Каналы связи. Что такое канал связи

Технологии и техника
Что такое канал связи - Характеристики Модель канала с межсимвольной интерференцией и аддитивным шумом Примеры править Модели цифровых каналов править Важность канала связи

Модели непрерывных каналов можно разделить на модели каналов с простейшим гауссовским шумом, модели каналов с неопределенными фазами сигнала и простейшим шумом и модели каналов с помехами и простейшим шумом.

Что такое канал у радиостанций и для чего он используется

Многие знают, что радиостанции работают на определенных частотах. Обычно это диапазон частот, ограниченный категорией устройства и законодательными требованиями. Например, типичными частотами для радиолюбительской категории (политики) являются частоты радиостанций CB (26,965-27,405 МГц) и LPD (433,075-434,775 МГц). Однако физика радиосвязи такова, что на одной частоте одновременно осуществляется только одна связь (если используется цифровая связь и оборудование имеет соответствующие функции — до двух).

Как правило, каждый абонент, выходящий в эфир, является собственной радиостанцией — он может вещать на определенной частоте и принимать излучения. Принцип организации радиоканала схож с принципом организации обычной FM-станции: радиостанции вещают на определенной частоте. Аналогично, радиостанция, настроенная на частоту 433,325 МГц, принимает сигнал, передаваемый владельцем радиостанции LPD (не во всех случаях).

Что такое каналы и как они работают

Канал — это частота (излучение), на которой обычно передается сигнал. На рынке представлены модели радиоприемников с одним, двумя или более каналами (многоканальные). Наиболее популярными являются модели с несколькими каналами, которым можно придать нужную форму. Многоканальные переговорные устройства имеют трехзначный цифровой дисплей (не на всех моделях), на котором указывается количество каналов и конкретные рабочие функции. Стоит также отметить, что многие модели с экраном и цифровой клавиатурой позволяют настраивать устройство вручную, а созданные настройки можно сохранить. Сетка каналов выглядит следующим образом.

  • выделяется частотный диапазон под определенный стандарт, например Си-Би — 26.965-27.405 МГц
  • данный диапазон частот разбивается с определенным шагом, для Си-Би это 10 КГц (0,01 МГц), соответственно, начиная с частоты 26.965 МГц необходимо прибавить 0.01 МГц
  • каждое новое значение частоты, увеличенное на 0.01 МГц, является очередным каналом, на котором осуществляется вещание

Каждое радио имеет свой диапазон частот и свой шаг частоты, при этом каналы нумеруются от самой низкой до самой высокой частоты, и номера в каждом диапазоне могут отличаться. Например, зона LPD (частная охрана, используемая в политическом секторе, гостиницах, ресторанах и т.д.) имеет около 60 каналов, в то время как морская зона имеет 281 канал. Частоты пронумерованы для удобства с названиями каналов, поэтому нет необходимости каждый раз идентифицировать себя с помощью шести цифр. С технической точки зрения, канал — это общее соглашение о вещании для использования определенной частоты.

На каком канале общаться

В разных ситуациях используются различные каналы связи, которые либо открыты для публики, либо защищены (если разговор уже ведется и на конкретном канале используется шифрование). Что произойдет, если вы находитесь в оживленном месте и все каналы заняты? Для этого большинство «Вок-Токов» имеют субтон CTCSS, который используется для организации подканалов в пределах одного частотного канала. Просто установите ту же основу, что и у собеседника, и вы сможете общаться на том же канале, что и все остальные, но никто не сможет вам помешать.

Доступно несколько вариантов выбора канала.

  • частная связь — используются те каналы, на которых есть договоренность между собеседниками общаться. Современные любительские радиостанции имеют функцию автоматического сканирования каналов, главное, чтобы канал не был занят и защищен. Также стоит отметить Си-Би диапазон частот, 15 канал которого является самым популярным (его принято называть каналом дальнобойщиков) — на разных моделях радиостанций он может находиться в разных сетках частот и иметь различные буквы, а также необходима амплитудная модуляция АМ, без которого этот самый 15 канал на дороге не используется.
  • использование на предприятии — в данном случае вводятся правила использования частотного ресурса и назначаются каналы для общения определенных специалистов, групп и т.д.
  • профессиональные цели — здесь существуют общепринятые правила использования радиочастотного ресурса, выделены определенные каналы для экстренных вызовов, каналы для общения и т.д., данную специфику следует узнавать непосредственно по конкретному диапазону частот.

Для чего нужны коды CTCSS

Беспроводной диапазон LPD/PMR имеет всего 69 или 8 частотных каналов соответственно. В малонаселенных районах этого количества достаточно; та же проблема возникает в больших городах. Современные радиостанции имеют CTCSS-Magro под прикрытием, которое используется для организации подканалов в пределах одного частотного канала.

Эти коды обеспечивают дополнительный комфорт для пользователей. Если команда настроена на код 21 и канал 3, она будет принимать передачи только с соответствующей настройки, позволяя другим пользователям работать на том же канале. Если этот код не используется, все пользователи будут слышны в радиусе действия радиостанции.

