ТЕМА № 3
СРЕДСТВА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
Вопросы:
принципы и Методы передачи данных.
Аппаратура передачи данных.
1 ПРИНЦИПЫ и МЕТОДЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Средства передачи данных снабжают дистанционный обмен и связь информацией между территориально удаленными объектами в распределенных совокупностях обработки и сбора информации, совокупностях телеобработки данных, вычислительных сетях, совокупностях связи и других информационных совокупностях. Такими объектами смогут быть регистраторы информации, абонентские пункты, ЭВМ, объекты управления, выступающие в зависимости от направления передачи информации в качестве отправителя (источника) либо получателя (приемника) сообщений. Средства передачи данных создают доставку сообщений от отправителя к получателю по линиям связи.
Линия связипредставляет собой технические средства и физическую среду в ней, благодаря которым передаются сигналы. Ею смогут быть проводные линии либо области пространства, применяемые для распространения электромагнитных волн, которые содержат разные ретрансляционные средства. В случае если поступающее от отправителя сообщение имеет неэлектрическую природу (текст, чертеж, кодовые комбинации, зафиксированные на машинных носителях), то его нужно преобразовать в электрический сигнал, именуемый первичным.В большинстве случаев таковой сигнал не имеет возможности конкретно передаваться по линии связи.
Исходя из этого первичный сигнал подвергается предстоящему преобразованию (кодированию, модуляции), из-за которого образуется линейный сигнал,пригодный для передачи по линии связи. На приемной стороне производится обратное преобразование принятого линейного сигнала сперва в первичный сигнал, а после этого в сообщение, которое с определенной верностью воспроизводит переданное сообщение из-за вероятных помех в линии искажений и связи сигналов в аппаратуре. Для исполнения указанных функций на передающей и приемной стороне устанавливают соответствующие технические средства. Совокупность линии связи и входных и выходных технических средств, снабжающих передачу информации от одного узла к второму либо от отправителя к получателю, именуется каналом связи.В случае если передаче подлежат дискретные эти, то каналы связи принято именовать каналами передачи данных,а их входные и выходные средства – аппаратурой передачи данных.
Источниками информациидля каналов передачи разрешённых могут служить считыватели с машинных носителей, клавиатуры дисплеев и пишущих машинок, каналы ввода-вывода ЭВМ и второе оборудование, устанавливаемое на ВЦ, абонентских пунктах, объектах управления и т.д. Приемниками информациимогут быть конкретно ЭВМ, печатающие устройства, магнитные накопители.
Главными характеристикамиканалов передачи данных являются скорость, верность и надёжность передачи. По скорости каналы делятся на низкоскоростные (телеграфные) — скорость передачи данных до 100 … 200 бит/с, среднескоростные (телефонные) — 200 … 56 600 бит/с и скоростные (групповые телефонные каналы с параллельной передачей данных, радиоканалы, спутниковые каналы и т.д.) — выше 128 000 бит/с.
Надежность характеризует свойство канала передачи разрешённых работать без отказов, ее показателем в большинстве случаев помогает среднее время наработки на отказ. Верность характеризует степень соответствия принятого сообщения передаваемому и определяется возможностью появления неточности при передаче сообщения.
системы и Средства передачи данных делятся:
по типу применяемой физической среды — на проводные (телеграфные и телефонные) и беспроводные(радиорелейные и спутниковые);
по форме представления информации — на аналоговые и цифровые;
по виду передаваемых сигналов — на постоянные и дискретные.
Для передачи машинных сигналов при разветвленных потоках данных употребляются существующие совокупности неспециализированного пользования муниципальный, междугородной и космической связи. Многие современные средства передачи данных являются многоканальными.Используются два варианта организации многоканальных
совокупностей — структурный и виртуальный. При структурной организацииосуществляется пространственное разделение каналов (сигналов), в то время, когда каждому каналу отводится личная (выделенная) линия связи. При виртуальной организациивсе сигналы передаются по неспециализированной линии связи методом последующего разделения и уплотнения каналов сигналов следующими способами: частотным, временным, фазовым, кодовым, по уровню, форме, ортогональным, дифференциальным либо их комбинациями. Разглядим подробнее самый распространенные из них.
