Файл: Телекоммуникационные системы и сети - КНИГА.doc

Дискретный канал характеризуется скоростью передачи информа­ции, измеряемой в битах в секунду (бит/с). Другой характеристикой дискретного канала является скорость телеграфирования В - число единичных элементов, которое можно передать в секунду по каналу. В технике передачи данных вместо термина «скорость телеграфиро­вания» используют термин «скорость модуляции». Скорость модуля­ции В и скорость передачи информации связаны соотношением , где I- количество бит информации, которое «несет на себе» один единичный элемент.

Пример 9.1. Рассчитаем скорость телеграфирования Б и скорость передачи информации R в дискретном канале. Длительность единичного элемента возьмем равной . Будем считать, что каждый информационный элемент несет один бит информации и на каждые семь информационных элементов приходится один проверочный.

Скорость телеграфирования определяется как и, сле­довательно, в = 1/0.01 = 100 Бод. Скорость передачи информации будет определяться числом информационных элементов, переданных в се­кунду, то есть R = В x J = 100 x 7/8 = 87.5 бит/с.

Важной характеристикой дискретного канала является верность передачи единичных элементов. Она определяется через коэффици­ент ошибок по элементам:

k_ош = n_ош/n_пер,

то есть отношением числа ошибочно принятых элементов (n_ош) к об­щему числу переданных (n_пер) за интервал анализа.

Для характеристики канала передачи данных используются сле­дующие параметры - коэффициент ошибок по кодовым комбинациям и эффективная скорость передачи информации. Коэффициент оши­бок по кодовым комбинациям характеризует верность передачи кодо­вых комбинаций и определяется отношением числа ошибочно приня­тых кодовых комбинаций к числу переданных на заданном интервале времени. При определении эффективной скорости учитывается, что не все комбинации, поступающие на вход канала ПД, выдаются полу­чателю. Часть комбинаций может быть забракована. Кроме того, учи­тывается, что не все элементы, передаваемые в канал, несут ин­формацию.

В системах ПДС дискретные сигналы могут передаваться после­довательно или параллельно. При последовательной передаче еди­ничные элементы следуют в канале поочередно. При параллельной передаче единичные элементы объединяются в группы, состоящие из нескольких единичных элементов. Элементы, составляющие группу, передаются одновременно (обычно в разной полосе частот) по от­дельным каналам. При заданной скорости передачи последовательные системы (одночастотные) отличаются рядом преимуществ по сравнению с параллельными (многочастотными): лучшее использо­вание мощности передатчика, некритичность к нелинейности канала, простота в реализации и т.п. [8].

Различают синхронную и асинхронную передачу дискретных сиг­налов. При синхронной передаче дискретного сигнала его ЗМ нахо­дятся в требуемом постоянном фазовом соотношении со значащими моментами любого другого передаваемого сигнала. При асинхрон­ной передаче дискретного сигнала его ЗМ могут находиться в любых фазовых соотношениях со значащими моментами любого другого сигнала.

В соответствии со структурной схемой (см. рис. 9.8) на приемной стороне сначала в УПС определяется вид элемента (0 или 1), затем из элементов формируются кодовые комбинации, декодирование ко­торых позволяет определить вид заданного символа. Такой метод приема в теории передачи дискретных сообщений получил название поэлементного. Рассматривая в общем виде задачу определения ви­да переданного элемента, ее можно свести к задаче сравнения при­нятого сигнала с эталоном. Если речь идет о двоичных сигналах, то эталонов достаточно иметь два (или даже один).

Кодовая комбинация представляет собой составной сигнал, со­стоящий из элементарных двоичных сигналов. Этот составной сигнал можно обрабатывать в целом, сравнивая принятый составной сигнал со всеми эталонами. Однако в данном случае число эталонов будет чрезвычайно велико - равно числу возможных кодовых комбинаций. Хотя прием в целом и обеспечивает большую верность [1], но вслед­ствие сложности реализации он применяется ограниченно.

Для обеспечения правильного приема переданных символов в технике передачи дискретных сообщений приходится решать различ­ные задачи синхронизации.

Синхронизация есть процесс установления и поддержания опре­деленных временных соотношений между двумя или несколькими процессами. В технике связи, в частности, часто приходится решать задачу установления и поддержания определенных фазовых соотно­шений между сигналами, вырабатываемыми на передаче и приеме.

