Prenos signala iz jedne tačke u prostoru u drugu vrši se telekomunikacionim sistemom. Električni signal je u suštini oblik prezentacije poruke za prenos preko telekomunikacionog sistema. Izbor električnih signala za prijenos poruka na daljinu je zbog njihovog velika brzina širenja(oko 300 km/ms).
Izvor poruke (slika 6.1) generiše poruku a (t), koja se pomoću posebnih uređaja pretvara u električni signal s (t). Prilikom prenosa govora, takvu transformaciju vrši mikrofon, pri prijenosu slike - CRT, pri prijenosu telegrama - odašiljački dio telegrafskog aparata.
Prije razmatranja stvarnih metoda modulacije u komunikacijskim sistemima, razmotrit ćemo glavne načini prezentovanja signala telekomunikacije usvojene za opisivanje tehnika modulacije.
Da biste prenijeli signal u telekomunikacijskom sistemu, morate koristiti neku vrstu nosača... Kao nosač, prirodno je koristiti one materijalne objekte koji se kreću u prostoru, npr. elektromagnetno polje u žicama (žičana komunikacija), na otvorenom prostoru (radio komunikacija), svjetlosni snop(optička komunikacija). Dakle, u tački prenosa (slika 6.1), primarni signal s (t) mora biti konvertovan u signal v (t), pogodan za njegov prenos preko odgovarajućeg medija za širenje. Inverzna transformacija se izvodi na prijemnoj tački. U nekim slučajevima (n/a, kada je medij za propagaciju par fizičkih žica, kao u GTS), navedena konverzija signala može izostati.
Signal dostavljen prijemnoj tački mora se ponovo pretvoriti u poruku (na primjer, korištenjem telefona ili zvučnika prilikom prijenosa govora, katodne cijevi prilikom prijenosa slike, prijemnog dijela telegrafskog aparata kada se prenosi telegram), a zatim prenijeti primaocu.
Prijenos informacija je uvijek praćen neizbježnim efektom smetnji i izobličenja. To dovodi do toga da se signal na izlazu telekomunikacionog sistema i primljena poruka mogu donekle razlikovati od signala na ulazu s (t) i od prenijete poruke a (t). Stepen korespondencije primljene poruke sa odaslanom naziva se vernost prenosa informacija.
Za različite poruke, kvalitet njihovog prijenosa se različito ocjenjuje. Primljena telefonska poruka mora biti dovoljno čitljiva, pretplatnik mora biti prepoznatljiv. Za televizijsku poruku postoji standard (tabela dobro poznata svim gledaocima na TV ekranu), prema kojoj se ocjenjuje kvalitet primljene slike.
Kvantitativna procjena vjernosti prijenosa diskretnih poruka je omjer broja pogrešno primljenih elemenata poruke i broja odaslanih elemenata – učestalosti grešaka (ili stope greške).
Da bi se riješio problem, amplituda visokofrekventnog signala nosioca se mijenja (modulira) u skladu sa promjenom niskofrekventnog glasovnog signala (slika 1). U ovom slučaju, spektar rezultirajućeg signala pada u željeni visokofrekventni opseg. Ova vrsta modulacije naziva se amplitudna modulacija (AM).
Amplitudna modulacija (AM) je vrsta modulacije u kojoj je varijabilni parametar signala nosioca njegova amplituda.
sa AM, omotač amplituda oscilacije nosioca mijenja se po zakonu, koji se poklapa sa zakonom odaslane poruke. Frekvencija i faza vala nosioca se u ovom slučaju ne mijenja. Jedan od glavnih parametara AM je koeficijent modulacije (M). Odnos modulacije je omjer razlike između maksimalne i minimalne vrijednosti amplituda moduliranog signala prema zbroju ovih vrijednosti (%).
Jednostavno rečeno, ovaj koeficijent pokazuje koliko vrijednost amplitude vibracije nosioca u datom trenutku odstupa od prosječne vrijednosti. Kada je faktor modulacije veći od 1, javlja se efekat prekomerne modulacije, što dovodi do izobličenja signala.
Kao informacioni parametar koristi se ne samo amplituda sinusoidnog signala nosioca, već i frekvencija. U ovim slučajevima radi se o frekvencijskoj modulaciji (FM).
Prilikom prijenosa diskretnih informacija modulacijom, jedinice i nule se kodiraju promjenom amplitude, frekvencije ili faze sinusoidnog signala nosioca. Kada modulirani signali prenose diskretne informacije, umjesto termina "modulacija", ponekad se koristi termin "keying": amplitude Shift Keying (ASK), Frequency Shift Keying (FSK), Phase Shift Keying, PSK).
Možda najpoznatiji primjer korištenja modulacije u prijenosu diskretnih informacija je prijenos kompjuterskih podataka preko telefonskih kanala. Tipičan frekvencijski odziv standardnog PM-a prikazan je na Sl. 1. Njegov propusni opseg je 3100 Hz. Ovako uzak propusni opseg dovoljan je za kvalitetan prijenos glasa, ali nije dovoljno širok za prijenos kompjuterskih podataka u obliku pravokutnih impulsa. Rješenje problema je pronađeno zahvaljujući analognoj modulaciji. Uređaj koji obavlja funkciju modulacije nosioca sinusoida na strani odašiljanja i inverznu funkciju demodulacije na strani prijema naziva se modem (modulator-demodulator).
Rice. 1. Frekvencijski odziv kanala tonske frekvencije
Na sl. 2 prikazuje različite vrste modulacije koje se koriste u prijenosu diskretnih informacija. Originalna sekvenca bitova prenesenog inf-i prikazana je na dijagramu prikazanom na Sl. 2, a.
Rice. 2. Razne vrste modulacije
Kod AM, jedan nivo amplitude sinusoida noseće frekvencije se bira za logičku jedinicu, a drugi za logičku nulu (slika 2, b). Ova metoda se rijetko koristi u svom čistom obliku u praksi zbog niske otpornosti na buku, ali se često koristi u kombinaciji s drugom vrstom modulacije - faznom modulacijom.
