Связь (техника)
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
 |
Эту статью предлагается разделить на связь и электросвязь.
Возможно, она слишком велика или её содержимое не имеет логической связности и предлагается его разнести в связь и электросвязь.
Пояснение причин и обсуждение — на странице Википедия:К разделению. Дата постановки — 4 апреля 2008. |
Связь в технике — передача информации на расстояние.
В зависимости от того, в каком виде информация передаётся, различают аналоговую и цифровую связь. Аналоговая связь — это передача непрерывных сообщений (например, звука или речи). Цифровая связь — это передача информации в дискретной форме (цифровом виде). Однако, дискретные сообщения могут передаваться аналоговыми каналами и наоборот. В настоящее время цифровая связь вытесняет аналоговую (происходит цифровизация), потому, что аналоговые сигналы могут быть переведены в дискретные сигналы и обратно (условия, обеспечивающие возможность такого преобразования, задаются теоремой Котельникова) без существенных потерь.
В зависимости от того, подвижны источники/получатели информации или нет, различают стационарную (фиксированную) и подвижную связь (мобильную, связь с подвижными объектами — СПО).
По физическим принципам, лежащим в основе линий связи, можно выделить следующие типы связи:
- Проводная связь — передача ведётся вдоль направляющей среды.
- Беспроводная связь (радиосвязь) — для передачи используются радиоволны в пространстве.
- ДВ-, СВ-, КВ- и УКВ-связь без применения ретрансляторов
- Спутниковая связь — связь с применением космического ретранслятора(ов)
- Радиорелейная связь — связь с применением наземного ретранслятора(ов)
- Сотовая связь — связь с использованием сети наземных базовых станций
Передача информации в общем ведётся сигналами по линиям связи на которых организованы канал(ы) передачи.
Содержание |
[править] Сигнал
Сигнал — физическая величина, изменения которой в пространстве и во времени отображает передаваемое сообщение. Например, изменения напряжения (или тока, частоты, фазы и т. п.) отражают процесс речи. Сигнал имеет следующие измерения высота H (динамический диапазон), «ширина» F (ширина спектра), длина T (длительность сигнала во времени). Объёмом сигнала является произведение V = FHT. В процессе передачи сигнала могут происходить изменения измерений как с сохранением объёма так и без. Это происходит вследствие следующих преобразований сигнала:
- Ограничение – изъятие из передачи одной или нескольких частей сигнала без сохранения информации, которая содержалась в изъятых частях. Например, ограничение речевого канала диапазонном 300-3400 Гц.
- Трансформация – изменения одного или нескольких измерений за счёт изменения другого или других измерений с сохранением неизменного объёма (как у кубика пластилина). Например, уменьшить время передачи можно, увеличив ширину спектра сигнала или динамический диапазон, либо и то, и другое.
- Компандирование – включает два процесса, от которых пошло название: компрессия (сжатие) и експандирование (расширение). На передающей стороне происходит сжатие сигнала в одном или нескольких измерениях, на приёмной – восстановление. Например, "выкусывание" пауз в речи на передающей стороне и восстановление на приёмной.
[править] Линия связи
Цепь связи — проводники/волокно используемые для передачи одного сигнала. В радиосвязи то же понятие имеет название ствол. Различают кабельную цепь — цепь в кабеле и воздушную цепь — подвешена на опорах.
Линия связи (ЛС) в узком смысле — физическая среда по которой передаются информационные сигналы, аппаратуры передачи данных и промежуточной аппаратуры. В широком смысле — совокупность физических цепей и (или) линейных трактов систем передачи, имеющих общие линейные сооружения, устройства их обслуживания и одну и ту же среду распространения (ГОСТ 22348). Тракт – совокупность оборудования и среды, формирующих специализированные каналы имеющие определённые стандартные показатели: полоса частот, скорость передачи и т.п. Линия содержит одну и более цепь связи/ствол. Сигнал действующий в линии называется линейным (от слова линия).
[править] Типы линий связи
В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на:
- проводные (воздушные) линии связи
- кабельные (медные и волоконно-оптические) линии связи
- радиоканалы наземной и спутниковой связи
[править] Канал связи
Для обеспечения эффективного использования цепей связи на них с помощью каналообразующего оборудования (КОУ) организуются каналы связи. В некоторых случаях линия, цепь связи и канал связи совпадают (одна линия, одна цепь и один канал), в некоторых канал состоит из нескольких линий/цепей (как последовательно так и параллельно). Каналы могут вкладываться друг в друга (групповой канал). Сигнал «содержащий» несколько индивидуальных каналов называется групповым сигналом. Каналы можно разделить на непрерывные (аналоговые) и дискретные (цифровые).
Канал связи может быть:
- симплексный, то есть допускающей передачу данных только в одном направлении, пример — радиотрансляция, телевидение;
- полудуплексный, то есть допускающей передачу данных в обоих направлениях поочерёдно;
- дуплексным, то есть допускающей передачу данных в обоих направлениях одновременно, пример — телефон
[править] Разделение (уплотнение) каналов
Создание нескольких каналов на одной линии связи обеспечивается с помощью разнесения их по частоте, времени, кодам, адресу, длине волны.
- частотное разделение каналов (ЧРК, FDM) — разделение каналов по частоте, каждому каналу выделяется определённый диапазон частот
- временное разделение каналов (ВРК, TDM) — разделение каналов во времени, каждому каналу выделяется квант времени (таймслот)
- кодовое разделение каналов (КРК, CDM) — разделение каналов по кодам, каждый канал имеет свой код наложение которого на груповой сигнал позволяет выделить информацию конкретного канала.
