Каноническая схема системы связи на основе непрерывного (аналогового) канала связи для передачи двоичных сигналов, представленная на рис.2.11, содержит:
• источник двоичных сигналов (ИДС);
• модулятор (М);
• фильтры (Ф);
• демодулятор (ДМ);
• приёмник двоичных сигналов (ПДС).
Фильтрывыполняют функции корректирующих устройств, обеспечивая требуемые динамические или частотные свойства передаваемого сигнала:
• при передаче - преобразование сигнала, передаваемого в ЛС, таким образом, чтобы он обладал определенными свойствами;
• при приеме - выделение полезного сигнала на фоне помех. Примером непрерывно канала связи может служить телефонный
канал, называемый каналом тональной частоты (ТЧ), с полосой пропускания 3100 Гц. Строгое ограничение полосы пропускания канала ТЧ связано с использованием аппаратуры уплотнения и коммутации каналов в телефонных сетях и реализуется с помощью фильтров, отсекающих частоты менее/н=300 Гц и более/в=3400 Гц.
Каноническая схема системы связи на основе дискретного 'цифрового) канала связи, представленная на рис.2.12, содержит:
• устройство сопряжения с каналом связи (УС);
• устройство защиты от ошибок (УЗО);
• устройство преобразования сигналов (УПС).
Классификация каналов связи представлена на рис.2.13.
В зависимости от типа передаваемых данных каналы связи делятся на непрерывные, предназначенные для передачи непрерывных (аналоговых) сигналов, и дискретные, предназначенные для передачи дискретных (цифровых) сигналов.
В зависимости от направления передачи данных различают каналы связи:
• симплексные, в которых данные передаются только в одном направлении;
• дуплексные, представляющие собой два симплексных канала, в которых данные могут передаваться в один и тот же момент времени в двух направлениях - прямом и обратном;
• полудуплексные, в которых данные могут передаваться поочерёдно в прямом и обратном направлении.
Каналы связи могут быть всегда доступны для передачи данных за счёт постоянно существующего соединения между абонентами. Такие каналы называются выделенными или некоммутируемыми. Альтернативой им являются коммутируемые или временные каналы связи, передача данных по которым возможна только после установления соединения между абонентами, причём канал существует только в течение времени передачи данных (сеанса связи).
Двухточечный канал связи строится по принципу «точка-точка», то есть связывает только двух абонентов. Многоточечный канал связи строится по принципу «точка-многоточка» и обеспечивает передачу данных от одного абонента к нескольким абонентам, например так, как это происходит при конференцсвязи.
В качестве основных характеристик каналов связи используются следующие величины.
1. Скорость модуляции [бод] - число интервалов модуляции передаваемого сигнала в секунду (число переключений, сделанных за секунду); величина, обратная единичному интервалу:
2. Пропускная способность канала связи [бит/с или bps - bits per second] - предельная скорость передачи данных - количество данных, которое может быть передано по каналу связи за единицу времени.
Предельная пропускная способность непрерывного (аналогового) КСзависит от полосы пропускания F = fB- fHи SNR (Signal-to-Noise
Ratio) - отношения мощности сигнала Рск мощности шума (помех) Рши может быть рассчитана по формуле Шеннона:
Как следует из формулы Шеннона, пропускная способность канала связи может быть повышена за счёт увеличения полосы пропускания F или увеличения отношения сигнал/шум, причём более эффективным является первый способ, поскольку логарифмическая зависимость пропускной способности С от отношения делает второй способ менее эффективным и более трудоёмким.
При передаче данных по телефонному каналу с полосой пропускания с использованием модемов основной способ повышения пропускной способности состоит в увеличении отношения сигнал/шум. С учётом того, что максимальное значение SNR в аналоговом телефонном канале составляет примерно 3000, получим предельную пропускную способность С около 34 кбит/с, что согласуется со стандартным значением 33600 бит/с. Более высокие скорости передачи могут быть обеспечены только при условии передачи данных по цифровым телефонным линиям связи, причём на пути передачи должны находиться только цифровые телефонные станции.
Пропускная способность дискретного КС,построенного на основе непрерывного канала, без учета шума на линии может быть вычислена по формуле Найквиста:
где длительность единичного интервала; - число значащих позиций в коде (количество различимых состояний информационного параметра).
Реальная скорость передачипо каналу связи, измеряемая как количество данных, передаваемое за единицу времени (бит/с), обычно меньше пропускной способности и зависит от параметров каналообразующей аппаратуры и способа организации передачи данных.
3. Достоверность передачи данных - вероятность искажения бита из-за воздействия помех и наличия шумов в канале связи (обычно для КС без дополнительных средств защиты составляет от 10~4 до 10~6); иногда используется единица измерения BER (Bit Error Rate) - интенсивность битовых ошибок.