Kod FM-a, vrijednosti nule i jednog od originalnih podataka prenose se sinusoidima s različitim frekvencijama - f 0 i f 1 (slika 2, c). Ova metoda modulacije ne zahtijeva složena kola i obično se koristi u modemima male brzine koji rade na 300 i 1200 bps. Kada se koriste samo dvije frekvencije, jedan bit informacije se prenosi po ciklusu takta, stoga se ovaj metod naziva binarnim frekvencijskim pomakom (Binary FSK, BFSK). Takođe se mogu koristiti četiri različite frekvencije za kodiranje dva bita inf-a u jednom taktu, ova metoda se naziva četverorazinsko frekvencijsko pomicanje (FSK na četiri nivoa). Koristi se i naziv Multilevel FSK (MFSK).
Kod FM, vrijednosti podataka 0 i 1 odgovaraju signalima iste frekvencije, ali različitih faza, na primjer 0 i 180 ° ili 0,90, 180 i 270 ° (slika 2, d). U prvom slučaju takva modulacija se naziva binarno fazno pomeranje (Binary PSK, BPSK), au drugom kvadraturno fazno pomeranje (Quadrature PSK, QPSK).
Multipleksiranje (sabijanje) se podrazumijeva kao kombinacija više ulaznih komunikacionih kanala manjeg kapaciteta u jedan kanal velikog kapaciteta za njegov prijenos preko jednog izlaznog komunikacionog kanala. Takav link se često naziva agregatnim, a promet je agregiran (agregiran) ili multicast.
Postoje dvije metode multipleksiranja:
Multipleksiranje s podjelom frekvencija - FDC (frekventno multipleksiranje ili multipleksiranje);
Multipleksiranje s vremenskim podjelom (TDM).
Kod FDC-a, frekvencijski opseg izlaznog signala je podijeljen na niz opsega (podkanala) koji odgovaraju širini baznog opsega standardnog telefonskog kanala - 4 kHz.
Grupni trakt Je skup tehničkih sredstava dizajniranih za prenos telekomunikacionih signala sa normalizovanim brojem PM ili BCC kanala u frekvencijskom opsegu ili brzinom prenosa koja odgovara datoj grupnoj putanji. Putanja grupe, čiji parametri i struktura odgovaraju prihvaćenim standardima, nazivaju se tipičnim.
Mrežne staze se mogu obezbijediti samo ako imaju tipičnu opremu za formiranje kanala. Općenito, potrošaču se obezbjeđuju širokopojasni kanali opremljeni na osnovu odgovarajućih mrežnih puteva.
Moderna zajednička ulaganja omogućavaju, pored standardnih PM kanala, organiziranje kanala većeg kapaciteta. Povećanje propusnosti postiže se proširenjem ESPH, a širokopojasni kanali se formiraju kombinovanjem nekoliko PM kanala.
Trenutno, ASP-ovi omogućavaju formiranje sljedećih širokopojasnih kanala:
Predgrupni kanal sa frekvencijskim opsegom od 12..24 kHz umjesto tri PM kanala;
Primarni kanal 60..108 kHz umjesto 12 PM kanala;
Sekundarni kanal 312..552 kHz umjesto 60 PM kanala;
Tercijarni kanal 812..2044 kHz umjesto 300 PM kanala.
Pored navedenih kanala, u sistemima prenosa formiraju se emisioni i televizijski kanali (sa emitovanjem zvuka).
U zavisnosti od frekventnog opsega primarnih signala koji se prenose, bira se jedan ili drugi širokopojasni kanal.
U DSP nije predviđena posebna oprema za organizovanje mrežnih staza. Multicast digitalni tok formiran na ovom nivou hijerarhije usmerava se ili na sledeći nivo privremenog kombinovanja tokova, ili na opremu linearne putanje. Tačke povezivanja opreme dva susedna nivoa hijerarhije nazivaju se mrežni spojevi (CC). SS parametri su tipični.
Oprema digitalnih plesiohronih prenosnih sistema (DSP PDH) je evropski standard koji omogućava kreiranje tipičnih digitalnih kanala prenosa sa sledećim gradacijama brzina, kbit/s:
Glavni digitalni kanal (BCC) - 64;
Podprimarni digitalni kanal (SCC) - 480;
Primarni trakt - 2048;
Sekundarni trakt - 8448;
Tercijarni trakt - 34368;
Četvorokrevetni trakt - 139264.
Na osnovu podataka digitalnih kanala i putanja treba formirati sljedeće tipične analogne kanale i puteve:
Channel PM (bazirano na BCC);
Kanal za emitovanje zvuka (na bazi STSK);
TV kanal sa zvučnom podlogom (bazirana na tri tercijarna CGT-a).
U mrežnim spojevima treba da se vrši prenos ne samo informacija (IS), već i taktnih (TC) signala, obezbeđujući sinhronizaciju sata regeneratora i prijemne generatorske opreme terminalnih stanica. Simboli usluge (sinhronizacija okvira i superframe) dostupni u digitalnim tokovima omogućavaju pristup komponentama digitalnih tokova najnižih nivoa hijerarhije. Izuzetak je BCC, u kojem nema takvih simbola. Iz tog razloga, oktetski signal (OC) se ubacuje u njega, omogućavajući razdvajanje osmobitnih kodnih grupa. Dakle, u SS BCC-u se ne razmjenjuju samo IS i TS, već i OS.
Američki PDH sistem pruža sljedeće gradacije brzine (nivoe hijerarhije), kbit/s:
Glavni digitalni kanal (BCC) -64;
Prvi nivo je 1544;
Drugi nivo - 6312;
Treći nivo je 44736.
Da bi se stvorila jedinstvena digitalna mreža i ispunili američki i evropski zahtjevi, omogućavajući prijenos signala brzinom od 139,268 Mbit/s, određen je glavni hijerarhijski nivo nove strukture sinhronog multipleksiranja, jednak 155,520 Mbit/s, što je rezultat trostrukog množenja brzina od 51,84 Mbit/s (51,84x3 = 155,520).
Svi nivoi multipleksiranja u sinhronim digitalnim sistemima (SDH) su pozitivni celobrojni višekratnici ovog STM-1 osnovnog signala (Sinhrona bazna jedinica-1).
Tako je razvijen jedinstveni svjetski koncept za prijenos signala podataka brzinom od 155 Mbit/s. To znači da svi prethodni PDH signali moraju biti ugrađeni u osnovni SDH signal koristeći proceduru koja se zove "Mapiranje".
