Виды сообщений систем связи. Сигналы, сообщения, системы связи. Свойства преобразования Фурье
Совокупность всех средств, служащих для передачи информации, будем называть системой передачи информации. Источник и потребитель информации являются абонентами этой системы. Абонентами могут быть ЭВМ, системы хранения информации, различного рода датчики и исполнительные устройства, а также люди. В составе структуры системы передачи информации можно выделить: канал передачи (канал связи), передатчик информации, приемник информации. Передатчик служит для преобразования поступающего от абонента сообщения в сигнал, передаваемый по каналу связи; приемник -для обратного преобразования сигнала в сообщение, поступающее абоненту.
Основными качественными показателями системы передачи информации являются: пропускная способность, достоверность, надежность работы.
Пропускная способность системы передачи информации - наибольшее теоретически достижимое количество информации, которое может быть передано по системе за единицу времени. Пропускная способность системы обусловливается скоростью преобразования информации в передатчике и приемнике и допустимой скоростью передачи информации по каналу связи, определяемой физическими свойствами канала связи и сигнала.
Достоверность передачи информации - передача информации без ее искажения. В идеальном случае при передаче должно быть однозначное соответствие между передаваемым и получаемым сообщениями. Однако под действием помех, возникающих в канале связи, в приемнике и передатчике, это соответствие может быть нарушено, и тогда говорят о недостоверной передаче информации.
Надежность капала связи - полное и правильное выполнение системой всех своих функций.
Каналы связи являются общим звеном любой системы передачи информации. По физической природе каналы связи делятся следующим образом:
- механические - используются для передачи материальных носителей информации;
- акустические - передают звуковой сигнал;
- оптические - передают световой сигнал;
- электрические - передают электрический сигнал.
Электрические каналы связи могут быть проводные и беспроводные (или радиоканалы).
По форме представления передаваемой информации каналы связи делятся на аналоговые и дискретные. По аналоговым каналам передается информация, представленная в непрерывной форме, т. е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины. По дискретным каналам передается информация, представленная в виде дискретных (цифровых, импульсных) сигналов той или иной физической природы. Скорость передачи цифровой информации по каналу связи измеряется в бодах. Один бод - это такая скорость, когда передается один бит в секунду (1 бод= 1 бит/с). Объем цифровой информации, передаваемой по каналу связи за определенный период времени, называют трафиком (от англ, traffic - «движение, транспорт, торговля»).
Связь может быть односторонней (симплексной ), с попеременной передачей информации в обоих направлениях (полудуплексной ) или одновременной в обоих направлениях {дуплексной). С помощью всего одной линии связи можно обеспечить реализацию сразу нескольких каналов связи. Такая связь называется многоканальной.
В системах административно-управленческой связи каналы связи по пропускной способности классифицируют на следующие виды:
- низкоскоростные, скорость передачи информации в которых от 50 до 200 бод; это дискретные (телеграфные) каналы связи, как коммутируемые (абонентский телеграф), так и некоммутируемые;
- среднескоростные, использующие аналоговые (телефонные) линии связи; скорость передачи в них от 300 до 9 600 бод, а в новых стандартах до 33 600 бод (стандарт V.34 бис);
- высокоскоростные (широкополосные), обеспечивающие скорость передачи информации выше 36 000 бод; по этим каналам связи можно передавать и дискретную, и аналоговую информацию.
Физической средой передачи информации в низкоскоростных и среднескоростных проводных каналах связи обычно являются группы либо параллельных проводов, либо скрученных, называемых витой парой (скручивание проводов уменьшает влияние внешних помех).
В широкополосных проводных каналах связи используются коаксиальные кабели, оптоволоконные кабели, радиоволноводы. К широкополосным относятся и беспроводные радиоканалы связи. Возможности широкополосных каналов связи огромны. Например, по одному каналу-радиоволноводу для миллиметровых волн можно одновременно организовать несколько тысяч телефонных каналов, несколько тысяч видеотелефонных и около тысячи телевизионных, при этом скорость передачи может составлять несколько миллионов бод. Не меньше возможности и у волоконно-оптических каналов.
По виду передаваемой информации (способу ее представления) выделяют следующие виды связи.
- Телефонная связь, обеспечивающая прием и передачу речевой информации.
- Видеотелефонная связь, при которой абоненты не только слышат, но и видят друг друга.
- Факсимильная связь - процесс дистанционной передачи неподвижных изображений и текста (дистанционное копирование документов). Иногда ее рассматривают как подвид видеотелефонной связи.
- Телеграфная связь, обеспечивающая обмен буквенно-печатной информацией.
- Телекодовая связь, представляющая собой передачу и прием закодированной информации, предназначенной для обработки на ЭВМ или иными цифровыми устройствами.
В зависимости от того, подвижны источники/получатели информации или нет, различают стационарную (фиксированную) и подвижную связь (мобильную связь с подвижными объектами).
В ряде случаев связь осуществляется через промежуточные рет-расляторы - приемо-передатчики, принимающие и передающие далее сигнал в нужном направлении, чаще всего усилив его. При этом говорят о спутниковой связи (связь с применением космического ретранслятора), радиорелейной связи (связь с применением наземного ретранслятора) и сотовой связи (связи с использованием сети наземных базовых станций).
Прежде всего, электронная связь осуществляется с помощью сетей электросвязи - технологических систем, обеспечивающих передачу информации. Единое централизованное управление взаимоувязанной сетью связи Российской Федерации осуществляется Министерством связи России. Последняя представляет собой систему технологически сопряженных сетей связи общего пользования и ведомственных сетей электросвязи. Абонентами сетей связи общего пользования могут быть любые юридические или физические лица. В отличие от них ведомственные сети электросвязи предназначены исключительно для удовлетворения информационных потребностей соответствующих ведомств. На территории Российской Федерации любыми юридическими или физическими лицами могут создаваться выделенные сети связи, не имеющие выхода на сеть связи общего пользования.
Для административно-управленческой связи большое значение имеет ее деление на системы передачи документированной и недокументированной информации. К электронным системам передачи документированной информации относят телеграфную и факсимильную связь. Основной электронной системой передачи не документированной информации является телефонная связь. В отдельный вид выделяют системы с документированием информации при приеме.
Рис. 7.1.
электронной связи
Отдельного внимания и с точки зрения организации, и с точки зрения использования заслуживают цифровые сети, особенно такой информационный монстр, как Интернет со своими многочисленными службами и услугами. Именно ему и применяемым при этом технологиям мы обязаны появлением самых современных систем связи. Эти технологии требуют постоянного совершенствования каналов связи, что не обходится без растущих затрат на их организацию. На рис. 7.1 показана относительная взаимосвязь различных современных систем организации связи с требованиями по пропускной способности каналов и затратами.
Что такое электросвязь?
Передача информации посредством электрических сигналов, распространяющихся по проводам (проводная связь), или (и) радиосигналов (радиосвязь). К электросвязи относят, кроме того, передачу информации при помощи оптических систем связи.
На какие основные виды делится электросвязь?
Основные виды электросвязи: телефонная, телеграфная, факсимильная связь, передача данных (телекодовая связь), видеотелефонная связь.
Что такое радиосвязь?
Это передача информации с помощью радиоволн, т.е. электромагнитных волн, частота которых меньше 3*10 5 МГц (длинна волны более миллиметра).
Что является носителем информации в системах электросвязи?
В технических системах связи носителем информации выступает исключительно электромагнитное поле, которое способно распространяться в открытом пространстве в виде радиоволн, инфракрасного излучения, а так же вдоль металлического проводника (вызывая в нем электрический ток) или по прозрачным волокнам - в виде видимого света.
Что называется сигналом?
Сигнал (лат. signum - знак) - сообщение, отображенное на носителе информации.
Что такое аналоговый сигнал?
