در شکل 1 عناوین زیر اتخاذ می شود: X، Y، Z، W- سیگنال ها، پیام ها ; f- مانع؛ LS- خط ارتباطی؛ هوش مصنوعی، PI- منبع و گیرنده اطلاعات؛ پ- مبدل (کدگذاری، مدولاسیون، رمزگشایی، دمدولاسیون).

انواع مختلفی از کانال ها وجود دارد که می توان آنها را بر اساس معیارهای مختلف طبقه بندی کرد:

1.بر اساس نوع خطوط ارتباطی: سیمی؛ کابل؛ فیبر نوری؛

خطوط برق؛ کانال های رادیویی و غیره

2... با توجه به ماهیت سیگنال ها: مداوم؛ گسسته؛ گسسته-پیوسته (سیگنال ها در ورودی سیستم گسسته هستند و در خروجی پیوسته هستند و بالعکس).

3... برای ایمنی در برابر صدا: کانال های بدون تداخل؛ با تداخل

کانال های ارتباطی با موارد زیر مشخص می شوند:

1. ظرفیت کانال به عنوان محصول زمان استفاده از کانال تعریف می شود T به،پهنای باند فرکانس های ارسال شده توسط کانال F بهو محدوده دینامیکی D به... که مشخص کننده توانایی کانال برای انتقال سطوح مختلف سیگنال است

V به = T به F به D به.(1)

شرایط تطبیق سیگنال با کانال:

V ج£ V k ; تیج£ T k ; افج£ F k ; V ج£ V k ; د ج£ D k.

2.نرخ انتقال اطلاعات - میانگین مقدار اطلاعات ارسال شده در واحد زمان.

3.

4. افزونگی - اطمینان از قابلیت اطمینان اطلاعات ارسال شده ( آر= 0¸1).

یکی از وظایف تئوری اطلاعات تعیین وابستگی سرعت انتقال اطلاعات و ظرفیت کانال ارتباطی به پارامترهای کانال و ویژگی های سیگنال ها و تداخل است.

کانال ارتباطی را می توان به صورت مجازی با جاده ها مقایسه کرد. جاده های باریک - پهنای باند کم اما ارزان. جاده های عریض - ترافیک خوب اما گران است. پهنای باند توسط "گلوگاه" تعیین می شود.

سرعت انتقال داده تا حد زیادی به رسانه انتقال در کانال های ارتباطی که انواع مختلفی از خطوط ارتباطی هستند بستگی دارد.

سیمی:

1. سیمی- جفت پیچ خورده (که تا حدی تابش الکترومغناطیسی از منابع دیگر را سرکوب می کند). سرعت انتقال تا 1 مگابیت بر ثانیه در شبکه های تلفن و برای انتقال داده استفاده می شود.

2. کابل هممحور.سرعت انتقال 10-100 مگابیت در ثانیه - در شبکه های محلی، تلویزیون کابلی و غیره استفاده می شود.

3... فیبر نوری.سرعت انتقال 1 گیگابیت بر ثانیه است.

در محیط های 1-3، میرایی در دسی بل خطی با فاصله است، یعنی. قدرت به طور تصاعدی کاهش می یابد بنابراین پس از طی مسافتی معین، نصب احیا کننده (تقویت کننده) ضروری است.

خطوط رادیویی:

1.کانال رادیوییسرعت انتقال 100-400 کیلوبیت بر ثانیه است. از فرکانس های رادیویی تا 1000 مگاهرتز استفاده می کند. تا 30 مگاهرتز، به دلیل بازتاب از یونوسفر، امواج الکترومغناطیسی می توانند فراتر از خط دید منتشر شوند. اما این محدوده بسیار پر سر و صدا است (مثلا رادیو آماتور). از 30 تا 1000 مگاهرتز - یونوسفر شفاف است و خط دید مورد نیاز است. آنتن ها در ارتفاع نصب می شوند (گاهی اوقات ژنراتورها نصب می شوند). در رادیو و تلویزیون استفاده می شود.

2.خطوط مایکروویو.سرعت انتقال تا 1 گیگابیت بر ثانیه از فرکانس های رادیویی بالای 1000 مگاهرتز استفاده کنید. این به آنتن های سهموی خط دید و بسیار جهت دار نیاز دارد. فاصله بین مولدها 10 تا 200 کیلومتر است. برای تلفن، تلویزیون و انتقال داده استفاده می شود.

3. اتصال ماهواره ای... از فرکانس های مایکروویو استفاده می شود و ماهواره به عنوان یک احیا کننده (و برای بسیاری از ایستگاه ها) عمل می کند. ویژگی ها مانند خطوط مایکروویو است.

2. پهنای باند یک کانال ارتباطی گسسته

کانال گسسته مجموعه ای از وسایل برای انتقال سیگنال های گسسته است.

پهنای باند کانال ارتباطی - بالاترین نرخ انتقال اطلاعات از لحاظ نظری قابل دستیابی، مشروط بر اینکه خطا از مقدار معین تجاوز نکند. نرخ انتقال اطلاعات - میانگین مقدار اطلاعات ارسال شده در واحد زمان. اجازه دهید عباراتی را برای محاسبه نرخ انتقال اطلاعات و پهنای باند کانال ارتباطی گسسته تعریف کنیم.

هنگامی که هر نماد منتقل می شود، به طور متوسط، مقدار اطلاعات از کانال ارتباطی که توسط فرمول تعیین می شود عبور می کند

I (Y، X) = I (X، Y) = H (X) - H (X / Y) = H (Y) - H (Y / X), (2)

جایی که: من (Y، X) -اطلاعات متقابل، یعنی مقدار اطلاعات موجود در Yبه طور نسبی ایکس;H (X)- آنتروپی منبع پیام؛ H (X / Y)- آنتروپی شرطی، که از دست دادن اطلاعات در هر نماد مرتبط با حضور نویز و اعوجاج را تعیین می کند.

هنگام ارسال پیام X Tمدت زمان تی،تشکیل شده از nنمادهای ابتدایی، میانگین مقدار اطلاعات ارسالی، با در نظر گرفتن تقارن مقدار متقابل اطلاعات، برابر است با:

من (Y T, X T) = H (X T) - H (X T / Y T) = H (Y T) - H (Y T / X T) = n. (4)

سرعت انتقال اطلاعات به ویژگی های آماری منبع، روش کدگذاری و ویژگی های کانال بستگی دارد.

پهنای باند کانال ارتباطی گسسته

. (5)

حداکثر مقدار ممکن، یعنی حداکثر تابع در کل مجموعه توابع توزیع احتمال p (ایکس).

توان عملیاتی به مشخصات فنی کانال (سرعت تجهیزات، نوع مدولاسیون، سطح تداخل و اعوجاج و غیره) بستگی دارد. واحدهای اندازه گیری ظرفیت کانال عبارتند از:،،،.