Predavanje broj 1.
KONSPEKCIJA PREDAVANJA
Disciplina "Teorija električnog povezivanja"
za specijalnosti: 5.05090301 - „Ugradnja, održavanje i popravka
posjed stanice"
Predavanje broj 1. Osnovni pojmovi i definicije telekomunikacionog sistema.
Predavanje broj 2. Strukturni dijagram telekomunikacionog sistema.
Predavanje br. 3. Telekomunikacioni kanali.
Predavanje broj 4. Interferencija i izobličenje.
Predavanje br. 5. Signal i njegov matematički model.
Predavanje broj 6. Fourierov red i spektar periodičnog signala.
Predavanje № 7. Teorema VA Kotelnikova.
Predavanje broj 8. Primarni telekomunikacioni signali.
Predavanje broj 9. Nelinearni i parametarski elementi i kola.
Predavanje broj 10. Opšti koncepti modulacije.
Predavanje br. 11. Amplitudna modulacija (AM) harmonijskog nosioca.
Predavanje broj 12. Frekvencija i fazna modulacija harmonijskog nosioca.
Predavanje br. 13. Diskretna modulacija harmonijskog nosioca.
Predavanje broj 14. Pulsna modulacija.
Predavanje broj 15. Puls - kodna modulacija (PCM).
Predavanje broj 16. Opšti pojmovi detekcije signala.
Predavanje br. 17. Detekcija amplitude.
Predavanje broj 18. Detekcija signala pulsnih i diskretnih modulacija.
Predavanje broj 19. Opšte informacije o projektovanju parangala.
Predavanje broj 20. Ekvivalentno kolo i primarni parametri vodova.
Predavanje broj 21. Sekundarni parametri linija.
Predavanje broj 22. Načini rada linije.
Predavanje broj 23. Osobine prenosa elektromagnetne energije kroz žicu
komunikacionih linija.
Predavanje broj 24. Waveguides.
Predavanje broj 25. Vlakna - optičke komunikacione linije.
Predavanje broj 26. Širenje radio talasa i antena.
Predavanje broj 27. Osnove teorije otpornosti na buku.
Predavanje broj 28. Optimalan prijem diskretnih signala.
Predavanje broj 29. Potencijalna otpornost na buku prijema diskretnih signala.
Predavanje broj 30. Optimalan prijem kontinuiranih signala.
Predavanje broj 31. Suboptimalan prijem signala.
Predavanje 32. Elementi teorije informacija.
Predavanje 33. Glavni parametri korekcijskih kodova.
Predavanje 34. Principi konstruisanja korektivnih kodova.
Bibliografija.
Telekomunikacioni sistem Je skup tehničkih sredstava i okruženje za širenje signala koji osiguravaju prijenos poruka od izvora do potrošača (potrošača). Stotine telekomunikacionih sistema različite namjene stvorene su kako bi zadovoljile potrebe modernog društva, a njihov broj i dalje raste. Svi oni su neophodni za razmjenu informacija.
Informacije(lat. informatio- objašnjenje, prezentacija) - to su nove informacije o svijetu oko nas, koje dobivamo kao rezultat interakcije s njim. Informacija je jedna od najvažnijih kategorija prirodnih nauka (uz materiju, energiju i polje).
Poruka Je oblik prezentacije informacija. To su konvencionalni znakovi uz pomoć kojih dobijamo određene informacije (informacije). Na primjer: u telegrafskom prijenosu, poruka je tekst telegrama, koji je niz različitih slova i znakova; tokom razgovora, poruka je niz zvukova; u televizijskim emisijama, poruka je promjena tokom vremena u svjetlini i hromatičnosti elemenata slike.
Signal(lat. signum- znak) je proces promjene u vremenu fizičkog stanja objekta, koji služi za prikaz, registraciju ili prijenos poruka. Signal Je materijalni nosilac (nosač) poruka. Našli su primenu u modernoj tehnologiji električni, elektromagnetni, svjetlosni, mehanički, zvučni signale. Za prijenos poruka potrebno je koristiti nosač koji najbolje može preći udaljenost od izvora do potrošača. U telekomunikacionim sistemima, nosilac koji se koristi za prenos poruka na daljinu je obično naizmenična električna struja, elektromagnetno polje i svetlosni talasi. Ovo nije slučajno, jer:
Brzina širenja u prostoru ovih nosača približava se graničnoj brzini širenja bilo kojeg fizičkog procesa, jednakoj brzini svjetlosti u vakuumu - 3 · 10 8 m/s;
Uz pomoć ovih nosača može se prenijeti ogromna količina informacija.
Sistemi za prenos kontinuiranih poruka... Telefonski komunikacioni sistemi su dizajnirani da prenose zvučne (akustične) poruke na daljinu, koje stvaraju glasne žice i percipiraju ljudski organ sluha (uho). Stoga se uređaji koriste kao predajnici koji pretvaraju zvučne vibracije koje se javljaju u zračnom prostoru u električne signale koji se prenose na daljinu. Takvi akustoelektrični pretvarači se nazivaju mikrofoni.
Prijemnik u telefonskom sistemu pretvara električne signale nazad u zvučne vibracije.
Takav elektro-akustični pretvarač naziva se telefon.
Pored mikrofona i telefona, koji su glavni elementi sistema, svaki pretplatnik ima niz pomoćnih uređaja neophodnih za praktičnost povezivanja, pozivanja i signalizacije. Glavni i pomoćni elementi koje koristi pretplatnik konstruktivno čine telefonski aparat. Moderni telefoni su veoma raznovrsni. Razlikuju se po vrstama mikrofona, telefona, birača, kao i po obliku kućišta uređaja.
Komunikacioni kanali u telefonskim komunikacionim sistemima formirani su skupom uređaja i medija za širenje koji obezbeđuju prolaz signala sa jednog telefonskog aparata na drugi.
Sistemi za emitovanje zvuka obezbeđuju jednosmerni prenos zvučnih poruka (govora, muzike) od izvora do velikog broja slušalaca raspoređenih u prostoru. U zavisnosti od tehničkih sredstava koja se koriste za ovo, pravi se razlika između radio-difuznih sistema i sistema žičnog emitovanja.
