Лекция 3. Общие понятия об информации, сообщении и сигналах

Конспект лекций

для студентов специальностей:

6.050903- "Технологии и средства телекоммуникаций"

Даются общие понятия о телекоммуникациях, основных процессах и технологиях, принципах построения телекоммуникационных сетей и систем мобильной связи. Кратко рассмотрены наиболее важные современные телекоммуникационные системы

(Интернет, ISDN, Frame Relay, хDSL, GSM и другие).

Для студентов начальных курсов, обучающихся по направлению «Телекоммуникации».

Содержаниестр.

Предисловие……………………………………………… ……………………..1

Модуль 1 : «Современные телекоммуникации»:

Лекция 1. Основные определения в телекоммуникациях………………....3

Лекция 2. Основные сведения о телекоммуникациях…………………….12

Лекция 3. Общие понятия об информации, сообщениях и сигналах ……21

Модуль 2: «Общие принципы построения систем телекоммуникации»:

Лекция 4. Преобразователи: сообщение - сигнал………………………..35

Лекция 5. Особенности распространения радиоволн …..………………...48

Лекция 6. Линии связи……………………………………………………….63

Лекция 7. Системы передачи первичных сигналов………………………..72

Лекция 8. Коммутация в телекоммуникациях…………………………… ..82

Модуль 2: «Телекоммуникационные сети»:

Лекция 9. Телекоммуникационная сеть……………………………….…...92

Лекция 10. Виды телекоммуникационных сетей………………………...102

Лекция 11. Мобильные коммуникации……………………………….......112

Лекция 12. Системы мобильной связи…………………………………....120

Заключение……………………………………………………………………..135

Лекция 1.Основные определения в телекоммуникациях

Абонент - юридическое или физическое лицо, с которым заключен договор об оказании услуг телекоммуникации с выделением абонентского номера.
Абонентская линия (АЛ) - линия, соединяющая абонентское устройство с коммутационной станцией (подстанцией, концентратором) этой сети.

Автоматическая телефонная станция (АТС) - функционально законченная коммутационная станция местной сети, предназначенная для включения абонентских линий и обеспечивающая автоматическое соединение абонентов с другими станциями и узлами сети.
Автоматическая междугородная телефонная станция (АМТС) - оконечная коммутационная станция междугородной сети, обеспечивающая автоматическое установление соединения между местными сетями одной зоны нумерации, между разными зонами, а также выход на международные станции (МнТС) национальной сети.

ADSL (асимметричная цифровая абонентская линия) - технология широкополосного доступа абонента к мультимедийным услугам, предоставляемым станцией коммутации через обычную двухпроводную абонентскую линию. ADSL поддерживает скорость передачи от станции к абоненту вплоть до 12 Мбит/c и скорость передачи от абонента к станции 1 Мбит/c.

Базовая станция - BSS, Base Station System - основной элемент сотовой сети любого стандарта. Занимается распределением звонков и аутентификацией пользователей.

Bluetooth - проект Bluetooth. Международная инициатива компаний Ericsson, IBM, Intel, Nokia и Toshiba, направленная на установление стандарта беспроводного соединения между телефонами мобильной связи, ПК, ручными компьютерами и другими периферийными устройствами. Предусматривается использование малодистанционных (до 10 м) каналов в свободной полосе 2,45 ГГц, используемой научно-медицинскими приборами.

Выделенная сеть - сеть телекоммуникации физических и юридических лиц, не имеющая выхода на сеть связи общего пользования.

Вычислительная сеть - информационная сеть, в состав которой входит вычислительное оборудование. Компонентами вычислительной сети могут быть ЭВМ и периферийные устройства, являющиеся источниками и приемниками данных, передаваемых по сети.Вычислительные сети классифицируются по ряду признаков. В зависимости от расстояний между связываемыми узлами различают вычислительные сети:

ü территориальные - охватывающие значительное географическое пространство; среди территориальных сетей можно выделить сети региональные и глобальные, имеющие соответственно региональные или глобальные масштабы; общее англоязычное название для территориальных сетей - WAN (Wide Area Network);

ü локальные (ЛВС) - охватывающие ограниченную территорию (обычно в пределах удаленности станций не более чем на несколько десятков или сотен метров друг от друга, реже на 1...2 км); локальные сети обозначают LAN (Local Area Network);

ü корпоративные (масштаба предприятия) - совокупность связанных между собой ЛВС, охватывающих территорию, на которой размещено одно предприятие или учреждение в одном или нескольких близко расположенных зданиях.

ü Особо выделяют единственную в своем роде глобальную сеть Internet (реализованная в ней информационная служба World Wide Web (WWW) переводится на русский язык как всемирная паутина); это сеть сетей со своей технологией. В Internet существует понятие интрасетей (Intranet) - корпоративных сетей в рамках Internet

GSM, (Global System for Mobile Communications) - глобальная система мобильной связи. Первоначально возникла как общеевропейский стандарт цифровой сотовой телефонной сети с целью поддержки транснационального роуминга. Сегодня GSM - основной стандарт цифровой мобильной связи в мире. GSM использует радио интерфейс технологии TDMA. В настоящее время используются частотные диапазоны 900, 1800 и 1900МГц.

Гиперссылка — это связь между веб-страницами или файлами. При щелчке гиперссылки указанный в ней объект отображается в веб-обозревателе, открывается или запускается в зависимости от типа этого объекта. Часто гиперссылка указывает на другую веб-страницу, но может также указывать на рисунок, мультимедийный файл, адрес электронной почты или программу.

Данные: информация, представленная в формализованном виде, пригодном для автоматизированной обработки

DECT (Digital European Cordless Telecommunications) - цифровые европейские беспроводные телекоммуникации; стандарт в области беспроводной телефонии

Затухание- Уменьшение мощности сигнала в результате потерь, характеризуемое отношением его параметров на входе и выходе линии / канала. Затухание является логарифмической функцией от расстояния в оптическом волокне. Затухание, как функция от длины волны, зависит от угла, на который свет рассеивается молекулярной структурой оптического волокна ("Рэлеевское рассеяние"). Единица измерений - децибел.

Зона покрытия: территория, на которой можно пользоваться услугами оператора сотовой связи, к ней не относится территория, на которой предоставляется роуминг
Зоновая телефонная сеть (ЗТС) - совокупность местных и внутризоновой сетей, расположенных на территории одной зоны нумерации. Она обеспечивет связь абонентов внутри этой зоны и предоставляет им возможность выхода на междугородные и международные телефонные сети.

