Prijenos signala s jedne točke prostora na drugu vrši se telekomunikacijskim sustavom. Električni signal je u biti oblik prezentacije poruke za prijenos putem telekomunikacijskog sustava. Izbor električnih signala za prijenos poruka na daljinu uvjetovan je njihovim velika brzina širenja(oko 300 km/ms).
Izvor poruke (slika 6.1) generira poruku a (t), koja se pomoću posebnih uređaja pretvara u električni signal s (t). Kod prijenosa govora takvu transformaciju izvodi mikrofon, pri prijenosu slike - CRT, pri prijenosu brzojava - odašiljački dio telegrafskog aparata.
Prije razmatranja stvarnih metoda modulacije u komunikacijskim sustavima, razmotrit ćemo glavne načini prezentiranja signala telekomunikacije usvojene za opisivanje tehnika modulacije.
Za prijenos signala u telekomunikacijskom sustavu morate koristiti neku vrstu nosača... Kao nosač, prirodno je koristiti one materijalne objekte koji se kreću u prostoru, npr. elektromagnetsko polje u žicama (žičana komunikacija), na otvorenom prostoru (radio komunikacija), svjetlosni snop(optička komunikacija). Dakle, u točki prijenosa (slika 6.1), primarni signal s (t) mora se pretvoriti u signal v (t), prikladan za njegov prijenos preko odgovarajućeg medija širenja. Inverzna transformacija se izvodi u točki prijema. U nekim slučajevima (n/a, kada je medij za propagaciju par fizičkih žica, kao u GTS), navedena konverzija signala može izostati.
Signal dostavljen do točke prijema mora se ponovno pretvoriti u poruku (na primjer, korištenjem telefona ili zvučnika pri prijenosu govora, katodne cijevi prilikom prijenosa slike, prijemnog dijela telegrafskog aparata pri prijenosu telegrama) i zatim se prenosi primatelju.
Prijenos informacija uvijek je popraćen neizbježnim učinkom smetnji i izobličenja. To dovodi do činjenice da se signal na izlazu telekomunikacijskog sustava i primljena poruka mogu donekle razlikovati od signala na ulazu s (t) i odaslane poruke a (t). Stupanj korespondencije primljene poruke s odaslanom naziva se vjernost prijenosa informacija.
Za različite poruke, kvaliteta njihovog prijenosa se različito ocjenjuje. Primljena telefonska poruka mora biti dovoljno čitljiva, pretplatnik mora biti prepoznatljiv. Za televizijsku poruku postoji standard (tablica dobro poznata svim gledateljima na TV ekranu), prema kojoj se ocjenjuje kvaliteta primljene slike.
Kvantitativna procjena vjernosti prijenosa diskretnih poruka je omjer broja pogrešno primljenih elemenata poruke i broja odaslanih elemenata – učestalosti pogrešaka (ili stope pogreške).
Kako bi se riješio problem, amplituda visokofrekventnog signala nositelja se mijenja (modulira) u skladu s promjenom niskofrekventnog glasovnog signala (slika 1.). U tom slučaju, spektar rezultirajućeg signala pada u željeni visokofrekventni raspon. Ova vrsta modulacije naziva se amplitudna modulacija (AM).
Amplitudna modulacija (AM) je vrsta modulacije u kojoj je varijabilni parametar signala nositelja njegova amplituda.
sa AM, omotnica amplituda titranja nosioca mijenja se prema zakonu, koji se poklapa sa zakonom odaslane poruke. Frekvencija i faza vala nositelja se u ovom slučaju ne mijenja. Jedan od glavnih parametara AM je koeficijent modulacije (M). Modulacijski omjer je omjer razlike između maksimalne i minimalne vrijednosti amplituda moduliranog signala prema zbroju tih vrijednosti (%).
Jednostavno rečeno, ovaj koeficijent pokazuje koliko vrijednost amplitude vibracije nosioca u danom trenutku odstupa od prosječne vrijednosti. Kada je faktor modulacije veći od 1, javlja se učinak prekomjerne modulacije, što rezultira izobličenjem signala.
Kao informacijski parametar koristi se ne samo amplituda sinusoidnog signala nosioca, već i frekvencija. U tim slučajevima imamo posla s frekvencijskom modulacijom (FM).
Kod prijenosa diskretne informacije modulacijom, jedinice i nule se kodiraju promjenom amplitude, frekvencije ili faze sinusoidnog signala nositelja. Kada modulirani signali prenose diskretnu informaciju, umjesto izraza "modulacija", ponekad se koristi izraz "keying": amplitude Shift Keying (ASK), Frequency Shift Keying (FSK), Phase Shift Keying, PSK).
Možda najpoznatiji primjer korištenja modulacije u prijenosu diskretnih informacija je prijenos računalnih podataka preko telefonskih kanala. Tipični frekvencijski odziv standardnog PM-a prikazan je na Sl. 1.Njegova širina pojasa je 3100 Hz. Tako uska širina pojasa dovoljna je za kvalitetan prijenos glasa, ali nije dovoljno široka za prijenos računalnih podataka u obliku pravokutnih impulsa. Rješenje problema pronađeno je zahvaljujući analognoj modulaciji. Uređaj koji na strani odašiljanja obavlja funkciju modulacije nositelja sinusoida i na prijemnoj strani inverznu funkciju demodulacije naziva se modem (modulator-demodulator).
Riža. 1. Frekvencijski odziv kanala tonske frekvencije
Na sl. Slika 2 prikazuje različite vrste modulacije koje se koriste u prijenosu diskretnih informacija. Izvorni slijed bitova odaslanog inf-i prikazan je na dijagramu prikazanom na Sl. 2, a.