U prvom slučaju, signali se prenose preko radio kanala, u kojem je medij za širenje otvoreni prostor. Radio kanal se formira uz pomoć posebnih uređaja od kojih su glavni radio predajnik, predajna antena, prijemna antena i radio prijemnik.
Radio predajnik pretvara primarni niskofrekventni signal na izlazu mikrofona u visokofrekventni signal koji emituje predajna antena u okolni prostor u obliku elektromagnetnih talasa.
Pod utjecajem polja zračenja u prijemnoj anteni nastaje visokofrekventna struja, čija priroda promjene ponavlja zakon promjene visokofrekventnog signala. U radio prijemniku, primarni (originalni) signal se ekstrahuje iz visokofrekventnog signala nakon odgovarajuće obrade. Zatim se primarni signal niske frekvencije pretvara od strane zvučnika u audio poruku.
U žičanim radiodifuznim sistemima, audio emitovani signali se dopremaju slušaocima preko takozvanih žičanih kanala, koristeći posebne uređaje za navođenje kao medij za distribuciju - žičane dalekovode. Ponekad je dio kanala implementiran radio opremom, a dio žičanim. Istovremeno, poruke se takođe pretvaraju u signal pomoću mikrofona postavljenog u posebnim prostorijama - studijima. Prijemnici su pretplatnički zvučnici instalirani direktno u stanovima slušalaca. Prijenos signala između mikrofona i prijemnika vrši se preko žica koje prolaze kroz posebne čvorove za žičano emitiranje.
Televizijska komunikacija je namijenjen za simultani prijenos optičkih i audio poruka, stoga televizijski komunikacioni sistemi sadrže dva podsistema. Podsistem za prijenos audio poruka praktički se ne razlikuje od sistema za audio emitovanje o kojem smo gore govorili. Podsistem za optički prenos poruka obezbeđuje prenos pokretnih slika. Televizijski signali se obično prenose putem radija. Radio kanal sadrži televizijski radio predajnik (RPR), predajnu antenu, medij za širenje radio talasa, prijemnu antenu i televizijski radio prijemnik (RPR).
Spektar video signala sadrži niske frekvencije i stoga se ne može prenositi na otvorenom prostoru. Pretvaranje video signala u radiofrekventni signal koji predajni sistem može emitovati u okolni prostor u obliku radio talasa vrši se u televizijskom radio predajniku.
Na prijemnoj strani sistema, dio energije radio talasa presreće prijemna antena, pojačava i ponovo pretvara u video signal u televizijskom radiju.
Za pretvaranje video signala u poruke koristi se svojstvo određenih supstanci koje svijetle pod djelovanjem upadne struje elektrona na njih. Takve supstance se nazivaju fosfori. Jačina njihovog sjaja je proporcionalna intenzitetu upadnog toka.
Na unutrašnju površinu širokog dijela staklene posude nanosi se fosforni sloj. Elektronski snop stvara reflektor, formiran i ubrzan posebnim elektrodama.
Intenzitet elektronskog snopa kontroliše se video signalom. Zraka je usmjerena na fosfor i osvjetljava element po element liniju po liniju. Kretanje grede horizontalno i vertikalno je postavljeno sistemom za otklanjanje. Kako se intenzitet zraka mijenja u skladu sa promjenom signala, mijenja se i svjetlina svake linije. Zbog velike brzine kretanja zraka duž linija i određene inercije vida, osoba promatra integralnu optičku sliku na ekranu.
Uređaji koji pretvaraju radio frekvencijske signale u električne signale audio frekvencija i video signala, kao i zvučnik i kineskop, strukturno su spojeni u jedan aparat koji se naziva TV.
Telegrafski komunikacioni sistemi namijenjeni su za dvosmjerni prijenos diskretnih poruka (telegrama). Sastoje se od dva podsistema. Ovo zahtijeva odašiljač i prijemnik na svakom kraju sistema. Ova dva uređaja se obično strukturno kombinuju da formiraju uređaj koji se naziva telegrafska krajnja tačka. Shodno tome, telegrafska komunikacija se ostvaruje sistemom koji se sastoji od dva terminalna telegrafska uređaja povezana komunikacijskim kanalom.
U sistemima za prenos diskretnih poruka, kodni metod se koristi za pretvaranje poruke u signal i obrnuto. Smisao ove metode leži u činjenici da se tokom prenosa znakovi poruke zamjenjuju kombinacijama kodova koje se sastoje od određenih elemenata. U ovom slučaju, svaki znak poruke ima svoju kombinaciju. Sveukupnost svih korištenih kombinacija je telegrafski kod. Najstariji i najpoznatiji je Morzeov kod, čije se kombinacije sastoje od dva različita elementa - "tačke" i "crtice".
Kada se koriste kodovi, razmjena poruka se svodi na prijenos dva različita elementa kombinacije kodova. Proces pretvaranja znakova poruke u signal počinje kodiranjem, uslijed čega se znakovi zamjenjuju kombinacijama koda. Tada se elementi kombinacije sekvencijalno pretvaraju u signalne elemente, odnosno u strujne impulse. Ove funkcije obavljaju posebni uređaji odašiljačkog dijela terminalnog telegrafskog aparata.
Prijemnik telegrafskog komunikacionog sistema vrši obrnutu transformaciju signala u poruku u sljedećem nizu. Prvo, signalni elementi se primaju naizmjence, pretvaraju u elemente kodne riječi i pohranjuju. Tada se određuje predznak koji odgovara primljenoj kodnoj riječi, to jest, izvodi se operacija inverzna od kodiranja, koja se zove dekodiranje. Proces prijema završava se upisivanjem ocjene na papir. Sve gore navedene operacije izvode se posebnim uređajima prijemnog dijela terminalnih telegrafskih aparata.
Sistemi za prenos podataka nemaju suštinske razlike od telegrafskih komunikacionih sistema. Koriste i uslovnu (kodnu) metodu za pretvaranje poruka u signal i obrnuto, te se samim tim proces odašiljanja poruka i uređaji predajnika i prijemnika ne razlikuju od odgovarajućih elemenata telegrafskog komunikacionog sistema.