Идентификация пользователя: опознавание пользователей (по фамилии и паролю) для определения его полномочий — права на доступ к данным и выбора режима их использования

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) - эта организация, основанная в 1963 году, устанавливает стандарты для вычислительной техники и связи. Комитет, который сформировал стандарт 802, был основан в 1980 году для обеспечения совместимости систем и устройств, произведенных различными производителями
Интернет (Internet) - международное объединение компьютерных сетей, в котором пользователи персональными компьютерами (ПК), при наличии прав доступа, могут получать информацию с любого другого компьютера в сети. Первоначально данная сеть в 1969 г. была разработана в Агентстве Перспективных Исследовательских Проектов при военном ведомстве США как Arpanet, затем демилитаризована и передана в коммерческую эксплуатацию.

Интерфейс: определенная стандартами граница между взаимодействующими в информационном пространстве объектами

Кабель- Объединение одного или нескольких кабельных элементов в общей защитной оболочке.

Кабельный элемент- Конструктивный элемент кабеля, обеспечивающий передачу сигналов (коаксиал, пара проводов, оптоволокно).

Канал- путь передачи сообщения между двумя устройствами активного оборудования, включающий линию, абонентские и сетевые кабели. Канал: средство или путь, по которому передаются сообщения, преобразованные в сигналы или данные.
Качество обслуживания (Quality of Service, QoS) - способность сети телекоммуникации обеспечивать лучшее качество (сервис) для определенного вида сетевого трафика с различными приоритетами и доступами, временами задержки.

Коммутатор (Switch) - сетевое устройство, объединяющее несколько компьютеров в локальную сеть и обеспечивающее возможность их взаимодействия друг с другом, с остальной сетью, а также доступ в Интернет. ПК, подключенные к коммутатору, не делят между собой полосу пропускания (как при подключении к концентратору): каждый порт коммутатора функционирует с полной пропускной способностью. Коммутаторы позволяют подключать множество ПК к одной сети без потери скорости передачи данных.
Коммутация - процесс замыкания, размыкания и переключения электрических цепей. Коммутация осуществляется с помощью комплекса специальных устройств, объединенных под общим названием (телефонная) коммутационная станция.
Коммутационная станция (КС) - совокупность оборудования коммутации, интерфейсов к системам передачи, средств управления, сигнализации и других функциональных элементов, обеспечивающая возможность установления соединений по требованию абонентов.
Коммутация каналов (КК) - совокупность операций на станции или узле сети, обеспечивающая последовательное соединение каналов и линий этой сети.
Коммутация пакетов (КП) - совокупность операций на станции или узле сети, состоящая в приеме отрезков сообщений (пакетов) и передаче их в соответствии с содержащимся в них адресным признаком. Основное достоинство коммутации пакетов - эффективное использование каналов с фиксированной и ограниченной полосой. Недостаток КП - невозможность гарантировать качество обслуживания (QoS).
Коммутируемая телекоммуникационная сеть - телекоммуникационная сеть, в которой путь передачи сообщений между абонентами устанавливается только на время передачи этих сообщений под воздействием адресной информации, определяемой пользователем, инициирующим соединение.
Концентратор (К) - оборудование, концентрирующее абонентскую нагрузку и не замыкающее внутреннюю нагрузку, функционально являющееся частью АТС местной сети, к которой оно подключается по соединительным линиям, имеет абонентскую нумерацию и управление от этой АТС.

Линия- Среда передачи сигналов между интерфейсами кабельной системы. Включает базовую линию, точку перехода или консолидации, коммутационный кабель и гнездо коммутационной панели. Базовая линия - среда передачи сигналов, включающая фиксированный кабель с разъемами на концах.

Локальная сеть (ЛС)- Объединение абонентского, сетевого и периферийного оборудования здания или комплекса зданий с помощью физических (кабельной системы) и радиоканалов с целью совместного использования аппаратных и сетевых ресурсов и периферийных устройств.

Магистраль: основная линия связи, к которой подключена сеть. Для крупных сетей часто реализована на волоконно-оптическом кабеле
Маршрут (путь) - определенная последовательность каналов, станций и узлов сети, которая используется для установления соединений между двумя заданными коммутационными станциями.
Маршрутизатор (Router) - устройство, или, в некоторых случаях, программное обеспечение (ПО) на компьютере, которое определяет следующую точку сети в направлении точки назначения, куда будет направлены пакеты. Обычно на пути к получателю пакеты проходят через несколько точек, в которых установлены маршрутизаторы.
Маршрутизация (routing) - процесс определения маршрута коммутационной станцией в соответствии с системой правил для передачи сообщения или для установления соединения.Маршрутизация -процесс определения в коммуникационной сети пути, по которому вызов либо блок данных может достигнуть адресата
Международный Союз Телекоммуникации (International Telecommunication Union, ITU) - международная организация, занимающаяся разработкой рекомендаций и стандартов, используемых в телекоммуникационных сетях до 180 стран мира.
Междугородная телефонная сеть - часть телефонной сети общего пользования, представляющая собой совокупность междугородных телефонных станций, расположенных в различных зонах нумерации, телефонных узлов автоматической коммутации и каналов телекоммуникации, соединяющих их между собой. Международная телефонная сеть - телекоммуникационная сеть, представляющая собой совокупность оконечных и оконечно-транзитных станций разных стран и каналов, соединяющих их между собой.
Местная телефонная сеть - часть телефонной сети общего пользования, представляющая собой совокупность коммутационных станций и узлов, линий, оконечных абонентских устройств, предназначенная для обеспечения телефонной связью абонентов города или сельского района. Местная телефонная связь: телефонное соединение между пользователями, находящимися в пределах одного населенного пункта или административного района

Мобильный телефон (станция) - то же, что сотовый телефон. Раньше мобильными телефонами назывались телефоны, установленные в автомобиле, подключенные к автомобильной радиостанции с аккумулятором и внешней антенной. Не следует путать такие мобильные телефоны с переносными, портативными, беспроводными и персональными телефонами

Мультимедиа: взаимодействие визуальных и аудиоэффектов под управлением интерактивного программного обеспечения. Обычно означает сочетание текста, звука и графики, а в последнее время все чаще — анимации и видео. Характерная, если не определяющая, особенность мультимедийных веб-узлов и компакт-дисков — гиперссылки.
Мультиплексор (М) - устройство сети абонентского доступа для концентрации нагрузки, с жестким ("статичным") закреплением АЛ за цифровыми каналами к опорным станциям.

Обозначение, идентификатор - элемент маркировки, служащий для обозначения составляющих телекоммуникационной инфраструктуры
Обходной путь - маршрут (путь) между двумя коммутационными станциями, содержащий транзитные станции.

