Характеристики линий связи (АЧХ, помехоустойчивость, затухание и т. д.).

Пропускная способность

Главной характеристикой линий связи является пропускная способность. Измеряется в Бит/с или Бод (бодах). Показывает, какой объем информации может быть передан по линии связи за единицу времени.

На пропускную способность влияют следующие параметры

Частотный диапазон (полоса пропускания)

Полоса пропускания – это непрерывный диапазон частот, для которого отношение амплитуды выходного сигнала к амплитуде входного превышает некоторый заранее заданный предел (обычно 0,5). Чем шире полоса пропускания, тем может быть больше пропускная способность. Это связано с тем, что для передачи информации необходимо изменять какую-либо характеристику сигнала (например, напряжение). Естественно, чем больше информации надо передать за единицу времени, тем чаще надо изменять характеристику сигнала. Но частота изменения сигнала может быть ограничена тем, что высокочастотный сигнал очень быстро затухает, поэтому и скорость передачи информации приходится ограничивать.

Затухание

Показывает, во сколько раз на выходном конце линии сигнала слабее, чем на входном.

Измеряется в дБ (децибелах)

Например, если на входе сигнал составляет 50 единиц (50 мВ), а на выходе 5 единиц (5 мВ), то ослабление составит

20lg(5/50)=20lg(0.1)=20*(-1)=-20дБ.

Поскольку на выходе сигнал всегда слабее, чем на входе, затухание всегда будет отрицательным.

Помехоустойчивость линии

Помехоустойчивость характеризуется тем, насколько сильно внешние воздействия влияют на сигнал, передаваемый по линии связи. Помехоустойчивость зависит от типа используемой физической среды, а также от экранирующих и подавляющих помехи средств. Наименее помехоустойчивыми являются радиолинии. Хорошей устойчивостью обладают кабельные линии и отличной – оптоволоконные. Для уменьшения помех, появляющихся из-за внешних электромагнитных полей, проводники экранируют или скручивают.

Перекрестные наводки на ближнем конце линии

Когда осуществляется передача данных, то передаваемые сигналы воздействуют на приемник сигнала, расположенный на этом же узле связи, и могут быть восприняты как сигнал другого узла.

Обобщенной характеристикой линии связи является вероятность передачи одного бита без искажения. Искажение (то есть превращение переданного «0» в «1» и наоборот) может возникнуть по следующим причинам:

· За счет влияния помехи. Помеха изменяет вид сигнала, передаваемого по линии, и этот сигнал на приемном конце интерпретируется не так, как надо

· При высоком затухании амплитуда сигнала может уменьшиться до такой степени, что импульс, передающий значение «1», не обнаружится на приемном конце, и сигнал будет воспринят как «0»

· Перекрестные наводки, возникающие при передаче сигнала, могут исказить принимаемую информацию

Следовательно, чем выше помехоустойчивость, меньше (по модулю) затухание и чем ниже перекрестные наводки на ближнем конце линии, тем выше вероятность передачи одного бита без искажения.

Обеспечение защиты данных

Важной характеристикой линии связи является способность ее обеспечить защиту данных от несанкционированного использования. При передаче информации по каналам связи часто используется шифрование, что обеспечивает защиту информации даже в том случае, если передаваемый сигнал станет известен злоумышленнику. Однако часто требуется, чтобы даже зашифрованные данные были недоступны никому, кроме получателя. Способность линии обеспечить защиту данных от несанкционированного использования определяется сложностью несанкционированного подключения к линии. Например, получить доступ к информации, передаваемой по радиоканалам, очень легко (достаточно иметь приемник и знать нужную полосу частот), а тайно подключиться к оптоволоконному кабелю практически невозможно. Таким образом, оптоволоконные линии обеспечивают наибольшую безопасность передаваемых данных.

 

Кодирование сигналов.

Кодирование — процесс преобразования сигнала из формы, удобной для непосредственного использования информации, в форму, удобную для передачи, хранения или автоматической переработки.

1) Бинарное кодирование

a) Без возврата к нулю.

b) С возвратом к нулю.

2) Манчестерское кодирование

3) Дифференциальное манчестерское кодирование

4) Биполярный код AMI

5) Потенциальный код 2B1Q

6) HDB3

7) MLT-3

7. Импульсно – кодовая модуляция.

Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ, англ. Pulse Code Modulation, PCM) используется для оцифровки аналоговых сигналов. Практически все виды аналоговых данных (видео, голос, музыка, данные телеметрии, виртуальные миры) допускают применение ИКМ.

Чтобы получить на входе канала связи (передающий конец) ИКМ-сигнал из аналогового, мгновенное значение аналогового сигнала измеряется через равные промежутки времени. Количество оцифрованных значений в секунду (или скорость оцифровки, частота дискретизации) должно быть не ниже 2-кратной максимальной частоты в спектре аналогового сигнала (по теореме Котельникова). Мгновенное измеренное значение аналогового сигнала округляется до ближайшего уровня из нескольких заранее определённых значений. Этот процесс называется квантованием, а количество уровней всегда берётся кратным степени двойки, например, 8, 16, 32 или 64. Номер уровня может быть соответственно представлен 3, 4, 5 или 6битами. Таким образом, на выходе модулятора получается набор битов (0 и 1).

На приёмном конце канала связи демодулятор преобразует последовательность битов в импульсы собственным генератором с тем же уровнем квантования, который использовал модулятор. Далее эти импульсы используются для восстановления аналогового сигнала в ЦАП.