При временном разделенииразные сигналы передаются лишь в определенные, отведенные для них непересекающиеся отрезки времени. Такое разделение легко в реализации, характеризуется малым взаимовлиянием каналов и разрешает исходя из этого строить средства, совокупности с солидным числом каналов. Но наряду с этим нужна дискретизация передаваемых сигналов по времени и близость размещения отправителей различных сигналов.
Кодовое разделениетакже предполагает дискретность передаваемых сигналов. Наряду с этим каждому сигналу (каналу) присваивается адрес канала, показываемый особым кодом (кодированные сигналы). Разделение сигналов по каналам на приемной стороне осуществляется декодирующим устройством, направляющим отсчеты
сигналов по каналам в соответствии с их адресам. Код адреса может передаваться последовательно с знаком (временное разделение сигнала и адреса) либо параллельно (пространственное разделение сигнала и адреса). В последнем случае нужна отдельная (адресная) линия связи.
При частотном разделениидля разных каналов отводятся непересекающиеся участки частотной шкалы и любой сигнал должен иметь спектр, укладывающийся в отведенную ему полосу. Такое разделение, в большинстве случаев, употребляется при передаче постоянных аналоговых сигналов (обращение, музыка, сигналы на выходе постоянных датчиков) и осуществляется методом модуляции (амплитудной, частотной либо фазовой) гармонических сигналов на передающей и демодуляции на приемной стороне канала связи. Преимущество частотного разделения сигналов проявляется в возможности одновременной постоянной передачи сигналов как от сосредоточенных, так и от распределенных объектов. Недочёт — относительно громадное обоюдное влияние каналов из-за перекрытия спектров сигналов (все настоящие сигналы имеют протяженные спектры), неидеальность полосовых фильтров на приемном финише и появление паразитных частотных составляющих благодаря нелинейности цепей канала связи.
Сигналаминазываются физические процессы, параметры которых содержат передаваемую данные.
Сигналы образуются методом трансформации информативных параметров некоторых первичных физических процессов, разглядываемых как носители информации, в соответствии с передаваемой (включаемой в сигнал) информацией — функцией времени. Такая операция именуется модуляцией,а обратная — восстановление размеров, привёдших к изменению параметров носителей при модуляции, именуется демодуляцией.В качестве носителей информации употребляются уровень (к примеру, постоянное напряжение), колебания (переменное синусоидальное напряжение), процессы и импульсы более сложной формы. В первом случае модуляция сводится к трансформации уровня (прямая модуляция) либо символа (знаковая модуляция) носителя. При гармоническом носителе в зависимости от того, какой параметр модулируется, различают амплитудную и угловую (частотную либо фазовую) модуляции. Для импульсных носителей используются: амплитудно-импульсная модуляция (изменяется лишь амплитуда импульсов в их фиксированной во времени последовательности);частотно-импульсная модуляция (изменяется частота либо период следования периодическойпоследовательности импульсов);
время-импульсная модуляция, реализуемая как широтно-импульсная (изменяется продолжительность — ширинаимпульса) либо фазо-импульсная (изменяется сдвиг, положение импульса относительно начала отсчета);
счетно-импульсная модуляция (изменяется число импульсов в пачке);
смешанные модуляции.
Примером совокупностей передачи данных с частотным разделением каналов являются существующие совокупности телефонной, телеграфной и связи. Органы слуха человека принимают сигналы, занимающие полосу частот от единиц герц до десятков килогерц. Людская же обращение укладывается в среднем в полосу от 100 Гц до 20 кГц, не смотря на то, что оказывается, что для качественной передачи речи хватает полосы частот от 300 до 3400 Гц. Данный факт и употребляется в совокупностях передачи речи, в которых указанный частотный диапазон принят как обычный и назван тональным.