Оператор: компания, предоставляющая услуги сотовой связи; набор услуг и тарифы у различных операторов могут отличаться.
Оператор связи- физическое или юридическое лицо, имеющее право на предоставление услуг телекоммуникации. Документом, дающим такое право, является выданная установленным порядком лицензия.

Пакет- блок информации сетевого уровня, передаваемый между станциями сети. Содержит данные из протоколов более высокого уровня, а также заголовок с идентификатором, адресами источника и приемника, иногда - поля данных контроля ошибок. Пакет: производственная единица информации, передаваемая по сети или по каналу связи. Размер пакета определяется используемым протоколом, но в принципе пакет — это набор байтов, содержащий собственно передаваемые данные и информацию об отправителе и адресате; так же используется в значении «набор».

Пара- два проводника, скрученные вместе, или цепь из двух диамметрально расположенных проводников в сборке из четырех проводников .

Показатель преломления- показатель преломления (n) – это безразмерная величина, которая определяет скорость света в среде по отношению к его скорости в вакууме.

Полоса пропускания- Диапазон частот, эффективно пропускаемых средой передачи по линии / каналу определенной длины.

Прямой путь - маршрут (путь) между двумя коммутационными станциями, не содержащий транзитные станции.

Оптоволокно- Элемент оптоволоконного кабеля, обеспечивающий передачу инфракрасных сигналов, благодаря эффекту полного внутреннего отражения.
Радиодоступ (РД) - часть абонентской сети (сети абонентского доступа), обеспечивающая подключение абонентских устройств к коммутационной станции местной сети с помощью радиосредств.

Система телефонной связи общего пользования (ТСОП)- комплекс коммутируемых телекоммуникационных сетей общего пользования и подсистем, обеспечивающих их функционирование на базе единых принципов построения, управления, синхронизации, сигнализации, нумерации и др., предназначенный для оказания услуг преимущественно телефонной связи, фиксированной и подвижной.
Соединительная линия телефонной сети - линия местной телефонной сети, соединяющая телефонные станции и узлы между собой, а также подстанции и концентраторы с оконечной станцией сети.

Сота: площадь, покрываемая одним приемопередатчиком. Различные стандарты имеют разную площадь соты, а также различное количество абонентов внутри нее.

Сотовая связь: беспроводная персональная телекоммуникационная система, которая использует контроллеры базовой станции, имеющие мультинаправленные антенны, для создания пространственных ячеек с целью многократного использования одной и той же полосы частот благодаря пространственному разделению

Телекоммуникация - это отрасль материального производства, конечной продукцией которой является полезный эффект деятельности в виде передачи сообщений и предоставления технических средств для передачи этих сообщений. Телекоммуникации- передача и прием электромагнитных сигналов или любой информации по проводам, радио- и другим каналам
Телекоммуникационная сеть (ТС) - совокупность технических средств, обеспечивающая передачу одного или несколько видов сообщений: телефонных, телеграфных, факсимильных, данных и других видов документальных сообщений, включая обмен информацией между ЭВМ, телевизионное, звуковое и иные виды радио и проводного вещания. Это совокупность систем передачи и систем распределения информации, взаимосвязанных на основе единых технических принципов построения и единых организационных принципов организации.
Телекоммуникационная сеть общего пользования (ТСОП) - составная часть взаимоувязанной телекоммуникационной сети страны, открытая для пользования всем физическим и юридическим лицам, в услугах которой этим лицам не может быть отказано, т.е. это общедоступная (публичная) телекоммуникационная сеть.
Телекоммуникационная сеть с коммутацией каналов (ТСКК) - телекоммуникационная сеть, базирующаяся на технологии с коммутацией каналов.
Телекоммуникационная сеть с коммутацией пакетов (ТСКП) - телекоммуникационная сеть, базирующаяся на технологии с коммутацией пакетов.
Телефонная сеть подвижной связи общего пользования- телекоммуникационная сеть общего пользования, предоставляющая услуги телефонной связи абонентам, оконечное оборудование которых не имеет фиксированной точки подключения и позволяет абонентам менять свое местонахождение, в том числе в процессе получения услуг связи.
Телефонный аппарат (ТА) - оконечное абонентское телефонное устройство, предназначенное для передачи и приема речи, линейных, информационных сигналов телефонной сети и сигналов управления.
Технология IP - телефония, также известная как Интернет телефония или технология передачи голоса по IP (Voice over IP). Использует протокол для организации двухсторонней голосовой связи между телефонами пользователей при наличии соответствующих шлюзов с телефонной сетью, а также между IP терминалами.

Терминал- Точка, из которой информация поступает в сеть или принимается из нее.
Транзитная станция (узел) - коммутационная станция телефонных сетей данного иерархического уровня, осуществляющая установление соединений между станциями и узлами этих сетей.
Транкинговые системы – радиально-зоновые системы наземной подвижной радиосвязи, использующие автоматическое распределение каналов связи ретрансляторов между абонентами. Они в основном, применяются для корпоративных и ведомственных сетей и предназначены для служебной связи.
Трафик (телефонная нагрузка) - суммарное время занятия линий, каналов телефонной сети или групп коммутационных приборов связи за интервал времени.

Трафик данных: совокупный объем передаваемой информации за единицу времени, выраженный в единицах измерения компьютерной памяти (бит/с, MB/ч и т.п.).

Frame Relay (трансляция кадров) - система передачи с коммутацией пакетов, использует временное уплотнение каналов в линии между маршрутизатором и узловым мультиплексором для потока Е-1 цифровой сети. Она позволяет лучше использовать полосу пропускания линии и в то же время сокращает стоимость оборудования. Стандарт Frame Relay адресован скоростям передачи цифрового потока от 2 до 45 Мбит/c.

Физическая среда передачи - кабели с металлическими жилами, оптические волокна или эфир, образующие направляющую среду для передачи сигналов телекоммуникации.
Цифровая сеть с интеграцией служб (ЦСИС) - сеть, обеспечивающая сквозное цифровое соединение для поддержки широкого диапазона услуг, включая речевые и неречевые, доступ пользователя к которым осуществляется посредством ограниченного набора стандартных многоцелевых интерфейсов "пользователь-сеть".
Шлюз (Gate way -технический шлюз)- это электронный повторитель либо устройство, которое перехватывает, преобразует и направляет электрические сигналы из одной сети в другую. Шлюз - это основная и неотъемлемая часть архитектуры IP телефонии, непосредственно соединяющая телефонную сеть с IP сетью.

Электрическая связь: всякая передача или прием знаков, сигналов, письменного текста, изображений, звуков по проводной, радио -, оптической и другим электромагнитным системам.