Kao što je gore navedeno, sistemi za prenos podataka su u stanju da prenose diskretne poruke mnogo brže i preciznije, odnosno da obezbede veću brzinu i kvalitet prenosa poruka. Oni jamče specificiranu vjernost prijenosa pri bilo kojoj praktično potrebnoj brzini poruke. Ovo se postiže upotrebom dodatnih uređaja za poboljšanje kvaliteta prenosa poruka, koji su strukturno kombinovani sa predajnicima i prijemnicima sistema za prenos podataka da bi se formirali primopredajni uređaji koji se nazivaju oprema za prenos podataka.
Jedan njegov deo, koji vrši različite transformacije signala tokom prenosa, nalazi se na odašiljajućem, a drugi, koji obezbeđuje prijem, korekciju i druge transformacije signala i kodnih kombinacija, smešten je na prijemnom kraju sistema za prenos podataka. .
Pojačivači prijenosa vam omogućavaju da otkrijete ili čak ispravite greške u porukama koje se pojavljuju tokom prijenosa. Sistemi za prijenos podataka koriste dvosmjerni kanal, povratni kanal se koristi za rješavanje grešaka.
Tipičan funkcionalni dijagram organizacije digitalnog telekomunikacionog kanala prikazan je na Sl. 2.10. Digitalni kanal ima zrcalno funkcionisanje predajnog i prijemnog kraka.
V.O.Shvartsman
Razvoj telekomunikacija započeo je prije više od 160 godina - pojavom telegrafske komunikacije. Sada postoji 11 vrsta telekomunikacija.
Kao što se može vidjeti iz tabele, ogromna većina vrsta telekomunikacija (10 od 11) namijenjena je ljudima – i pošiljaocu i primaocu informacija. Za razmjenu informacija između računara i između ljudi i računara koristi se samo prijenos podataka.
Prilikom razmatranja tabele nameće se niz pitanja:
4. Da li telekomunikacije mogu pružiti usluge koje prevazilaze direktnu komunikaciju ljudi?
Da bismo odgovorili na ova pitanja, poslužimo se rezultatima koji ukazuju na informacijske mogućnosti nekih vrsta telekomunikacija.
Poznato je da je pojava telekomunikacija omogućila osobi da prenosi različite informacije na mnogo veće udaljenosti nego putem direktne komunikacije. Ali pored toga, komunikacioni objekti imaju različite informacione mogućnosti (vidi tabelu).
Pokušajmo sada odgovoriti na gornja pitanja.
| Telekomunikacioni tip | Prenesene informacije | Primljene informacije (%) u poređenju sa direktnom komunikacijom (uzeto kao 100%) | Priroda transfera |
|---|---|---|---|
| Telegraph | Alfanumerički (tekst) | 7 | |
| Telefon | Govor | 45 | Od tačke do tačke |
| Faksimil | Mirne slike | - | Point-to-point, kružni, multicast |
| Emitovanje zvuka | Muzika, pevanje, govor | - | "Tačka - mnogo poena" |
| Televizijsko emitovanje | Muzika, pjevanje, govor, pokretne slike | 95 | "Tačka - mnogo poena" |
| Prijenos podataka | Alfanumerički | - | Point-to-point, kružni, multicast |
| Telekript | Crteži, dijagrami | - | Od tačke do tačke |
| Videofon | Govor, pokretne slike (polako se mijenja) | - | Od tačke do tačke |
| Audio konferencije | Govor i tekst | 50 | "Mnogo poena - mnogo poena" |
| Video konferencije | Govor, mirne i pokretne slike | 95 | "Mnogo poena - mnogo poena" |
| Obrada poruka | Tekst, fotografije, transformacija oblika prezentacije informacija | - | Point-to-point, kružni, multicast |
1. Zašto je razvoj telekomunikacija započeo telegrafijom?
Očigledno, postoji nekoliko razloga za to.
- Regularnost razvoja. Kao oblik električne komunikacije, telegrafija je imala dugu istoriju - od optičkog i zvučnog telegrafa (signalizacija vatrom i semaforima, bubnjanje itd.) do elektrohemijskog i elementarnog elektromagnetnog.
- Historijska uslovljenost. Pošto je razvoj tehnologije određen stanjem odgovarajućih oblasti nauke i prakse, onda su se u prvoj trećini prošlog veka pojavili preduslovi za stvaranje elektromagnetnog telegrafa.
- Tehničke mogućnosti. Za prijenos poruka na daljinu najlakši način je korištenje električne struje uključivanjem i isključivanjem u prijenosu, kao i privlačenjem magnetne igle elektromagnetom koji se uključuje na prijemu.
2. Šta je pokretačka snaga za pojavu novih vrsta telekomunikacija?
Kao što slijedi iz tabele, s pojavom novih vrsta telekomunikacija, količina informacija dobivenih uz njihovu pomoć približava se količini informacija dobivenih direktnom komunikacijom među ljudima. Stoga, čim su se pojavile mogućnosti za pretvaranje zvučnih vibracija stvorenih ljudskim govorom u električne signale i njihovo vraćanje na prijem, pojavila se telefonija (oko 40 godina nakon telegrafije), koja je naglo povećala obim prenošenih informacija u odnosu na direktnu komunikaciju (sa 7 do 45 %).
Nakon toga organizirana je faksimilna komunikacija, što je značajno proširilo mogućnosti osobe pri prenošenju ne samo tekstualnih i zvučnih poruka, već i crteža, crteža, fotografija.
Pojava ove vrste komunikacije postala je moguća nakon implementacije ideje sekvencijalnog prijenosa slike po elementima i razvoja metoda i uređaja sposobnih za pretvaranje nepokretnih slika u električne signale.
Fotoćelije su korišćene kao pretvarači pri prenosu, a na prijemu - električno svetlo (sa zapisom na fotografskom papiru), elektrohemijsko (sa zapisom na papiru premazanom posebnim sastavom koji reaguje na jačinu struje), elektrostatičko (sa zapisom na poseban papir koji reaguje na veličinu električnog naboja) i druge metode. Međutim, više od polovine informacija (vidi tabelu) koje osoba primi uz pomoć organa vida nije moglo biti prenijeto komunikacijskim sredstvima sve dok se ne riješe problemi pretvaranja pokretnih slika u električne signale i obrnuto. Dakle, kao rezultat pronalaska katodnih cijevi - ikonoskopa (prenosnika) i kineskopa (prijemnog), pojavila se televizija.