Так, на приеме для правильного воспроизведения элементов ко­довых комбинаций необходимо уметь отделить один элемент от дру­гого. Для этого могут использоваться различные методы поэлементной синхронизации [4].

Рис. 9.9. Структура стартстопной последовательности

В соответствии с [5] синхронизация передан­ного и принятого дискретных сигналов, при которой устанавливаются и поддерживаются требуемые временные соотношения между зна­чащими моментами переданных и принятых элементов этих сигналов, называется поэлементной.

Для правильного приема символов недостаточно обеспечить пра­вильный прием единичных элементов. Так, последовательность при­нятых элементов ...101011101000..., состоящая из трехэлементных кодовых комбинаций, может быть разбита на приеме на кодовые ком­бинации следующим образом:

В вариантах а)-в) мы имеем разные кодовые комбинации. Если предположить, что в варианте а) принятые кодовые комбинации сов­падают с переданными, то в варианте б) все они будут приняты с ошибкой. Задача правильного отделения одной кодовой комбинации от другой решается методами групповой синхронизации, которая по­зволяет устанавливать и поддерживать требуемые фазовые соотно­шения между ЗМ начал переданных и принятых групп единичных элементов. Заметим, что здесь под группами понимаются последова­тельности элементов, составляющих кодовую комбинацию.

Простейшим методом, позволяющим на приеме отделить одну ко­довую комбинацию от другой, является введение в состав этой ком­бинации специальных элементов в начале комбинации и в ее конце. Элемент, стоящий в начале кодовой комбинации, называется старто­вым, а в конце - стоповым. Передаваемая таким образом последова­тельность называется стартстопной (рис. 9.9). Стартстопный метод передачи относится к асинхронным, так как передачу любой кодовой комбинации можно начать в любой момент времени.

Системы передачи и распределения сообщений (сети электро­связи). В рассмотренной выше СПДС передача сообщений осуществ­ляется в одну сторону от отправителя сообщений к получателю, или от «точки к точке». Для этого использовался двухточечный односто­ронний канал связи.

Если источник и получатель поочередно меняются местами, то для обмена сигналами необходимо использовать поочередный двухсто­ронний канал связи, допускающий передачу как в одну, так и в проти­воположную сторону (полудуплексный режим). Большие возможности для обмена предоставляет одновременный двусторонний канал свя­зи, обеспечивающий одновременную передачу сигналов в противопо­ложных направлениях (дуплексный режим).

При необходимости обмена сообщениями между многими от­правителями и получателями, называемых в этом случае пользо­вателями или абонентами, требуется создание систем передачи сообщений (СПС) с большим числом каналов связи. Это приводит к концепции системы передачи и распределения сообщений (СПРС), т.е. системы связи в широком смысле. Такую систему обычно на­зывают сетью связи (электросвязи), сетью передачи информации или сетью передачи сообщений. Примерами СПРС являются мно­готочечное соединение (рис. 9.10), в котором оконечные пункты (ОП) соединены линией связи, и полносвязная сеть (рис. 9.11), где ОП подключены друг к другу по принципу «каждый с каждым». Дан­ные виды сетей являются некоммутируемыми, и связь между або­нентами осуществляется по постоянно закрепленным (некоммути­руемым) каналам. Распределение информации в таких сетях обес­печивается специальными методами доступа или процедурами управления передачей информации, служащими для уведомления о том, какие абоненты будут осуществлять обмен сообщениями. При увеличении числа абонентов в многоточечной сети значитель­но возрастают задержки в передаче информации, а в полносвяз­ных сетях существенно увеличивается число линий связи и объем аппаратуры. Разрешение этих проблем связано с использованием коммутируемых сетей СПРС, где абоненты связываются между со­бой не непосредственно, а через один или несколько узлов комму­тации (УК).

Таким образом, коммутируемая СПРС представляет собой со­вокупность ОП, узлов коммутации и соединяющих их линий связи.

Основная задача современных СПРС - обеспечение широкого кру­га пользователей (людей или организаций) разнообразными инфор­мационными услугами, в число которых входит в первую очередь эффективная доставка сообщений из одного пункта в другой, удовле­творяющая требованиям по скорости, верности, времени задержки, надежности и стоимости [8].