Электронная почта- сетевая служба, позволяющая пользователям обмениваться сообщениями или документами без применения бумажных носителей. Электронная почта - основное средство общения в Интернет.

Литература

1. Телекоммуникационные системы и сети. Учебное пособие в 3-х томах:

Том 1 – Современные технологии /Крук Б.И., Попантонопуло В.Н., Шувалов В.П., под редакцией проф. В.П.Шувалова.-М.: Горячая линия – Телеком, 2003-647с.

Том 2 – Радиосвязь радиовещание, телевидение/ Катунин Г.П., Мамчев Г.В. Попантонопуло В.Н., Шувалов В.П.; под редакцией проф. В.П.Шувалова.-М.: Горячая линия – Телеком, 2004 - 672с.

Том 3 – Мультисервисные сети/В.В.Величко, Е.А. Субботин, В.П.Шувалов, А.Ф.Ярославцев; под редакцией профессора В.П. Шувалова.- М.: Горячая линия – Телеком, 2005 – 592с.

2. Системы и сети передачи информации: Учебное пособие для вузов/М.В. Гаранин, В.И. Журавлев, С.В. Кунегин. - М.: Радио и связь, 2001.-336с.: ил.

3. Зубра А.С. Культура умственного труда студента: пособие для студентов высших учебных заведений./ А.С.Зубра.- Минск.: Дикта, 2006.-228с.

4. Телекоммуникации. Руководство для начинающих./Авторы: Мур М., Притски Т., Риггс К., Саутфик П. – СпБ.: БХВ – Петербург, 2005. – 624 с.: ил.

5. Додд Аннабел З. Мир телекоммуникаций, Обзор технологий и отрасли./ Пер. с англ. – М.: ЗАО «Олимп- Бизнес», 2002. -400с.:ил.

6. Мардер Н.С. Современные телекоммуникации. — М.: ИРИАС, 2006. — 384 с.

Лекция 2. Основные сведения о телекоммуникациях

Определение телекоммуникаций

Значение телекоммуникаций

Услуги и службы телекоммуникаций

Сети электросвязи

Процессы в телекоммуникациях

Определение телекоммуникаций

Телекоммуникациимогут быть могут быть определены как технологии, занимающиеся вопросами общения на расстоянии и это можно пояснить различными способами. Рис 3.1 показывает одно из возможных представлений различных секций телекоммуникаций.

Телекоммуникации делятся на два вида: однонаправленные и двунаправленные. Однонаправленные, такие как массовые радиовещание и телевещание, предполагают передачу информации в одном направлении – от центра к абонентам. Двунаправленные поддерживают диалог между двумя абонентами.

Телекоммуникации используют механическиеи электрическиесредства, потому что исторически телекоммуникации развивались от механической до электрической формы, используя все более и более сложные электрические системы. Это - причина того, почему много традиционных операторов в телекоммуникациях типа национальной почты, телеграфных и телефонных компаний используют обе формы. Предмет нашего последующего рассмотрения показан в верхней части рисунка – это электрические телекоммуникации, которые принято называть электросвязью. Доля механических телекоммуникаций типа обычной почты и прессы (рассылки газет), как ожидают, уменьшится, тогда как доля электрических, особенно двунаправленных, увеличится и станет главной в будущем. Уже в наше время корпорации и пресса интересуются, прежде всего, электрическими телекоммуникациями (электросвязью) как возможностью выгодного бизнеса.

По краям рисунка показаны телекоммуникационные службы, вначале механические:

пресса (пересылка газет), почта;

затем электрические:

телеграф, телекс (абонентский телеграф), телефон, радио, телевидение, компьютерные сети, выделенные сети, кабельное телевидение и мобильный телефон.

Примерно в таком порядке и развивались исторически телекоммуникации.

.

Рис 3.1 Телекоммуникации: формы и виды

Значение телекоммуникаций.

Много различных телекоммуникационных сетей увязано в непрерывно изменяющуюся и чрезвычайно сложную глобальную систему. Ниже мы рассмотрим телекоммуникации с различных точек зрения, чтобы понять с какой сложной системой мы имеем дело и как зависим мы от нее .

Телекоммуникационные сети представляют самое сложное оборудование в мире. Стоит только подумать о телефонной сети, которая включает более 2 миллиардов стационарных и мобильных телефонов с универсальным доступом. Когда один из этих телефонов делает запрос, телефонная сеть в состоянии установить связь с любым другим телефоном в мире. Кроме того, много других сетей связаны с телефонной сетью. Это позволяет утверждать, что сложность глобальной телекоммуникационной сети превышает сложность любой другой системы в мире.

Телекоммуникационные услуги имеют существенное воздействие на развитие мирового сообщества. Если нам известна телефонная плотность страны, то мы можем оценить уровень её технического и экономического развития. В слаборазвитых странах плотность стационарных (неподвижных) телефонов не превышает 10 телефонов на 1000 жителей; в развитых странах , например в Северной Америке и Европе , она составляет приблизительно 500 – 600 телефонов на 1000 жителей. Экономическое и культурное развитие развивающихся стран зависит (в дополнение к многим другим факторам) от наличия эффективных телекоммуникационных услуг. Локальная сеть (ЛВС), к которой подключен наш компьютер, связана с ЛВС других участков, расположенных всюду по нашему университету. Это необходимо для эффективности совместной работы различных отделов. Мы общаемсяежедневнои с людьми в других организациях с помощью электронной почты, телефонов, факсимиле и мобильных телефонов. Это происходит в масштабе организаций, в масштабе страны и в международном масштабе.

Телекоммуникации играют существенную роль и во многих областях повседневной жизни. Каждый из нас ежедневно использует не только телекоммуникационные услуги, но и услуги которые опираются на телекоммуникации. Вот – некоторые примеры услуг, которые зависят от телекоммуникаций:

-банковское дело, банковские автоматы, электронная коммерция;

-авиация, железная дорога, заказ билетов;

-продажи, оптовая торговля и обработка заказов;

-платежи с помощью кредитной карточки в магазинах;

-заказ гостиничных номеров туристическими агентствами;

-закупки материалов промышленностью;

-правительственные операции, типа налогообложения.

Услуги и службы телекоммуникаций

В общем виде термин услуга определяется следую­щим образом: услуга - это то, что государство или зарегистрирован­ная частная организация предлагает потребителям для удовлетво­рения определенной коммуникационнойпотребности.

Подтелекоммуникационной услугой, согласно рекомендациям Международного Союза Электросвязи (МСЭ), понимается вид обслуживания, полностью реализующий возможности(включая функции терминального оборудования) связи между пользова­телями в соответствии с протоколами, установленными для соот­ветствующего вида связи.