2.1 کانال ارتباطی گسسته بدون تداخل

اگر هیچ تداخلی در کانال ارتباطی وجود نداشته باشد، سیگنال های ورودی و خروجی کانال با یک رابطه عملکردی بدون ابهام به هم مرتبط می شوند.

در این حالت، آنتروپی شرطی برابر با صفر است و آنتروپی های غیرشرطی منبع و گیرنده برابر است، یعنی. میانگین مقدار اطلاعات موجود در نماد دریافتی نسبت به نماد ارسالی است

I (X, Y) = H (X) = H (Y); H (X / Y) = 0.

اگر X T- تعداد کاراکترها برای زمان تی، سپس نرخ انتقال اطلاعات برای یک کانال ارتباطی گسسته بدون تداخل است

(6)

جایی که V = 1/ - میانگین نرخ بیت یک نماد.

پهنای باند برای یک کانال ارتباطی گسسته بدون تداخل

(7)

زیرا حداکثر آنتروپی مربوط به نمادهای مشابه است، سپس پهنای باند برای توزیع یکنواخت و استقلال آماری نمادهای ارسالی برابر است:

. (8)

قضیه کانال اول شانون: اگر جریان اطلاعات تولید شده توسط منبع به اندازه کافی به پهنای باند کانال ارتباطی نزدیک باشد، یعنی.

پس همیشه می توانید چنین روش کدگذاری را پیدا کنید که از انتقال همه پیام ها از منبع اطمینان حاصل کند و سرعت انتقال اطلاعات بسیار نزدیک به ظرفیت کانال باشد.

این قضیه به این سؤال پاسخ نمی دهد که چگونه کدگذاری را انجام دهیم.

مثال 1.منبع 3 پیام با احتمال تولید می کند:

پ 1 = 0,1; پ 2 = 0.2 وپ 3 = 0,7.

پیام ها مستقل هستند و در یک کد باینری یکنواخت ارسال می شوند ( متر = 2 ) با طول مدت نماد 1 ms. سرعت انتقال اطلاعات از طریق کانال ارتباطی را بدون تداخل تعیین کنید.

راه حل:آنتروپی منبع است

[bit/s].

برای انتقال 3 پیام با یک کد یکنواخت، دو بیت مورد نیاز است، در حالی که مدت زمان ترکیب کد 2 تن است.

میانگین نرخ سیگنال

V =1/2 تی = 500 .

نرخ انتقال اطلاعات

سی = vH = 500 × 1.16 = 580 [bps].

2.2 کانال ارتباطی گسسته با تداخل

ما کانال های ارتباطی گسسته بدون حافظه را در نظر خواهیم گرفت.

کانال بدون حافظه کانالی نامیده می شود که در آن هر نماد سیگنال ارسالی تحت تأثیر تداخل قرار می گیرد، صرف نظر از اینکه کدام سیگنال زودتر ارسال شده است. یعنی تداخل همبستگی اضافی بین نمادها ایجاد نمی کند. نام "بدون حافظه" به این معنی است که در طول ارسال بعدی، به نظر می رسد کانال نتایج ارسال های قبلی را به خاطر نمی آورد.

مبحث 1.4: مبانی LAN

مبحث 1.5: فناوری های پایه LAN

مبحث 1.6: نرم افزار و اجزای سخت افزاری اصلی یک LAN

شبکه های محلی

1.2. رسانه و روش های انتقال داده در شبکه های کامپیوتری

1.2.2. خطوط ارتباطی و کانال های انتقال داده

برای ساخت شبکه های کامپیوتری از خطوط ارتباطی استفاده می شود که از محیط فیزیکی متفاوتی استفاده می کنند. به عنوان یک رسانه فیزیکی در ارتباطات استفاده می شود: فلزات (عمدتا مس)، شیشه فوق شفاف (کوارتز) یا پلاستیک و اتر. رسانه انتقال فیزیکی می تواند کابل جفت پیچ خورده، کابل کواکسیال، کابل فیبر نوری و محیط اطراف باشد.

خطوط ارتباطی یا خطوط انتقال داده، تجهیزات میانی و رسانه فیزیکی هستند که سیگنال های اطلاعاتی (داده ها) از طریق آنها مخابره می شود.

چندین کانال ارتباطی (کانال های مجازی یا منطقی) را می توان در یک خط ارتباطی تشکیل داد، به عنوان مثال، با تقسیم فرکانس یا زمانی کانال ها. کانال ارتباطی وسیله ای برای انتقال یک طرفه داده است. اگر یک خط ارتباطی منحصراً توسط یک کانال ارتباطی استفاده شود، در این حالت خط ارتباطی کانال ارتباطی نامیده می شود.

کانال انتقال داده وسیله ای برای تبادل دو طرفه داده است که شامل خطوط ارتباطی و تجهیزات برای انتقال (دریافت) داده ها می شود. کانال های انتقال داده، منابع اطلاعات و گیرندگان اطلاعات را به هم متصل می کنند.

بسته به رسانه فیزیکی انتقال داده، خطوط ارتباطی را می توان به موارد زیر تقسیم کرد:

• خطوط ارتباطی سیمی بدون نوارهای عایق و غربالگری؛
• کابل، که در آن از خطوط ارتباطی مانند کابل های جفت تابیده، کابل های کواکسیال یا کابل های فیبر نوری برای انتقال سیگنال استفاده می شود.
• بی سیم (کانال های رادیویی برای ارتباطات زمینی و ماهواره ای)، که از امواج الکترومغناطیسی برای انتقال سیگنال هایی که در هوا منتشر می شوند، استفاده می کنند.

خطوط ارتباطی سیمی

خطوط ارتباطی سیمی (هوایی) برای انتقال سیگنال های تلفن و تلگراف و همچنین برای انتقال داده های رایانه ای استفاده می شود. از این خطوط ارتباطی به عنوان خطوط ارتباطی ترانک استفاده می شود.

کانال های انتقال داده آنالوگ و دیجیتال را می توان از طریق خطوط ارتباطی سیمی سازماندهی کرد. سرعت انتقال خطوط سیمی POST (سیستم تلفن قدیمی اولیه) بسیار پایین است. علاوه بر این، از معایب این خطوط می توان به ایمنی نویز و امکان اتصال غیرمجاز ساده به شبکه اشاره کرد.

خطوط ارتباطی کابلی

خطوط ارتباطی کابلی ساختار نسبتاً پیچیده ای دارند. کابل شامل هادی هایی است که در چندین لایه عایق محصور شده اند. سه نوع کابل در شبکه های کامپیوتری استفاده می شود.