Riža. 2. Razne vrste modulacije
Kod AM se za logičku jedinicu odabire jedna amplitudna razina sinusoida noseće frekvencije, a druga za logičku nulu (slika 2, b). Ova se metoda 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.
Uz FM, vrijednosti nule i jednog od izvornih podataka prenose se sinusoidima s različitim frekvencijama - f 0 i f 1 (slika 2, c). Ova metoda modulacije ne zahtijeva složene sklopove 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 ova metoda naziva binarnim frekvencijskim pomakom (Binary FSK, BFSK). Također se mogu koristiti četiri različite frekvencije za kodiranje dva bita inf-a u jednom taktu, ova metoda se naziva četverorazinski frekvencijski pomak (four-level FSK). Također se koristi naziv Multilevel FSK (MFSK).
Kod FM-a 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 se modulacija naziva binarno fazno pomicanje (Binary PSK, BPSK), a u drugom kvadraturno fazno pomicanje (Quadrature PSK, QPSK).
Multipleksiranje (kompaktacija) se podrazumijeva kao kombinacija više ulaznih komunikacijskih kanala manjeg kapaciteta u jedan kanal velikog kapaciteta za njegov prijenos preko jednog izlaznog komunikacijskog kanala. Takva poveznica se često naziva agregatnom, a promet je agregiran (agregiran) ili multicast.
Postoje dvije metode multipleksiranja:
Multipleksiranje s podjelom frekvencija - FDC (frequency multiplexing or multiplexing);
Multipleksiranje s vremenskom podjelom (TDM).
Kod FDC-a, frekvencijski pojas izlaznog signala podijeljen je na niz pojaseva (podkanala) koji odgovaraju širini osnovnog pojasa standardnog telefonskog kanala - 4 kHz.
Grupni trakt Skup je tehničkih sredstava dizajniranih za prijenos telekomunikacijskih signala s normaliziranim brojem PM ili BCC kanala u frekvencijskom pojasu ili brzinom prijenosa koja odgovara danom grupnom putu. Grupni put, čiji parametri i struktura odgovaraju prihvaćenim standardima, nazivaju se tipičnim.
Mrežni putovi mogu se osigurati samo ako imaju tipičnu opremu za formiranje kanala. Općenito, potrošaču se osiguravaju širokopojasni kanali opremljeni na temelju odgovarajućih mrežnih putova.
Moderna zajednička ulaganja omogućuju, osim standardnih PM kanala, organiziranje kanala većeg kapaciteta. Povećanje propusnosti postiže se proširenjem ESPH, a širokopojasni kanali nastaju kombiniranjem nekoliko PM kanala.
Trenutno, ASP-ovi omogućuju formiranje sljedećih širokopojasnih kanala:
Predgrupni kanal s frekvencijskim pojasom 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.
Osim navedenih kanala, u prijenosnim sustavima formiraju se i radiodifuzni i televizijski kanali (sa zvučnim emitiranjem).
Ovisno o frekvencijskom pojasu primarnih signala za prijenos, odabire se jedan ili drugi širokopojasni kanal.
U DSP-u nije predviđena posebna oprema za organiziranje mrežnih staza. Multicast digitalni tok formiran na ovoj razini hijerarhije usmjerava se ili na sljedeću razinu privremenog kombiniranja tokova, ili na opremu linearne staze. Točke spajanja opreme dviju susjednih razina hijerarhije nazivaju se mrežnim spojevima (CC). SS parametri su tipični.
Oprema digitalnih plesiokronih prijenosnih sustava (DSP PDH) je europski standard koji omogućuje stvaranje tipičnih digitalnih prijenosnih kanala sa sljedećim gradacijama brzina, kbit/s:
Glavni digitalni kanal (BCC) - 64;
Podprimarni digitalni kanal (SCC) - 480;
Primarni trakt - 2048;
Sekundarni trakt - 8448;
Tercijarni trakt - 34368;
Četverostruki trakt - 139264.
Na temelju podataka digitalnih kanala i staza treba formirati sljedeće tipične analogne kanale i puteve:
Channel PM (na temelju BCC-a);
Kanal za emitiranje zvuka (temeljen na STSK);
TV kanal sa zvučnim zapisom (temeljen na tri tercijarna CGT-a).
Na mrežnim spojevima trebaju se odašiljati ne samo informacijski (IS), nego i satni (TC) signali koji osiguravaju sinkronizaciju sata regeneratora i prijemne generatorske opreme terminalnih stanica. Simboli usluge (sinkronizacija okvira i superokvira) dostupni u digitalnim tokovima omogućuju pristup komponentama digitalnih tokova najnižih razina hijerarhije. Iznimka je BCC, u kojem nema takvih simbola. Zbog toga se u njega ubacuje oktetni signal (OC) koji omogućuje odvajanje osmobitnih kodnih skupina. Dakle, u SS BCC-u se ne razmjenjuju samo IS i TS, već i OS.
Američki PDH sustav pruža sljedeće gradacije brzine (hijerarhijske razine), kbit/s:
Glavni digitalni kanal (BCC) -64;
Prva razina je 1544.;
Druga razina - 6312;
Treća razina je 44736.
Kako bi se stvorila jedinstvena digitalna mreža i ispunili američki i europski zahtjevi, koja omogućava prijenos signala brzinom od 139,268 Mbit/s, određena je glavna hijerarhijska razina nove strukture sinkronog multipleksiranja, jednaka 155,520 Mbit/s, što je rezultat trostrukog množenja brzina od 51,84 Mbit/s (51,84x3 = 155,520).
Sve razine multipleksiranja u sinkronim digitalnim sustavima (SDH) pozitivni su cjelobrojni višekratnici ovog osnovnog signala STM-1 (Synchronous Base Unit-1).
