Общие сведения о системах электросвязи
Передача сообщений на расстояние из одного пункта в другой может быть осуществлена с помощью какого-либо материального носителя (бумаги, магнитной ленты, диска, флэш-карты и др.) перемещаемого в пространстве, либо с помощью физического процесса, способного распространятся на расстояния (электрический ток, звуковые и электромагнитные волны и др.). Физический процесс, несущий передаваемое сообщение из точки в точку, называется сигналом.
В процессе передачи по системе связи сообщение может подвергаться многочисленным преобразованиям, существенно меняющим его электрическое представление и физические характеристики. Однако, следует иметь в виду, что объектом передачи является не электрическое представление сообщения, а та полезная информация, содержащаяся в передаваемом сообщении, которая должна оставаться неизменной при всех преобразованиях.
Информацией называется совокупность сведений о каком-либо явлении, событии или объекте, которые увеличивают знания получателя о них.
Если в системах для передачи сообщений в качестве несущих используются электрические или электромагнитные сигналы, то такие системы называются системами электросвязи, в отличие от звуковых, гидроакустических и других систем связи. Обобщенная структурная схема простейшей системы электросвязи изображена на рис. 1.1.
Рисунок 1.1. Обобщенная структурная схема системы связи
Источник сообщения – человек, автомат, ЭВМ, датчик. Сообщениями могут быть: речь (системы телефонной связи); текст (системы телеграфной связи); неподвижное изображение (фототелеграфные системы связи); подвижные изображения (телевизионные системы связи); параметры каких-либо устройств (системы телеметрии); команды управления каким-либо устройствами (системы телеуправления); данные (системы передачи данных).
Кодирующее устройство (кодер) в общем случае осуществляет:
1) преобразование сообщения, поступающего от источника сообщений, в первичный электрический сигнал;
2) преобразование в случае необходимости, непрерывного сигнала в дискретный;
3) статистическое (эффективное) кодирование с целью увеличения скорости передачи информации (устранение избыточности в сообщении);
4) помехоустойчивое кодирование (введение избыточных символов) с целью повышения помехоустойчивости системы связи.
Генератор несущего колебания – формирует электрические колебания, которые являются переносчиком сообщения. Сигналом – переносчиком обычно служит либо гармоническое колебание, либо периодическая последовательность импульсов, либо шумоподобный сигнал.
Модулятор – изменяет один (или несколько) параметров сигнала переносчика в соответствии с модулирующим сообщением, поступающим от кодера. В процессе модуляции могут изменяться амплитуда, частота или фаза гармонической несущей; амплитуда, длительность импульсов, частота следования, фаза импульсного переносчика; тип использования шумоподобного сигнала. Иногда одновременно может осуществляться модуляция нескольких параметров сигнала-переносчика.
Выходное устройство ограничивает спектр частот передаваемого сигнала для устранения помех от соседних по частоте сигналов и увеличения эффективности использования полосы частот; обычно увеличивает мощность сигнала для обеспечения требуемой помехоустойчивости приема информации, передает сигнал в среду распространения. Таким образом, выходное устройство содержит полосовые фильтры, усилитель мощности и излучатель сигнала. Кодирующее устройство, модулятор, генератор несущего колебания и выходное устройство образуют передатчик.
Линия связи – совокупность технических средств (физическая цепь, волновод, кабель и т.п.), либо окружающая среда, через которые сигнал поступает от передатчика к приемнику. В линии связи сигнал претерпевает изменения из-за воздействия помех и искажений.
Помехи – это всякое постороннее воздействие на сигнал, препятствующее правильному приему (флуктуационный тепловой шум, атмосферные помехи, помехи от других передатчиков и т.п.).