Под услугами пользователяпонимается то, что предлагается пользователю, сдается ему в аренду или оп­лачивается им.

Эти два определения позволяют разделить предоставляемые ус­луги и процессы, происходящие в телекоммуникационной сети, т.е. разде­лить технические и сервисные возможности связи.

В последнее время услуги связиназывают инфокоммуникационными услугами, то есть услугами предоставления связи для обеспечения пользователя необходимойему информацией. С точки зрения пользователя и сетевого оператора инфокоммуникационные услуги принято делить на основные (basic services) и дополнительные (supplememoru services). Термин «дополнительные услуги» относится к услугам, не включающим установление соединений. Дополни­тельные услуги, предоставляемые с помощью служб централизованного се­тевого интеллекта, часто называют интеллектуальными услугами, рис. 3.2 .

Рис.3.2. Инфокоммуникационные услуги

Как видно из рисунка все виды инфокоммуникационных услуг связаны с использованием трех терминалов: телефона, компьютера и телевизора. Такое сочетание терминалов позволяет осуществлять мультимедийные услуги. Мультимедийныминазывают услуги, представляющие собой передачу, по крайней мере, двух или трех типов сообщений – речи, знаков (данных) и изображенийв режиме, обеспечивающим некоторую степень интерактивности. Данными называют сообщения, предназначенные для обработки на ЭВМ или полученные от ЭВМ.Дляобеспечения услуг пользователям на сетях создаются телеинформационные службы, технически и организационно обеспечивающие соедине­ния, требуемые для предоставления конкретного вида услуг. Телеинформационная служба– понятие более «полное», чем услуга, поскольку содержит функции для соединения для установления связи и пересылки сообщений. При этом под телеинформационными службами понимаются все суще­ствующие системы передачи и обработки информации, а именно: телефония, телеграфия, передача данных,телевидение, звуковое вещание и телематиче­ские службы, в которые входят: электронная почта, факс, Интернет-телефония и аудио-видео-конференции.

Согласно рекомендациям МСЭ телеинформационные службы делятся на телеслужбы и службы передачи.

Службы передачи или службы доставки информации предоставляются телекоммуникационной сетью, под которой понимают совокупность технических средств, обеспечивающих взаимодействие удаленных объектов. Сеть выполняет функции передачи и коммута­ции (переключения каналов передачи). Службы передачи ориентированы на транспортировку сообщений и не несут от­ветственность за совместимость функций оконечных терминалов с сетью.

Телеслужбыилислужбы предоставления связи, реализуются совместно терминалами пользователей и сетью (сеть обеспечивает достав­ку информации). В телеслужбахреализуются два процесса: процесс подключения оконечногооборудования к сети связи и процесс обработки информации в сетях. Структурно телеслужбы состоят из двух компонентов – ресур­сов сетии оконечного оборудования пользователей.

Телеслужбы разделяют на четыре основных типа: интерактивные, службы сообщений, информационные и вещательные службы, рис 3.3.

Интерактивные службы – это службы, позволяющие передавать информацию в обе стороны, т.е. осуществлять диалог.

Службы электронных сообщений (службы обработки сообщений) основаны на принци­пе хранения информации, при этом осуществляется накопление речевых сиг­налов, текста, документов или видеосигналов.

Электронное сообщение– это документ, переданный «электронной почтой» по системе связи между ЭВМ, получаемый в виде видеограммы на экране монитора (телетекст) или в виде бумажной копии, отпечатанной на принтере (машинограмма). С помощью этих служб можно передавать сообщения через электронные «почтовые ящики», отдельные для каждого вида сигналов. В качестве дополнительной услугипользователь мо­жет получать автоматическое уведомление о поступлении сообщения в его почтовые ящики (оптическая или акустическая индикацияна оконечном тер­минале).

Рис. 3.3 Типы телеслужб

Информационные службы обеспечивают доступ к информации, хранящийся в базах данных. Эти службы так же содержат интерактивные элементы, позволяющие пользователям запросить информацию при помощи клавиатуры на телефоне или с использованием оборудования распознавания голоса. Типичным примером являются службы, предоставляющие услуги Интернет. Пользователи могут получать доступ к любым блокам данных через постоянное или временно установленное соединение,

Вещательные службы могут осуществлять одностороннюю одновременную передачу к одному приемнику или к нескольким приемникам, например, радиовещание и телевизионное вещание (ТВ). Наиболее простым примером вещательных служб является широкополосное вещание, при котором информация одновременно посылается нескольким приемникам.

Сети электросвязи

Электросвязь- передача и/или прием сообщений любого вида по радио, проводным, оптическим или другим электромагнитным системам.

Сеть- совокупность технических средств, обеспечивающих взаимодействие удаленных объектов.

Таким образом,сеть электросвязипредставляет собой совокупность технических средств, обеспечивающих передачу или/и прием сообщений по радио, проводным, оптическим или другим электромагнитным системам. Традиционно сети электросвязи, развивались как специализированные, на кото­рыхорганизовывалась одна служба, предоставляющая пользователям определенный вид услуг: телефонная, передачи данныхи т.п. В результате влия­ния технического прогресса и растущих, постоянно меняющихся потребно­стей пользователей возникла необходимость в увеличении разнообразия телеслужб. К началу 1980-х годов стало ясно, что имеются и потребность и техническая возможность интеграции передачи данных и речив одном цифровом тракте. Появились такие службы, как:

- видеотелефония;

- информационно – справочные службы, работающие в режиме реального времени (их называют онлайновые, то есть постоянно подключенные к сети);

-службы дляпередачи оперативной информации об абоненте на экран рабочего места оператора, который его обслуживает;

-службы для передачи телеметрической информации управления производственными процессами или для мониторинга пожарныхдатчиков с автоматическим оповещением о связанных с ними событиях.

Все эти службы и многое появившиеся дополнительные виды обслуживания, предоставляемые совместно с телефонией, могут быть реализованы на базе единой сети интегрального обслуживания. При разработке рекомендаций МСЭ, отражающих различные аспекты такой сети, преследовались общие цели, важнейшие из которых перечислены ниже.

Стандартизация. Для обеспечения единообразного доступа и достижения рентабельности оборудования важно, чтобы существовал единый набор стандартов интегральных сетей.

