Канал связи и классификация сигналов
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 3.93 [7 Голоса (ов)]

Канал связи состоит в общем случае из физической среды, по которой передаются информационные сигналы, аппаратуры передачи данных и промежуточной аппаратуры. Синонимом термина канал связи (channel) является термин линия связи (line).

Канал связи

В зависимости от физической среды передачи данных линии связи можно разделить на:

  • проводные линии связи без изолирующих и экранирующих оплеток; 
  • кабельные, где для передачи сигналов используются такие линии связи как кабели "витая пара", коаксиальные кабели или оптоволоконные кабели; 
  • беспроводные (радиоканалы наземной и спутниковой связи), использующие для передачи сигналов электромагнитные волны, которые распространяются по эфиру.

В зависимости от направления передачи данных линия (канал) связи может быть:

  • симплексной — то есть допускающей передачу данных только в одном направлении, пример — радиотрансляция, телевидение;
  • полудуплексной — то есть допускающей передачу данных в обоих направлениях поочерёдно;
  • дуплексной — то есть допускающей передачу данных в обоих направлениях одновременно, пример — телефон.

Дуплексный режим - наиболее универсальный и производительный способ работы канала. Самым простым вариантом организации дуплексного режима является использование двух независимых физических каналов (двух пар проводников или двух световодов) в кабеле, каждый из которых работает в симплексном режиме, то есть передает данные в одном направлении. Именно такая идея лежит в основе реализации дуплексного режима работы во многих сетевых технологиях, например Fast Ethernet или АТМ.

Иногда такое простое решение оказывается недоступным или неэффективным. Чаще всего это происходит в тех случаях, когда для дуплексного обмена данными имеется всего один физический канал, а организация второго связана с большими затратами. Например, при обмене данными с помощью модемов через телефонную сеть у пользователя имеется только один физический канал связи с АТС -двухпроводная линия, и приобретать второй вряд ли целесообразно. В таких случаях дуплексный режим работы организуется на основе разделения канала на два логических подканала с помощью техники FDM или TDM.

Модемы для организации дуплексного режима работы на двухпроводной линии применяют технику FDM. Модемы, использующие частотную модуляцию, работают на четырех частотах: две частоты - для кодирования единиц и нулей в одном направлении, а остальные две частоты -для передачи данных в обратном направлении.

При цифровом кодировании дуплексный режим на двухпроводной линии организуется с помощью техники TDM. Часть тайм-слотов используется для передачи данных в одном направлении, а часть -для передачи в другом направлении. Обычно тайм-слоты противоположных направлений чередуются, из-за чего такой способ иногда называют «пинг-понговой» передачей. TDM-разделение линии характерно, например, для цифровых сетей с интеграцией услуг (ISDN) на абонентских двухпроводных окончаниях.

Основные характеристикиканала связи

  • амплитудно-частотная характеристика – показывает затухание амплитуды сигнала для всех возможных частот;
  • полоса пропускания - непрерывный диапазон частот, для которого затухание не превышает некоторого заранее заданного предела;
  • затухание - относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по линии сигнала определенной частоты. А = 10lg(Рвых/Рвх), (измеряется в децибелах (дБ, decibel - dB), Рвх и Рвых – мощности входа и выхода);
  • пропускная способность - характеризует максимально возможную скорость передачи данных по линии связи;
  • достоверность передачи данных - вероятность искажения для каждого передаваемого бита данных;
  • помехоустойчивость - способность противостоять внешним помехам;
  • перекрестные наводки на ближнем конце линии;
  • удельная стоимость.

Классификация сигналов

Сигнал — материальный носитель информации, используемый для передачи сообщений в системе связи.

  • По физической природе носителя информации:
    • электрические;
    • электромагнитные;
    • оптические;
    • акустические.
  • По способу задания сигнала:
    • регулярные (детерминированные), заданные аналитической функцией;
Детерминированный сигнал
    • нерегулярные (случайные), принимающие произвольные значения в любой момент времени.
случайный сигнал
  • В зависимости от функции, описывающей параметры сигнала, выделяют:
    • непрерывные (аналоговые), описываемые непрерывной функцией;
аналоговый сигнал
    • дискретные;
Дискретный сигнал
    • квантованные по уровню;
Квантованный по уровню сигнал
    • цифровые.
цифровой сигнал