Аналоговый сигнал по своей структуре непрерывен во времени и характер его изменения аналогичен характеру изменения какого-либо физического параметра. Например, форма изменения напряжения на выходе микрофона аналогична изменению давления звука на мембрану микрофона. По структуре аналоговый сигнал непрерывен во времени.
Что представляет собой цифровой сигнал?
Цифровой сигнал формируется в результате преобразования аналогового сигнала. Для такой трансформации служит специальное устройство - аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Следствием преобразования является дискретный набор импульсов, сформированных по определенному принципу, так называемому двоичному коду. В точке приема цифровой сигнал вновь преобразуют в аналоговый при помощи цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).
Какие преимущества у цифрового метода передачи информации?
Во первых, при передаче сигнала в цифровом виде возможно практически полностьюизбавиться от помех, возникающихпри его распространении по каналам связи. Для аналогового способа передачи информации сигнала это невозможно даже при применении самых совершенных технологий.
Благодаря тому, что любые сигналы в цифровом виде представлены однотипно, цифровая технология позволяет сделать сети связи универсальными и использовать одни и те же каналы связи для передачи сообщений разного типа: телефонных, факсимильных, телевизионных и т.д. К тому же, сигнал в цифровом виде возможно более успешно зашифровать.
Каким образом сообщение отображается на радиоволнах?
Сообщение отображается на радиоволнах за счет модуляции.
Что такое модуляция?
Модуляция есть наложение информационного сигнала на несущий сигнал за счет изменения его параметров - амплитуды, частоты, фазы. Отсюда названия видов модуляции - амплитудная, частотная, фазовая.
Какова главная задача связи в ОВД?
Обеспечение четкой и бесперебойной передачи сообщений в целях непрерывного управления органами внутренних дел в любых условиях оперативной обстановки.
Каковы требования к связи в ОВД?
Своевременность. Способность обеспечивать передачу (прием) сообщений в сроки, обусловленные оперативной обстановкой.
Надежность. Способность обеспечить непрерывное управление деятельностью ОВД в любых условиях оперативной обстановки
Защищенность (безопасность) . Способность обеспечить скрытность, конфиденциальность, целостность и доступность информации легальным пользователям.
Пропускная способность . Способность обеспечивать доставку информации в установленные сроки.
Достоверность . Степень точности воспроизведения информационных сообщений в пункте приема
Устойчивость. Способность системы связи обеспечивать управление ОВД в условиях воздействия на ее элементы деструктивных факторов техногенного и природного характера.
Что такое система связи ОВД?
Совокупность радиосетей сухопутной подвижной связи ОВД составляет систему радиосвязи ОВД. Главным оператором системы радиосвязи является руководитель подразделения связи органа внутренних дел, на территории которого разворачивается система.
Что называется сетью радиосвязи ОВД?
Какие недостатки имеются у систем радиосвязи?
Системам радиосвязи, преимущественно конвенциальным, характерны следующие недостатки:
· вероятность перехвата сообщений по радиоканалам, особенно при использовании ненаправленных излучателей;
· возможность ввода ложных сообщений в радиоканалы под маской одного из корреспондентов;
· реальность постановки преднамеренных помех с целью недопущения передачи по радиоканалу;
· возможность определения местоположения радиостанций работающих корреспондентов путем пеленгования с использованием специальной аппаратуры.
Что такое дуплексная связь?
Процесс двухсторонней связи между двумя абонентами с одновременной передачей сообщений в обоих направлениях.
Чем характеризуется симплексная связь?
Позволяет корреспондентам вести прием и передачу только поочередно. В системах радиосвязи реализация симплексного режима может осуществляться за счет одной частоты - одночастотный симплекс или двух частот - двухчастотный симплекс (ДЧС).
Кто такой абонент?
Пользователь, имеющий право доступа к системе обработки или передачи информации. Для этих целей абоненту может быть выделен абонентский номер или уникальный код идентификации.
Что включают в себя технические системы связи ОВД?
Совокупность узлов и станций связи, соединенных между собой линиями связи в порядке, соответствующем организации управления, принятой в ОВД.
Что такое узел связи?
Составная часть сети связи для объединения и распределения потоков сообщений.
Что такое станция связи?
Специально оборудованное предприятие, обслуживающее определенные территории, ведущее систематические наблюдения и исследования в области связи.
Что представляет собой линия связи?
Совокупность технических устройств и физической среды, обеспечивающая передачу и распространение сигналов от передатчика к приемнику. Составная часть канала связи (канала передачи). Иногда в состав канала связи включается несколько линий связи (на различных участках протяжённого канала связи используются воздушные, кабельные, радиорелейные и др. линии связи).
Что такое канал связи?
Канал передачи информации, включающий технические устройства и физическую среду передачи сигналов от передатчика к приемнику. Каналы связи различают по виду передаваемой информации (телеграфный, телефонный, радиовещательный и др. каналы). Бывают проводные и беспроводные.
Чем отличаются проводные каналы связи от беспроводных?
Проводные каналы реализуются, когда сигнал передается по двухпроводной линии или по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС). Беспроводные каналы реализуются при передаче информации за счет радиоволн или инфракрасного излучения.
Что такое ширина полосы пропускаемых частот канала связи?
Пропускная способность или диапазон частот электросигнала, передачу которых может обеспечить канал связи.
На что влияет ширина полосы пропускаемых частот канала связи?
Характеризует способность передавать широкополосный сигнал, выдерживать трафик. Например, для телефонной связи ширина полосы пропускаемых частот составляет 3100 Гц (от 300 Гц до 3400 Гц). Этого диапазона достаточно для передачи речевых сообщений с хорошим качеством. Качественная же передача видеосигнала требует в тысячи раз большей пропускной способности канала связи. Необходимость передавать широкополосный сигнал влечет за собой существенное усложнение каналообразующей аппаратуры.
Что такое трафик?
Нагрузка, создаваемая потоком вызовов, сообщений и сигналов, поступающих на средства связи.
Какой технический каналы связи обладает наибольшей пропускной способностью?
Канал, построенный на волоконно-оптической линии связи (ВОЛС).
Что такое сеть электросвязи?
Технологическая система, включающая в себя средства и линии связи и предназначенная для электросвязи или почтовой связи. Сети электросвязи могут обеспечивать между неподвижными абонентами фиксированную (или стационарную) связь и между мобильными - подвижную (или мобильную) радиосвязь.
Какие бывают сети фиксированной электросвязи и для чего они предназначены?
Сети фиксированной электросвязи предполагают невозможность свободного перемещения абонентов. Делятся на сети:
· телефонной связи, предназначенные для передачи речевой информации;
· телеграфной связи - для передачи букв, цифр, символов;
· факсимильной связи - для передачи плоских изображений;
· ретрансляторной связи - для создания канала связи при помощи радиоволн;
· телевизионного наблюдения - для передачи видеосигнала со стационарных телекамер;
· передачи данных - для обмена различными видами информации между подразделениями ОВД;
· IP-телефонии - для осуществления телефонной и видеотелефонной связи с использованием международной сети интернет;
· широкополосного доступа по фиксированным линиям связи - для высокоскоростного обмена информацией.
Какие преимущества у фиксированной электросвязи?
1) отсутствие взаимных помех при совместной прокладке большого количества линий на ограниченной территории (при соблюдении установленных правил прокладки), что дает возможность создавать телефонные станции, обслуживающие большое количество абонентов;
2) малый уровень собственных помех в каналах проводной связи, что обеспечивает относительно высокое качество связи, а также своевременность доставки и достоверность передаваемых сообщений;
3) относительная скрытость передачи сообщений (для несанкционированного снятия информации требуется знать, где проходит линия к конкретному абоненту);
4) здесь сложнее, чем в радиосвязи, создать преднамеренные помехи, препятствующие обмену информацией, так как этот процесс связан с необходимостью получения сведений о местонахождении абонентов и трассы прокладки линии между ними, о времени ведения переговоров и т.д.