Time je završena jedna od veoma važnih faza približavanja informacionih mogućnosti telekomunikacijskih sredstava mogućnostima direktne razmjene informacija među ljudima. Ova faza obuhvata sve vrste poruka koje prenose i primaju organi vida, sluha, pokreta, mimike i gestikulacije.
Ostale su neotkrivene samo informacije koje je osoba primila i izdala uz pomoć organa dodira i mirisa. Ali ova informacija je relativno mala i ima razloga vjerovati da će je s vremenom biti moguće prenijeti telekomunikacionim sredstvima. Neka postignuća u ovom pravcu su već postignuta. Industrija parfema, na primjer, testira "elektronski nos" (uređaj za procjenu mirisa parfema), a u prehrambenoj industriji "elektronska usta" (uređaj za degustaciju vina). Stoga se nadamo da će komunikacija s vremenom omogućiti 100% prijenos informacija dobijenih kroz direktnu interakciju ljudi jedni s drugima i sa svijetom oko sebe.
Na osnovu navedenog, možemo zaključiti da je pokretačka snaga nastanka i razvoja novih vrsta telekomunikacija želja da se informacioni sadržaj telekomunikacija što više približi uslovima direktne komunikacije.
Sumirajući ova razmatranja, možemo konstatovati da je razvoj telekomunikacija započeo prijenosom tekstualnih poruka male brzine (telegrafija), zatim se pojavila telefonska komunikacija koja zahtijeva velike brzine prijenosa, nakon toga - prijenos nepokretnih slika (faksimilna komunikacija), zvučno (audio) emitovanje, video emitovanje (televizija), video telekonferencije zasnovane na korišćenju multimedijalnih tehnologija sa efektom virtuelne stvarnosti, a za svaki sledeći vid komunikacije bile su potrebne veće brzine prenosa. Dakle, postoji očigledna tendencija – kako se pojavljuju nove vrste telekomunikacija, brzina prenosa informacija raste. Ovaj trend potvrđuju i ekonomski razlozi.
3. Kakvi su izgledi za dalji razvoj vrsta telekomunikacija?
Na osnovu navedenog može se postaviti pitanje da li će se tu zaustaviti razvoj komunikacije? Ne, ne samo da se neće zaustaviti, nego se neće ni usporiti, a štaviše, dešavaće se bržim tempom. I zato.
Prvo smo razmotrili samo slijed stvaranja novih vrsta komunikacije, ali se uopće nismo dotakli razvoja usluga koje se pružaju uz njihovu pomoć. Ali sasvim je očigledno da nizak kvalitet usluga može poništiti informativni sadržaj bilo koje vrste komunikacije. Stoga, jedan od glavnih pravaca razvoja telekomunikacija ostaje povećanje broja usluga i poboljšanje njihovog kvaliteta.
Ovaj proces će se odvijati na bazi novih tehnologija: integrisanih i inteligentnih mreža, ličnih i mobilnih komunikacionih mreža, multimedije, novih sistema vođenja i načina prenosa, kompresije informacija itd. telefonije, telefonske pošte), i prenosa podataka - prenosa podataka, itd.
Istovremeno će biti potrebno riješiti pitanja vezana za smanjenje troškova i tarifa za komunikacione usluge.
Rješenje ovih problema u velikoj mjeri zavisi od razvoja elektronike i računarske tehnologije. Istovremeno, pri ocjeni kvaliteta svih vrsta komunikacije koriste se isti parametri kao i za ocjenu kvaliteta prijenosa informacija tokom direktne komunikacije, a osnovni zahtjev je maksimalna aproksimacija kvaliteta komunikacionih usluga kvalitetu prenos tokom direktne komunikacije. Istina, u prvom slučaju se dodaju i zahtjevi za dostavu po adresi i vremenu prijenosa.
Drugo, sve navedeno se odnosi samo na prijenos informacija u sistemu point-to-point (između dvije osobe). Međutim, osoba može istovremeno komunicirati ne sa jednom osobom, već sa više ljudi (sistem od tačke do više bodova). Komunikacija se može odvijati i po šemi "mnogo tačaka - mnogo tačaka" (znači puno ljudi).
I, na kraju, treće, ograničili smo se na razmatranje samo onih slučajeva kada je izvor i potrošač informacija osoba, dok se sada kompjuteri u tom svojstvu sve češće i češće koriste. Štaviše, sistemi za teleprocesiranje i telematičke usluge će sve više koristiti telekomunikacione usluge, prvenstveno usluge zasnovane na novim tehnologijama.
Napominjemo samo da se usluge komunikacije između računara - računara i ljudi - računara sve više unapređuju i po kvalitetu se približavaju uslugama direktne komunikacije, na primjer, usluga autentifikacije pošiljaoca i primaoca, ugovor o način rada (simplex - duplex), o mogućnosti prijema poruke određene veličine, povjerljivost.
4. Da li telekomunikacije mogu pružiti usluge koje prevazilaze direktnu komunikaciju ljudi?
U odgovoru na ovo pitanje govorit ćemo samo o onim telekomunikacionim uslugama kojih nema u direktnoj komunikaciji ljudi ili su slabijeg kvaliteta.
Razmotrite uslugu kao što je relejni i memorijski prenos. Ova usluga je pogodna u uslovima kada se pošiljalac i primalac nalaze na mestima sa različitim standardnim vremenom, ili kada je nemoguće ili nezgodno preneti informacije ranije, a kasnije nije moguće. Takve usluge se pružaju putem poruka (e-mail), kompjuterske telefonije i drugih telekomunikacionih usluga.
Može se pojaviti i druga situacija: korisnik želi zadržati povjerljivost primanja informacija. U direktnom susretu sa ovom osobom vrlo je teško izbjeći njegove namjere, dok usluga kompjuterske telefonije pruža takvu mogućnost: prilikom primanja telefonskog poziva, pretplatnik, prije nego što podigne slušalicu, pritiskom na posebno dugme na uređaju , prima na displeju ne samo broj pozivaoca, već i njegovu fotografiju. Na osnovu ovih informacija odlučuje da li će podići slušalicu ili će lažirati svoje odsustvo. U jednostavnijim telefonskim sistemima, broj telefona koji poziva se prikazuje na ekranu uređaja.