جفت پیچ خورده(جفت پیچ خورده) - کابل ارتباطی که یک جفت سیم مسی پیچ خورده (یا چند جفت سیم) است که در یک غلاف محافظ محصور شده است. جفت سیم ها به منظور کاهش وانت به یکدیگر پیچیده می شوند. کابل جفت پیچ خورده به اندازه کافی در برابر نویز مصون است. دو نوع از این کابل وجود دارد: جفت تابیده بدون محافظ UTP و جفت تابیده محافظ STP.

ویژگی این کابل سهولت در نصب است. این کابل ارزان‌ترین و گسترده‌ترین شکل ارتباطی است که به طور گسترده در رایج‌ترین شبکه‌های محلی با معماری اترنت، ساخته شده در توپولوژی ستاره‌ای، استفاده می‌شود. کابل با استفاده از کانکتور RJ45 به دستگاه های شبکه متصل می شود.

این کابل برای انتقال داده با سرعت 10 مگابیت بر ثانیه و 100 مگابیت در ثانیه استفاده می شود. جفت پیچ خورده معمولاً برای ارتباط در فاصله بیش از چند صد متر استفاده می شود. از معایب کابل جفت تابیده می توان به امکان اتصال غیرمجاز ساده به شبکه اشاره کرد.

کابل هممحورکابل کواکسیال کابلی با سیم مسی مرکزی است که توسط لایه ای از مواد عایق احاطه شده است تا هادی مرکزی را از سپر رسانای بیرونی (لایه نوار مسی یا فویل آلومینیومی) جدا کند. صفحه رسانای خارجی کابل با عایق پوشانده شده است.

دو نوع کابل کواکسیال وجود دارد: کابل کواکسیال نازک 5 میلی متر و کابل کواکسیال با ضخامت 10 میلی متر. کابل های کواکسیال ضخیم نسبت به کابل های کواکسیال نازک میرایی کمتری دارند. هزینه کابل کواکسیال بالاتر از کابل جفت تابیده است و نصب شبکه دشوارتر از کابل جفت تابیده است.

کابل کواکسیال، به عنوان مثال، در شبکه های محلی با معماری اترنت، که بر اساس توپولوژی نوع "گذرگاه مشترک" ساخته شده است، استفاده می شود.

کابل کواکسیال نسبت به جفت تابیده در برابر تداخل مقاوم‌تر است و تابش خود را کاهش می‌دهد. پهنای باند 50-100 مگابیت بر ثانیه است. طول خط ارتباطی مجاز چندین کیلومتر است. اتصالات غیرمجاز به کابل های کواکسیال دشوارتر از کابل های جفت تابیده است.

کانال های ارتباطی کابل فیبر نوری... فیبر نوری یک فیبر نوری مبتنی بر سیلیکون یا پلاستیک است که در یک ماده با ضریب شکست پایین محصور شده است که توسط یک غلاف بیرونی پوشانده شده است.

فیبر نوری فقط سیگنال ها را در یک جهت حمل می کند، بنابراین کابل از دو فیبر تشکیل شده است. در انتهای فرستنده کابل فیبر نوری، تبدیل سیگنال الکتریکی به نور و در انتهای گیرنده، تبدیل معکوس مورد نیاز است.

مزیت اصلی این نوع کابل، سطح بسیار بالای ایمنی در برابر نویز و عدم وجود تشعشع است. اتصال غیرمجاز بسیار دشوار است. سرعت انتقال داده 3 گیگابیت بر ثانیه معایب اصلی کابل فیبر نوری پیچیدگی نصب آن، مقاومت مکانیکی کم و حساسیت به پرتوهای یونیزان است.

کانال های انتقال داده بی سیم (کانال های رادیویی زمینی و ماهواره ای).

کانال‌های رادیویی برای ارتباطات زمینی (رله رادیویی و سلولی) و ماهواره‌ای با استفاده از فرستنده و گیرنده امواج رادیویی شکل می‌گیرند و از آنها به عنوان فناوری انتقال داده بی‌سیم یاد می‌شود.

کانال های انتقال داده رله رادیویی

کانال های ارتباطی رله رادیویی متشکل از مجموعه ای از ایستگاه ها هستند که تکرار کننده هستند. ارتباط در خط دید انجام می شود، فاصله بین ایستگاه های همسایه تا 50 کیلومتر است. خطوط ارتباطی رله رادیویی دیجیتال (TsRRS) به عنوان ارتباطات منطقه ای و محلی و سیستم های انتقال داده و همچنین برای ارتباط بین ایستگاه های پایه ارتباطات سلولی استفاده می شود.

کانال های انتقال داده های ماهواره ای

سیستم‌های ماهواره‌ای از آنتن‌های فرکانس مایکروویو برای دریافت سیگنال‌های رادیویی از ایستگاه‌های زمینی و ارسال آن سیگنال‌ها به ایستگاه‌های زمینی استفاده می‌کنند. سه نوع ماهواره اصلی در شبکه های ماهواره ای وجود دارد که در مدارهای زمین ثابت، متوسط ​​یا پایین قرار دارند. ماهواره ها معمولا به صورت گروهی پرتاب می شوند. آنها با فاصله از هم می توانند تقریباً کل سطح زمین را پوشش دهند. عملکرد کانال انتقال داده های ماهواره ای در شکل نشان داده شده است

برنج. یکی

استفاده از ارتباطات ماهواره ای برای سازماندهی یک کانال ارتباطی بین ایستگاه های واقع در فواصل بسیار زیاد و امکان سرویس دهی به مشترکین در غیرقابل دسترس ترین نقاط، مصلحت تر است. توان عملیاتی بالا است - چندین ده مگابیت در ثانیه.

پیوندهای داده سلولی

کانال های رادیویی سلولی بر اساس اصول شبکه های تلفن همراه ساخته شده اند. ارتباطات سلولی یک سیستم مخابراتی بی سیم است که از شبکه ای از ایستگاه های فرستنده گیرنده پایه زمینی و یک سوئیچ سلولی (یا مرکز سوئیچینگ سیار) تشکیل شده است.

ایستگاه های پایه به مرکز سوئیچینگ متصل هستند که ارتباط بین ایستگاه های پایه و سایر شبکه های تلفن و اینترنت جهانی را فراهم می کند. از نظر عملکرد، مرکز سوئیچینگ مشابه یک PBX معمولی ارتباط سیمی است.