Tako je razvijen jedinstveni svjetski koncept za prijenos podatkovnih signala brzinom od 155 Mbit/s. To znači da svi prethodni PDH signali moraju biti ugrađeni u temeljni SDH signal korištenjem postupka nazvanog "Mapiranje".
Predavanje broj 1.
KONSPEKCIJA PREDAVANJA
Disciplina "Teorija električnog povezivanja"
za specijalnosti: 5.05090301 - „Ugradnja, održavanje i popravak
posjed stanice"
Predavanje broj 1. Osnovni pojmovi i definicije telekomunikacijskog sustava.
Predavanje broj 2. Strukturni dijagram telekomunikacijskog sustava.
Predavanje broj 3. Telekomunikacijski 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. Teorem VA Kotelnikov.
Predavanje broj 8. Primarni telekomunikacijski signali.
Predavanje broj 9. Nelinearni i parametarski elementi i sklopovi.
Predavanje broj 10. Opći pojmovi modulacije.
Predavanje broj 11. Amplitudna modulacija (AM) harmonijskog nosioca.
Predavanje broj 12. Frekvencijska i fazna modulacija harmonijskog nosača.
Predavanje br. 13. Diskretna modulacija harmonijskog nosioca.
Predavanje broj 14. Pulsna modulacija.
Predavanje broj 15. Pulsno - kodna modulacija (PCM).
Predavanje broj 16. Opći pojmovi detekcije signala.
Predavanje broj 17. Detekcija amplitude.
Predavanje broj 18. Detekcija signala pulsnih i diskretnih modulacija.
Predavanje broj 19. Opći podaci o projektiranju parangala.
Predavanje broj 20. Ekvivalentni sklop i primarni parametri vodova.
Predavanje broj 21. Sekundarni parametri linija.
Predavanje broj 22. Načini rada linije.
Predavanje broj 23. Značajke prijenosa elektromagnetske energije žicom
komunikacijske linije.
Predavanje broj 24. Valovodi.
Predavanje broj 25. Vlakna - optičke komunikacijske linije.
Predavanje broj 26. Širenje radio valova i antena.
Predavanje broj 27. Osnove teorije otpornosti na buku.
Predavanje broj 28. Optimalan prijem diskretnih signala.
Predavanje broj 29. Potencijalna otpornost na buku prijama 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 konstruiranja ispravljačkih kodova.
Bibliografija.
Telekomunikacijski sustav Je skup tehničkih sredstava i okruženje za širenje signala koji osiguravaju prijenos poruka od izvora do potrošača (potrošača). Stotine telekomunikacijskih sustava različite namjene stvorene su kako bi zadovoljile potrebe suvremenog društva, a njihov broj i dalje raste. Svi su oni neophodni za razmjenu informacija.
Informacija(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 znanosti (uz materiju, energiju i polje).
Poruka Je oblik prezentacije informacija. To su konvencionalni znakovi uz pomoć kojih dobivamo određene informacije (informacije). Na primjer: u telegrafskom prijenosu poruka je tekst brzojava, koji je niz različitih slova i znakova; tijekom razgovora poruka je niz zvukova; u televizijskim prijenosima, poruka je promjena tijekom vremena u svjetlini i kromatičnosti 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 nositelj (nositelj) poruka. Našli su primjenu u modernoj tehnologiji električni, elektromagnetski, svjetlosni, mehanički, zvučni signale. Za prijenos poruka potrebno je koristiti nosač koji najbolje može preći udaljenost od izvora do potrošača. U telekomunikacijskim sustavima, nositelj koji se koristi za prijenos poruka na daljinu obično je izmjenična električna struja, elektromagnetsko polje i svjetlosni valovi. Ovo nije slučajno, jer:
Brzina širenja u prostoru ovih nosača približava se graničnoj brzini širenja bilo kojeg fizikalnog procesa, jednakoj brzini svjetlosti u vakuumu - 3 · 10 8 m / s;
Uz pomoć ovih nosača može se prenijeti ogromna količina informacija.
Sustavi za prijenos kontinuiranih poruka... Telefonski komunikacijski sustavi dizajnirani su za prijenos zvučnih (akustičnih) poruka na daljinu, koje stvaraju glasnice i percipira ljudski organ sluha (uho). Stoga se uređaji koriste kao odašiljači koji pretvaraju zvučne vibracije koje se javljaju u zračnom prostoru u električne signale koji se prenose na daljinu. Takvi akustoelektrični pretvarači nazivaju se mikrofoni.
Prijemnik u telefonskom sustavu pretvara električne signale natrag u zvučne vibracije.
Takav elektroakustički pretvarač naziva se telefon.
Uz mikrofon i telefon, koji su glavni elementi sustava, svaki pretplatnik ima niz pomoćnih uređaja potrebnih za praktičnost povezivanja, pozivanja i signalizacije. Glavni i pomoćni elementi koje koristi pretplatnik konstruktivno čine telefonski aparat. Moderni telefoni su vrlo raznoliki. Razlikuju se po vrstama mikrofona, telefona, birača, kao i po obliku tijela uređaja.
Komunikacijski kanali u telefonskim komunikacijskim sustavima čine skup uređaja i medija za širenje koji osiguravaju prolaz signala s jednog telefonskog aparata na drugi.
Sustavi za emitiranje zvuka omogućiti jednosmjerni prijenos zvučnih poruka (govora, glazbe) od izvora do velikog broja slušatelja raspršenih u prostoru. Ovisno o tehničkim sredstvima koja se za to koriste, razlikuju se radijski i žičani sustavi emitiranja.