К недостаткам фиксированной связи следует отнести потребность в значительных финансовых и материальных затратах на создание и эксплуатацию линий и сетей проводной связи. Это связано с ведением дорогостоящих земляных работ (особенно в городах), использованием дорогих цветных металлов в проводах и целым рядом других факторов;
Какие бывают сети мобильной радиосвязи?
· конвенциальные (симплексные) радиосети;
· транкинговые радиосети;
· пейджинговые радиосети;
· спутниковые;
· системы сотовой связи;
· системы широкополосного беспроводного радиодоступа (ШБД).
Каковы характерные особенности радиосетей мобильной связи?
Конвенциональные радиосети используют принцип фиксированного закрепления каналов связи за определенной группой абонентов. Таким системам характерна, с одной стороны, наименьшая пропускная способность, определяемая достижимым количеством абонентов, работающих на одном канале, а с другой - наибольшая оперативность связи, характеризующаяся временем установления канала связи. Конвенциальные радиосети, в свою очередь, делятся на диспетчерские и репитерные (ретрансляторные) .
Пейджинговая сетьвключает в себя технические и программные средства, с помощью которых, в пределах заданной зоны обслуживания, осуществляется односторонняя передача по радиоканалу цифровых, буквенно-цифровых, звуковых сообщений ограниченного объема на миниатюрный приемник пользователя. Основные компоненты: базовая станция, система сбора информации, пейджер (миниатюрный приемник сообщений).
Спутниковые системы связи представляют собой совокупность наземных абонентских спутниковых станций, работающих через космический аппарат-ретранслятор под управлением центральной станции.
Системы беспроводного широкополосного радиодоступа (ШБД) предназначены для помехоустойчивой передачи (приема) по радиоканалу информации с использованием сигнала малой мощности; при этом в системах ШБД используется значительно более широкая полоса частот, чем это требуется при обычной передаче.
Какова основная идея транкинга?
Основная идея в обеспечении равного доступа абонентов к общему частотному ресурсу. Все пользователи делят между собой общую группу радиоканалов, а выделение свободных каналов осуществляется автоматически по требованию абонентов. Такой подход существенно повышает эффективность использования спектра по сравнению с конвенциальными системами, в которых абонент закрепляется за частотным каналом.
Когда нужен транкинг?
При высокой плотности абонентов и необходимости централизованного управления системой. Например, когда:
· количество потенциальных пользователей более 150;
· требуется гарантированная, надежная, оперативная, защищенная связь,
· в наличии 4 и более независимых в текущей работе групп пользователей, но требующих оперативного совместного взаимодействия в нестандартных и чрезвычайных ситуациях;
· автопарк больше 30 автомобилей;
· имеется потребность одновременно в групповых, индивидуальных переговорах, а также в выходе в телефонную сеть.
Насколько эффективнее транкинговая система?
Одна 4-канальная система транкинговой связи в 7,5 раз эффективнее конвенциональной системы с тем же количеством каналов. Эффективность использования частотного ресурса определяет экономическую эффективность применения транкинговых систем. Считается, что транкинговая система становится экономически эффективной при количестве абонентов более 50-100.
Что является основным элементом транкинговой радиосети?
Основным элементом сетей транкинговой радиосвязи является базовая станция, включающая несколько ретрансляторов с соответствующим антенным оборудованием и контроллер, который управляет работой базовой станции коммутирует каналы ретрансляторов, обеспечивает выход на телефонную сеть общего пользования или другую сеть фиксированной связи.
Каковы преимущества транкинга по сравнению с конвенциальными радиосетями?
По сравнению с конвенциальными сетями, сети транкинга обладают повышенной пропускной способностью, расширенными функциональными возможностями, разнообразными типами вызова (групповой, индивидуальный, широковещательный), большей зоной территориального охвата.
Какова архитектура транковых систем?
Архитектура транковых систем основана на сети соединенных друг с другом базовых станций, каждая из которых обслуживает определенную зону. Такая архитектура позволяет строить сети радиосвязи самого различного масштаба: от локальных однозоновых сетей до крупных региональных сетей с широким территориальным охватом. При этом сохраняется возможность централизованного управления сетью, что практически невозможно в конвенциальных сетях.
Какие возможности транкинговых систем являются уникальными?
По сравнению с сотовыми системами подвижной связи транкинговые системы обеспечивают ряд новых возможностей. К ним прежде всего относится возможность групповой связи, которая является основным видом взаимодействия в сетях сухопутной подвижной радиосвязи ОВД. Кроме этого, в транкинговых сетях возможны приоритетные и аварийные вызовы, динамическая перегруппировка абонентов, что недоступно абонентам сотовых сетей. Важнейшим преимуществом является высокая скорость установления соединения. В транкинговых системах время установления канала связи, как правило, не более 0,5 с, тогда как сотовые системы не позволяют установить соединение быстрее, чем за 5 с.
Что обеспечивает система пейджинговой связи?
Персональный радиовызов (пейджинг) - услуга электросвязи, обеспечивающая одностороннюю беспроводную передачу информации в пределах обслуживаемой зоны.
Для чего предназначена система пейджинговой радиосвязи ОВД?
Системы пейджинговой радиосвязи ОВД предназначены для организации связи оповещения и передачи формализованной информации подвижным объектам.
Из каких элементов состоит система пейджинговой связи?
Из системы сбора информации, двух комплектов оборудования - базового и абонентского. Базовое оборудование предназначено для передачи информационных сообщений для абонента в эфир, а абонентское - для приема этих сообщений.
Когда эффективны пейджинговые системы?
Системы персонального радиовызова (СПРВ), особенно эффективны в условиях ограниченной территории, а также если мобильная связь (радиотелефон) экономически не оправдана. Высокая экономическая эффективность системы пейджинговой связи достигается за счет:
Резкого ограничения необходимого для связи ширины спектра частот путем односторонней передачи сообщений всем абонентам, закрепленным за одним оператором на одной радиочастоте;
Значительного уплотнения передаваемых сигналов во времени (путем последовательной пакетной передачи накопленной информации от каждого абонента);
Сравнительно небольших затрат на базовое оборудование, т.к. радиопередатчик пейджинговой системы может работать в достаточно большом радиусе.
Для чего предназначена системы широкополосного беспроводного радиодоступа (ШБД)?
Для помехоустойчивой передачи (приема) по радиоканалу информации с использованием сигнала малой мощности. При этом в системах ШБД используется значительно более широкая полоса частот, чем это требуется при обычной передаче.
Что включает в себя система ШБД?
· специальные коммутаторы, обеспечивающие управление сетью и повышение ее защищенности.
Что обеспечивает система ШБД?
· передачу видеоинформации в реальном масштабе времени;
· доступ к базам данных;
· IP-телефонию;
· подключение к ТФОП;
· организацию беспроводных локальных сетей и т.д.
Какие данные должны быть в телефонограмме, чтобы она являлась документом?
При посылке телефонограммы в соответствующем журнале фиксируются:
1. Получатель и его адрес.
2. Исходящий номер.
3. Дата и время передачи.
4. Фамилия должностного лица, подписавшего документ.
5. Фамилия лица, передавшего документ.
На приемной стороне входящий документ снабжается дополнительными реквизитами (входящий номер, дата и время приема, фамилия лица, принявшего документ).
Что представляют собой абонентские устройства?
Устройства размещающиеся в конечном пункте системы связи: телефонные, телеграфные, факсимильные аппараты, компьютеры и пр. С ними непосредственно работает абонент.
Чем различаются телефонные аппараты системы МБ и ЦБ?
Системой питания и способом посылки вызова. Телефонные аппараты системы МБ питаются от собственного источника питания, вызывной сигнал посылается вручную индуктором, телефонный аппарат системы ЦБ питается от центральной станции, вызов посылается снятием микротелефонной трубки с соответствующих рычагов.
