Аналоговые и цифровые каналы связи
Аналоговые каналы связи
Аналоговые каналы связи являются наиболее распространенными по причине длительной истории их развития и простоты реализации. Типичным примером аналогового канала является канал тональной частоты (телефония).
Необходимость в модуляции аналоговой информации возникает, когда нужно передавать низкочастотный аналоговый сигнал через канал, находящийся в высокочастотной области спектра.
Примерами такой ситуации является передача голоса по радио и телевидению. Голос имеет спектр шириной примерно в 10кГц, а радиодиапазоны включают гораздо более высокие частоты, от 30кГц до 300МГц. Еще более высокие частоты используются в телевидении. Очевидно, что непосредственно голос через такую среду передать нельзя.
Модуляцией называется преобразование сигнала, заключающееся в изменении какого-либо его информационного параметра в соответствии с передаваемым сообщением.
Передаваемая информация заложена в управляющем (модулирующем) сигнале, а роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим. Модуляция, таким образом, представляет собой процесс «посадки» информационного колебания на заведомо известную несущую.
Аналоговая модуляция является таким способом физического кодирования, при котором информация кодируется изменением амплитуды, частоты или фазы синусоидального сигнала несущей частоты. 
Амплитудная модуляция (AM) — модуляция при которой амплитуда несущего колебания управляется информационным (модулирующим) сигналом.
Частотная модуляция (FM) — модуляция при которой частота несущего колебания управляется информационным (модулирующим) сигналом.
Фазовая модуляция (PM) — модуляция при которой фаза несущего колебания управляется информационным (модулирующим) сигналом.
Цифровые каналы связи
К цифровым каналам связи относятся каналы ISDN, T1/E1.
При передаче дискретных данных по каналам связи применяются два основных типа физического кодирования — на основе синусоидального несущего сигнала и на основе последовательности прямоугольных импульсов. Первый способ часто называется аналоговой модуляцией или манипуляцией, подчеркивая тот факт, что кодирование осуществляется за счет изменения параметров аналогового сигнала. Второй способ обычно называют цифровым кодированием. Эти способы отличаются шириной спектра результирующего сигнала и сложностью аппаратуры, необходимой для их реализации.
Аналоговая модуляция дискретных данных
Необходимость применения аналоговой модуляции к передаче дискретных данных возникает, при необходимости передачи компьютерных данных по телефонным каналам.
Устройство, которое выполняет функции модуляции несущей синусоиды на передающей стороне и демодуляции на приемной стороне, носит название модем (модулятор — демодулятор). 
Основные способы аналоговой модуляции дискретных данных: 
При амплитудной модуляции AM для логической единицы выбирается один уровень амплитуды синусоиды несущей частоты, а для логического нуля — другой. Этот способ редко используется в чистом виде на практике из-за низкой помехоустойчивости, но часто применяется в сочетании с другим видом модуляции — фазовой модуляцией.
При частотной модуляции FM значения 0 и 1 исходных данных передаются синусоидами с различной частотой . Этот способ модуляции не требует сложных схем в модемах и обычно применяется в низкоскоростных модемах, работающих на скоростях 300 или 1200 бит/с.
При фазовой модуляции PM значениям данных 0 и 1 соответствуют сигналы одинаковой частоты, но с различной фазой, например 0 и 180 градусов или 0,90,180 и 270 градусов.
В скоростных модемах часто используются комбинированные методы модуляции, как правило, амплитудная, в сочетании с фазовой.
Цифровое кодирование каналов связи
При цифровом кодировании дискретной информации применяют потенциальные и импульсные коды.
В потенциальных кодах для представления логических единиц и нулей используется только значение потенциала сигнала, а его перепады, формирующие законченные импульсы, во внимание не принимаются. Импульсные коды позволяют представить двоичные данные либо импульсами определенной полярности, либо частью импульса — перепадом потенциала определенного направления.