U prvom slučaju, signali se prenose preko radio kanala, u kojem je medij širenja otvoreni prostor. Radio kanal se formira uz pomoć posebnih uređaja od kojih su glavni radio odašiljač, odašiljačka antena, prijemna antena i radio prijemnik.
Radio odašiljač pretvara primarni niskofrekventni signal na izlazu mikrofona u visokofrekventni signal koji emitira odašiljačka antena u okolni prostor u obliku elektromagnetskih valova.
Pod utjecajem polja zračenja u prijamnoj anteni nastaje visokofrekventna struja čija priroda promjene ponavlja zakon promjene visokofrekventnog signala. U radio prijamniku se primarni (izvorni) signal izdvaja iz visokofrekventnog signala nakon odgovarajuće obrade. Zatim se niskofrekventni primarni signal pretvara putem zvučnika u audio poruku.
U žičanim radiodifuznim sustavima audio signali se slušateljima isporučuju preko takozvanih žičanih kanala, koristeći posebne uređaje za vođenje kao medij za distribuciju - žičane dalekovode. Ponekad je dio kanala implementiran radio opremom, a dio žičnom. Istodobno, poruke se također pretvaraju u signal pomoću mikrofona instaliranog u posebnim prostorijama - studijima. Prijemnici su pretplatnički zvučnici instalirani izravno u stanovima slušatelja. Prijenos signala između mikrofona i prijemnika vrši se preko žica koje prolaze kroz posebne čvorove za žičano emitiranje.
Televizijska komunikacija namijenjen je istovremenom prijenosu optičkih i audio poruka, stoga televizijski komunikacijski sustavi sadrže dva podsustava. Podsustav za prijenos audio poruka praktički se ne razlikuje od sustava za audio emitiranje o kojem je gore raspravljano. Podsustav optičkog prijenosa poruka omogućuje prijenos pokretnih slika. Televizijski signali se obično prenose putem radija. Radio kanal sadrži televizijski radio odašiljač (RPR), odašiljačku antenu, medij za širenje radio valova, prijamnu antenu i televizijski radio prijamnik (RPR).
Spektar video signala sadrži niske frekvencije i stoga se ne može prenositi na otvorenom prostoru. Pretvorba video signala u radiofrekvencijski signal koji odašiljački sustav može emitirati u okolni prostor u obliku radio valova provodi se u televizijskom radijskom odašiljaču.
Na prijemnoj strani sustava, dio energije radio valova presreće prijemna antena, pojačava i ponovno pretvara u video signal u televizijskom radiju.
Za pretvaranje video signala u poruke koristi se svojstvo određenih tvari koje svijetle pod djelovanjem upadne struje elektrona na njih. Takve tvari nazivaju se fosfori. Svjetlina njihovog sjaja proporcionalna je intenzitetu upadnog toka.
Na unutarnju površinu širokog dijela staklene posude nanosi se fosforni sloj. Snop elektrona stvara reflektor, formiran i ubrzan posebnim elektrodama.
Intenzitet elektronske zrake kontrolira se video signalom. Zraka je usmjerena na fosfor i osvjetljava element po element red po red. Pomicanje grede vodoravno i okomito je postavljeno skretanjem. Kako se intenzitet snopa mijenja u skladu s promjenom signala, mijenjat će se i svjetlina svake linije. Zbog velike brzine kretanja zraka duž linija i određene inercije vida, osoba promatra cjelovitu optičku sliku na ekranu.
Uređaji koji pretvaraju radiofrekventne 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 komunikacijski sustavi namijenjeni su za dvosmjerni prijenos diskretnih poruka (telegrama). Sastoje se od dva podsustava. To zahtijeva odašiljač i prijemnik na svakom kraju sustava. Ova dva uređaja obično se strukturno kombiniraju kako bi tvorili uređaj koji se naziva telegrafska krajnja točka. Posljedično, telegrafska komunikacija se ostvaruje sustavom koji se sastoji od dva terminalna telegrafska uređaja povezana komunikacijskim kanalom.
U sustavima za prijenos diskretnih poruka koristi se kodna metoda za pretvaranje poruke u signal i obrnuto. Smisao ove metode leži u činjenici da se znakovi poruke tijekom prijenosa zamjenjuju kombinacijama kodova sastavljenim od određenih elemenata. U ovom slučaju, svaki znak poruke ima svoju kombinaciju. Ukupnost svih korištenih kombinacija je telegrafski kod. Najstariji i najpoznatiji je Morseov kod, čije su kombinacije sastavljene od dva različita elementa - "točka" i "crtica".
Kada se koriste kodovi, razmjena poruka se svodi na prijenos dvaju različitih elemenata kombinacija kodova. Proces pretvaranja znakova poruke u signal počinje kodiranjem, uslijed čega se znakovi zamjenjuju kombinacijama kodova. Tada se elementi kombinacije sekvencijalno pretvaraju u signalne elemente, odnosno u strujne impulse. Ove funkcije izvode posebni uređaji odašiljačkog dijela terminalnog telegrafskog aparata.
Prijemnik telegrafskog komunikacijskog sustava vrši obrnutu transformaciju signala u poruku sljedećim redoslijedom. Prvo, signalni elementi se zauzvrat primaju, 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 naziva dekodiranje. Prijamni postupak završava upisivanjem ocjene na papir. Sve navedene operacije izvode se posebnim uređajima prijamnog dijela terminalnih telegrafskih aparata.
Sustavi prijenosa podataka nemaju temeljne razlike od telegrafskih komunikacijskih sustava. Također koriste uvjetnu (kodnu) metodu za pretvaranje poruka u signal i obrnuto, te se stoga proces prijenosa poruka i uređaji odašiljača i prijamnika ne razlikuju od odgovarajućih elemenata telegrafskog komunikacijskog sustava.