LMDS (سیستم توزیع چند نقطه ای محلی) یک استاندارد سلولی برای انتقال بی سیم اطلاعات برای مشترکین ثابت است. این سیستم بر اساس سلولی ساخته شده است، یک ایستگاه پایه به شما امکان می دهد منطقه ای با شعاع چند کیلومتری (تا 10 کیلومتر) را پوشش دهید و چندین هزار مشترک را به هم متصل کنید. خود BS ها توسط کانال های ارتباطی پرسرعت زمینی یا کانال های رادیویی به یکدیگر متصل می شوند. سرعت انتقال داده تا 45 مگابیت بر ثانیه

کانال های انتقال داده رادیویی وایمکس(Worldwide Interoperability for Microwave Access) مشابه Wi-Fi هستند. وایمکس، برخلاف فناوری‌های دسترسی رادیویی سنتی، بر روی سیگنال بازتاب‌شده، خارج از خط دید ایستگاه پایه نیز کار می‌کند. کارشناسان بر این باورند که وایمکس موبایل چشم اندازهای بسیار هیجان انگیزتری را برای کاربران نسبت به وایمکس ثابت برای مشتریان شرکتی ارائه می دهد. اطلاعات را می توان در فواصل تا 50 کیلومتر با سرعت 70 مگابیت بر ثانیه منتقل کرد.

انتقال داده های رادیویی MMDS(سیستم توزیع چند نقطه ای چند کاناله). این سیستم ها قادر به سرویس دهی به منطقه ای در شعاع 50-60 کیلومتری هستند، در حالی که خط دید فرستنده اپراتور اختیاری است. متوسط ​​نرخ انتقال داده تضمینی 500 کیلوبیت در ثانیه - 1 مگابیت در ثانیه است، اما حداکثر 56 مگابیت در ثانیه در هر کانال قابل ارائه است.

کانال های انتقال داده های رادیویی برای شبکه های محلی... استاندارد بی سیم برای شبکه های محلی فناوری Wi-Fi است. Wi-Fi اتصال را در دو حالت فراهم می کند: نقطه به نقطه (برای اتصال دو رایانه شخصی) و اتصال زیرساخت (برای اتصال چندین رایانه شخصی به یک نقطه دسترسی). نرخ تبادل داده تا 11 مگابیت در ثانیه برای اتصالات نقطه به نقطه و تا 54 مگابیت در ثانیه برای اتصالات زیرساخت.

کانال های انتقال داده رادیویی بلوتوثیک فناوری برای انتقال داده ها در فواصل کوتاه (حداکثر 10 متر) است و می توان از آن برای ایجاد شبکه های خانگی استفاده کرد. سرعت انتقال داده از 1 مگابیت بر ثانیه تجاوز نمی کند.

معرفی

یک کانال ارتباطی، یک کانال انتقال، دستگاه های فنی و یک مسیر ارتباطی که در آن سیگنال های حاوی اطلاعات از یک فرستنده به یک گیرنده منتشر می شود. دستگاه های فنی (تقویت کننده سیگنال های الکتریکی، دستگاه های رمزگذاری و رمزگشایی سیگنال ها و ...) در نقاط میانی (تقویت کننده) و پایانه های ارتباطی قرار می گیرند. انواع خطوط به عنوان مسیر انتقال استفاده می شود - سیم (هوا و کابل)، رله رادیویی و رادیویی، موج رادیویی و غیره. فرستنده پیام ها را به سیگنال هایی تبدیل می کند که سپس به ورودی کانال ارتباطی تغذیه می شود: با توجه به سیگنال دریافتی در خروجی کانال ارتباطی، گیرنده پیام ارسال شده را بازتولید می کند. یک فرستنده، یک کانال ارتباطی و یک گیرنده یک سیستم ارتباطی یا سیستم انتقال اطلاعات را تشکیل می دهند. با توجه به هدف این سیستم که شامل کانال های ارتباطی می شود عبارتند از: کانال های تلفن، پخش صدا، تلویزیون، فتوتلگراف (فاکس)، تلگراف، تله متری، فرمان از راه دور، انتقال اطلاعات دیجیتال. با توجه به ماهیت سیگنال هایی که انتقال آنها توسط کانال های ارتباطی ارائه می شود، آنها بین کانال های پیوسته و گسسته هم از نظر ارزش و هم از نظر زمان تمایز قائل می شوند. به طور کلی، کانال ارتباطی دارای تعداد زیادی ورودی و خروجی است و می تواند انتقال سیگنال دو طرفه را فراهم کند.

کدگذاری کانال سیگنال ارتباطی

ارتباط دادن

کانال ارتباطی یک سیستم ابزار فنی و یک رسانه انتشار سیگنال برای انتقال پیام ها (نه تنها داده ها) از یک منبع به یک گیرنده (و بالعکس) است. یک کانال ارتباطی که به معنای محدود درک می شود (مسیر ارتباطی)، تنها رسانه فیزیکی انتشار سیگنال، به عنوان مثال، یک خط ارتباطی فیزیکی را نشان می دهد.

کانال ارتباطی برای انتقال سیگنال بین دستگاه های راه دور طراحی شده است. سیگنال ها حاوی اطلاعاتی هستند که برای ارائه به کاربر (شخص) یا برای استفاده توسط برنامه های رایانه ای در نظر گرفته شده است. کانال ارتباطی شامل اجزای زیر است:

· دستگاه انتقال؛

· دستگاه گیرنده

· محیط انتقال با ماهیت فیزیکی مختلف (شکل 1).

سیگنال حامل اطلاعات تولید شده توسط فرستنده، پس از عبور از محیط انتقال، وارد ورودی دستگاه گیرنده می شود. علاوه بر این، اطلاعات از سیگنال استخراج شده و به مصرف کننده منتقل می شود. ماهیت فیزیکی سیگنال به گونه ای انتخاب شده است که بتواند با حداقل تضعیف و اعوجاج در محیط انتقال منتشر شود. کانال به عنوان حامل اطلاعات ضروری است، خود آن اطلاعات را حمل نمی کند.

عکس. 1.

شکل 2

طبقه بندی کانال های ارتباطی

طبقه بندی شماره 1: کانال های ارتباطی انواع مختلفی دارند که از جمله رایج ترین آنها می توان به کانال های ارتباطی سیمی (هوا، کابل، فیبر نوری و ...) و کانال های ارتباطی رادیویی (تروپوسفر، ماهواره و ...) اشاره کرد. چنین کانال هایی به نوبه خود معمولاً بر اساس ویژگی های سیگنال های ورودی و خروجی و همچنین بر اساس تغییر در ویژگی های سیگنال ها بسته به پدیده هایی مانند محو شدن و تضعیف سیگنال ها در کانال رخ می دهد.

بر اساس نوع رسانه توزیع، کانال های ارتباطی به دو دسته تقسیم می شوند:

· سیمی

· آکوستیک؛

· نوری؛

· مادون قرمز؛

· کانال های رادیویی.