Postoji i takva usluga kao što je "zatvorena pretplatnička grupa", koju pruža usluga obrade poruka. Njegova implementacija u kontekstu direktne komunikacije među velikom masom ljudi je vrlo problematična.
Na mjestima gdje se okuplja veliki broj ljudi (u granicama direktnog sluha i vidljivosti, kada nisu potrebna sredstva komunikacije), može se odvijati razmjena različitih vrsta informacija (govora, teksta, nepokretnih i pokretnih slika).
Komunikacioni sistemi kao što su audio i video konferencije ne samo da u potpunosti obezbeđuju daljinsku razmenu svih navedenih vrsta informacija, već stvaraju i dodatne mogućnosti, posebno prenos nekih informacija samo određenoj grupi učesnika.
Velike mogućnosti komunikacije u poređenju sa direktnom komunikacijom osobe sa osobom ili osobe sa računarom ne treba da čude. Već smo navikli da mikroskop, teleskop, auto, avion itd. proširuju naše mogućnosti.
Književnost
- Shvartsman V.O. Telekomunikacije i informatizacija// Telekomunikacije. - 1997. - br. 5.
"Kola i signali telekomunikacija" - osnovni predmet u sistemu obuke savremenog inženjera iz oblasti elektrotehnike i radio elektronike. Njegova svrha je proučavanje osnovnih zakona povezanih s prijemom signala, njihovim prijenosom kroz komunikacijske kanale, obradom i konverzijom u radiotehničkim krugovima.
Opseg pitanja koje pokriva ovaj kurs je veoma širok. Uključuje, prvo, pitanja teorije signala:
· Spektralna i korelaciona analiza informacijskih i kontrolnih signala;
· Karakteristike spektralne i korelacione analize uskopojasnih radio signala, uvođenje pojmova kompleksnih i analitičkih signala;
· Osnove teorije diskretnih i digitalnih signala;
· Statistička analiza slučajnih signala i interferencije, proučavana u jednom kompleksu sa determinističkim signalima.
Drugo, predmet "Kola i signali telekomunikacija" obuhvata teoriju transformacije navedenih signala u linearna kola - aperiodična i frekvencijsko selektivna.
Treće, uključuje glavne odredbe teorije nelinearnih i parametarskih uređaja i konverziju signala u njima.
Pitanja teorije digitalne obrade signala, optimalne obrade signala na pozadini smetnji, te glavne odredbe teorije sinteze radiotehničkih kola - analognih i digitalnih, dobile su veliki značaj.
Dakle, kao rezultat izučavanja discipline, student treba da zna:
Osnovni koncepti: informacija, poruka, signal,
Struktura izgradnje telekomunikacionog sistema,
Vrste telekomunikacija,
Svrha i struktura kanala komunikacije,
Suština glavnih fizičkih procesa u prijenosu informacija pomoću električnih signala,
Vrste signala, njihovi parametri,
Fizičke karakteristike signala,
Matematički modeli koji prikazuju periodične signale,
Spektri periodičnih signala,
· Spektri neperiodičnih signala;
a takođe biti u mogućnosti da:
Objasni strukturu jednokanalnog komunikacionog sistema,
Objasniti princip rada glavnih tipova pretvarača poruka-signal i signal-poruka,
Istražite spektralni sastav signala,
Matematički i grafički predstavi različite vrste signala,
Izgraditi vremenske i spektralne dijagrame prema parametrima signala,
· Sprovođenje laboratorijskih studija spektra periodičnih i neperiodičnih signala.
Kurs treba započeti sa osnovni koncepti telekomunikacija- informacija, poruka i signal.
Koncepti informacija i poruka se često koriste. Ova blisko povezana značenja su složena i teško ih je precizno definisati. Riječ "informacija" dolazi od latinskog "informatio" - objašnjenje, upoznavanje, svijest. Pod informacijama se obično podrazumijeva skup informacija, podataka o bilo kojim događajima, pojavama ili objektima. Živimo u svijetu informacija. Sve što vidimo, čujemo, pamtimo, znamo, doživljavamo – sve su to različiti oblici informacija. Sveukupnost informacija, podataka postaje znanje tek nakon njihove interpretacije, uzimajući u obzir vrijednost i sadržaj ovih informacija. Shodno tome, informacije se u širem smislu mogu definirati kao skup znanja o svijetu oko nas. U tom smislu, informacije su najvažniji resurs za naučni, tehnički i socio-ekonomski razvoj društva. Za razliku od materijalnih i energetskih resursa, informacioni resurs se ne smanjuje potrošnjom, akumulira se tokom vremena, relativno je lak i jednostavan za obradu, skladištenje i prenos uz pomoć tehničkih sredstava na velike udaljenosti.
Dakle, pod informacije označava cijeli skup informacija o događajima, procesima i činjenicama koji se odvijaju u živoj i neživoj prirodi i namijenjenih za obradu, skladištenje i prijenos.
Za prijenos ili pohranjivanje informacija koriste se različiti znakovi (simboli) koji ih izražavaju (predstavljaju) u nekom obliku. Ti znakovi mogu biti riječi i fraze u ljudskom govoru, gestovi i crteži, načini vibracija, matematički znakovi itd. Dakle, u telegrafskom prijenosu, poruka je tekst telegrama, koji je niz pojedinačnih znakova - slova i brojeva. Kada razgovarate telefonom, poruka je kontinuirana promjena zvučnog pritiska u vremenu, koja odražava ne samo sadržaj, već i intonaciju, tembar, ritam i druga svojstva govora. Prilikom prenosa pokretnih slika u televizijskim sistemima, poruka je promjena svjetline elemenata slike tokom vremena. Stoga, oblik u kojem osoba prima informacije može biti različit.
Poruka Je oblik prezentacije informacija.
Prenos poruka na daljinu vrši se bilo kojim materijalnim medijem (papir, magnetna traka, itd.) ili fizičkim procesom (zvučni ili elektromagnetski talasi, struja itd.).
Fizički proces koji prikazuje prenesenu poruku i širi se u određenom smjeru naziva se signal.