Kao što je gore navedeno, sustavi za prijenos podataka sposobni su puno brže i točnije prenositi diskretne poruke, odnosno osigurati veću brzinu i kvalitetu prijenosa poruka. Oni jamče specificiranu vjernost prijenosa pri bilo kojoj praktički potrebnoj brzini poruke. To se postiže korištenjem dodatnih uređaja za poboljšanje kvalitete prijenosa poruka, koji se strukturno kombiniraju s odašiljačima i prijamnicima sustava za prijenos podataka u obliku primopredajnih uređaja koji se nazivaju oprema za prijenos podataka.
Jedan njegov dio, koji obavlja različite transformacije signala tijekom prijenosa, nalazi se na odašiljajućem, a drugi, koji osigurava prijem, korekciju i druge transformacije signala i kodnih kombinacija, postavlja se na prijemni kraj sustava za prijenos podataka. .
Pojačivači prijenosa omogućuju vam da otkrijete ili čak ispravite pogreške u porukama koje se pojavljuju tijekom prijenosa. Sustavi za prijenos podataka koriste dvosmjerni kanal, povratni kanal se koristi za rješavanje grešaka.
Tipični funkcionalni dijagram organizacije digitalnog telekomunikacijskog kanala prikazan je na Sl. 2.10. Digitalni kanal ima zrcalno funkcioniranje odašiljača i primatelja.
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 tablice, velika većina vrsta telekomunikacija (10 od 11) namijenjena je ljudima – i pošiljatelju i primatelju informacija. Za razmjenu informacija između računala i između ljudi i računala koristi se samo prijenos podataka.
Prilikom razmatranja tablice postavlja se niz pitanja:
4. Može li telekomunikacije pružiti usluge koje nadilaze izravnu komunikaciju ljudi?
Za odgovor na ova pitanja poslužimo se rezultatima koji ukazuju na informacijske mogućnosti nekih vrsta telekomunikacija.
Poznato je da je pojava telekomunikacija omogućila čovjeku prijenos raznih informacija na mnogo veće udaljenosti nego putem izravne komunikacije. No, osim toga, komunikacijski objekti imaju različite informacijske mogućnosti (vidi tablicu).
Pokušajmo sada odgovoriti na gornja pitanja.
| Telekomunikacijski tip | Prenesene informacije | Primljene informacije (%) u usporedbi s izravnom komunikacijom (uzeto kao 100%) | Priroda prijenosa |
|---|---|---|---|
| Telegraf | alfanumerički (tekst) | 7 | |
| Telefon | Govor | 45 | Od točke do točke |
| Faksimil | Mirne slike | - | Od točke do točke, kružni, multicast |
| Emitiranje zvuka | Glazba, pjevanje, govor | - | "Točka - mnogo bodova" |
| Televizijsko emitiranje | Glazba, pjevanje, govor, pokretne slike | 95 | "Točka - mnogo bodova" |
| Prijenos podataka | Alfanumerički | - | Od točke do točke, kružni, multicast |
| Telekript | Crteži, dijagrami | - | Od točke do točke |
| Video telefon | Govor, pokretne slike (polako se mijenja) | - | Od točke do točke |
| Audio konferencije | Govor i tekst | 50 | "Mnogo bodova - mnogo bodova" |
| Video konferencija | Govor, mirne i pokretne slike | 95 | "Mnogo bodova - mnogo bodova" |
| Obrada poruka | Tekst, mirne slike, transformacija oblika prezentiranja informacija | - | Od točke do točke, kružni, multicast |
1. Zašto je razvoj telekomunikacija započeo s telegrafijom?
Očigledno, postoji nekoliko razloga za to.
- Pravilnost razvoja. Kao oblik električne komunikacije, telegrafija je imala dugu povijest – od optičkog i zvučnog telegrafa (signalizacija vatrom i semaforima, bubnjanje itd.) do elektrokemijskog i elementarnog elektromagnetskog.
- Povijesna uvjetovanost. Budući da je razvoj tehnologije određen stanjem odgovarajućih područja znanosti i prakse, tada su se u prvoj trećini prošlog stoljeća pojavili preduvjeti za stvaranje elektromagnetskog telegrafa.
- Tehničke mogućnosti. Za prijenos poruka na daljinu najlakši način je korištenje električne struje uključivanjem i isključivanjem u prijenosu, kao i privlačenjem magnetske igle elektromagnetom uključenim na prijemu.
2. Što je pokretačka snaga za pojavu novih vrsta telekomunikacija?
Kao što slijedi iz tablice, s pojavom novih vrsta telekomunikacija, količina informacija dobivenih uz njihovu pomoć približava se količini informacija dobivenih izravnom komunikacijom među ljudima. Stoga, čim su se pojavile mogućnosti za pretvaranje zvučnih vibracija stvorenih ljudskim govorom u električne signale i njihovo ponovno pretvaranje pri prijemu, pojavila se telefonija (oko 40 godina nakon telegrafije), koja je naglo povećala volumen odašiljanih informacija u odnosu na izravnu komunikaciju (od 7 do 45 %).
Nakon toga organizirana je faksimilna komunikacija, što je značajno proširilo mogućnosti osobe pri prijenosu 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 korištene kao pretvarači pri prijenosu, a na prijemu - električno svjetlo (sa zapisom na fotografskom papiru), elektrokemijsko (sa zapisom na papiru premazanom posebnim sastavom koji reagira na jakost struje), elektrostatičko (sa zapisom na poseban papir koji reagira na veličinu električnog naboja) i druge metode. Međutim, više od polovice informacija (vidi tablicu) koje je osoba primila uz pomoć organa vida nije se mogla prenijeti komunikacijskim sredstvima sve dok se ne riješe problemi pretvaranja pokretnih slika u električne signale i obrnuto. Dakle, kao rezultat izuma katodnih cijevi - ikonoskopa (odnosnog) i kineskopa (primanja), pojavila se televizija.