Прозрачность.Обеспечение про­зрачности передачи - одно из наибо­лее важных требований пользователей к телекоммуникационым сетям. Пол­ная прозрачность обеспечивается при общении двух человек, находящихся в одной комнате, друг с другом, рис, 3.4.А. Это происходит не только по­тому, что они видят и слышат друг друга, но и потому, что они используют мимику, жесты, интонацию и другие визуальные средства, т.е. они могут полностью свободно общаться. Полную прозрачность обеспечивает система связи, реализующая «открытую трубу», через которую проходит информация между двумя участниками, рис. 3.4. А'.

Рис. 3.4 Прозрачность сети

В этом случае информация А получает лишь минимальныеи незначительные искажения. Применяя это срав­нение к телекоммуникационной сетям можно сказать, что дляобеспечения прозрачности требуется держать эту трубу максимально открытой, однако пропускная способность сети ограничена. Телекоммуникационная сеть обычно является узкимпроходом, который постоянно стремятся расширить с целью по­вышения прозрачности, рис. 3.4. . Большая прозрачность дает пользовате­лям уверенность в том, чтона приложения и протоколы, которые они разра­батывают и используют, сеть не окажет нежелательного влияния.

Отделение коммерческих функцийот технических. Должна быть возможность отде­лить услуги, которые могут предоставляться на конкурентной основе, от услуг, образующих существенную часть работы сети. Во многих странах все услуги предоставляет одна государственная организация. В других стра­нах услуги предоставляются частными службами на конкурентной основе (например, видеотекст, электронная почта, услуги выделенных икоммутируемых линий). Интегральная сеть должна предоставлять любые услуги. Благодаря этому пользователь может выбрать и вид услуг и методы маршрутизации сообщений.

Тарифы или плата за услуги должна зависеть от затрат на их предоставле­ние, а не от типа передаваемых сообщений. Услуги одного типа не должны оп­лачиваться за счет других типов услуг.

Плавность перехода на новую технологию.Переход к интегральной сети должен быть постепенным, и новые развивающиеся сети должнысосу­ществовать со старым оборудованием и услугами. Интерфейсы новых сетей должны развиться из уже существующих интерфейсов и предоставлять пользова­телям способ перехода к новой технологии.

Многоканальный доступ. Кроме доступа индивидуальных пользовате­лей с низкой потребностью в ресурсах, интегральная сечь должна обеспечи­вать многоканальный доступ для пользователей с внутренними телефонными и локальными сетями.

Процессы в телекоммуникациях

Одной из основных тенденций в современных корпорациях, в том числе и телекоммуникационных, является организация, строящаяся вокруг процесса, а не вокруг задачи.

Основными процессами в телекоммуникациях являются:

-преобразования: сообщений в сигналы и сигналов в сообщения, а также сигналов одной формы в сигналы другой формы,

- передача сообщенийпо сетям электросвязи,

- коммутацияфизических цепей и каналов (виртуальных цепей), см. рис. 3.5.

Рис 3.5 Основные процессы в телекоммуникациях

Поясним введенные определения:

Сообщение – форма представления информации: речь, изображение или данные.

Сигнал– переносчик сообщения в виде волны электричества или электромагнитной волны.

Физическая цепь – среда распространения электрической или электромагнитной волны от передатчика сигналов к приемнику. Это может быть пара медных проводов, проводящее свет стекловолокно или свободное пространство.

Коммутация – процесс соединения физических цепей, поддержания соединения при передаче сигналов и разъединения. Коммутация используется для маршрутизации передаваемого сигнала.

Контрольные вопросы:

1. Что такое телекоммуникации и электросвязь?

2. Что называется телекоммуникационной услугой?

3. Перечислите типы телеслужб.

4. Перечислите виды телеуслуг.

5. Поясните основные процессы в телекоммуникациях.

Лекция 3. Общие понятия об информации, сообщении и сигналах

Человек и информация
Сообщения

Сигналы

Характеристики сигналов

Обобщенная структурная схема системы телекоммуникаций

Человек и информация

Деятельность людей направлена на создание материальных и духовных ценностей, совершенствование общественных отношений. Сферы деятельности определяются практическими жизненными потребностями членов общества. Процесс создания материальных ценностей принято называть производством. Без производства невозможно само существование людей. Любому производству наряду с орудиями труда, сырьем, рабочей силой необходима информация, накопленная людьми многих поколений. Эта информация хранится в памяти людей, книгах, документах и т. д. Сведения о каких-либо процессах, событиях, фактах или предметах и принято называть информацией. Слово «информация» латинского происхождения и в переводе на русский язык означает «разъяснение», «изложение», «осведомление». Информация имеет ценность для производства только в том случае, если она доступна людям, невзирая на ее удаленность от места производства и давность получения. Отсюда возникает необходимость запоминания, хранения и передачи информации на расстояние.
Получение информации человеком происходит на80 - 90% через органы зрения и на 10 - 20% через органы слуха. Другие органы чувств (осязание, обоняние, вкус) дают человеку в сумме до 1- 2% информации. Таким образом, зрительные и слуховые органы человека в совокупности с его нервной системой являются основными каналами поступления информации в мозг.
Выдача информации из мозга осуществляется также по каналам, образуемым нервной системой и исполнительными органами. Основным является звуковой канал, заканчивающийся голосовыми связками. Определенные колебания голосовых связок передаются в окружающую среду в виде отдельных звуков, слов, предложений и воспринимаются слуховыми органами людей.

Важным для выдачи информации является также канал, исполнительным органом которого являются руки человека. Во-первых, руками с помощью различных приспособлений человек пишет, рисует, т. е. выдает информацию, фиксируя ее на носителях. Во-вторых, руками с помощью различных инструментов и приспособлений человек выдает звуковую информацию (музыка, различные шумы). Наконец, в-третьих, определенные движения рук, иногда с использованием флажков, фонарей и других предметов, также являются способом выдачи информации.

Информационный обмен для людей не прихоть, а такая же естественная потребность, как пища, воздух, сон и т. д. Обмен информацией означает ее передачу и прием. Когда говорят о передаче информации, то подразумевают, что есть источник информации, получатель (потребитель) информации и средства ее передачи. Средства передачи, обусловленные физиологическими возможностями человека (например, возможностями голосовых связок или зрительных органов), не могут решить проблему передачи больших объемов информации на значительные расстояния. Для ее решения человек создал и широко пользуется техническими средствами- средствами телекоммуникаций.

Таким образом, телекоммуникации- это техническая база, обеспечивающая передачу и прием информации между удаленными друг от друга людьми или какими-либо устройствами. Аналогия между телекоммуникациями и информацией такая же, как у транспорта и перевозимого груза. Транспорт нужен для перевозки груза, телекоммуникации же нужны для передачи информации на расстояние

Сообщения

Понятию «информация» близко по смыслу понятие «сообщение». Сообщение- это форма выражения (представления) информации, удобная для передачи на расстояние.