- спектральное разделение каналов (СРК, WDM) — разделение каналов по длине волны
Возможно комбинировать методы, например ЧРК+ВКР и т.п
см. также мультиплексирование, модуляция
[править] Система связи
В общем виде система связи (СС) состоит из оконечного оборудования (ОО, терминальное устройство, терминал, оконечное устройство) источника и получателя сообщения, и устройств преобразования сигнала (УПС) с обеих концов линии. ОО обеспечивает первичную обработку сообщения и сигнала, преобразование сообщений из вида в котором их предоставляет источник (речь, изображение и т. п.) в сигнал (на стороне источника, отправителя) и обратно (на стороне получателя), усиление и т. п. УПС может обеспечивает защиту сигнала от искажений, формирование канала(ов), согласование группового сигнала (сигнала нескольких каналов) с линией на стороне источника, из смеси полезного сигнала и помех восстановление группового сигнала, разделение его на индивидуальные каналы, обнаружение ошибок и коррекцию на стороне получателя. Линия связи может содержать усилители и регенераторы. Усилитель — просто усиливает сигнал вместе с помехами и передаёт дальше, используется в аналоговых системах передачи (АСП). Регенератор («переприёмник») — производит восстановление сигнала без помех и повторное формирование линейного сигнала, используется в цифровых системах передачи (ЦСП). Усилительные пункты/регенерационные пункты бывают обслуживаемые и необслуживаемые, ОУП, НУП и ОРП, НРП соответственно.
Для формирования группового сигнала и согласования с линией используется модуляция.
В ЦСП ОО называется ООД (оконечное оборудование данных, DTE), УПС — АКД (аппаратура окончания канала данных, DCE). ООД может быть например компьютер, АКД — модем.
[править] Сеть связи, виды коммутации
Сеть — это множество линий связи и промежуточного оборудования/промежуточных узлов, терминалов/оконечных узлов, предназначенных для передачи информации от отправителя до получателя с заданными параметрами качества обслуживания (то есть можем быстро, но часть информации будет потеряна (плохо), можем хорошо но медленно, можем быстро и хорошо, но это будет дороже, и т. п.). При наличии нескольких источников информации (отправителей) и нескольких получателей можно проложить между каждой парой отдельную линию связи. Однако, такой подход становится неэффективным уже при достаточно малом количестве источников и получателей. Вместо этого обычно организуется структура, в которой число линий связи гораздо меньше и на линиях организуются каналы (с помощью уплотнения), а обмен информацией между узлами обеспечивается с помощью технологий коммутации. Одними из характеристик сети являются надёжность и живучесть. Живучесть — способность выполнять сетью свои функции в условиях неблагоприятных внешних воздействий (структурные изменения и т. п.). Надёжность — то же, что и живучесть, но с сохранением качества обслуживания.
Существует следующие виды коммутации:
- Коммутация каналов (КК, circuit switching) — организация составного канала через несколько транзитных узлов из нескольких последовательно «соединённых» каналов на время передачи сообщения (оперативная коммутация) или на более длительный срок (постоянная/долговременная коммутация — время коммутации определяется административно, то есть пришёл техник и скоммутировал каналы на час, день, год, вечно и т. п., потом пришёл и раскоммутировал).
- Коммутация сообщений (КС) — разбиение информации на сообщения, которые передаются последовательно к ближайшему транзитному узлу, который приняв сообщение, запоминает его и передаёт далее сам таким же образом. То есть получается как бы конвейер.
- Коммутация пакетов (КП, packet switching) — разбиение сообщения на «пакеты», которые передаются отдельно. Разница между сообщением и пакетом: размер пакета ограничен технически, сообщения — логически. При этом, если маршрут движения пакетов между узлами определён заранее, говорят о виртуальном канале (с установлением соединения). Если же каждый для каждого пакета задача нахождения пути решается заново, говорят о датаграммном (без установления соединения) способе пакетной коммутации.
- Коммутация ячеек (КЯ) — то же, что и коммутация пакетов, но при коммутации ячеек пакеты имеют всегда фиксированный размер.
Все виды коммутации могут использоваться с сети. Например: Над КК делается КЯ над которой работает КП над которой КС. Получаем: SMTP поверх TCP/IP, который сидит на ATM, которая сидит на ПСИ(PDH)/ЦСИ(SDH).
[править] Стандартизация
Стандарты в мире связи исключительно важны, так как оборудование связи должно уметь взаимодействовать друг с другом. Существует несколько международных организаций, публикующих стандарты связи, среди них:
- Международный союз электросвязи (ITU — International Telecommunication Union — одно из агенств ООН)
- Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE — Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Кроме того, нередко стандарты (как правило, де-факто) определяются лидерами индустрии телекоммуникационного оборудования.
[править] История
Издавна применялись такие способы сигнализации, как дым, бой барабанов, сигнализация флагами на море (см. напр. флаги международного свода сигналов), действующие на расстоянии многих километров. Однако, долгое время не существовало способа передачи информации на расстояния более дальние, кроме передачи носителя информации (в виде гонца, письма и т.д.)
Одной из ранних (конец XVIII века) технологий систем связи был оптический телеграф. Впоследствии он был вытеснен телеграфом электрическим, а затем и телефонной связью. Системы цифровой связи развиваются с 1960-х годов.
[править] См. также
 |
В Викиновостях есть события по этой теме: Связь |