Что понимается под диапазоном частот в радиосвязи?
Полоса электромагнитных частот, которой присвоено условное наименование. Например, ОВЧ-диапазон - очень высокие частоты (30–300 МГц), УВЧ - ультравысокие частоты (300–3000 МГц), СВЧ - сверхвысокие частоты (3–30 ГГц).
Что такое шаг частотной сетки?
Величина в кГц между соседними частотами.
Какие диапазоны частот и для каких целей используются в ОВД?
ОВЧ-диапазон (полоса 40–46 МГц).Используется для организации стационарной радиосвязи в сельской местности (в основном для связи с участковыми, несущими службу в сельской местности).
ОВЧ-диапазон (полосы 148–148,975; 171–172,975 МГц).Используется для организации подвижной оперативной радиосвязи. В вышеуказанных поддиапазонах шаг частотной сетки составляет 25 кГц.
УВЧ-диапазон (полосы 450–453 МГц и 460–463 МГц). Шаг частотной сетки 12,5 кГц. Активно используется подразделениями ОВД г. Москвы и Санкт-Петербурга.
СВЧ-диапазон (5350 МГц; 5650 МГц, полосы частот общего пользования).Используется для организации стационарной связи на небольшие расстояния (до 10–15 км) путем создания цифровых широкополосных высокоскоростных каналов радиосвязи либо радиорелейных линий.
Какова дальность связи в ОВЧ-диапазоне?
Теоретически - в пределах прямой видимости.
Каким образом организуется радиосвязь в ОВД?
Путем организации радионаправлений и радиосетей.
Что такое радиосеть?
Радиосеть - это совокупность радиосредств, работающих на общих частотах. Позволяет организовать связь по принципу «точка-многоточка».
Что такое радионаправление?
Совокупность радиосредств, позволяющих организовать радиосвязь между двумя корреспондентами на выделенных только для них частотах (частотных каналах).
Как устроена симплексная радиосеть одночастотного симплекса?
Состоит из центральной (или главной) радиостанции и некоторого количества абонентских радиостанций. Они позволяют организовать связь по варианту «точка-многоточка». Рекомендуемое количество радиостанций в такой радиосети не более тридцати. Главная радиостанция руководит абонентскими радиостанциями, следит за правилами ведения радиообмена, оказывает помощь в установлении связи другим радиостанциям.
Как устроена симплексная радиосеть двухчастотного симплекса?
В этой системе абоненты осуществляют связь исключительно через ретранслятор, который располагают в наиболее высокой топографической точке местности, на высотных сооружениях. При этом на передачу и на прием используются разные частоты, вследствие чего прямая связь (минуя ретранслятор) между абонентами невозможна.
Что такое ретранслятор?
Устройство, обеспечивающее прием сигнала от одного корреспондента, его усиление и передачу другому корреспонденту (или группе корреспондентов).
Какие преимущества дает способ связи через ретранслятор?
Главное преимущество - расширение зоны возможной радиосвязи, за счет широкого охвата территории высоко располагающимся ретранслятором.
Что представляет собой мобильная радиостанция?
Радиостанция, предназначенная для установки в автомашинах. Запитывается от бортовой сети. В комплект поставки вместе с приемопередатчиком (непосредственно станция) обычно включается кабель питания от бортовой сети, монтажно-установочный комплект, выносной микрофон, а также автомобильная антенна.
Что такое радиообмен?
Передача и прием радиограмм, сигналов, команд и ведение переговоров по радио.
Что включают в себя радиоданные?
1. Порядковый номер радиосети.
2. Позывные должностных лиц или индексы для их набора.
3. Тип и мощность радиостанции.
4. Номера тетрадей позывных.
5. Рабочую и запасную частоты.
6. Время работы радионаправления или радиосети и сигналы, по которым начинается и заканчивается эта работа.
Какие бывают виды радиообмена?
На какие фазы делится радиообмен?
На три фазы: установка связи, передача сообщения, завершение радиообмена.
Каков порядок установки связи?
Порядок следующий:
Радиостанция включается на прием, и радист (оператор) путем прослушивания убеждается в том, что радиообмен между станциями данной сети в этот момент не ведется;
При отсутствии радиообмена радиостанция переключается на передачу и осуществляется вызов требуемого абонента, например: «Вологда, я - Донецк, Вологда, я - Донецк, я - Донецк. Прием»;
Вызываемая радиостанция отвечает: «Донецк, я - Вологда, слышу хорошо. Я - Вологда, прием».
Двусторонняя радиосвязь считается установленной, если радиостанция получила ответ на вызов и подтвердила, что слышит этот ответ.
Какие существуют способы доведения информации до корреспондента?
Существует три способа доведения информации до корреспондента(ов):
Бесквитанционный, когда не требуют подтверждения о приеме сообщения получателем;
Квитанционный способ, когда подтверждается получателем факт приема сообщения, например: «Дунай, я - Волга. Сообщение принял, я - Волга. Прием»;
Способ обратной проверки, когда подтверждение в приеме радиограммы дается путем ее полного повтора. Практикуется для передачи важных сообщений, в которых недопустимы искажения.
Дунай, я - Волга. 118, 225. Как поняли меня, Прием.
Волга, я - Дунай. Понял Вас. 118, 225. Прием.
Как передаются сообщения в условиях плохой слышимости?
В условиях плохой слышимости трудно произносимые слова передаются раздельно, по буквам. При этом каждая буква передается словом, начинающимся на эту букву. Например, слово «ствол» передается так: «Семен, Татьяна, Василий, Ольга, Леонид».
Как передается информация, раскрывающая существо оперативного мероприятия?
При передаче информации, раскрывающей существо оперативного мероприятия, используют переговорные таблицы. Переговорные таблицы представляют собой совокупность сообщений и соответствующих им цифровых кодов. Например, передача сообщения в кодах может выглядеть так:
Волга, Волга, я - Дон. 118, 209, 118, 209. Как поняли меня? Прием.
Дон, я - Волга. Понял Вас. 118, 209.
Приняв такое сообщение, радиоабонент расшифровывает его посредством переговорной таблицы.
Каков порядок передачи циркулярного сообщения?
Для передачи циркулярного сообщения, т.е. адресованного всем радиостанциям сети, радист (оператор) главной станции прослушивает радиосети, убеждается в том, что все радиостанции сети свободны от обмена, и передает предварительный вызов по форме: «Внимание всем, я (называет свой позывной). Подготовиться к приему». Эти слова повторяются два раза, пауза - минута, затем передается текст сообщения два раза. При уверенной радиосвязи циркулярные сообщения (радиограммы) передаются без предварительного оповещения. Если сообщение передается не всем абонентам, то в этом случае перед текстом сообщения называются позывные абонентов, которым передается сообщение. Подтверждение в приеме сообщения радиостанциями производится по форме обычного подтверждения в приеме. Очередность передачи подтверждения определяется последовательностью переданных позывных. Если позывные не были названы, подтверждение о приеме сообщения не дается.
Какие требования предъявляются к радиообмену?
Радиообмен должен быть кратким, содержать минимальное количество слов и фраз. Переговоры по личным вопросам запрещаются.
Что запрещается при ведении радиообмена?
Запрещается:
· передавать по открытым каналам связи сведения, составляющие военную или государственную тайну;
· работать произвольными или искаженными радиоданными (на других частотах, позывных и пр.);
· передавать открытым текстом сообщения, раскрывающие существо оперативных мероприятий. Служебная информация, имеющая оперативный интерес, передается при помощи переговорных таблиц;
· называть фамилии или звания должностных лиц;
· называть названия и местонахождение режимных объектов;
· сообщать место дислокации и количество постов ДПС;
· сообщать количество вооружений и спецтехники;
· сообщать количество человеческих жертв при дорожно-транспортных происшествиях, пожарах, стихийных бедствиях и несчастных случаях.