Способность видеть позволяет человеку воспринимать информацию в форме неподвижных или подвижных изображений, называемых оптическими сообщениями. Примеры оптических сообщений в виде различных изображений приведены на рис. 4.1.

На рис. 4.1. А) приведено сообщение - буквенный текст, представляющее собой определенную последовательность из набора букв (алфавита) и различных знаков препинания.

На рис. 4.1. Б) изображены данные, состоящие из последовательности цифр.

На рис. 4.1 В) приведено неподвижное изображение - фотография.

Все приведенные сообщения наносятся и хранятся на определенных носителях, чаще всего на бумаге. Поэтому они называются документальными сообщениями.

Запечатленный на рис. 4.1, Г) кадр телевизионного изображения есть фрагмент сообщения, содержащий информацию о подвижном объекте.

Способность слышать позволяет воспринимать информацию, представляющую собой механические колебания частиц воз­душной среды, называемые звуковыми сообщениями. Человек воспринимает (слышит) колебания, частота которых нахо­дится в пределах 16 - 16 000 Гц (1 Гц равен одному колебанию в секунду).

Примерами звуковых сообщений являются речь и музыка. При разговоре информация заключена не только в содержании речи, но и в ее интонации, ритме и т. п. Музыка также содержит в себе информацию. Она способна изменять эмоциональное состояние человека (сравните влияние траурной мелодии и праздничного марша).

А) Б)

В) Г)

Рис.4.1 Примеры оптических сообщений:

А) буквенный текст; Б) цифровые данные; В) фотография; Г) подвижное изображение.

Сообщения в форме изображений или звуков естественны и удобны для общения между людьми, но современное производство немыслимо без связи человека с электронно-вычислительными машинами (ЭВМ). Со временем человек обязательно «научит» ЭВМ распознавать звуковые образы (звуки), а пока ЭВМ воспринимают информацию в форме знаков. Знаки это буквы, цифры и другие символы, из которых составляются сообщения путем их нанесения на специальные носители информации: магнитные ленты, компакт - диски и др. Сообщения, предназначенные для обработки на ЭВМ или полученные от ЭВМ, принято называть данными.

Любое сообщение имеет параметр, в изменении которого «заложена» информация, содержащаяся в сообщении. Этотпараметрназывается информационным. Все звуковые сообщения представляют собой сочетание звуковых колебаний, создающих в воздухе переменное звуковое давление. Звуковое давление основная количественная характеристика звука. Мгновенное значение звукового давления и есть информационный параметр звукового сообщения. Информационные параметры оптических сообщений характеризуют оптические свойства участков изображения. Для неподвижных изображений таким параметром является коэффициент отражения света. Участки с большим коэффициентом отражения, т. е. отражающие большую часть падающего светового потока, кажутся более светлыми, а с меньшим - темными. Информационным параметром подвижных черно-белых изображений, наблюдаемых на экранах телевизоров, служит яркость свечения участков экрана. В текстовых и цифровых сообщениях носителем информации, а, следовательно, и информационным параметром являются знаки, из которых они составляются.

По характеру изменения информационных параметров различают непрерывные и дискретные сообщения. Если информационный параметр сообщения в процессе изменения может принимать любые значения в некотором интервале, то сообщениеназывается непрерывным. Непрерывными являются звуковые сообщения. Действительно, звуковое давление может принимать в определенном интервале любые значения, т. е. иметь бесконечное множество значений.

Коэффициент отражения и яркость участков изображений также могут принимать любые значения в некотором интервале, т. е. иметь бесконечное число значений. Следовательно, изображения также относятся к непрерывным сообщениям.

Любые текстовые и цифровые сообщения составляются из определенного, конечного и известного набора знаков (например, букв алфавита). Подобные сообщенияпринято называть дискретными.

Сообщения принято делить, в соответствие со стандартными терминалами, на три вида: речь (аудиосообщение),

изображения(видеосообщения) и данные (знаки в виде букв, цифр и символов).

В системах электросвязи сообщения не могут непосредственно передаваться получателю, они дополнительно преобразовываются в сигнал.

Сигналы

Задачей связи является передача сообщений на расстояние от источника к получателю. Когда сообщение записано на каком-либо носителе, например бумаге, его можно доставить получателю с помощью того или иного вида транспорта. Так поступают при передаче письменных сообщений в почтовой связи. Однако такой способ передачи не всегда удобен, в частности не удовлетворяет потребителей по скорости передачи сообщений. Поэтому найдены и широко используются более скоростные переносчики сообщений, использующие физические процессы, способные преодолевать с определенной скоростью расстояния (пространство) между источником и получателем.

Сигнал* (лат. signum – знак) – процесс изменения во времени физического состояния объекта, служащий для отображения, регистрации и передачи сообщений. Сигнал – это материальный носитель (переносчик) сообщений. В современной технике применяются электрические, световые, звуковые, механические, электромагнитные сигналы. В телекоммуникациях сигналами являются свет, электромагнитные волны, электрические напряжение или ток. Отображение сообщения обеспечивается изменением какой-либо физической величины, характеризующей процесс. Эта величина является информационным параметром сигнала. В телекоммуникациях информационным параметром чаще всего выступает величина электрического напряжения или тока.

Передача и прием сообщений любого рода с помощью электрических сигналов является признаком электрической связи, сокращенно называемой электросвязью (телекоммуникациями). Выбор электрических сигналов (напряжения или тока) для переноса сообщений на расстояние обусловлен тем, что скорость их распространения по проводам соизмерима с предельно возможной скоростью распространения процессов, равной скорости света, равной 300 000 км/с.

Электрические сигналы, как и сообщения, могут быть непрерывными и цифровыми. Отличие непрерывного сигнала от цифрового заключается в том, что информационный параметр непрерывного сигнала (например, напряжение, ток, напряженность электрического или магнитного поля), с течением времени может принимать любые мгновенные значения в определенных пределах. Непрерывный сигнал часто называют аналоговым.

Цифровой сигнал характеризуется конечным числом значений информационного параметра. Часто этот параметр принимает всего два значения, в этом случае он называется бинарным (двоичным).

Рис.4.2. Аналоговый, цифровой и бинарный сигналы.

Н а рисунке 4.2 слева представлены аналоговый, цифровой и двоичный (бинарный) сигналы. Их интерпретация в виде показаний стрелочных и электронных часов показана на рисунке в правом верхнем углу. В правом нижнем углу показаны некоторые разрешенные уровни для аналогового и цифрового сигналов, а также кодирование разрешенных уровней в двоичном коде.