Требования к методам цифрового кодирования:
- имел при одной и той же битовой скорости наименьшую ширину спектра результирующего сигнала;
- обеспечивал синхронизацию между передатчиком и приемником;
- обладал способностью распознавать ошибки;
- обладал низкой стоимостью реализации.
Более узкий спектр цифровых сигналов позволяет на одной и той же линии (с одной и той же полосой пропускания) добиваться более высокой скорости передачи данных. Кроме того, часто к спектру сигнала предъявляется требование отсутствия постоянной составляющей, то есть наличия постоянного тока между передатчиком и приемником. В частности, применение различных трансформаторных схем гальванической развязки препятствует прохождению постоянного тока.
Синхронизация передатчика и приемника нужна для того, чтобы приемник точно знал, в какой момент времени необходимо считывать новую информацию с линии связи. Эта проблема в сетях решается сложнее, чем при обмене данными между близко расположенными устройствами. На небольших расстояниях хорошо работает схема, основанная на отдельной тактирующей линии связи. 
В сетях использование этой схемы вызывает трудности из-за:
- Неоднородности характеристик проводников в кабелях. На больших расстояниях неравномерность скорости распространения сигнала может привести к тому, что тактовый импульс придет настолько позже или раньше соответствующего сигнала данных, что бит данных будет пропущен или считан повторно.
- Экономия проводников в дорогостоящих кабелях.
Поэтому в сетях применяются так называемые самосинхронизирующиеся коды. Любой резкий перепад сигнала — так называемый фронт — может служить хорошим указанием для синхронизации приемника с передатчиком.
Источник
Аналоговый и цифровой способы передачи информации
Передача данных (обмен данными, цифровая передача, цифровая связь) — физический перенос данных (цифрового битового потока) в виде сигналов от точки к точке или от точки к нескольким точкам средствами электросвязи по каналу связи, как правило, для последующей обработки средствами вычислительной техники.
Передача данных может быть аналоговой или цифровой (то есть поток двоичных сигналов).
Аналоговая связь является передачей постоянно меняющегося цифрового сигнала.
Цифровая связь является непрерывной передачей сообщений. Сообщения представляют собой либо последовательность импульсов, означающую линейный код, либо ограничивается набором непрерывно меняющейся формы волны, используя метод цифровой модуляции. Такой способ модуляции и соответствующая ему демодуляция осуществляются модемным оборудованием.
Передаваемые данные могут быть цифровыми сообщениями, идущими из источника данных, например, из компьютера или от клавиатуры. Это может быть и аналоговый сигнал — телефонный звонок или видеосигнал, оцифрованный в битовый поток, используя импульсно-кодирующую модуляцию (PCM) или более расширенные схемы кодирования источника (аналого-цифровое преобразование и сжатие данных). Кодирование источника и декодирование осуществляется кодеком или кодирующим оборудованием.
Виды технических систем связи
Виды радиосвязи
Радиосвязь можно разделить на радиосвязь:
Без применения ретрансляторов по длинам волн:
КВ-связь земной (поверхностной) волной
КВ-связь ионосферной (пространственной) волной
УКВ связь прямой видимости
с отражением от Луны или метеоритов
С применением ретрансляторов:
Диапазоны частот, используемые в ОВД
Диапазон, выделенный для ОВД разбивается на три поддиапазона – А, Х, Б, соответственно ограниченных частотами 148 – 149, 171 – 172, 172 -173 МГц. Каждый из поддиапазонов разбит на 40 каналов с шагом 25 кГц.
При проведении оперативных мероприятий в городских условиях или на пересеченной местности следует обязательно учитывать свойства радиоволн, приводящих к уменьшению дальности радиосвязи и руководствуется следующими принципами:
— устанавливать радиосвязь вне помещений без окон, вне подвалов
— металл полностью экранирует радиоволны – радиосвязь внутри металлических конструкций может быть невозможна
— в помещении располагаться на более высоких этажах и ближе к окнам, обращенным в сторону других абонентов связи
— на пересеченной местности – располагаться на холме, гребне. На господствующих высотах можно устанавливать радиостанции-ретрансляторы, находящихся в пределах видимости всех абонентов связи
— при плохой связи принять меры по ее улучшению (сменить местоположение).
