использованием отражений от неоднородностей тропосферы. Всб большее применение находят спутниковые линии связи — РРЛ с ретранслятором на ИСЗ.
Для этих линий (систем) связи отведены диапазоны частот 4...6 и 11...275 ГГц. Большая дальность при одном ретрансляторе на спутнике, гибкость и воэможность организации глобальной связи — важные преимушества спутниковых систем. Об изнаками не е ывных каналов являются еле щие. Вопервых, большинство каналов можно считать линейными. В таких каналах выходной сигнал является суммой откликов отдельных входных сигналов и помех (применим принцип суперпозиции), а продукты нелинейных преобразований в канале малы по сравнению с выходными сигналами. Во-вторых, на выходе канала даже в отсутствие полезного сигнала всегда имеются помехи. -третьих, сигн передаче по кан прете певает з е по в емени и за ание по дтррових~. иакоиен, в реальных канавах во г а имекп Мпето иоканениа сигнала, обусловленные несовершенством характеристик канала и'Нере1(ко изменениями параметров канала во времени.
Обобщенно характеристикой канала яввяетоя яо емкооть о ем Р„= Т„Г„Лк. (1.2) Необходимым условием неискаженной передачи по каналу сигналов с объемом г'„очевидно, должно быть як. (1. 3) Преобразование первичного сигнала в высокочастотный сигнал часто и преследует цель согласования сигнала с В простейшем случае сигнал согласуют с каналом по всем трем параметрам, т.е. добиваются выполнения условий: я с ~ д кз д'с ~ длз д)с ~ Йс. (1.4) При этих условиях объем сигнала полностью "вписывается" в объем канала. 15 Однако неравенство (1.3) может выполняться и тогда, когда одно или два из неравенств (1.4) не выполнены. Это означает, что можно производить нобмеин длительности на ширину спектрй нли ширину спектра на динамический диапазон и т.д.
Пусть, например, записанный на пленку телефонный сигнал, имеющий ширину спектра 3 кГц, необходимо передать через канал, полоса пропускания которого ЗОО Гц. Это можно осуществить, воспроизводя сигнал со скоростью, в 10 раэ меньшей той, с которой он был записан.
Прн этом все частоты исходного сигнала уменьшатся в 10 раэ и во столько же раэ увеличится время передачи. Принятый сигнал также записывается на пленку, а затем, воспроизведя его со скоростью, в 10 раэ большей, можно восстановить исходный сигнал. Аналогично можно передать сигнал быстрее, если полоса пропускания канала шире спектра сигала. Значительно больший интерес представляет воэможность обмена динамического днапаэона на полосу пропускаиия. Так, исполъзуя широкополосные помехоустойчивые виды модуляции (см. гл.8), можно передать сообщение с динамическим диапазоном, например 60 дБ, по каналу, в котором сигнал превышает помеху всего лишь на 20 дБ. При этом исполъзуется полоса пропускания канала а несколъко раэ более широкая, чем спектр сообщения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
