Слайд 1
Тема 02.2: ОСНОВЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЯХ
Занятие 02.2/1:
Каналы связи телекоммуникационных сетей
Слайд 2Вопросы:
1. Линии и каналы связи. Состав, особенности и основные характеристики.
2. Классификация
каналов связи телекоммуникационных сетей.
Слайд 3Вопрос №1
Линии и каналы связи.
Состав, особенности и основные характеристики.
Слайд 4 Канал связи - совокупность физической среды (линии связи) и аппаратуры передачи
данных (АПД), осуществляющих передачу информационных сигналов от одного узла коммутации ТКС к другому либо между узлом коммутации и абонентской системой.
АПД
Слайд 5
Особенности каналов связи современных ТКС:
1. Разнотипность физической среды передачи данных (проводные,
кабельные, радиоканалы наземной и спутниковой связи);
2. Ограниченная пропускная способность.
Пропускная способность канала связи – это максимально возможная скорость передачи данных по каналу. Измеряется в битах в секунду (бит/с, Кбит/с, Мбит/с, Гбит/с, и т.д.). Зависит от характеристик как самого канала, так и передаваемых по нему информационных сигналов.
Слайд 6Характеристики канала связи:
Fкс – полоса пропускания канала, т.е. полоса частот, которую
канал может пропустить, не внося существенного затухания сигнала;
Hкс – динамический диапазон канала, равный отношению максимально допустимого уровня полезного сигнала в канале к уровню помех, нормированного для этого типа каналов;
Tкс – время, в течение которого канал используется для передачи данных.
Слайд 7Характеристики информационного сигнала:
FС – ширина спектра частот сигнала, под которой понимается
интервал по шкале частотного спектра, занимаемый сигналом;
HС – динамический диапазон, представляющий собой отношение средней мощности сигнала к средней мощности помехи в канале;
TС – длительность сигнала, то есть время его существования.
Слайд 8Произведения этих параметров определяют, объем канала связи (1) и объем сигнала
(2):
Слайд 10С = F log2 (1 + PС / PШ),
(5)
С – максимально возможная скорость передачи данных по каналу в битах в секунду (бит/с);
F – ширина полосы пропускания КС в герцах (Гц);
PС – мощность сигнала;
PШ – мощность шума.
Увеличить скорость передачи данных в КС можно или увеличив мощность сигнала или уменьшив мощность помех. Увеличение мощности сигнала ограничено величиной допустимого уровня мощности сигнала в канале и мощностью передатчика (мощные передатчики имеют большие габариты и стоимость). Уменьшения мощности помех можно достигнуть, применяя хорошо экранированные и защищенные от помех кабели (что также требует больших затрат). Главная трудность в том, что скорость зависит от логарифма соотношения сигнал/шум, поэтому, увеличение мощности передатчика в 2 раза при типичном соотношении РС/РШ = 100 даст увеличение максимально возможной скорости только на 15%.
Слайд 11 В инженерных расчетах отношение Рс/Рш обычно выражается в децибелах (дБ)
и определяется формулой (6):
Рс/Рш (дБ) = 10 log10(Рс/Рш) (6)
Так, например, при Рс/Рш = 100 мощность полезного сигнала превышает мощность шумовой помехи в 100 раз. В этом случае :
Рс/Рш(дБ)=10 log10 (Рс/Рш)=10 log10 (100)= 20 дБ.
Отношение Рс/Рш = 20 дБ означает, что мощность полезного сигнала в 100 раз превышает мощность шума.
В более общем виде, если Pс/Pш = А дБ,
то Pс/Pш = 10А/10 .
Слайд 12 Пример: Необходимо определить максимально возможную скорость передачи данных (С)
по телефонному каналу связи, если передаваемый по нему сигнал занимает полосу частот от 300 Гц до 3400 Гц, а соотношение сигнал - шум Рс/Рш = 35 дБ
Решение: В соответствии с выражением (5) имеем:
С = F log 2 (1 + Pс / Pш) =
=(3400–300) * log 2 (1 + 10 А/10) =
= 3100 * log 2 (1 + 3162) = 36044 бит/с.
Слайд 13Вопрос №2
Классификация каналов связи телекоммуникационных сетей.
Слайд 14Каналы связи являются обязательным компонентом любой ТКС. Они могут иметь различную
физическую природу и структуру, поэтому для их классификация используется не один, а совокупность различных признаков.
Слайд 15По физической природе КС делятся на:
- оптические – передают световой сигнал;
-электромагнитные
– передают электромагнитный сигнал.
По форме представления информации КС делятся на:
- аналоговые – по аналоговым каналам передается информация, представленная в непрерывной форме;
- цифровые — по цифровым каналам передается информация, представленная в виде дискретных сигналов той или иной физической природы.
Слайд 16В зависимости от возможных направлений передачи информации различают:
- симплексные КС, позволяющие
передавать информацию только в одном направлении;
- полудуплексные КС, обеспечивающие попеременную передачу информации в прямом и обратном направлениях;
- дуплексные КС, позволяющие вести передачу информации одновременно и в прямом, и в обратном направлениях.
Слайд 17 По наличию коммутации:
Коммутируемые каналы создаются из отдельных участков (сегментов) только
на время передачи по ним информации.
Некоммутируемые каналы создаются на длительное время и имеют постоянные характеристики по длине, пропускной способности, помехозащищенности и т.п.
Слайд 18 По пропускной способности КС можно разделить на:
- низкоскоростные КС, скорость передачи
информации в которых от 50 до 200 бит/с (коммутируемые и некоммутируемые телеграфные КС);
- среднескоростные КС, со скоростью передачи информации от 300 до 56 000 бит/с (аналоговые телефонные каналы связи);
- высокоскоростные (широкополосные) КС, обеспечивающие скорость передачи информации выше 56 000 бит/с.
Слайд 19Задание на самостоятельную работу
1. Отработать учебный материал по конспекту лекций
2. Актерский Ю.Е. Сети ЭВМ и телекоммуникации: Учебное пособие. –СПб.: ПВИРЭ КВ, 2005, с. 55-61.
3. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации /В.Л. Бройдо. -СПб.: Питер, 2002, с.530-536.