Svaki fizički proces koji se mijenja u skladu sa prenesenom porukom može se koristiti kao signal. U savremenim komunikacionim sistemima najčešće se koriste električni signali. Fizička veličina koja određuje takav signal je struja ili napon.
Zove se električna vibracija koja sadrži poruku električni signal.
Signali se generiraju promjenom određenih parametara fizičkog medija u skladu sa prenesenom porukom. Ovaj proces (promjena parametara nosioca) naziva se modulacija. O svim transformacijama signala biće reči u narednim poglavljima kursa.
Skup tehničkih sredstava za prijenos poruka od izvora do potrošača naziva se komunikacioni sistem.
Razmotrimo princip konstrukcije najjednostavnijeg jednokanalnog komunikacionog sistema prikazanog na slici 1. Pogledajmo svrhu pojedinih elemenata kola prikazanog na ovoj slici.
Izvor poruka i primalac u nekim komunikacijskim sistemima može postojati osoba, u drugima - razne vrste uređaja.
Pretvarač poruke u signal- pretvara audio signal ili signal slike u električni signal.
U predajniku, primarni signal (obično niske frekvencije) se pretvara u sekundarni (visoke frekvencije) signal pogodan za prijenos preko kanala koji se koristi. Ova konverzija se vrši modulacijom.
Komunikaciona linija odnosi se na fizički medij i kolekciju hardvera koji se koristi za prijenos signala od predajnika do prijemnika. U električnim komunikacijskim sustavima to je, prije svega, kabel ili valovod, u radiokomunikacijskim sustavima područje prostora u kojem se elektromagnetski valovi šire od predajnika do prijemnika. Tokom prenosa, signal kanala može biti izobličen, jer se može superponirati smetnje .
Prijemnik obrađuje primljeni zamah 
, što je zbir dolaznog izobličenog signala i smetnji, i vraća odašiljani signal sa njega (također će biti donekle izobličen).
Konvertor signala u poruku pretvara signal u poruku koja prikazuje prenesenu poruku s nekom greškom a... Drugim riječima, prijemnik mora na osnovu analize fluktuacije odrediti koja je od mogućih poruka prenesena. Stoga je prijemni uređaj jedan od najkritičnijih i najsloženijih elemenata komunikacionog sistema.
By vrsta poruka koje se prenose razlikuju se sljedeći komunikacioni sistemi:
· Prijenos glasa (telefonija);
· Prenos teksta (telegrafija);
· Prijenos fotografija (faks);
· Prijenos pokretnih slika (televizija), telemetrija, daljinsko upravljanje;
· prijenos podataka.
Po dogovoru telefon i televizija sistemi se dele na:
· Emitovanje, koje karakteriše visok stepen umetničke reprodukcije poruka;
· Profesionalni, sa posebnom primjenom (kancelarijske komunikacije, industrijska televizija itd.).
U sistemu telemetrija fizička veličina koja se meri (temperatura, pritisak, brzina, itd.) se uz pomoć senzora pretvara u primarni električni signal koji se dovodi u predajnik. Na prijemnom kraju, odaslana fizička veličina ili njene promjene se odvajaju od signala i posmatraju ili snimaju pomoću uređaja za snimanje. U sistemu daljinsko upravljanješalju se naredbe za automatsko izvođenje određenih radnji. Često se ove komande generišu automatski na osnovu rezultata merenja koje prenosi telemetrijski sistem.
Uvođenje visoko efikasnih računara dovelo je do potrebe za brzim razvojem sistema za prenos podataka koji obezbeđuju razmenu informacija između računarskih objekata i objekata automatizovanih sistema upravljanja. Ovu vrstu telekomunikacija, u poređenju sa telegrafom, karakterišu veći zahtevi za brzinom i vernošću prenosa informacija.
Pogledajmo sada koncept komunikacijskog kanala. Komunikacijski kanal se naziva skup sredstava koja obezbeđuju prenos signala od neke tačke A sistema do tačke B (slika 2). Tačke A i B mogu se birati proizvoljno, sve dok signal prolazi između njih. Dio komunikacionog sistema koji se nalazi prije tačke A je izvor signala za ovaj kanal. Ako su signali koji pristižu na ulaz kanala i uzimaju se sa njegovog izlaza diskretni (po nivoima), tada se kanal naziva diskretno.
Ako su ulazni i izlazni signali kanala kontinuirani (na nivou), tada se kanal poziva kontinuirano... Također upoznajte diskretno-kontinuirano i kontinuirano-diskretno kanala, na čiji se ulaz primaju diskretni signali, a sa izlaza kontinuirani signali, ili obrnuto.
Treba napomenuti da neki blokovi nisu prikazani na dijagramu na slici 2, jer njihova struktura zavisi od tipa komunikacionog sistema i tipa kanala.
Tipovi kanala preko kojih se signali prenose su mnogobrojni i raznoliki. Razlikovati žičanih komunikacijskih kanala(vazdušni, kablovski, optički, itd.) i radio komunikacionih kanala.
Kablovske komunikacijske linije su okosnica mreža za komunikaciju na daljinu, prenose signale u frekvencijskom opsegu od desetina kHz do stotina MHz. Optičke komunikacijske linije su vrlo obećavajuće. Oni omogućavaju pružanje veoma velikog propusnog opsega u rasponu od 600 - 900 THz (stotine televizijskih kanala ili stotine hiljada telefonskih kanala).
Uz žičane komunikacione linije, široko se koriste radio linije različitih opsega (od stotina kHz do desetina GHz). Ove linije su ekonomičnije i nezamjenjive za komunikaciju s mobilnim objektima. Radio relejne linije (RRL) metarskog, decimetarskog i centimetarskog opsega na frekvencijama od 60 MHz do 15 GHz se široko koriste za višekanalnu radio komunikaciju. Sve se više koriste satelitske komunikacijske linije - RRL sa repetitorom na umjetnom zemaljskom satelitu (AES). Za ove komunikacione linije (sisteme) dodijeljeni su frekventni opsezi 4 - 6 i 11 - 275 GHz. Veliki domet sa jednim repetitorom na satelitu, fleksibilnost i mogućnost organizacije globalnih komunikacija bitne su prednosti satelitskih sistema.