کانال های ارتباطی نیز به موارد زیر طبقه بندی می شوند:

پیوسته (در ورودی و خروجی کانال - سیگنال های پیوسته)،

گسسته یا دیجیتال (در ورودی و خروجی کانال - سیگنال های گسسته)،

پیوسته-گسسته (سیگنال های پیوسته در ورودی کانال و سیگنال های گسسته در خروجی)،

· گسسته-پیوسته (سیگنال های گسسته در ورودی کانال و سیگنال های پیوسته در خروجی). کانال ها می توانند خطی و غیر خطی، زمانی و فضا-زمان باشند.

طبقه بندی کانال های ارتباطی بر اساس محدوده فرکانس امکان پذیر است. سیستم های انتقال اطلاعات تک کاناله و چند کاناله هستند. نوع سیستم توسط کانال ارتباطی تعیین می شود. اگر یک سیستم ارتباطی بر روی همان نوع کانال های ارتباطی ساخته شده باشد، نام آن با نام معمولی کانال ها تعیین می شود. در غیر این صورت از مشخصات ویژگی های طبقه بندی استفاده می شود.

طبقه بندی شماره 2 (جزئیات بیشتر): طبقه بندی بر اساس محدوده فرکانس مورد استفاده

· کیلومتر (LW) 1-10 کیلومتر، 30-300 کیلوهرتز.

· هکتومتری (SV) 100-1000 متر، 300-3000 کیلوهرتز.

دهسنج (HF) 10-100 متر، 3-30 مگاهرتز.

متر (MV) 1-10 متر، 30-300 مگاهرتز؛

دسی متر (UHF) 10-100 سانتی متر، 300-3000 مگاهرتز.

سانتی متر (CMB) 1-10 سانتی متر، 3-30 گیگاهرتز؛

میلی متر (MMV) 1-10 میلی متر، 30-300 گیگاهرتز؛

· دسیمتر (DMMV) 0.1-1 میلی متر، 300-3000 گیگاهرتز.

خطوط ارتباطی جهت دار (از هادی های مختلف استفاده می شود): جفت های کواکسیال، پیچ خورده بر اساس هادی های مسی، فیبر نوری.

غیر جهت دار (لینک های رادیویی)؛ خط دید؛ تروپوسفر فضای یونوسفر؛ رله رادیویی (انتقال مجدد در دسی متر و امواج رادیویی کوتاهتر).

بر اساس نوع پیام های ارسالی: تلگراف; تلفن؛ انتقال داده ها؛ فاکس.

بر اساس نوع سیگنال: آنالوگ. دیجیتال؛ تکانه

با توجه به نوع مدولاسیون (دستکاری) در سیستم های ارتباطی آنالوگ: با مدولاسیون دامنه; با مدولاسیون تک باند جانبی. با مدولاسیون فرکانس در سیستم های ارتباطی دیجیتال: با کلیدهای تغییر دامنه. با کلید زدن تغییر فرکانس؛ با کلید تغییر فاز؛ با کلید زدن تغییر فاز نسبی؛ با کلید تغییر تن (تک عناصر تحت موج حامل (تن) دستکاری می شوند، پس از آن دستکاری با فرکانس بالاتر انجام می شود.

با مقدار پایه سیگنال رادیویی، پهنای باند (B >> 1)؛ نوار باریک (B "1).

با تعداد پیام های ارسال شده به طور همزمان، تک کاناله. چند کانالی (فرکانس، زمان، تقسیم کد کانال ها)؛

در راستای تبادل پیام، یک طرفه; دو طرفه

بر اساس ترتیب تبادل پیام، ارتباط سیمپلکس یک ارتباط رادیویی دو طرفه است که در آن انتقال و دریافت هر ایستگاه رادیویی به نوبه خود انجام می شود. ارتباطات دوبلکس - انتقال و دریافت به طور همزمان انجام می شود (کارآمدترین). ارتباط نیمه دوبلکس - به سیمپلکس اشاره دارد که انتقال خودکار از انتقال به دریافت و امکان درخواست مجدد از خبرنگار را فراهم می کند.

از طریق حفاظت از اطلاعات منتقل شده، ارتباطات باز؛ ارتباطات خصوصی (طبقه بندی شده).

با توجه به درجه اتوماسیون تبادل اطلاعات، آنها خودکار نیستند - کنترل ایستگاه رادیویی و تبادل پیام توسط اپراتور انجام می شود. خودکار - فقط اطلاعات به صورت دستی وارد می شود. خودکار - فرآیند تبادل پیام بین یک دستگاه خودکار و یک رایانه بدون مشارکت اپراتور انجام می شود.

طبقه بندی شماره 3 (چیزی را می توان تکرار کرد):

با تعیین وقت قبلی - تلفن - تلگراف - تلویزیون - پخش رادیو.

در جهت انتقال - سیمپلکس (انتقال فقط در یک جهت) - نیمه دوبلکس (انتقال متناوب در هر دو جهت) - دوبلکس (انتقال در هر دو جهت به طور همزمان).

با ماهیت خط ارتباطی - مکانیکی - هیدرولیک - صوتی - برقی (سیمی) - رادیویی (بی سیم) - نوری.

با توجه به ماهیت سیگنال ها در ورودی و خروجی کانال ارتباطی - آنالوگ (پیوسته) - گسسته در زمان - گسسته در سطح سیگنال - دیجیتال (گسسته در هر دو زمان و سطح).

بر اساس تعداد کانال در هر یک خط ارتباطی - تک کاناله - چند کاناله.

مشخصه های اصلی کانال ارتباطی (شکل 5.2) توان عملیاتی و قابلیت اطمینان انتقال داده است. پهنای باند کانالبا تعداد محدود بیت های داده ارسال شده از طریق کانال در واحد زمان تخمین زده می شود و بر حسب بیت / ثانیه (s -1) اندازه گیری می شود. قابلیت اطمینان انتقال داده ها با احتمال اعوجاج بیت مشخص می شود که برای کانال های ارتباطی بدون وسایل حفاظت اضافی در برابر خطاها معمولاً 10 -4 - 10 -6 است. علت اصلی اعوجاج اثر تداخل در خط ارتباطی و تا حدی وجود نویز در ADF است. تداخل ماهیت پالسی دارد و تمایل به گروه بندی دارد - تشکیل انفجارهایی از تداخل که بلافاصله گروهی از بیت های مجاور را در داده های ارسالی مخدوش می کند.