Time je završena jedna od vrlo važnih faza približavanja informacijskih mogućnosti telekomunikacijskih sredstava mogućnostima izravne razmjene informacija među ljudima. Ova faza obuhvaća sve vrste poruka koje prenose i primaju organi vida, sluha, pokreta, mimike i geste.
Ostale su neotkrivene samo informacije koje je osoba primila i izdala uz pomoć organa dodira i mirisa. No, taj je podatak relativno malen i ima razloga vjerovati da će ga s vremenom biti moguće prenijeti telekomunikacijskim sredstvima. Neka postignuća u tom smjeru su već postignuta. Industrija parfema, primjerice, testira "elektronički nos" (uređaj za ocjenjivanje mirisa parfema), a u prehrambenoj industriji "elektronska usta" (uređaj za kušanje vina). Stoga se nadamo da će komunikacija s vremenom omogućiti 100% prijenos informacija dobivenih izravnom interakcijom ljudi međusobno i sa svijetom oko sebe.
Na temelju navedenog možemo zaključiti da je pokretačka snaga nastanka i razvoja novih vrsta telekomunikacija želja da se informacijski sadržaj telekomunikacija što više približi uvjetima izravne komunikacije.
Sumirajući ova razmatranja, možemo reći 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) emitiranje, video emitiranje (televizija ), video telekonferencije temeljene na korištenju multimedijskih tehnologija s učinkom virtualne stvarnosti, a za svaku sljedeću vrstu komunikacije bile su potrebne veće brzine prijenosa. Dakle, očita je tendencija – kako se pojavljuju nove vrste telekomunikacija, brzina prijenosa informacija raste. Ovaj trend potvrđuju i ekonomska razmatranja.
3. Kakvi su izgledi za daljnji razvoj vrsta telekomunikacija?
Na temelju navedenog može se postaviti pitanje hoće li se tu zaustaviti razvoj komunikacije? Ne, ne samo da se neće zaustaviti, nego se neće ni usporiti, a štoviše, događat će se sve bržim tempom. I zato.
Prvo smo razmotrili samo slijed stvaranja novih vrsta komunikacije, ali uopće nismo dotakli razvoj usluga koje se pružaju uz njihovu pomoć. No, sasvim je očito da niska kvaliteta usluga može poništiti informacijski sadržaj bilo koje vrste komunikacije. Stoga, jedan od glavnih pravaca razvoja telekomunikacija ostaje povećanje broja usluga i poboljšanje njihove kvalitete.
Taj će se proces odvijati na temelju novih tehnologija: integriranih i inteligentnih mreža, osobnih i mobilnih komunikacijskih mreža, multimedije, novih sustava vođenja i načina prijenosa, kompresije informacija itd. telefonije, telefonske pošte), te prijenosa podataka – prijenosa podataka, itd.
Istodobno, bit će potrebno riješiti pitanja vezana uz smanjenje troškova i tarifa za komunikacijske usluge.
Rješenje ovih problema uvelike ovisi o razvoju elektronike i računalne tehnologije. Istodobno, pri ocjeni kvalitete svih vrsta komunikacije koriste se isti parametri kao i za ocjenu kvalitete prijenosa informacija tijekom izravne komunikacije, a glavni zahtjev je maksimalna aproksimacija kvalitete komunikacijskih usluga kvaliteti prijenos tijekom izravne komunikacije. Istina, u prvom slučaju dodaju se i zahtjevi za dostavu po adresi i vremenu prijenosa.
Drugo, sve navedeno vrijedi samo za prijenos informacija u sustavu od točke do točke (između dvije osobe). Međutim, osoba može istovremeno komunicirati ne s jednom osobom, već s mnogo ljudi (sustav od točke do više bodova). Komunikacija se također može odvijati prema shemi "mnogo točaka - mnogo točaka" (misli se na puno ljudi).
I, konačno, treće, ograničili smo se na razmatranje samo onih slučajeva kada je izvor i potrošač informacija osoba, dok se sada računala u tom svojstvu sve češće i češće koriste. Štoviše, sustavi za teleprocesiranje i telematičke usluge sve će više koristiti telekomunikacijske usluge, prvenstveno usluge temeljene na novim tehnologijama.
Napominjemo samo da se usluge komunikacije između računala - računala i ljudi - računala sve više unaprjeđuju i po kvaliteti se približavaju uslugama izravne komunikacije, npr. usluga autentifikacije pošiljatelja i primatelja, dogovora o način rada (simplex - duplex), o mogućnosti primanja poruke određene veličine, povjerljivost.
4. Može li telekomunikacije pružiti usluge koje nadilaze izravnu komunikaciju ljudi?
U odgovoru na ovo pitanje govorit ćemo samo o onim telekomunikacijskim uslugama koje u izravnoj komunikaciji ljudi nema ili su slabije kvalitete.
Razmislite o usluzi kao što je relejni prijenos i prijenos. Ova usluga je pogodna u uvjetima kada se pošiljatelj i primatelj nalaze na mjestima s različitim standardnim vremenom, ili kada je nemoguće ili nezgodno prenijeti podatke ranije, a kasnije nije moguće. Takve se usluge pružaju putem poruka (e-mail), računalne telefonije i drugih telekomunikacijskih usluga.
