Понятие о системах электросвязи Коммуникация – это обмен распознаваемыми сообщениями Электросвязь - это коммуникация на расстоянии, существенном для качества передачи сообщений Система электросвязи – это набор средств передачи и приёма сообщений Основные части системы электросвязи: - Источник сообщений (передатчик) - Канал передачи сообщений - Приёмник сообщений Виды систем электросвязи: - Симплексные (с односторонней передачей) - Дуплексные (с двухсторонним обменом сообщениями через приёмо-передатчики) - Полудуплексные (в которых передатчик бездействует во время приёма сообщений)

Разновидности систем электросвязи На основе проводной и кабельной связи: телефон, радиосеть, компьютерные сети, служебное телевидение, системы охраны, системы управления сложными техническими объектами На основе беспроводной связи: радиовещание, телевизионное вещание, мобильная телефония, радиорелейные линии, космическая связь, любительская, служебная и военная связь, управление на расстоянии На основе волоконной оптики: магистральные городские, междугородние и трансконтинентальные линии связи, корпоративные системы, линии связи сложных технических объектов.

Системы электросвязи Симплексная система Источник (передатчик) сигналов Канал связи Приёмник сигналов Источники помех Дуплексная система Канал связи Приёмо- передатчик Источники помех

Понятие об активной системе Источник сообщений (передатчик), приёмник сообщений и система электросвязи в целом относятся к классу активных систем Система – это такая совокупность составляющих её элементов, которая обладает новыми качествами по сравнению с качествами её элементов Активная система – это система, подключённая к источнику энергии и способная за счёт этого изменять как своё состояние, так и состояние окружающего систему пространства Канал передачи сообщений бывает как пассивным, так и активным (при наличии в нём усилителей, повторителей и ретрансляторов сигналов) Благодаря подключению к источнику энергии приёмник сообщений может усиливать слабые сигналы, приходящие из окружающего пространства, и превращать их в мощные действия Активная система может не только усиливать, но и преобразовывать сигналы, меняя как их форму, так и материально-энергетическую основу

Активная система Преобразование слабого информационного Преобразование слабого информационного воздействия в мощное последействие и согласованность частей системы (по способам модуляции и кодирования) Активная система Источник питания Информационное воздействие Действие системы

Информация, сигнал, сообщение Информация – это специфическое воздействие на активную систему, способное изменить состояние или поведение этой системы Энергия информационного воздействия обычно бывает много меньше энергии последействия системы Информационные воздействия передаются в среде, окружающей активную систему, в виде сигналов Сигнал – это материально-энергетическое изменение в одном участке пространства, способное перемещаться в другие участки пространства и оказывать информационное воздействие на определённые активные системы Передача сигналов – это внесение активной системой изменений в окружающее пространство Сообщение – это набор сигналов, передаваемых активной системой с целью информационного воздействия на определённые активные системы Приём сообщений - это изменение состояния или поведения принимающей системы, соответствующее намерениям передающей стороны

Сигнал и шумы Исходный сигнал искажается помехами

Аналоговые и цифровые системы электросвязи Системы электросвязи разделяют по виду используемых сигналов на аналоговые и цифровые. Аналоговые сигналы переносят информацию за счёт плавного изменения своих параметров: амплитуды, частоты, фазы и из-за этого подвержены воздействию помех Аналоговые усилители усиливают помехи вместе с сигналом Цифровые сигналы меняют свои параметры скачком с целью повышения помехоустойчивости связи Если помеха меньше половины скачка между соседними значениями цифрового сигнала, то приёмник её игнорирует В цифровых системах вместо простых усилителей используют повторители цифрового сигнала, которые восстанавливают форму сигнала

Аналоговый амплитудно- модулированный сигнал Помехи искажают амплитуду сигнала

Аналоговый частотно- модулированный сигнал Помехи сильно искажают амплитуду и мало искажают частоту сигнала

Цифровой импульсно- модулированный сигнал Помехи не препятствуют восстановлению сигнала