خطوط ارتباطیبرای انتقال داده ها از خطوط ارتباطی انواع مختلفی استفاده می شود: سیم (هوا)، کابل، رله رادیویی، فیبر نوری و کانال های رادیویی ارتباطات زمینی و ماهواره ای. خطوط کابل از جفت سیم پیچ خورده یا کابل کواکسیال تشکیل شده است. ویژگی های اصلی خطوط ارتباطی باند فرکانس، هزینه واحد و مصونیت نویز است. باند فرکانس محدوده فرکانس را که در آن تعریف می کند f n و fج - حد پایین و بالای فرکانس هایی که به طور موثر از طریق خط منتقل می شوند. پهنای باند به نوع خط و طول آن بستگی دارد. خطوط ارتباطی سیمی دارای باند فرکانسی تقریباً 10 کیلوهرتز، کابل - 10 2 کیلوهرتز، کواکسیال - 10 2 مگاهرتز، رله رادیویی - 10 3 مگاهرتز و فیبر نوری - 10 2 مگاهرتز هستند. برای انتقال داده از ارتباطات رادیویی موج کوتاه با محدوده فرکانس 3 تا 30 مگاهرتز استفاده می شود. هزینه اختصاصی خط با هزینه ایجاد خطی به طول 1 کیلومتر تعیین می شود. برای انتقال داده در فواصل کوتاه، عمدتاً از خطوط سیم با فرکانس پایین استفاده می شود، برای مسافت های طولانی - خطوط فرکانس بالا: کابل های کواکسیال، فیبر نوری و خطوط رله رادیویی. ارتباطات رادیویی برای سازماندهی ارتباطات محلی و از راه دور استفاده می شود. مصونیت خط بستگی به قدرت تداخل ایجاد شده در خط توسط محیط خارجی یا ناشی از نویز در خود خط دارد. خطوط رادیویی کمترین مقاومت در برابر نویز را دارند، خطوط کابلی از ایمنی نویز خوبی برخوردار هستند و خطوط فیبر نوری که در برابر تشعشعات الکترومغناطیسی حساس نیستند، عالی هستند.

برنج. 5.4. دنباله ای از سیگنال های باینری

پهنای باند کانالظرفیت کانال به پهنای باند لینک و نسبت سیگنال به نویز بستگی دارد. حداکثر پهنای باند یک کانال که بر اساس یک خط با پهنای باند پیکربندی شده است افو نسبت سیگنال به نویز آربا / آر w است (بیت در ثانیه)

مقدار (1+ آربا / آر w) تعداد سطوح سیگنال قابل درک توسط گیرنده را تعیین می کند. بنابراین اگر نگرش آربا / آر w> 3، سپس یک سیگنال منفرد می تواند چهار مقدار، یعنی بیت های اطلاعاتی را حمل کند.

هنگام انتقال داده ها، سیگنال های باینری به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند و مقادیر 0 و 1 را می گیرند. نمودار زمان بندی توالی چنین سیگنال هایی که از طریق خط ارتباطی منتقل می شوند در شکل نشان داده شده است. 5.4، که در آن مقادیر حمل شده توسط سیگنال در بالا نشان داده شده است. حداقل زمان چرخه ای که با آن سیگنال ها می توانند از طریق یک کانال با باند فرکانسی ارسال شوند اف، برابر است با. اگر احتمال اعوجاج نمادهای 0 و 1 در اثر تداخل یکسان و مساوی باشد آر، سپس تعداد کاراکترهای باینری که می توانند به طور دقیق از طریق کانال در هر ثانیه منتقل شوند،

این عبارت پهنای باند کانال باینری را تعریف می کند. مقدار در براکت ها کسری از نمادهای باینری را که از طریق کانال با فرکانس 2 ارسال می شوند را مشخص می کند. افبدون تحریف اگر تداخلی وجود نداشته باشد، احتمال خرابی نماد و پهنای باند وجود دارد. اگر احتمال اعوجاج وجود داشته باشد آر= 0.5، سپس توان عملیاتی با= 0. اگر پیامی با طول nکاراکترهای باینری، پس احتمال وقوع در آن دقیقاً است لاشتباهات ، میانگین تعداد خطاها و انحراف معیار.

رایج ترین نوع قطره ای تلفن با پهنای باند 3.1 کیلوهرتز و محدوده فرکانسی از f H = 0.3 کیلوهرتز به f H = 3.4 کیلوهرتز. کانال تلفن سوئیچ شده سرعت انتقال داده С = 1200 بیت در ثانیه و کانال غیر سوئیچ - تا 9600 بیت در ثانیه را ارائه می دهد.

مرسوم است که کارایی استفاده از یک کانال ارتباطی برای انتقال داده را با پهنای باند خاص، یعنی پهنای باند در هر 1 هرتز از پهنای باند کانال مشخص کنیم. برای کانال های تلفن سوئیچ شده، پهنای باند خاص از 0.4 بیت / (sHz) تجاوز نمی کند، و برای خطوط تلفن بدون سوئیچ، معمولاً چنین است. 3-5 بیت / (sHz).

نرخ های ارتباطی زیر استاندارد شده اند: 200، 300، 600، 1200، 2400، 4800، 9600، 12000، 24000، 48000 و 96000 بیت در ثانیه. کانال هایی با پهنای باند تا 300 bps کم سرعت، از 600 تا 4800 bps - سرعت متوسط ​​و با پهنای باند بالاتر - با سرعت بالا نامیده می شوند.

روش های انتقال دادهبرای انتقال داده ها بر روی کانال هایی با ویژگی های مختلف، روش های مختلفی استفاده می شود که نوید حداکثر استفاده از ویژگی های کانال ها را برای افزایش سرعت و قابلیت اطمینان انتقال داده با هزینه متوسط ​​تجهیزات می دهد.

داده ها در ابتدا توسط یک سری پالس های موج مربعی ارائه می شوند (شکل 5.4). برای انتقال آنها بدون اعوجاج، پهنای باند از صفر تا بی نهایت مورد نیاز است. کانال های واقعی دارای یک باند فرکانسی محدود هستند که سیگنال های ارسالی باید با آن مطابقت داشته باشند. تطبیق، اولاً، با مدولاسیون - انتقال سیگنال به یک باند فرکانس معین و، ثانیا، با کدگذاری - تبدیل داده ها به شکلی که به شما امکان می دهد خطاهای ناشی از تداخل در کانال ارتباطی را شناسایی و تصحیح کنید، تضمین می شود.

هنگام استفاده از خطوط سیم و کابل با فرکانس بالا، که باند فرکانس آنها از حدود صفر شروع می شود، سیگنال ها را می توان به شکل طبیعی خود - بدون مدولاسیون (در باند فرکانس اولیه) منتقل کرد. کانال‌هایی که بدون مدولاسیون کار می‌کنند کانال‌های تلگراف نامیده می‌شوند و معمولاً با سرعت 50-200 بیت در ثانیه انتقال داده را ارائه می‌دهند.