Može se pojaviti i druga situacija: korisnik želi zadržati povjerljivost primanja informacija. U izravnom susretu s ovom osobom vrlo je teško izbjeći njegove namjere, dok usluga računalne telefonije pruža takvu mogućnost: prilikom primanja telefonskog poziva, pretplatnik, prije nego što podigne slušalicu, pritiskom na poseban gumb na uređaju , prima na zaslonu ne samo broj pozivatelja, već i njegovu fotografiju. Na temelju tih informacija odlučuje hoće li podići slušalicu ili lažirati svoj izostanak. U jednostavnijim telefonskim sustavima, 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 provedba u kontekstu izravne komunikacije među velikom masom ljudi vrlo je problematična.
Na mjestima okupljanja većeg broja ljudi (u granicama izravnog sluha i vidljivosti, kada nisu potrebna sredstva komunikacije) može se odvijati razmjena različitih vrsta informacija (govora, teksta, nepokretnih i pokretnih slika).
Komunikacijski sustavi poput audio i video konferencija ne samo da u potpunosti osiguravaju daljinsku razmjenu svih navedenih vrsta informacija, već stvaraju i dodatne mogućnosti, posebice prijenos nekih informacija samo određenoj skupini sudionika.
Velike mogućnosti komunikacije u usporedbi s izravnom komunikacijom osobe s osobom ili osobe s računalom ne bi trebale čuditi. Već smo navikli da mikroskop, teleskop, auto, avion itd. proširuju naše mogućnosti.
Književnost
- Švarcman V.O. Telekomunikacije i informatizacija// Telekomunikacije. - 1997. - br. 5.
"Sklopovi i signali telekomunikacija" - temeljni kolegij u sustavu izobrazbe suvremenog inženjera iz područja elektrotehnike i radioelektronike. Svrha mu je proučavanje temeljnih zakona povezanih s primanjem signala, njihovim prijenosom komunikacijskim kanalima, obradom i pretvorbom u radiotehničkim krugovima.
Raspon pitanja obuhvaćenih ovim tečajem vrlo je opsežan. Uključuje, prvo, pitanja teorije signala:
· Spektralna i korelacijska analiza informacijskih i upravljačkih signala;
· Značajke spektralne i korelacijske analize uskopojasnih radio signala, uvođenje pojmova složenih i analitičkih signala;
· Temelji teorije diskretnih i digitalnih signala;
· Statistička analiza slučajnih signala i smetnji, proučavana u jednom kompleksu s determinističkim signalima.
Drugo, kolegij "Sklopovi i signali telekomunikacija" uključuje teoriju transformacije navedenih signala u linearne sklopove - aperiodične i frekvencijsko selektivne.
Treće, uključuje glavne odredbe teorije nelinearnih i parametarskih uređaja i pretvorbu signala u njima.
Pitanja teorije digitalne obrade signala, optimalne obrade signala na pozadini smetnji, te glavne odredbe teorije sinteze radiotehničkih sklopova - analognih i digitalnih, dobile su veliku važnost.
Dakle, kao rezultat proučavanja discipline, student bi trebao znati:
Osnovni pojmovi: informacija, poruka, signal,
Struktura izgradnje telekomunikacijskog sustava,
Vrste telekomunikacija,
Svrha i struktura komunikacijskog kanala,
Bit glavnih fizikalnih 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 također biti u stanju:
Objasniti strukturu jednokanalnog komunikacijskog sustava,
Objasniti princip rada glavnih tipova pretvarača poruka u signal i signala u poruku,
Istražite spektralni sastav signala,
Matematički i grafički predstaviti različite vrste signala,
Izrada vremenskih i spektralnih dijagrama prema parametrima signala,
· Provođenje laboratorijskih studija spektra periodičnih i neperiodičnih signala.
Tečaj treba započeti s osnovni telekomunikacijski koncepti- informacija, poruka i signal.
Koncepti informacija i poruka se često koriste. Ova blisko povezana značenja su složena i teško ih je precizno definirati. 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 tih informacija. Posljedično, informacije se u širem smislu mogu definirati kao skup znanja o svijetu oko nas. U tom shvaćanju, informacije su najvažniji resurs za znanstveni, tehnički i socio-ekonomski razvoj društva. Za razliku od materijalnih i energetskih resursa, informacijski resurs se s potrošnjom ne smanjuje, akumulira se tijekom vremena, relativno je lak i jednostavan za obradu, pohranu i prijenos uz pomoć tehničkih sredstava na velike udaljenosti.
Dakle, pod informacija označava cijeli skup informacija o događajima, procesima i činjenicama koji se odvijaju u živoj i neživoj prirodi i namijenjeni za obradu, pohranu i prijenos.
Za prijenos ili pohranu informacija koriste se različiti znakovi (simboli) koji ih izražavaju (predstavljaju) u nekom obliku. Ti znakovi mogu biti riječi i fraze u ljudskom govoru, geste 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 tlaka u vremenu, koja odražava ne samo sadržaj, već i intonaciju, tembar, ritam i druga svojstva govora. Prilikom prijenosa pokretnih slika u televizijskim sustavima, poruka je promjena svjetline elemenata slike tijekom vremena. Stoga oblik u kojem osoba prima informacije može biti različit.
Poruka Je oblik prezentacije informacija.
Prijenos poruka na daljinu provodi se bilo kojim materijalnim medijem (papir, magnetska traka, itd.) ili fizičkim procesom (zvuk ili elektromagnetski valovi, 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 s poslanom porukom može se koristiti kao signal. U suvremenim komunikacijskim sustavima 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 s odaslanom porukom. Taj proces (promjena parametara nositelja) naziva se modulacija. O svim transformacijama signala bit će riječi u sljedećim odjeljcima tečaja.