При несении службы сотрудниками ОВД в боевых условиях количество сведений, запрещенных к передаче по открытым каналам связи, существенно увеличивается.
Когда радиообмен должен проводиться без позывных?
Во всех радиосетях при удовлетворительной слышимости радиообмен должен проводиться без позывных. Оператор обязан всегда проявлять разумную инициативу в сокращении служебных переговоров при установлении связи и ведении радиообмена.
Когда обязательно называются позывные при радиообмене?
При установке связи, перед завершением радиообмена, перед передачей циркулярного сообщения.
Аккумуляторы какого типа используются в ОВД?
Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd), никель-металл-гидридные (Ni-MH), литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-Pol), свинцово-кислотные (Lead Acid).
Чего не следует допускать при эксплуатации аккумуляторов?
При эксплуатации аккумуляторов не следует допускать:
Глубокого разряда. Он возникает, при продолжении работы радиостанции после срабатывания индикатора разряженности батареи;
Перезаряда, который возникает при превышении времени заряда, как правило при использовании неавтоматизированных зарядных устройств;
Заряда (разряда) с высоким током. Возникает при использовании «быстрых» зарядных устройств, которые осуществляют заряд с высоким током зарядки;
Заряда при пониженной температуре окружающей среды, что приводит к недозаряду батарей. Соответственно снижается разрядная емкость батарей. Заряд аккумуляторных батарей должен проводиться при температуре (20±5) °С. В зимнее время аккумуляторные батареи должны быть выдержаны не менее одного часа в помещении с температурой (20±5) °С перед началом заряда.
Какие типы антенн используются в радиостанциях ОВЧ диапазона?
Штыревые, витые и гибкие.
Какие дополнительные возможности имеются в цифровых системах радиосвязи?
Более экономичное расходование частотного ресурса. Например, в цифровых системах в полосе частот 25 кГц возможно реализовать несколько голосовых каналов (в ТЕТРА четыре), в аналоговых же системах - лишь один канал. Бóльшая чем в аналоговых системах защищенность передаваемой информации, лучшее качество передаваемых сигналов и пр.
Какие цифровые стандарты радиосвязи Вы можете указать?
EDACS, разработанный фирмой Ericsson ; TETRA, разработанный Европейским институтом телекоммуникационных стандартов; АРСО 25, разработанный Ассоциацией официальных представителей служб связи органов общественной безопасности; Tetrapol, разработанный фирмой Matra Communication (Франция); iDEN, разработанный фирмой Motorola (США); DMR, разработан Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI).
Какой стандарт цифровой радиосвязи в системе МВД России принят в качестве основного?
Приказом Министра внутренних дел РФ от 25 ноября 2005 г. №963 стандарт цифровой радиосвязи АРСО-25 утвержден в качестве основного в системе МВД России.
Что такое дальность радиосвязи?
Максимальное расстояние, на котором обеспечивается обмен информацией между приемником и передатчиком с заданным качеством.
Какие внутренние факторы влияют на дальность радиосвязи?
Основные факторы, обусловленныерадиостанцией:
· степень заряженности аккумуляторов. Разряженные аккумуляторы значительно снижают дальность связи;
· типы применяемых антенн. Максимальную дальность обеспечивают штыревые антенны, минимальную - гибкие;
· чувствительность приемника радиостанции. Чем меньший сигнал воспринимается, тем больше дальность связи;
· мощность радиопередатчика. Более мощный сигнал, излучаемый с антенны, обеспечивает бóльшую дальность связи.
Какие внешние факторы влияют на дальность радиосвязи?
Внешними факторами, уменьшающими дальность связи, являются: рельефная поверхность (овраги, горы, возвышенности), препятствия (строения, лес, металлические или железобетонные сооружения), поперечно идущие линии электропередач. Увеличивается дальность связи при размещении антенн на возвышенности, при наличии между корреспондентами сред, хорошо проводящих или отражающих электросигнал, например, железнодорожного полотна, поверхности воды.
Что такое ТЕТРА?
TETRA представляет собой стандарт цифровой транкинговой радиосвязи (см. Что такое транкинг?), состоящий из ряда спецификаций, разработанных Европейским институтом телекоммуникационных стандартов ETSI (European Telecommunications Standards Institute). В настоящее время TETRA расшифровывается как Наземное транкинговое радио (TErrestrial Trunked RAdio).
Что означает открытый стандарт ТЕТРА?
Открытый стандарт предусматривает совместимость оборудования различных производителей. Доступ к спецификациям TETRA свободен для всех заинтересованных сторон, вступивших в ассоциацию "Меморандум о взаимопонимании и содействии стандарту TETRA" (MoU TETRA).
Оборудование TETRA выпускается ведущими мировыми производителями, такими как Motorola, Nokia, OTE, Rohde&Schwarz и др. Сети TETRA развернуты во многих европейских странах, а также ряде стран Азии, Африки и Южной Америки.
Каковы технические характеристики ТЕТРА?
Краткие технические характеристики. Радиоинтерфейс стандарта TETRA предполагает работу в стандартной сетке частот с шагом 25 кГц и минимальным дуплексным разносом радиоканалов 10 МГц. На одной физической частоте может быть организовано до 4 независимых информационных каналов.
Какие сообщения можно передавать в стандарте ТЕТРА?
Стандарт TETRA поддерживает как передачу речи, так и данных. При этом речь и данные могут передаваться одновременно с одного терминала по различным информационным каналам. Цифровые интегрированные решения в стандарте TETRA позволяют объединять классические функции профессиональной радиосвязи (оперативной и групповой речевой связи), передачи данных и беспроводной телефонии.
Каковы перспективы развития стандарта ТЕТРА?
В настоящее время завершается разработка второй стадии стандарта (TETRA Release 2 (R2)), направленной на интеграцию с мобильными сетями 3-го поколения, кардинальное увеличение скорости передачи данных, переход от специализированных SIM-карт к универсальным, дальнейшее увеличение эффективности сетей связи и расширение возможных зон обслуживания.
В историческом плане различные виды электросвязи длительный период времени развивались независимо друг от друга. Все виды электросвязи имеют дело с различными по характеру и параметрам электрическими сигналами, поэтому каждый вид в своем развитии ориентировался на создание своих каналов, систем и даже своей сети. Структура сети выбиралась в соответствии с особенностями распределения потоков сообщений, характерных для конкретного вида электросвязи. В результате сформировалось несколько независимых сетей. Средства связи, из которых создавались сети, оказались разрозненными. Уже в начале 1960-х гг. стало ясно, что перспективным направлением развития электросвязи должно стать объединение сетей. В первую очередь требовалось объединить однородные сети внутри каждого вида электросвязи, а затем изолированные сети отдельных видов электросвязи.
Необходимость передачи электрических сигналов в совпадающих направлениях позволила поставить вопрос об объединении отдельных систем передачи в совпадающих направлениях в единую систему передачи. Система передачи - это совокупность технических средств, позволяющая образовать независимые электрические каналы, по которым передаются сигналы электросвязи.
Наконец, одна из важнейших предпосылок, ведущих к слиянию сетей, - сходство функций, выполняемых различными системами коммутации и заключающихся в организации путей передачи сообщений для их доставки от отправителя к получателю.
Все это и вызвало необходимость построения и развития различных сетей электросвязи с учетом перспективы слияния их в единую сеть связи.
Учитывая эти обстоятельства, в конце 1960-х гг. было принято решение о создании в стране Единой автоматизированной сети связи (ЕАСС), которая бы объединила все сети электросвязи независимо от их ведомственной принадлежности.
Создание ЕАСС базировалось на объединении разрозненных и многочисленных мелких сетей в общегосударственные сети каждого вида электросвязи, а затем в единую сеть с целью совместного использования определенных технических средств, и в первую очередь систем передачи и коммутации.