برنج. 5.5. کانال مدوله شده

هنگامی که یک کانال دارای یک باند فرکانسی به شدت محدود است، مانند یک کانال رادیویی، انتقال سیگنال باید در این باند انجام شود و سیگنال با استفاده از مدولاسیون مطابق طرح نشان داده شده در شکل، به یک باند داده شده منتقل می شود. 5.5. در این مورد، بین تجهیزات پایانه داده باینری و کانال، الف مودم- تعدیل کننده و دمدولاتور. تعدیل کنندهطیف سیگنال اولیه را به مجاورت فرکانس حامل منتقل می کند f 0 .دمولاتوریک تبدیل معکوس روی سیگنال انجام می دهد و یک سیگنال باینری پالس از سیگنال مدوله شده تشکیل می دهد.

برنج. 5.6. روش های مدولاسیون

روش های مدولاسیون به دسته بندی می شوند آنالوگو گسسته... آنالوگ ها شامل مدولاسیون دامنه، فرکانس و فاز هستند (شکل 5.6). در دامنه(شکل 5.6، بدامنه فرکانس حامل توسط سیگنال اولیه مدوله می شود (شکل 5.6، آ). در مدولاسیون فرکانس(شکل 5.6، v) مقادیر 0 و 1 سیگنال باینری توسط سیگنال هایی با فرکانس های مختلف منتقل می شود - f 0 و fیکی . در مدولاسیون فاز(شکل 5.6، جی) مقادیر سیگنال 0 و 1 مربوط به سیگنال های فرکانس است f 0 با فاز متفاوت روش های مدولاسیون گسسته برای تبدیل سیگنال های آنالوگ مانند گفتار به دیجیتال استفاده می شود. برای این اهداف، بیشترین استفاده از مدولاسیون دامنه پالس، کد پالس و مدولاسیون زمان پالس است.

کدگذاری داده های ارسالی عمدتاً برای افزایش مصونیت نویز داده ها انجام می شود. بنابراین، کدهای اولیه نمادها را می توان به شکل ایمن در برابر نویز ارائه کرد - با استفاده از کدهای Hamming، که تشخیص و تصحیح خطاها در داده های ارسال شده را تضمین می کند. اخیراً عملکرد افزایش قابلیت اطمینان داده های ارسالی به تجهیزات پایانه داده اختصاص یافته و با معرفی افزونگی اطلاعات در پیام های ارسالی ارائه می شود.

تجهیزات انتقال دادههدف اصلی ADF تبدیل سیگنال های دریافتی از تجهیزات ترمینال برای انتقال آنها در باند فرکانس کانال ارتباطی و تبدیل معکوس سیگنال های دریافتی از کانال است. هنگام کار با یک کانال تلگراف، سیگنال هایی که از طریق آنها بدون مدولاسیون (در باند فرکانس اولیه) منتقل می شود، این عملکردها توسط یک دستگاه تبدیل سیگنال تلگراف و هنگام کار با یک کانال تلفن و فرکانس بالا توسط یک مودم انجام می شود. عناصر اصلی مدولاتور و دمدولاتور در شکل 1 نشان داده شده است. 5.7. در مورد مورد بررسی، انتقال داده به کانال به طور همزمان با فرکانس مربوط به سرعت عملکرد کانال، به عنوان مثال، با فرکانس 1200 هرتز انجام می شود. سیگنال های همگام سازی اس T در مدولاتور توسط یک مولد ساعت تولید می شود TG... برای هر سیگنال همگام سازی اس T، یک سیگنال باینری به بلوک مدولاسیون BM وارد می شود تی، که کمی داده است. فرکانس حامل توسط ژنراتور تولید می شود LFO... سیگنال مدوله شده به یک فیلتر باند گذر می رود PF، محدود کردن پهنای باند سیگنال مطابق با مرزهای پایین و بالایی پهنای باند کانال. سپس سیگنال با باند فرکانسی داده شده از طریق کانال به دمدولاتور منتقل می شود، از یک فیلتر باند گذر عبور می کند که باند فرکانسی داده شده را انتخاب می کند و وارد واحد دمودولاسیون می شود.

ویژگی های اصلی کانال ارتباطی شامل موارد زیر است:

• مدت زمان کان، برای T k- زمانی که کانال ارتباطی وظایف خود را انجام می دهد.
• پهنای باندА / к - باند فرکانس های ارتعاشی که توسط کانال ارتباطی بدون تضعیف قابل توجه منتقل می شود.
• محدوده دینامیکی D K،که می توان آن را در نظر گرفت

بستگی به حساسیت گیرنده دارد R tshو بارهای مجاز رطاختجهیزات کانال ارتباطی؛

ظرفیت کانال ارتباطی V K- محصول مقادیر فوق:

اگر حجم سیگنال (5.8) از ظرفیت کانال ارتباطی بیشتر شود، چنین سیگنالی را نمی توان بدون اعوجاج (بدون از دست دادن اطلاعات) منتقل کرد.

شرایط کلی برای تطبیق یک سیگنال با یک کانال انتقال اطلاعات توسط نسبت تعیین می شود

این نسبت شرایط لازم، اما نه کافی برای تطبیق سیگنال با کانال را بیان می کند. شرط توافق بر روی همه پارامترها کافی است:

اگر زمانی که شرط (5.19) برآورده شد، بخشی از شرایط (5.20) تضمین نشد، در این صورت می‌توان با تغییر شکل سیگنال و در عین حال حجم آن را حفظ کرد. به عنوان مثال، اگر تطبیق فرکانس سیگنال با کانال وجود نداشته باشد، به عنوان مثال. افس " D/c، سپس با ضبط سیگنال روی ضبط صوت با یک سرعت نوار، و پخش آن در حین انتقال با سرعت پایین تر، تطابق حاصل می شود. پیک بار. در نتیجه، مدت زمان سیگنال تی اسافزایش می یابد پعرض طیف آن یک بار و چند بار کاهش می یابد، در حالی که حجم سیگنال تغییر نمی کند.

مقدار اطلاعات 1 (X, Y)- به معنای مقدار اطلاعات ارسال شده موجود در سیگنال منبع است Y،در مورد وضعیت جسم ایکسو با میزان ابهام حذف شده در نتیجه دریافت سیگنال تعیین می شود، i.e. تفاوت پیشین(قبل از دریافت سیگنال) و پسینی(پس از دریافت سیگنال) آنتروپی:

این به ویژگی های زیر مربوط به مقدار اطلاعات است:

• مقدار اطلاعات با همان واحدهای آنتروپی اندازه گیری می شود. اغلب در بیت.
• مقدار اطلاعات همیشه غیر منفی است: I (X, Y)> 0;
• هیچ تغییری در سیگنال باعث افزایش اطلاعات موجود در آن نمی شود.
• مقدار اطلاعات من (X، Y)در مورد هر منبع ایکس،موجود در سیگنال Y بیشتر از آنتروپی این منبع نیست: 1 (X Y) H (X)
• مقدار اطلاعات موجود در مورد خود در منبع ایکس،برابر آنتروپی آن است: I (X, Y) = H (X).