В настоящее время существуют хорошо отработанные технологии преобразования сигналов из аналоговой формы в цифровую и обратно, из цифровой в аналоговую.

Характеристики сигналов

Характеристики гармонического сигнала. Сигналы, которые мы используем в телекоммуникационных сетях, будь то аналоговые или цифровые, существуют в форме электрического напряжения и тока. Величина такого напряжения или тока изменяется с течением времени, и это изменение содержит информацию. Наиболее простым является сигнал, изменяющийся по закону косинуса и называемый косинусоидальным или гармоническим.

Мы можем рассматривать любой телекоммуникационный сигнал как комбинацию косинусоидальных колебаний с различными амплитудами и частотами. Частота определяется числом циклов или полных колебаний в секунду. Например, мы слышим колебания давления воздуха как звук. Мы в состоянии услышать частоты в диапазоне приблизительно от 20 Гц до 15 кГц, где 1 Гц (герц) представляет 1 цикл в секунду. Мы ощущаем эти колебания как звуки низких и высоких тонов.

Пример переменного напряжения гораздо важнее. Переменное напряжение периодически изменяет свои направление и величину,несколько десятков раз в секунду. Полное колебание напряжения известно как цикл, а частота колебаний напряжения определяется как число циклов в секунду. Если напряжение имеет 1 000 полных колебаний в секунду, то частота - 1 000 Гц или 1 кГц.

Рис. 4.3 показывает в виде стрелки рамку из провода, вращающуюся в постоянном магнитном поле. Магнитный поток, пронизывающий рамку, пропорционален синусу угла между плоскостью рамки и направлением магнитного поля. Поскольку магнитный поток меняется, то между концами рамки индуцируется напряжение, величина которого изменяется по закону косинуса во времени:

	v(t)= cos ( t – φ ) = cos (2 f t – φ)

Здесь:

-(2 ft – φ) - фаза колебания в радианах.

- f – частота, равная числу полных колебаний (циклов) в секунду, измеряется

в Гц. Она характеризует скорость протекания процесса.

- = 2 f – угловая частота, которая измеряется в радианах в секунду;

- t – время, измеряемое в секундах,

- φ – начальная фаза колебания в момент t = 0, она характеризует время задержки волны при прохождении через сеть. В самом деле, пусть на входе сети начальная фаза колебания равна нулю, а на выходе – φ. Выходное колебание тогда можно представить в виде:

	v(t) = cos ( t - φ ) = cos ( t - ) ,

где играет роль времени задержки.

Период Т представляет время одного цикла, т.е. время полного колебания:

T=1/f и f=1/T

Максимальная величина колебания называется амплитудой. Квадрат этой величины служит энергетической характеристикой колебания.

Колебание, распространяющееся в пространстве, называется волной. Длина волны представляет собой расстояние, на которое распространяется волна за 1 цикл или за 1 период:

= c/f = cT,

где c скорость распространения волны. Скорость распространения звуковой волны в воздухе равна примерно 346 м/с; для световых или радиоволн c = 300 000 км/сек.

Рис .4.3 Косинусоидальное колебание и его параметры

Частотные диапазоны в телекоммуникациях. Информационный сигнал, как правило, является низкочастотным, но мы можем использовать для его транспортировки высокочастотный сигнал, называемый несущим колебанием. Для того нужно изменять амплитуду, частоту или начальную фазу несущего колебания по закону информационного сигнала. Такой процесс называется модуляцией. С помощью модуляции телекоммуникационные сигналы можно разместить в самых различных частотных диапазонах.

Рис.4.4 показывает частотные диапазоны, связанные с ними среды для распространения телекоммуникационных сигналов, способы их передачи и применения.

Скорость передачи определяется темпом, в котором цифровые сигналы передаются по сети. Обобщенно скорость передачи r измеряется в битах в секунду (бит/с).

Бит - минимальное сообщение, означающее выбор одного из двух значений: "0" и "1". 8 бит составляют 1 байт, с помощью которого можно закодировать любое значение цифрового сигнала. На передачу через сеть сигнала со скоростью 2 бит/с обычно требуется 1 Гц полосы пропускания.

Спектр сигнала. Реальные сигналы электросвязи сложны, но любой из них можно представить совокупностью ряда гармонических составляющих (гармоник). Совокупность частот гармонических составляющих, соответствующих одному сигналу, принято называть спектромэтого сигнала. Разность между максимальной и минимальной частотами спектра называется шириной спектра (Гц) сигнала . Чем сильнее форма сигнала отличается от синусоиды, тем больше составляющих содержит сигнал и тем шире его спектр. Спектр сигнала - одна из самых важных особенностей аналоговых сигналов и это - также самый важный фактор, ограничивающий их скорость передачи.

В технике телекоммуникаций спектр сигнала сокращают. Это связано с тем, что аппаратура имеет ограниченную полосу пропускания частот. Сокращение спектра осуществляют исходя из допустимых искажений сигнала. Например, при телефонной связи требуется, чтобы речь была разборчивой и абоненты могли узнавать друг друга по голосу. Для выполнения этих условий достаточно передать речевой сигнал в полосе частот от 300 до 3400 Гц. Ширина спектра телефонного сигнала зависит от скорости его передачи и обычно принимается равной F ≈ 1,5υ, где υ – скорость передачи (телеграфирования) в Бодах, т. е. в числе символов, передаваемых в секунду. Так, при телетайпной передаче υ = 50 Бод и F = 75 Гц.

Рис 4.4 Частотные диапазоны, используемые в телекоммуникациях

Единицы измерения параметров. В технике связи наряду с абсолютными единицами измерения параметров электрических сигналов (мощность, напряжение и ток) широко используются относительные единицы.

Уровнем передачи сигнала в некоторой точке канала или тракта называют логарифмическое преобразование отношения энергетического параметра S (мощности, напряжения или тока) к отсчетному значению этого же параметра. Правило преобразования определяется формулой:

где m - масштабный коэффициент, a - основание логарифма, - эталонное значение параметра.

Уровни передачи измеряются в децибелах, если справедливы соотношения:

для уровней по мощности в дБм (децибелы по мощности);

для уровней по напряжению, дБн (децибелы по напряжению).

Уровень передачи называется абсолютным, если P₀=1 мВт. Если теперь уровень задать на сопротивлении R₀, то при заданных значениях мощности и сопротивления легко получить соответствующие величины напряжения U₀ на сопротивлении:

При R₀= 600 Ом в практических расчетах принимают округленное значение U₀= 0,775 В.

Усиление, ослабление и измерение мощности в децибелах. На длинном пути