Однако в конце XX века ход развития технического прогресса, в частности, широкое внедрение в сеть связи страны современных телекоммуникационных технологий, а также исторические изменения политической и экономической структуры России, предопределили создание новой концепции построения сети связи.
Взаимоувязанная сеть связи Российской Федерации (ВСС РФ) является частью инфраструктуры страны и представляет собой совокупность сетей, служб и оборудования связи, расположенных и функционирующих на территории страны. Она предназначена для удовлетворения потребностей населения, органов государственной власти и управления, обороны, безопасности, правопорядка, а также пользователей всех категорий в услугах электросвязи.
Все сети связи, входящие в единую сеть электросвязи (ЕСЭ) РФ, можно классифицировать по нескольким признакам (рис. 2.7):
Рис. 2.7 Классификация сетей связи РФ
В техническом плане функционирование ВСС РФ базируется на принципах и структурах, в соответствии с которыми вся сеть связи страны подразделяется на две взаимосвязанные составляющие: первичную сеть и вторичную сеть.
Первичная сеть - это совокупность всех каналов без подразделения их по назначению и видам связи. В состав ее входят линии и каналообразующая аппаратура.
Вторичная сеть состоит из каналов одного назначения (телефонных, телеграфных, вещания, передачи данных, телевидения и др.), образуемых на базе первичной сети. Вторичная сеть включает коммутационные узлы, оконечные пункты и каналы, выделенные на первичной сети.
Помимо принятого разделения сетей ЕСЭ на первичные и вторичные возможно другое двухуровневое разделение, по функциональному назначению: на транспортную сеть и сеть доступа.
Транспортная сеть связи состоит из междугородной и зоновых (региональных) сетей связи. Сеть доступа (абонентская сеть или сеть абонентского доступа) является местной сетью. Транспортная сеть предназначена для передачи высокоскоростных (широкополосных) потоков сообщения и их накопления.
Сеть доступа состоит из абонентских линий (на металлических или оптических кабелях или радиоканалах) с подключенными к ним абонентскими оконечными устройствами местных станций коммутаций, соединяющих их линии передачи и линии передачи к узлам транспортной сети.
Сеть управления электросвязью - специальная сеть, обеспечивающая управление сетями электросвязи и их услугами путем организации взаимосвязи с компонентами различных сетей электросвязи на основе единых интерфейсов и протоколов, стандартизированных Международным Союзом Электросвязи.
Сеть управления электросвязью обеспечивает единое управление цифровыми сетями, входящими в ВСС РФ.
По территориальному признаку и назначению первичные и вторичные сети подразделяются на магистральную (междугородную - для вторичных сетей), внутризоновые (зоновые) и местные сети, а также международные сети.
Магистральные сети связи - технологически сопряженные междугородные сети электросвязи, образуемые между центром Российской Федерации и центрами субъектов Федерации, а также центрами субъектов Федерации между собой.
Зоновые (региональные) сети связи - технологически сопряженные сети электросвязи, образуемые в пределах территории одного или нескольких субъектов Федерации.
Местные сети связи - технологически сопряженные сети электросвязи, образуемые в пределах административной или определенной по иному принципу территорий, не относящиеся к региональным сетям связи. Местные сети подразделяются на городские и сельские.
Магистральные, внутризоновые и часть местных цифровых наложенных первичных сетей являются основой транспортной цифровой сети связи России. Местные и первичные сети на участке «местный узел - оконечное устройство» в соответствии с новой терминологией являются сетью доступа (рис. 2.8).
Рис. 2.8 Принцип построения первичной сети ЕСЭ
Структура первичной сети учитывает административное разделение территории страны. Вся территория России поделена на зоны, совпадающие, как правило, с территорией областей, краев, а иногда - республик.
Каждый канал ЕСЭ обеспечивает передачу сигналов электросвязи.
Служба электросвязи представляет собой организационно-техническую структуру на базе сети связи (или совокупности сетей связи), обеспечивающую обслуживание связью пользователей с целью удовлетворения их потребностей в определенном наборе услуг электросвязи. Различают три вида служб электросвязи: службы речевого обмена, службы документальной электросвязи и службы мультимедиа.
Классификация служб электросвязи представлена на рисунке 2.9.
Рис. 2.9 Службы электросвязи
Традиционные сети связи (телефонные сети общего пользования - ТфОП, сети передачи данных (СПД) характеризуются узкой специализацией. Для каждого вида связи существует отдельная сеть, которая требует технического обслуживания, при этом свободные ресурсы одной сети не могут использоваться другой сетью. Мультисервисная сеть позволяет отказаться от многочисленных наложенных вторичных сетей, обеспечить внедрение новых услуг с различным требованием к объему передаваемой информации и качеству её передачи.
Мультисервисная сеть образует единую информационно-телекоммуникационную структуру, которая поддерживает все виды трафика (данные, голос, видео) и предоставляет все виды услуг (традиционные и новые, базовые и дополнительные) в любой точке, в любое время, в любом наборе и объеме.
К базовым услугам мультисервисной сети относятся традиционные услуги передачи и доступа:
К дополнительным услугам относятся следующие:
Потребность создания мультисервисных сетей диктуется сформировавшимся рынком телекоммуникационных услуг.
Назначение систем связи.
Рассмотрим общие принципы построения систем радиосвязи (радиоканала). Достаточно условно все существующие системы радиосвязи можно разделить на два больших класса: симплексные и дуплексные системы связи.
Рис. 6. Структурная схема организации дуплексной связи
Под симплексной связью (simplex - односторонний; связь «один-ко-всем») понимают связь между двумя пунктами, при которой в каждом из них передача и прием сообщений ведутся поочередно на одной несущей частоте. Часто симплексную связь используют для передачи информации только в одном направлении, например радиовещание, телевидение, оповещение и т. д. Дуплексная связь (duplex - двусторонний; связь «один-на-один») - двусторонняя связь между двумя пунктами, при которой передача и прием сообщений осуществляют одновременно на разных несущих частотах (рис. 6).
Сейчас применяют такую разновидность симплексной радиосвязи, как полудуплексная (half-duplex) связь или двухчастотный симплекс, когда система связи обеспечивает поочередно передачу и прием информации на двух разных несущих частотах с использованием ретрансляторов.
Отметим, что ретранслятор (от лат. translator - переносчик) - радиотехническое устройство, используемое как промежуточный приемопередающий пункт линии радиосвязи. По числу используемых каналов различают одноканальные и многоканальные системы связи (системы передачи информации). Об одноканальных системах связи уже в принципе и говорилось. Система связи называется многоканальной, если она способна обеспечить передачу нескольких сообщений по одной общей линии связи (каналу). Основная задача многоканальных систем связи - одновременная передача сообщений от многих источников, т. е. увеличение пропускной способности (часто используется термин «емкость»). Повышение эффективности использования канала связи достигается путем применения разных методов уплотнения каналов связи, за счет сокращения избыточности сообщений и организации так называемого многоканального и многостанционного доступа абонентов. Для увеличения пропускной способности большинства систем связи применяют временное и частотное
 |
уплотнение (multiplexing; от лат. multiplex - сложный, многократный) сигналов (рис. 7).
Рис.7. Структурные схемы модуляторов систем связи с уплотнением:
а - временным; б - частотным
Амплитудная, частотная и фазовая модуляция несущих колебаний позволяет строить многоканальные радиоэлектронные системы с частотным уплотнением (разделением) каналов (ЧРК), обусловленным использованием несущих колебаний с различными частотами. Достоинством системы с ЧРК является сравнительная простота и возможность передачи весьма широкополосных сообщений, например телевизионных.
