Типы сетей и каналов связи

В ТКС используются сети связи – телефонные, телеграфные, телевизионные, спутниковые. В качестве линий связи применяются: кабельные телефонные линии связи (на основе витой пары или коаксиального кабеля), волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) или световоды, радиорелейные и радиолинии.

Среди кабельных линий связи наилучшие показатели имеют световоды. Основные их преимущества:

• высокая пропускная способность (сотни мегабит в секунду);
• нечувствительность к внешним электромагнитным полям и отсутствие собственных электромагнитных излучений;
• низкая трудоемкость прокладки оптического кабеля;
• искро-, взрыво-, и пожарная безопасность;
• повышенная устойчивость к агрессивным средам;
• небольшая удельная масса (отношение погонной массы к полосе пропускания);
• возможность применения в различных областях (магистрали коллективного доступа, системы связи ЭВМ с периферийными устройствами локальных сетей и др.).

Недостатки ВОЛС:

• передача сигналов осуществляется только в одном направлении;
• подключение к световоду дополнительных ЭВМ значительно ослабляет сигнал;
• высокая стоимость высокоскоростных модемов;
• необходимость в преобразователях электрических сигналов в световые сигналы и обратно.

В ТКС используются три разновидности каналов связи:

• симплексный, когда передатчик и приемник связаны одним каналом, по которому информация передается только в одном направлении (в телевизионной и радиовещательной сетях);
• полудуплексный, когда два узла связи соединены также одним каналом, по которому информация передается попеременно то в одном направлении, то в противоположном (в информационно-справочных и запросно-ответных системах);
• дуплексный, когда два узла связи соединены двумя каналами (прямым и обратным), по которым информация одновременно передается в противоположных направлениях. Дуплексные каналы применяются в системах с решающей и информационной обратной связью.

В ТКС различают также выделенные (некоммутируемые) и коммутируемые на время передачи информации каналы связи.

При использовании выделенных каналов связи приемопередающая аппаратура узлов связи постоянно соединена между собой. Этим обеспечивается высокая степень готовности системы к передаче информации, более высокое качество связи поддержка большого объема трафика (расписания). Из-за сравнительно больших расходов на эксплуатацию сетей с выделенными каналами связи их рентабельность достигается при условии достаточно полной загрузки каналов.

Для коммутируемых каналов связи, создаваемых только на время передачи фиксированного объема информации, характерны высокая гибкость и сравнительно небольшая стоимость (при малом объеме трафика). Недостатки таких каналов: потери времени на коммутацию (на установление связи между абонентами), возможность блокировки из-за занятости отдельных участков линии связи, более низкое качество связи, большая стоимость при значительном объеме трафика.

Классификация каналов связи представлена на рис.1
В зависимости от типа передаваемых данных каналы связи делятся на непрерывные, предназначенные для передачи непрерывных (аналоговых) сигналов, и дискретные, предназначенные для передачи дискретных (цифровых) сигналов.

Рис 1. Классификация каналов связи

В зависимости от направления передачи данных различают каналы связи:
- симплексные, в которых данные передаются только в одном направлении;
- дуплексные, представляющие собой два симплексных канала, в которых данные могут передаваться в один и тот же момент времени в двух направлениях - прямом и обратном;
- полудуплексные, в которых данные могут передаваться поочерёдно в прямом и обратном направлении.
Каналы связи могут быть всегда доступны для передачи данных за счёт постоянно существующего соединения между абонентами. Такие каналы называются выделенными или некоммутируемыми. Альтернативой им являются коммутируемые или временные каналы связи, передача данных по которым возможна только после установления соединения между абонентами, причём канал существует только в течение времени передачи данных (сеанса связи).
Двухточечный канал связи строится по принципу «точка-точка», то есть связывает только двух абонентов. Многоточечный канал связи строится по принципу «точка-многоточка» и обеспечивает передачу данных от одного абонента к нескольким абонентам, например так, как это происходит при конференцсвязи.

 

 

Системы связи, в которых по одной линии связи осуществляется одновременная независимая передача сигналов между несколькими парами абонентов, называются многоканальными.
Использование общей линии для осуществления многоканальной связи называется уплотнением линии, а соответствующие технические средства - аппаратурой уплотнения.
Схема многоканальной системы связи приведена на рис.2 где основными устройствами являются: устройство уплотнения (УУ), объединяющее в единый поток поступающие от передающих устройств (ПУ) сообщения, формируемые источниками сообщений (ИС), и устройство разделения (УР), выделяющее из единого потока данных сообщения, поступающие в приемные устройства (ПрУ) и предназначенные соответствующим получателям сообщений (ПС).