در مورد خاصی که تیحالت های ممکن منبع به همان اندازه محتمل و مستقل از یکدیگر هستند، هر حالت منبع حامل اطلاعات است I (X, X) =ثبت نام تی،و دنباله متشکل از پبیان می کند (مثلاً یک تلگرام با طول پنشانه های تشکیل شده از تینمادهای همسان)، حامل اطلاعات است I (X, X) == / jlog a t =لوگا تی".در این مورد، مقدار اطلاعات موجود در منبع اطلاعات با لگاریتم تعداد توالی های ممکن از حالت های منبع (تعداد رویدادهای احتمالی به همان اندازه) تعیین می شود، که انتخاب از آن هنگام دریافت اطلاعات انجام می شود.

مقدار اطلاعات با قابلیت اطمینان ناقص پیام های گسسته برابر با اختلاف آنتروپی بدون قید و شرط است. H (X)مشخص کردن عدم قطعیت اولیه پیام، و آنتروپی شرطی که عدم قطعیت باقیمانده پیام را مشخص می کند:

جایی که1 (X,Y) - مقدار اطلاعات موجود در کل مجموعه پیام های دریافتیایکس،در مورد کل مجموعه پیام های ارسالی Y;

جایی کهRU) -احتمال قبلی؛

جایی کهp (Y /، x،) - احتمال مشروط مشخص کننده عدم قطعیت در پیامایکس،در مورد پیام ارسال شدهy،.

احتمال وقوع همزمان حوادث در، و x "برابر است p (y "x،)را می توان به صورت نوشتاری

احتمال برابر با احتمال قبلی پیام است y ساعتضرب در احتمال شرطی (پسینی) وقوع پیام y،به شرطی که پیام x دریافت شود.

اجازه دهید یک مثال از ارسال پیامی در مورد وضعیت خروجی یک منبع ولتاژ ارائه دهیم که مقادیر ولتاژ 1 ... 10 ولت را با احتمال مساوی می پذیرد. در این مورد، پیام حاوی اطلاعات زیادی است. به راحتی می توان دریافت که هر چه احتمال وقوع یک رویداد کمتر باشد، اطلاعات بیشتری در مورد این رویداد در پیام وجود دارد. به عنوان مثال، پیامی که در ماه جولای یخبندان خواهد بود حاوی اطلاعات زیادی است، زیرا چنین رویدادی نادر است و احتمال آن بسیار کم است.

مقدار اطلاعات دارای بیان است

با وجود همزمانی فرمول ها، میزان اطلاعات و آنتروپی، میزان اطلاعات پس از دریافت پیام مشخص می شود.

واحدهای اندازه گیری مقدار اطلاعات و آنتروپی به انتخاب پایه لگاریتم بستگی دارد: هنگام استفاده از لگاریتم اعشاری - دیت،طبیعی - نیت،دودویی - بیت

ویژگی های اصلی سیگنال ارتباطی نیز شامل موارد زیر است:

سرعت انتقال اطلاعات- مقدار متوسط ​​اطلاعات ارسال شده از طریق کانال ارتباطی در واحد زمان. به طور کلی، نرخ ارسال به مدت زمان پیام ارسال شده بستگی دارد. تی.برای پیام های طولانی مدت، نرخ باود ثابت می ماند. نرخ انتقال اطلاعات این عبارت را دارد

کجا / (Z, Y)- مقدار اطلاعات منتقل شده در طول زمان تیکار کانال;

ظرفیت کانال(C) - حداکثر نرخ انتقال اطلاعات از لحاظ نظری مجاز برای یک کانال معین:

سرعت ورود اطلاعات به کانال نباید از پهنای باند کانال بیشتر شود در غیر این صورت اطلاعات از بین می رود. به صورت تحلیلی، سرعت ورودی اطلاعات به صورت بیان می شود

جایی که 1 (X)- میانگین مقدار اطلاعات در ورودی کانال؛

تی -مدت زمان پیام

یکی از مسائل اصلی در تئوری انتقال اطلاعات، تعیین وابستگی سرعت و پهنای باند انتقال اطلاعات به پارامترهای کانال و ویژگی‌های سیگنال‌ها و تداخل‌های اعمال‌شده در آن است.

• پاسخ فرکانس(پاسخ فرکانس). برای تعیین ویژگی های کانال ارتباطی، تجزیه و تحلیل پاسخ آن به یک اثر مرجع خاص اعمال می شود. اغلب از سیگنال های سینوسی فرکانس های مختلف به عنوان مرجع استفاده می شود. AFC نشان می دهد که چگونه دامنه سینوسی در خروجی خط ارتباطی در مقایسه با دامنه ورودی آن برای همه فرکانس های سیگنال ارسالی تغییر می کند.
• پهنای باند -محدوده فرکانس هایی که نسبت دامنه سیگنال خروجی به سیگنال ورودی از حد مشخصی از پیش تعیین شده (برای توان 0.5) تجاوز می کند. این باند فرکانس محدوده فرکانسی یک سیگنال سینوسی را مشخص می کند که در آن این سیگنال از طریق خط ارتباطی بدون اعوجاج قابل توجهی منتقل می شود. پهنای باند بر حداکثر نرخ انتقال اطلاعات از طریق خط ارتباطی تأثیر می گذارد.
• تضعیف لینک (L) - به عنوان کاهش نسبی در دامنه یا قدرت سیگنال در هنگام ارسال سیگنال با فرکانس معین از طریق خط ارتباطی تعریف می شود. تضعیفی Lمعمولاً در دسی بل (dB) اندازه گیری می شود و با استفاده از فرمول محاسبه می شود

که در آن P "ykh" قدرت سیگنال در خروجی خط است.

P در -قدرت سیگنال در ورودی خط؛

قابلیت اطمینان انتقال داده -احتمال اعوجاج را برای هر بیت داده ارسالی مشخص می کند. شاخص قابلیت اطمینان احتمال دریافت اشتباه نماد اطلاعات - P osh است. مقدار P osh برای کانال های ارتباطی بدون ابزار اضافی محافظت در برابر خطاها معمولاً 10 -4 ... 10 -6 است. در خطوط ارتباطی فیبر نوری P osh 10 -9 است. این بدان معناست که وقتی P osh = 10 -4 است، به طور متوسط ​​از 10000 بیت، مقدار یک بیت مخدوش می شود. اعوجاج بیت هم به دلیل وجود نویز در خط و هم به دلیل اعوجاج شکل موج محدود شده توسط پهنای باند خط رخ می دهد. برای افزایش قابلیت اطمینان داده های ارسالی، افزایش سطح ایمنی خطوط و همچنین استفاده از خطوط ارتباطی پهن باند ضروری است.