Почти все современные любительские радиостанции, работающие в диапазоне частот LPD/PMR, при первом включении настроены на канал 1. Большинство начинающих радиолюбителей не знают, как переключать каналы, поэтому на 1-м канале больше пользователей, чем на других. На это следует обратить внимание сразу после покупки радиостанции и согласовать с диктором, какие каналы будут передаваться и какие коды будут установлены.

Статистически каналы связи обычно моделируются как тройка, состоящая из входного алфавита, выходного алфавита и возможностей входа и выхода каждой пары (i, o). Семантически, вероятность перехода — это вероятность принятия символа o, поскольку i был отправлен в канал.

Каналы связи

Каналы связи затруднены. Где вы размещаете возможность получения информации конкретным сотрудником? Умело налаживая взаимосвязь, бизнесмены покупают выгодные товары. Сарафановское (общественное) радио часто распространяет плохие новости, как только они становятся сплетнями. Высоцкий обманут слухами о грядущем запрете на … Экстрасенсы используют свои каналы для лечения и доведения до общественности интересной информации. Иногда они лгут. Сегодня компьютеры управляют мозгом, японцы научились читать мысли, а где размещаются новые каналы?

Сегодня вся информация распространяется с помощью вибраций — единственного способа, с помощью которого человек может воспринимать материю органами. Тесла считал, что Вселенная соткана из вибраций. Вызывая по каналам связи вибрации, трудно ошибиться. Сортировка тесно связана с изучением гармонических процессов. Фурье показывает — волны любой формы представлены суммой элементарных колебаний.

По природе волн

Первая классификация неизбежна:.

  1. Механические:
  2. Акустические. Канал использует сарафанное радио.
  3. Твердотельные. Активно эксплуатируется жестяным телефоном (tin can).
  4. Жидкие среды. Первая рабочая модель Белла заставляла посредством воды вибрировать омический преобразователь.

Механические волны.

  • Инфракрасные. Знакомо строителям, постоянно ищущим методики сберечь тепло здания.
  • Световые. Первый семафор использовал визуально различимые сигналы.
  • Ультрафиолетовые. Загар лучше всего покажет наличие невидимого излучения Солнца.
  • Радиочастоты. Доносят информацию миллионам телезрителей.
  • Рентгеновское излучение. Позволяет проверить целостность скелета.
  • Радиация. Жители Чернобыля горько сожалеют об отсутствии счётчиков Гейгера.

Мысль также может быть регулярной. Проверка природы возникающих сигналов сегодня является делом науки. Приведенные выше примеры — лишь некоторые из достижений человеческой культуры. Без особых умственных усилий читатель все понимает. Электромагнитные и механические волны распространяются повсюду. Они постепенно исчезают. Электромагнитным обычно удается проникать все дальше и дальше. Естественным ограничением для инженеров является промежуток, окружающий планету.

Электромагнитное излучение обычно классифицируется в зависимости от типа конфигурации носителя.

  1. Амплитудная.
  2. Частотная.
  3. Фазовая.
  4. Однополосная.
  5. Кодово-импульсная.
  6. Манипуляция:
  • Частоты.
  • Фазы.
  • Амплитуды.

Электромагнитное излучение.

По форме волн

Человек впервые попытался использовать электричество. Задача передачи информации потребовала изменения формы сигнала.

  1. Аналоговые, изменяющиеся плавно.
  2. Импульсные, отличающиеся короткой длительностью.
  3. Дискретные искусственно разорваны. Цифровой сигнал отличается нормированием уровней символов 0, 1.

Требование минимизации затрат и энергопотребления привело к постоянному отказу от методов повышения качества. Сегодня венцом достижения человеческой мысли является цифровой сигнал, который стал еще одной отраслью передачи информации. Это позволяет переставлять каналы.

Принцип действия

Информационные данные перемещаются по маршрутам между местами и между носителями. Маршруты обычно называют каналами связи. В современной технологии используется новейший тип классификации, учитывающий способ

  1. Проводные (витая пара, кабель, оптическое волокно, медный провод).
  2. Беспроводные (спутники, радио, тепловое излучение, свет).

Проводящим материалом среды стала в основном медь из-за наилучшего сочетания цена/сопротивление. Стекло, полимеры обещают стать удивительной альтернативой — событие, мастерски задокументированное в середине 1980-х годов (20 век). В компьютерной науке понятие каналов гораздо шире, включая устройства хранения, устройства регистрации, запоминающие устройства и пленки.

Модуляция

Изначально форма сигнала была максимально простой и часто отличалась друг от друга (азбука Морзе, код Шиллинга, полумифические визуальные сигналы). Исследователи вскоре поняли, что базовая технология неэффективна. Попов уже предполагал, что будет использована ширина пеленга. Конфигурация частот была создана Эдвином Армстронгом (30S). Инженеры General Electric убедительно продемонстрировали превосходную стабильность передачи сигналов Lightning.