Импульсная модуляция несущего колебания дает возможность разрабатывать многоканальные радиотехнические системы связи с временным уплотнением (разделением) каналов (ВРК), обладающие заметными преимуществами перед системами связи с ЧРК. К этим достоинствам относится высокая точность передачи сигналов (лучшая помехозащищенность) и возможность передавать совместно сообщения нескольких каналов в одном частотном диапазоне, поскольку сообщению каждого канала будет соответствовать своя последовательность импульсов, не перекрывающаяся с последовательностью импульсов сообщения другого канала. При временном уплотнении, благодаря тому, что сигналы передают не непрерывно, а только их отсчетами (выборками) в очень короткие временные интервалы, на одной несущей частоте можно передавать ряд различных сигналов. Для этого разные сигналы U 1 (t), U 2 (t) …..U n (t), отражающие группу из n передаваемых сообщений, подают на аналоговый мультиплексор (селектор или аналоговый коммутатор) (рис. 7, а). Суммарные сигналы аналогового мультиплексора U Σ (t) с помощью импульсного модулятора и задающего генератора переносят на частоту f 0 и через усилитель мощности подводят к передающей антенне.
Традиционно во многих радиотехнических системах передачи информации широкое применение находит частотное уплотнение сигналов, осуществляемое предварительно (перед основной модуляцией) дополнительной модуляцией на так называемых поднесущих частотах (предварительных; от англ. - subcarrier frequency) -f 1 ,f 2 ,…..f n (рис. 7, б). Поднесущие частоты значительно превышают частоту передаваемого сигнала, но во много раз меньше несущей частоты.
При частотном уплотнении передаваемые сигналы предварительно поступают на модуляторы поднесущих частот, где осуществляется амплитудная, частотная, фазовая или другие виды модуляции.
Необходимые элементы модуляторов поднесущих частот - полосовые фильтры (на рис. 7, б не показаны), настроенные на поднесущие частоты и подавляющие спектральные составляющие соседних каналов. Затем промодулированные сигналы с поднесущими частотами подают на основной модулятор, работающий на основной несущей частоте f 0 , и в виде суммарного сигнала U Σ (t) через антенну излучают в пространство.
Системы радиосвязи принято делить на наземные и спутнико-космические . В наземных системах радиосвязи радиоволны распространяются в пределах земной атмосферы. Такие системы служат для обеспечения связи с самолетами, кораблями, наземным транспортом и другими объектами. Они осуществляют персональную радиосвязь в рамках сотовой, транкинговой и иных видов связи. Особенностью спутнико-космических систем радиосвязи является наличие в их составе искусственных спутников Земли (ИСЗ), на которых располагают ретрансляторы радиосигналов. В целом система состоит из двух основных частей, или сегментов: наземного и космического. С помощью систем космической радиосвязи, работающих, как правило, в диапазоне сверхвысоких частот, передают огромные объемы сообщений: трансляция множества телевизионных каналов, компьютерных данных, телефонных, телефаксных и иных сообщений.
Линии связи
Виды линий связи, по которым передают информацию от источника к получателю, многочисленны и разнообразны. Различают каналы проводной связи (проводные, кабельные, оптоволоконные и др.) и каналы радиосвязи.
Кабельные линии связи являются основой магистральных сетей дальней связи; по ним осуществляется передача сигналов в диапазоне частот от десятков килогерц до сотен мегагерц. Одним из самых совершенных систем передачи информации являются волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). Информация по таким каналам передается в виде световых импульсов, посылаемых лазерным излучателем. Они позволяют в диапазоне частот 600 ... 900 ТГц (к = 0,5...0,3 мкм) обеспечить чрезвычайно большую пропускную способность (примерно 120 000 каналов по паре оптических волокон) и создают надежную и скрытую связь с высоким качеством передачи информации. Основными преимуществами оптических волокон (ОВ), или световодов, как физической среды распространения сигналов электросвязи и конструктивной основы оптического кабеля (ОК) являются:
Широкая полоса пропускания, позволяющая передавать сигналы электросвязи со скоростью (битрейтом) до 2,0 ... 2,5 Тбит/с и выше; например, даже при скорости 50 Мбайт/с в течение 1 с передается объем информации, приблизительно равный содержанию 10 школьных учебников.
Низкий уровень потерь на распространение сигналов, обеспечивающих их передачу без регенерации на расстояния до 150 ... 175 км (и в перспективе до 350 км и более);
Абсолютная нечувствительность к электромагнитным помехам;
Отсутствие перекрестных помех (перекрестной модуляции) в ОК;
Малая масса и размеры ОК.
К другим достоинствам ОВ и ОК можно отнести такие, как достаточно высокая защищенность от несанкционированного перехвата передаваемой информации, пожаробезопасность, относительно невысокая стоимость ОК по сравнению с медными кабелями и практически неограниченные запасы сырья для производства ОВ. Все это делает их применение в сетях и системах связи еще более привлекательным и технически и экономически оправданным. Поэтому ОК почти полностью вытесняют в настоящее время другие виды направляющих структур в магистральных линиях цифровых первичных сетей связи. Наряду с проводными линиями связи широко используют радиолинии различных диапазонов (от сотен килогерц до десятков гигагерц). Эти линии более экономичны и незаменимы для связи с подвижными объектами. Для многоканальной системы радиосвязи при передаче, информации на большие расстояния широко используются радиорелейные линии (РРЛ) связи. Радиорелейная связь (радио и франц. relais - промежуточная станция) -радиосвязь, состоящая из группы ретрансляционных станций, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, обеспечивающем устойчивую работу. Антенны станций линии радиорелейной связи устанавливают на мачтах (башнях) высотой 70 ... 100 м. Протяженность линии радиорелейной связи может составлять до 10 000 км, емкость - до нескольких тысяч каналов.
В зависимости от используемого метода распространения радиоволн радиорелейные линии связи можно разделить на две основные группы: прямой видимости и тропосферные.
Радиорелейные линии прямой видимости - основные наземные средства передачи сигналов телефонной связи, звукового и телевизионного вещани», цифровых данных и других сообщений на большие расстояния. Ширина полосы частот сигналов многоканальной телефонии и телевизионного вещания составляет несколько десятков мегагерц, поэтому для их передачи практически могут быть использованы диапазоны только дециметровых и сантиметровых волн, общая ширина спектра которых составляет 30 ГГц. Кроме того, в этих диапазонах почти полностью отсутствуют атмосферные и промышленные помехи.
Современные радиорелейные линии связи представляют собой цепочки достаточно мощных приемно-передающих радиостанций - ретрансляторов, последовательно принимающих, усиливающих, преобразовывающих (переносящих) сигналы на другие частоты и передающих далее сигналы от одного конца линии связи к другому (рис.8). На каждой из промежуточных станций происходит восстановление и перенос сигнала на другую частоту, т. е. замена принятого слабого сигнала новым сильным, посылаемым на следующую станцию. Наиболее распространены радиорелейные линии метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов на частотах от 60 МГц до 15 ГГц.