В телефонных системахлинией связи являются токопроводящие цепи в виде проводов или многожильных экранированных кабелей, по которым звуковые сигналы передаются посредством электрических аналоговых напряжений. Уплотнение каналов (виртуальное объединение на одной проводной паре) осуществляется частотным разделением сигналов с гармоническими несущими, отстоящими на величину (промежуток),
превышающую тональную частоту. В Российской Федерации эта величина принята равной 4 кГц, а стандарт предусматривает пара групп уплотнения.
В телеграфных системахиспользуются те же линии связи, что и в телефонных. Но количественный принцип передачи сигналов, при котором передаются и воспроизводятся мгновенные значения сигналов, заменен на качественный (вырожденный цифровой), в то время, когда передача-прием осуществляется распознаванием и кодированием сигналов на их соответствие бинарным 0 либо 1. В этом случае для передачи одного сигнала (сообщения) требуется меньшая полоса частот (в Российской Федерации 140 Гц). Отметим кроме этого, что при передаче телеграфных сообщений по телефонным каналам посредством аппаратуры вторичного уплотнения в одном виртуальном
телефонном канале образуется двенадцать телеграфных.
Волоконно-оптические линии,изготовленные из кварцевого стекла, полоса частот в которых достигает величины в пара сотен мегагерц при утратах в волокне около 0,1 дБ/км являются относительно новыми. В них производится уплотнение каналов способом разделения по длине световых волн (аналог частотного), что сокращает обоюдное влияние виртуальных каналов и допускает организацию 10 … 20 каналов в одном единственном волокне при длине участка регенерации до двадцати километров. Волоконный кабель может содержать тысячи волокон. Преимуществом этих каналов есть кроме этого высокая помехозащищенность.
В беспроводных системахиспользуется связь в УКВ, дециметровом и сантиметровом диапазонах, что разрешает значительно увеличить канальность. Потому, что в этих диапазонах устойчивая сообщение обеспечивается
только в пределах прямой видимости (без огибания радиоволнами поверхности Почвы), линия связи включает в себя последовательность приемно-передающих станций с ретрансляторами (радиорелейные линии связи) либо высоколетящие геостационарные (на высоте приблизительно 40 тыс. км с периодом обращения, равным периоду обращения Почвы) спутники (космические линии связи). Кроме уменьшения количества ретрансляторов спутниковые совокупности имеют еще одно преимущество — передаваемый сигнал проходит только малую часть расстояния вблизи Почвы, в территориях, насыщенных радиопомехами от технических и естественных (грозы, загрязнения воздуха) источников.
Это повышает надёжность и верность спутниковых совокупностей связи.
2 АППАРАТУРА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Осуществляет прием и передачу данных по линиям связи в совокупностях обработки и сбора информации. Входное кодирующее устройство — кодери выходное декодирующее — декодеробеспечивают сопряжение с приёмником и источником информации. Устройство защиты от неточностей делает функции исключения и обнаружения неточностей при передаче данных, синхронизацию передаваемых сигналов. Сопряжение с каналом связи осуществляет устройство преобразования сигналов, которое при работе по телефонным каналам делает
модуляцию-демодуляцию сигналов и именуется модемом.
Сообщение представляется в виде первичного электрического сигнала, к примеру, на выходе считывателя с машинного носителя. Данный сигнал преобразуется кодером (кодируется) в соответствии с способами и требованиями передачи данных по каналу связи, довольно часто переводится из параллельного кода в последовательный. При повышенных требованиях к верности передачи, выполняется помехоустойчивое кодирование передаваемых знаков и блоков, дополняя их контрольными разрядами. Предстоящее преобразование в линейный сигнал, конкретно передаваемый по линии связи, снабжает модем, переводящий сигналы в спектр частот канала связи.
При приемеинформации производятся обратные преобразования. Проверяется правильность каждого блока либо символа, исключаются проверочные разряды, объединяются отдельные блоки, каковые при отсутствии неточностей декодируются, в следствии чего в приемном устройстве формируется сообщение. Найденные неточности или исправляются, или вырабатывается сигнал, по которому повторяется передача неверно принятого блока либо символа.
Особенности термисторов и их использование в …