Цифровая эра

Вторая мировая война принесла в мир более сложные альтернативы, такие как кодирование ложных шумов и частотная манипуляция. Измерения позволили резко снизить спектральную плотность сигналов. Поймать передачу было чрезвычайно сложно, а расшифровать ее было практически невозможно. Достижения военных лет продолжали развиваться в последующие десятилетия. Сегодня доминируют цифровые технологии. Трудно предугадать шаги завтрашней уникальной истории.

Основные современные каналы относятся к частям самой сети, т.е. к линиям, соединяющим электронные объекты, которые активно общаются, т.е. компьютеры, телефоны и модемы. До создания Arpanet обмен информацией находился в руках людей. Быстрое развитие сетевых технологий сделало возможным создание глобальных связей между интернетом и мобильными услугами. Полная стандартизация протоколов привела к появлению международной связи. В частности, первоначально (RFC 733) Интернет был определен как сеть, использующая стек TCP/IP. Сегодня это понятие гораздо шире и подразумевает планетарную систему взаимосвязанных центральных компьютеров, на которых установлено программное обеспечение HTTP-сервера.

Сеть ARPANET.

Персональные компьютеры

Другое направление — канал персональных компьютеров. До рождения многоядерного процессора ему предшествовали такие неизвестные аббревиатуры, как PCI и ISA. Компании Fidonet мы обязаны появлением карты расширения S-100. Неправильно забывать исторический фон. Пример — крах Fidonet, от которого отказались сами разработчики, ранее оправдывал финансовую жизнеспособность телефонной линии. После ухода создателя система распалась, не обращая внимания на важность технологии, не отвечая на растущие требования, предъявляемые конкурентными методами интернета. Уровень технологий среди пользователей был неадекватным и не увеличивал небезопасность умирающей концепции.

Отсутствие информационной поддержки

Западные средства телекоммуникаций — это совокупность экономически выгодных видов передачи информации. Не существует отечественного эквивалента для условий, перенесенных из англоязычного интернет-сектора. В случае телекоммуникационных технологий параметры должны быть взяты из зарубежных отчетов. Назовем недостаток информации еще одним слабым звеном, препятствующим росту отрасли.

Модели каналов

Природная среда обычно моделируется. Исследователи пытаются предсказать последствия будущих действий, надеясь минимизировать затраты и увеличить прибыль. Часто причиной для проекта является экстремальная ситуация, война или революция. Клод Шеннон (1948) опубликовал первую работу о реальных каналах передачи информации с моделированием шума и помех. Ученые исследовали различные варианты движения сигналов и предложили методы оптимизации.

Ученый Клод Шеннон.

Математики неустанно разрабатывают модели интерференции, преломления, отражения, шума, затухания и резонанса. Например, разработчики мобильных устройств вносят дополнительные помехи. Точного метода расчета не существует. В моделях каналов учитываются диапазоны для различных целей. Потребности и необходимые значения следующие:.

  1. Оценка полосы пропускания.
  2. Вычисление битрейта.
  3. Коэффициент использования канала.
  4. Спектральная плотность сигнала.
  5. Уровень дрожаний.
  6. Процент ошибочно переданных битов.
  7. Оценка отношения сигнал/шум.
  8. Задержка линии.

Вышки мобильной связи делят канал между фиксированным набором абонентов. Сигналы часто подвержены сильным помехам. Сложные каналы представлены суммой взаимодействий «точка-точка». Обычно принято распределять группу соответствующих моделей для описания соединения и назначать стандартный набор «эталонных методов» для каждого региона.

Цифровые

Отдельные каналы легче поддаются моделированию. Сообщения представляются в виде цифровых сигналов на выбранном уровне протокола (иерархия OSI). Во многих случаях физический канал заменяется упрощенным представлением.

Цифровые схемы

Работа самых сложных конструкций может быть легко определена путем расчета производительности, скорости и вероятности ошибки. Пример.

  • Симметричный цифровой канал – простейший пример передачи битов, учитывающий влияние шумов.
  • Ошибка пакета битов (модель Гильберта – Эллиота). Описывает случай обязательного наличия неправильно принятых первого, последнего символов при длине отрезка выборки выше некоторого значения m, именуемого защитной полосой. «Неудачные» участки обычно разделены сравнительно длинными (превышают m) областями уверенного приёма.
  • Стёртый бит. Модель введена Петером Элиасом (Массачусетский технологический институт, 1955), описывает случай системы, где периодически сигнал пропадает. Вводится определённая вероятность «стирания». Кажущаяся простота обманчива, широкий круг реальных проблем решается рядом допущений указанным путём.
  • Стёртый пакет. Временами пропадает кусок кода.
  • Произвольно меняющийся канал имитирует реальные непредсказуемые условия. Эксперты противопоставляют методику симметричной цифровой, предложенной Шенноном.

Аналоговые

  1. Линейными – нелинейными.
  2. Непрерывными – дискретными.
  3. Постоянной – динамической вероятности.
  4. Узкополосные – широкополосные.
  5. Инвариантные – переменные во времени.
  6. Действительные (реальные) – комплексные.

Аналоговые каналы

Оцените статью
Uhistory.ru