Skup tehničkih sredstava za prijenos poruka od izvora do potrošača naziva se komunikacijski sustav.
Razmotrimo princip konstrukcije najjednostavnijeg jednokanalnog komunikacijskog sustava prikazanog na slici 1. Ispitajmo svrhu pojedinih elemenata sklopa prikazanog na ovoj slici.
Izvor poruka i primatelja u nekim komunikacijskim sustavima može postojati osoba, u drugima - razne vrste uređaja.
Pretvarač poruke u signal- pretvara audio signal ili signal slike u električni signal.
U odašiljaču se primarni signal (obično niske frekvencije) pretvara u sekundarni (visokofrekventni) signal prikladan za prijenos preko kanala koji se koristi. Ova se konverzija vrši modulacijom.
Komunikacijska linija odnosi se na fizički medij i skup hardvera koji se koristi za prijenos signala od odašiljača do prijemnika. U električnim komunikacijskim sustavima to je prije svega kabel ili valovod, u radiokomunikacijskim sustavima prostor u kojem se elektromagnetski valovi šire od odašiljača do prijemnika. Tijekom prijenosa, signal kanala može biti izobličen, jer se može superponirati smetnje .
Prijamnik obrađuje primljeni zamah 
, što je zbroj dolaznog izobličenog signala i smetnji, te vraća odaslani signal iz njega (također će biti donekle izobličen).
Pretvarač signala u poruke pretvara signal u poruku koja prikazuje prenesenu poruku s nekom greškom a... Drugim riječima, primatelj mora na temelju analize fluktuacije odrediti koja je od mogućih poruka prenesena. Stoga je prijemni uređaj jedan od najkritičnijih i najsloženijih elemenata komunikacijskog sustava.
Po vrsta poruka koje se prenose razlikuju se sljedeći komunikacijski sustavi:
· Prijenos glasa (telefonija);
· Prijenos teksta (telegrafija);
· Prijenos fotografija (fax);
· Prijenos pokretnih slika (televizija), telemetrija, daljinsko upravljanje;
· Prijenos podataka.
Po dogovoru telefon i televizija sustavi se dijele na:
· Emitiranje, koje karakterizira visok stupanj umjetničke reprodukcije poruka;
· Profesionalni, s posebnom primjenom (uredske komunikacije, industrijska televizija itd.).
U sustavu telemetrija fizička veličina koja se mjeri (temperatura, tlak, brzina itd.) pretvara se uz pomoć senzora u primarni električni signal koji se dovodi u odašiljač. Na prijemnoj strani, odaslana fizička veličina ili njezine promjene se odvajaju od signala i promatraju ili bilježe pomoću uređaja za snimanje. U sustavu daljinsko upravljanješalju se naredbe za automatsko izvođenje određenih radnji. Često se te naredbe generiraju automatski na temelju rezultata mjerenja koje prenosi telemetrijski sustav.
Uvođenje visokoučinkovitih računala dovelo je do potrebe za brzim razvojem sustava za prijenos podataka koji osiguravaju razmjenu informacija između računalnih objekata i objekata automatiziranih upravljačkih sustava. Ovu vrstu telekomunikacija, u odnosu na telegrafsku, karakteriziraju viši zahtjevi za brzinom i vjernošću prijenosa informacija.
Pogledajmo sada koncept komunikacijskog kanala. Komunikacijski kanal naziva se skup sredstava koja osiguravaju prijenos signala od neke točke A sustava do točke B (slika 2). Točke A i B mogu se birati proizvoljno, sve dok signal prolazi između njih. Dio komunikacijskog sustava koji se nalazi prije točke A je izvor signala za ovaj kanal. Ako su signali koji pristižu na ulaz kanala i uzimaju se s njegovog izlaza diskretni (po razinama), tada se kanal naziva diskretna.
Ako su ulazni i izlazni signali kanala kontinuirani (na razini), tada se kanal naziva stalan... Također upoznajte diskretno-kontinuirano i kontinuirano-diskretno kanala, na čiji se ulaz primaju diskretni signali, a s izlaza kontinuirani signali, ili obrnuto.
Treba napomenuti da neki blokovi nisu prikazani na dijagramu na slici 2, jer njihova struktura ovisi o vrsti komunikacijskog sustava i vrsti kanala.
Vrste kanala preko kojih se signali prenose su brojne i raznolike. Razlikovati žičanih komunikacijskih kanala(zračni, kabelski, optički itd.) i radio komunikacijski kanali.
Kabelske komunikacijske linije okosnica su komunikacijskih mreža na daljinu, prenose signale u frekvencijskom rasponu od desetaka kHz do stotina MHz. Optičke komunikacijske linije su vrlo obećavajuće. Omogućuju pružanje vrlo visoke propusnosti u rasponu od 600 - 900 THz (stotine televizijskih kanala ili stotine tisuća telefonskih kanala).
Uz žičane komunikacijske linije, široko se koriste radio linije različitih raspona (od stotina kHz do desetaka GHz). Ove linije su ekonomičnije i nezamjenjive za komunikaciju s mobilnim objektima. Radiorelejne linije (RRL) metarskog, decimetarskog i centimetarskog raspona na frekvencijama od 60 MHz do 15 GHz naširoko se koriste za višekanalnu radio komunikaciju. Sve se više koriste satelitske komunikacijske linije – RRL s repetitorom na umjetnom zemaljskom satelitu (AES). Za ove komunikacijske linije (sustave) dodijeljeni su frekvencijski rasponi 4 - 6 i 11 - 275 GHz. Veliki domet s jednim repetitorom na satelitu, fleksibilnost i mogućnost organiziranja globalnih komunikacija bitne su prednosti satelitskih sustava.