Рис. 8. Структурная схема радиорелейной линии связи
Все большее применение находят спутниковые линии связи - РРЛ с ретранслятором на искусственном спутнике Земли. В системах спутниковой радиосвязи используются радиоволны СВЧ-диапазона (обычно в пределах частот 1,5...14 ГГц, наиболее используемый диапазон 4...6 ГГц), пронизывающие ионосферу с минимальным затуханием. Передача информации на большое расстояние при одном ретрансляторе на ИСЗ, гибкость и возможность организации глобальной связи - важное преимущество спутниковых систем. Основным преимуществом цифровых систем связи перед аналоговыми системами является их высокая помехоустойчивость. Это полезное качество наиболее сильно проявляется в системах передачи с многократной ретрансляцией (переприемом) сигналов. Типичные системы подобного типа - радиорелейные, волоконно-оптические и кабельные линии большой протяженности. В них сигналы передаются по цепи ретрансляторов, расположенных на таких расстояниях друг от друга, которые обеспечивают надежную связь. В таких системах помехи и искажения, возникающие в отдельных звеньях, как правило, накапливаются. Для простоты положим, что радиосигнал в каждом ретрансляторе только усиливается. Тогда, если аддитивные помехи в каждом звене связи статистически независимы, их мощность на входе последнего звена равна сумме мощностей помех всех звеньев. Если система передачи информации состоит из n одинаковых звеньев, для обеспечения заданной верности связи необходимо обеспечить на входе каждого ретранслятора отношение сигнал/помеха в п раз больше, чем при передаче сигнала без ретрансляций. В реальных системах число ретрансляций п может достигать несколько десятков, а иногда и сотен; накопление помех вдоль тракта передачи становится основным фактором, ограничивающим протяженность линии связи. В цифровых системах передачи для ослабления эффекта накопления помех при передаче с ретрансляциями наряду с усилением применяют регенерацию импульсов, т. е. демодуляцию с восстановлением переданных кодовых символов и повторную модуляцию на переприемном пункте. При использовании регенерации аддитивная помеха с входа ретранслятора не поступает на его выход. Однако она вызывает ошибки при демодуляции. Ошибочно принятые в одном регенераторе символы в таком виде передаются и на следующие регенераторы, так что ошибки все же накапливаются. При цифровой системе передачи непрерывных сообщений можно, кроме того, повысить верность применением помехоустойчивого кодирования. Высокая помехоустойчивость цифровых систем передачи позволяет осуществить практически неограниченную по дальности связь при использовании каналов сравнительно невысокого качества.
По своему характеру сообщения могут быть дискретно-значными (или дискретными) и непрерывнозначными (или непрерывными).
Дискретно-значными называются сообщения, принимающие конечное или счетное число значений . Типичным примером таких сообщений является буквенно-цифровой текст, состоящий из букв, цифр и знаков препинания.
Если множество сообщений является континуальным, то такие сообщения называются непрерывными. К подобным сообщениям относятся речь, подвижное изображение и т. д.
Для передачи различных по физической природе сообщений (речь, изображение, цифровые данные) по радиоканалам необходимо их преобразовать в электрические колебания, называемые первичными сигналами. Между сообщением и сигналом должно быть однозначное соответствие, что обеспечивает возможность получить в пункте приема
переданное сообщение. Например, звуковое давление при передаче речевых сообщений преобразуется микрофоном в электрическое напряжение.
Электрические сигналы, являющиеся аналогами непрерывнозначных сообщений называются аналоговыми. Первичные электрические сигналы, соответствующие дискретно-значным сообщениям, называют цифровыми. Процесс преобразования дискретно-значных сообщений в цифровые сигналы называется кодированием. При кодировании каждому сообщению из ансамбля ставится в однозначное соответствие кодовая комбинация единичных элементов цифрового сигнала, которую называют первичным кодом . В качестве единичных элементов кодовых комбинаций обычно используются электрические импульсы, которые имеют вполне определенные значения амплитуды - представляющего (информационного) параметра цифрового сигнала. Число различных значений представляющего параметра, используемого для построения кодовых комбинаций, определяет основание кода. В зависимости от значения основания кода т различают двоичные т = 2, троичные т = 3 и, в общем случае, m -ичные коды . В системах передачи цифровых сообщений обычно используют двоичные коды, в которых значения амплитуды единичных импульсов принято отождествлять с символами 1 и 0. Символы элементов кодовых комбинаций 1 и 0 называют битами. Применение двоичных кодов позволяет использовать
в аппаратуре связи стандартные элементы цифровой техники. Аналоговые сигналы можно преобразовать в импульсные и цифровые сигналы. Преобразование аналогового сигнала в импульсный достигается его дискретизацией по времени в соответствии с теоремой отсчетов. Преобразование аналогового сигнала в цифровой достигается его дискретизацией по времени и квантованием по уровню. Уровни квантованных отсчетов могут быть преобразованы в кодовые комбинации цифрового сигнала.
Для передачи сообщения в тракте передачи первичный сигнал с помощью модуляции или манипуляции преобразуется в радиосигнал.
Модуляцией называется процесс изменения параметров радиочастотного колебания в соответствии с изменением информационного параметра первичного сигнала (сообщения).
Немодулированный гармонический сигнал называется несущей. Энергия первичных сигналов сосредоточена, в основном, в низкочастотной области, поэтому спектры первичных сигналов переносятся в область высоких частот путем модуляции в передатчике высокочастотной несущей (переносчика) первичным сигналом. Средняя частота несущей значительно превышает ширину спектра сообщения.
В системах радиосвязи передаваемым сообщением модулируется один или совокупность параметров высокочастотного переносчика. Изменяемые при модуляции параметры несущей называют информативными параметрами. Информативный параметр высокочастотной несущей определяет название вида модуляции. Число возможных видов модуляции при заданном виде переносчика определяется числом его параметров.
В качестве переносчика используются гармонические колебания высокой частоты, последовательности импульсов, сложные составные последовательности и т. д.
В одноканальных системах радиосвязи чаще всего осуществляется непосредственная модуляция гармонической несущей передаваемым сообщением . Сигнал в таких системах имеет одну ступень модуляции. При этом возможны три основных вида модуляции гармонической несущей: амплитудная (АМ), частотная (ЧМ) и фазовая (ФМ). Разновидностями амплитудной модуляции являются двухполосная модуляция с подавленной несущей (ДМ) и однополосная модуляция (ОМ).
Частотную и фазовую модуляции обычно рассматривают как две разновидности угловой модуляции.
Модуляцию радиочастотного сигнала первичным импульсным сигналом (последовательностью импульсов) называютимпульсной модуляцией. При использовании в качестве переносчика периодической последовательности импульсов определенной формы выделяют четыре основных вида импульсной модуляции: амплитудно-импульсную, широтно-импульсную, фазоимпульсную и частотно-импульсную. При импульсной модуляции в передатчиках систем радиосвязи необходима вторая ступень, в которой осуществляется модуляция высокочастотного колебания последовательностью импульсов. В результате получается целый ряд двухступенчатых видов модуляции: амплитудно-импульсная-амплитудная модуляция, фазоимпульсная-амплитудная модуляция и т. д.
В многоканальных системах передаваемым сообщением модулируется промежуточный переносчик - поднесущая, которой в свою очередь модулируется несущая. В этом случае сигнал формируется с использованием двух ступеней модуляции: первая определяется способом модуляции поднесущей, а вторая - способом модуляции несущей. В системах с частотным и фазовым разделением каналов в качестве поднесущей используется гармоническое колебание, в системах с временным разделением - последовательность импульсов, в системах с кодовым разделением каналов - кодированная последовательность импульсов.
Если первичные сигналы непрерывных сообщений представлены в
аналоговом виде, то они непосредственно подаются на модулятор. При цифровом представлении непрерывных сообщений совокупность операций кодирования и модуляции, аналогичных таким же операциям при передаче дискретных сообщений, называетсяимпульсно-кодовой модуляцией (ИКМ).
В процессе модуляции спектр первичного сигнала переносится в заданную частотную область, что позволяет в каждом диапазоне частот, выделенных для радиосвязи, упорядочение разместить спектры сигналов различных систем радиосвязи.
Модуляцию радиочастотного колебания первичным цифровым сигналом называютманипуляцией.
Таким образом, на вход канала связи передаваемое сообщение может поступать в виде аналогового, импульсного или цифрового первичного сигнала. В передающем устройстве с помощью модуляции или манипуляции первичный сигнал преобразуется в радиосигнал, используемый для передачи сообщения по линии связи. Классификация сообщений и сигналов приведена на рис. 2.2.
По виду радиосигналов все системы радиосвязи делятся на три группы: системы передачи аналоговых сигналов (аналоговые системы радиосвязи); системы передачи цифровых сигналов (цифровые системы радиосвязи); системы передачи импульсных сигналов (импульсные системы радиосвязи). Авиационные радиостанции обеспечивают возможность передачи и приема нескольких видов сообщений: речевых, телеграфных и различных данных.