Средства телекоммуникаций. Общая теория связи. Основные понятия техники связи. Классификация данных. Преобразование сигналов

передатчик (П), преобразующий первичный сигнал в линейный сигнал для передачи по линии связи - АПД;

•  приемное устройство (ПрУ), включающее в себя:

ƒ приемник (Пр), преобразующий линейный сигнал, поступающий из линии связи, в первичный сигнал - АПД;

ƒ преобразователь первичного сигнала в сообщение (ППСС) - декодер;

•  получатель сообщения (ПС).

Способность системы противостоять вредному воздействию помех называется помехоустойчивостью.

Конкретная структура системы связи зависит от вида передаваемых данных (сообщений).

2.1.2.  Классификация данных (сообщений)

Все многообразие данных может быть разделено на следующие типы.

1.  Телефонные сообщения - речь в полосе частот от 80 до 12000 Гц, передаваемая по телефонным КС (ТфКС). Для ТфКС принята эффективно передаваемая полоса частот 300 - 3400 Гц, что обеспечивает разборчивость фраз более 99% (каналы тональной частоты - ТЧ).

2.  Телеграфные сообщения - дискретные сообщения в виде импульсов постоянного или переменного тока, передаваемые по телеграфным каналам связи (ТгКС).

3.  Факсимильные сообщения – неподвижные изображения.

4.  Аудио-сообщения (звуковое вещание) - в отличие от телефонной, кроме речи передается музыка, пение и т.п. в спектре частот от 15-20 Гц  до  15-20 кГц.

Для высококачественной передачи достаточна полоса частот 30-15000 Гц.

5.  Видео-сообщения (телевизионное вещание) - совокупность движущихся изображений и звукового сопровождения (в полосе частот от 50 Гц до 6 МГц).

Сигналы ТВ: телевизионный и звукового сопровождения. Канал ТВ: тракт изображения + тракт звуковой.

6.  Цифровые (символьные) данные - совокупность символов.

Телеграфные и цифровые данные по своей природе относятся к дискретным данным, остальные - к непрерывным данным, но которые могут быть закодированы в цифровой форме.

2.1.3. Преобразование сигналов

При передаче сигнала через некоторую среду передачи (линия связи, некоторое устройство) происходит изменение сигнала (усиление или ослабление), обусловленное техническими и физическими свойствами среды передачи (рис.2.2.).

Усиление и ослабление (отношение энергий или мощностей) некоторой физической величины - сигнала (напряжения, тока, мощности, энергии поля и т.д.) в электротехнике, радиотехнике, электросвязи и акустике измеряют в децибелах (дБ) - логарифмических единицах усиления (ослабления):

P^вых d[дБ] =10lg          ,

P_вх

где   ^P_вх  и   ^P_вых  -  значения  мощности  (энергии)  соответственно  входного  и  выходного сигналов.

Отношение  K = ^P_вых / ^P_вх  называется коэффициентом передачи.

В децибелах также может быть выражено отношение двух напряжений  U или токов I по формуле:

d[дБ]= 20lg(U_вых /U_вх)   или   d[дБ]= 20lg(I_вых / I_вх).

Например, ослабление  d=10 дБ/км означает, что ослабление напряжения или тока на расстоянии в 1 км согласно уравнению  10 = 20lg K  будет равно K= 10 ≈ 3,3 раза.

Удобство вычисления ослабления (усиления) в дБ состоит в том, что при каскадном включении нескольких участков линии или технических устройств значения d  складываются. Например, в случае d=10 дБ/км ослабление на расстоянии в 2 км будет равно  20 дБ.

Сигналы, как и данные, могут быть:

•  непрерывными (аналоговыми) - в виде непрерывной функции времени

(изменение тока, напряжения, электромагнитного поля излучения);

•  дискретными (цифровыми) - в виде импульсов тока, напряжения, света.

В простейшем случае непрерывный сигнал представляет собой гармоническое колебание в виде синусоиды:

y(t) = Asin(ωt +ϕ) = Acos(ωt +ϕ'), где А - амплитуда; ω - круговая частота:  ω= 2πf (здесь f – линейная частота: f =1/T - величина, обратная периоду T);   ϕ,ϕ' - начальная фаза, причем:  ϕ'=ϕ−π/ 2 .

Таким образом, синусоидальный сигнал несет в себе информацию в виде трех параметров: амплитуды, частоты и фазы, причем с точки зрения обеспечения высокой скорости передачи данных основной является частота сигнала. Среда передачи должна обеспечивать качественный перенос сигнала