Рис.2. Схема многоканальной системы связи

Традиционные методы уплотнения (мультиплексирования, разделения) каналов:
1) частотный - предоставление каждой паре взаимодействующих абонентов в разных частотных диапазонах определенной полосы пропускания, достаточной для передачи данных;
2) временной - поочередное подключение в разных временных интервалах взаимодействующих абонентов к общей линии связи.
Таким образом, в одной ЛC может быть организовано несколько КС. В этом случае ЛC можно рассматривать как совокупность технических средств для передачи сигналов, а КС - как долю ресурсов ЛC с соответствующей каналообразующей аппаратурой (аппаратурой уплотнения), предоставляемых одной паре взаимодействующих абонентов для передачи данных.

В наши дни радиосвязь получила широкое распространение. В связи с

ограниченным частотным ресурсом и огромным числом пользователей, которые

используют радиочастоты, приходится применять различные методы уплотнения

(разделения) каналов связи. Уплотнение линий связи экономически

целесообразно осуществлять, так как это позволяет сократить затраты на

организацию новых линий связи в случае отсутствия уплотнения и сократить

расходы на оборудование и эксплуатацию.

Существуют, например, такие методы уплотнения каналов связи:

Частотное разделение каналов – для каждого канала связи отводится своя

полоса частот так, чтобы не происходило перекрытия их частотных полос.

Временное разделение каналов – сигналы каждого канала дискретизируются

и их мгновенные значения передаются последовательно по времени, таким

образом, каждое сообщение передается короткими импульсами – дискретами.

Фазовое разделение каналов – по линии связи передаются сигналы

одинаковой частоты и амплитуды и с различными фазами. На приемной стороне

такие сигналы выделяются с помощью специальных устройств.

Пространственное разделение каналов – метод уплотнения по поляризации

сигнала, ортогональные сигналы передаются по одной линии связи, что

позволяет сократить полосу частот канала.

Линейное разделение каналов – или метод разделения по форме,

используются линейно независимые сигналы. Такие сигналы линейно разделены и

могут быть приняты в качестве канальных сигналов.

Наиболее широкое применение нашли частотное и временное разделения

каналов связи.

Основные понятия: информация, сообщение, сигнал. Простейшая структурная схема телекоммуникационной системы.

Информация – совокупность сведений о к-либо событиях, предметах, и т.п.

Для передачи информации используются различные знаки, символы, позволяющие её выразить в некоторой форме.

Совокупность знаков, отображающих ту или иную информацию называется сообщением.

Передача сообщений на расстояния осуществляется с помощью материального носителя или физического процесса.

Физический процесс, отображаемый передаваемое сообщение называется сигналом.

Классификация сигналов:

1.Детерминированный: а)регулярный

б)Случайный

2) непрерывные.(аналоговый)

3) дискретизированый по времени (АИМ сигнал)

4) дискретизированый по уровню

5) дискретизированный по времени и по уровню (цифровой)

Простейшая структурная схема телекоммуникационной системы:

Рис 3. Структурная схема телекоммуникационной системы

ИС и ПС в с/с могут выступать человек, телеметрия, компьютер и т.д.

Устройство, преобразующее сообщение в сигнал и обратно наз. преобразователем.

Сигнал с выхода преобразователя называют первичным сигналом.

Передатчиком называется спец. устройство, предназначенное для преобразования первичного сигнала в канальный сигнал S(t).

Это необходимо для согласования свойств канального сигнала со свойствами л.с.

Линией связи наз. физ. среда и совокупность аппаратных средств, используемых для передачи сигнала от передатчика к приемнику.

В качестве Л.С. могут выступать эл. кабель, волноводы, волоконный световод, РРЛ, спутниковая система.

ПРМ-обратное преобразование канального сигнала в первичный сигнал.

Т.о. совокупность технических средств, предназначенных для передачи сообщения от источников к потребителю называется телекоммуникационной системой или системой связи.

Классификация с/с:

1.Для передачи речи (телефонные)

2.Для передачи пакетных сообщений (телеграфные)

3.Для передачи неподвижных изображений (факсимильные)

4.Для передачи подвижных изображений (ТВ)

5.Для передачи данных.

Канал – совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сигнала от некоторой произвольной точки в другую произвольную точку телекоммуникационной системы.

Для обмена сообщениями между многими абонентами создаются сети связи, обеспечивающие передачу и распределение сообщений по заданным адресам. Распределение потоков сообщений по заданным адресам осуществляется на узлах связи с помощью коммутационных устройств.

Т.о. с/с (или т/сетью) называется система, состоящая из совокупности оконечных (абонентских) устройств, каналов связи.