Аналоговые блоки систем электросвязи Аналоговые и цифровые системы имеют как цифровые, так и аналоговые узлы и блоки. Аналоговые узлы и блоки: - Первичные преобразователи сигналов: микрофоны, видеокамеры, датчики, сенсоры - Усилители первичных сигналов от микрофонов, видеокамер, датчиков, сенсоров - Модуляторы несущей и промежуточной частоты - Преобразователи частоты сигналов - Усилители мощности в передатчиках - Усилители и ретрансляторы в каналах связи - Фильтры низких, высоких и промежуточных частот - Антенны и антенные усилители - Входные усилители приёмников и усилители промежуточной частоты, устройства подстройки частоты - Демодуляторы и дискриминаторы сигналов - Усилители низкой частоты - Устройства воспроизведения звука и изображений (динамики, телефоны, телевизионные трубки, мониторы) - Исполнительные устройства и устройства поворота антенн

Характеристики аналоговых систем электросвязи Характеристики аналоговых систем электросвязи Несущая частота – средняя частота электромагнитных колебаний, переносящих сигнал, Полоса частот в эфире – ширина полосы спектра электромагнитных колебаний, занятая системой, Полоса частот информационного сигнала - ширина полосы спектра низкочастотного демодулированного сигнала, Отношение сигнала к шуму (S/N)– отношение средней мощности сигнала к средней мощности шума, Максимальная дальность связи – максимальное расстояние, на котором обеспечено минимально допустимое значение S/N, Выходная мощность передатчика – мощность на выходе передающей антенны, Чувствительность приёмника – минимальная мощность сигнала на входе приёмника, при которой обеспечено допустимое значение S/N.

Цифровые узлы и блоки систем электросвязи Цифровые системы электросвязи имеют не только аналоговые, но и цифровые узлы и блоки. Цифровые узлы и блоки: - Аналого-цифровые преобразователи и компараторы сигналов - Клавиатура, ключевые устройства, кнопки, датчики дискретного типа, мышки, сканеры - Формирователи и коммутаторы цифровых сигналов - Повторители цифровых сигналов в каналах связи - Устройства кодирования, декодирования и криптозащиты - Цифровые модуляторы и демодуляторы (модемы) - Устройства синхронизации - Буферные накопители цифровой информации - Запоминающие и логические устройства - Устройства совпадения, контроля чётности, распознавания цифровых последовательностей - Цифро-аналоговые преобразователи - Принтеры, устройства отображения и регистрации - Звуковые и световые устройства сигнализации - Исполнительные устройства дискретного типа - Устройства управления системой и её частями.

Характеристики цифровых систем электросвязи Характеристики цифровых систем электросвязи Несущая частота – средняя частота электромагнитных колебаний, переносящих сигнал, Полоса частот в эфире – ширина полосы спектра электромагнитных колебаний, занятая системой, Пропускная способность – поток информации на входе и выходе системы в битах в секунду, Вероятность сбоя на символ (P err ) – вероятность ложного приёма одного символа при определённых условиях, Максимальная дальность связи – максимальное расстояние, на котором обеспечено максимально допустимое значение P err, Выходная мощность передатчика – мощность на выходе передающей антенны, Чувствительность приёмника – минимальная мощность сигнала на входе приёмника, при которой обеспечено допустимое значение P err.

Вопросы и задания: 1.Назовите достоинства и недостатки аналоговых и цифровых систем электросвязи 2.Назовите достоинства и недостатки волоконно- оптических линий связи и оцените перспективы их развития 3.Назовите достоинства и недостатки лазерных оптических линий связи в атмосфере и в Космосе и оцените перспективы их развития 4.Приведите и проанализируйте примеры реализации проводной и беспроводной связи 5.Назовите основные факторы, обеспечившие широкое распространение Интернет, и оцените перспективы развития Интернет 6.Назовите основные факторы, обеспечивающие возможность сверхдальней космической связи 7.Каковы по вашему мнению основные требования к корпоративным системам электросвязи? 8.В чём по вашему мнению заключаются проблемы связи с подводными лодками?