Спутниковая, пейджинговая, сотовая, транкинговая системы связи (принцип построения, достоинства и недостатки)
Спутниковая связь —один из видов космической радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли в качестве ретрансляторов.
Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными.
Достоинства
— большая пропускная способность, обусловленная работой спутников в широком диапазоне гигагерцовых частот. Спутник может поддерживать несколько тысяч речевых каналов связи;
— обеспечение связи между станциями, расположенными на очень больших расстояниях, и возможность обслуживания абонентов в самых труднодоступных точках;
— независимость стоимости передачи информации от расстояния между взаимодействующими абонентами (стоимость зависит от продолжительности передачи или объема передаваемого трафика);
— возможность построения сети без физически реализованных коммутационных устройств, обусловленная широковещательностью работы спутниковой связи. Эта возможность связана со значительным экономическим эффектом, который может быть получен по сравнению с использованием обычной неспутниковой сети, основанной на многочисленных физических линиях связи и коммуникационных устройствах.
Недостатки
— необходимость затрат средств и времени на обеспечение конфиденциальности передачи данных, на предотвращение возможности перехвата данных «чужими» станциями;
— наличие задержки приема радиосигнала наземной станцией из-за больших расстояний между спутником и РТС. Это может вызвать проблемы, связанные с реализацией канальных протоколов, а также временем ответа;
— возможность взаимного искажения радиосигналов от наземных станций, работающих на соседних частотах;
— подверженность сигналов на участках Земля-спутник и спутник-Земля влиянию различных атмосферных явлений.
Пейджинговая связь —специализированный радиоприемник, предназначенный для приема звуковой (тональной) и/или буквенно-цифровой информации по специально выделенному радиоканалу.
Пейджинговые сетисвязи организованы по радиальному и сотовому принципам, могут быть односторонними и двухсторонними.
Принцип построения
— системы сбора информации,
— пейджинговый терминал (основной компонент),
Недостатки невозможность подтверждения абонентом получения сообщения
Сотовая связь —один из видов мобильной радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть.
Принцип построения
общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия отдельных базовых станций (БС). Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть. Сеть составляют разнесённые в пространстве приёмопередатчики, работающие в одном и том же частотном диапазоне, и коммутирующее оборудование, позволяющее определять текущее местоположение подвижных абонентов и обеспечивать непрерывность связи при перемещении абонента из зоны действия одного приёмопередатчика в зону действия другого.
Достоинства
— полный набором услуг, предоставляемых телефонной сетью общего пользования (передача факсов, доступ в Интернет);
— возможностью определения местоположения абонента;
— высокое качество речевых сообщений;
— надежность и конфиденциальность связи, которые обеспечиваются защитой от несанкционированного доступа в сеть;
— малые габариты и вес телефонных аппаратов;
— современные модели имеют встроенные аккумуляторы, позволяющие работать длительное время без подзарядки.
Недостатки
— высокая стоимость минуты разговора;
— необходимость доступа к устройству для подзарядки (аккумулятор автомобиля, или электрическая сеть).
Транкинговые системы связи —система, использующая принцип выбора любого свободного канала.
Транкинг – это совокупность каналов связи, автоматически распределяемых между пользователями.
Принцип построения
В транкинговых системах вместо одного канала, к которому обращается несколько пользователей, содержится группа каналов (символ), доступных всем пользователям данной системы. Когда кто-либо из них захочет провести сеанс связи, он автоматически получает доступ к любому свободному каналу. По окончании соединения канал может быть автоматически предоставлен другому.
Достоинства
дешевое базовое и периферийное оборудование, простота установки и эксплуатации.
Недостатки
при увеличении количества каналов и загрузки системы существенно увеличивается время поиска свободного радиоканала для установления связи;
время установления связи больше, чем у других систем;
невозможность создания многозоновых систем;
сокращенный набор функций и сервиса.
Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Источник
