Каналы связи

Челябинский Государственный Университет

Институт  экономики отраслей, бизнеса и  администрирования

Кафедра «Экономики отраслей и рынков»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

На тему:

«Каналы связи»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент:

Спирякин  Е.В.

 

Проверила преподаватель:

Саунина С.И.

 

 

 

 

 

 

 

 

Челябинск

2013

Оглавление

 

• История связи                                                                                                    3
• Основные определения. Классификация                                                     6
• Типы линий связи                                                                                             7
• Классификация и способы распространения радиоволн                        15
• Характеристика каналов связи                                                                    16
• Пропускная способность дискретного канала связи                                17
• Дискретный канал связи без помех                                                             18
• Дискретный канал связи с помехам                                                           20
• Скрытый канал связи                                                                                    21
• Список используемых сокращений                                                             23
• Список используемой литературы                                                               24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

История связи

 

Мы с трудом представляем себе жизнь  без этих современных средств связи - телефон, телеграф, факс, модем. Что было бы, если бы во всем мире отключили все телефоны? А ведь жили же люди когда-то без всех этих удобств, которые давно уже стали для нас вещами вполне привычными. А что стало бы с человеком из далекого прошлого, если бы он попал в современный мир? Вероятно, он был бы очень напуган всем происходящим, а в особенности способами общения людей друг с другом, ведь существовавший когда-то телефон (если его вообще можно так назвать) был совсем не похож на современный.

То, чем пользовались когда-то, можно, пожалуй, назвать "живым" телефоном. Применяли его в основном при  военных действиях, когда сообщение  нужно было передать максимально  полно. В сотне метров друг от друга  расставлялись люди, которые по очереди  выкрикивали сообщения.

Эта технология была усовершенствована. Теперь сообщения не выкрикивались, а передавались при помощи барабанной дроби. Эту своеобразную барабанную азбуку придумали африканцы, а очевидцы утверждают, что и поныне некоторые  племена в Африке общаются подобным образом. Австралийцы же использовали вместо барабанов выдолбленные из сухого дерева бутылки и били по ним палками. И даже в XIX веке подобная технология была использована в США. В 1825 году был  открыт канал между Буффало и Олбени. В Нью-Йорк о первом пароходе, пущенном по этому каналу, сообщили "пушкограммой", которая пролетела расстояние 700 км за один час и двадцать минут.

Древнегреческий историк Полибий (ок. 200 – 120 гг. до н. э.) значительно усовершенствовал существовавшую уже до него факельную азбуку. Но все это было крайне неудобно, так как на каждом пункте необходимо было присутствие как минимум двух человек, работа продвигалась крайне медленно, в плохую погоду факелы разжечь было невозможно, в туман видны они не были, а в ясную погоду их мог заметить и противник, поэтому это изобретение не получило широкого распространения.

Первая почта, о существовании  которой достоверно известно, появилась  при персидском царе Кире в VI веке до н. э. При нем были построены великолепные дороги, ведущие от столицы Персии – города Суз во все концы страны. По этим дорогам день и ночь передвигались, а вероятнее всего, все-таки бегали гонцы-ангары, нагруженные корреспонденцией.

Голубиная почта была известна еще  в Древнем Риме, а когда в 1099 году крестоносцы осадили Иерусалим, из осажденного города во все стороны  помчались воздушные гонцы с  призывом о помощи. Но помощи не последовало, и Иерусалим был почти полностью  разрушен крестоносцами, уверенными, что  они совершают богоугодное дело и что все их грехи будут  отпущены после "похода на неверных".

В начале XIX века, после открытия электрического тока, был изобретен "стрельчатый" телеграф, главной частью которого являлась магнитная стрелка, на которую  действовал ток. В 30-х гг. того же века русский ученый Павел Шиллинг  изобрел "стрельчатый" телеграф, который мог передавать тридцать шесть условных сигналов букв и знаков.

В 1810 году девятнадцатилетнего американца по имени Самюэль Морзе посетила идея создания особого рода азбуки имени себя. Идея эта была воплощена в жизнь, и вскоре появилось то, что мы сейчас называем аппарат Морзе, действовавший с помощью той самой азбуки. Этот аппарат мог передавать всего 120 -150 знаков в минуту. Вскоре он был усовершенствован и смог передавать 300 – 400, а потом и до 600 знаков в минуту.

Телефон, наверное, основное средство связи начала ХХ века, родился значительно  позже своего предшественника телеграфа. Уже тогда, когда телеграф стал основным, не считая почты, средством связи  и передачи информации. В 1861 году немецкий ученый Филипп Райс изобрел аппарат, который, как он сам объяснял, «наглядно демонстрировал принцип действия человеческого уха и переносил с помощью гальванического тока любые тона на любые расстояния». Прошло 15 лет и преподаватель школы для глухонемых Александр Грехем Белл на всемирной выставке в Филадельфии продемонстрировал первый электрический телефонный аппарат. Первым его можно назвать только условно. Изобретатель Элиш Грей опоздал на два часа с заявкой на аналогичное изобретение.

Создателем первой успешной системы  обмена информацией с помощью  радиоволн (радиотелеграфии) считается итальянский инженер Гульельмо Маркони (1895). Однако работы Маркони были встречены без энтузиазма.

В России изобретателем радиотелеграфии  традиционно считают А. С. Попова, однако и то, и другое не совсем верно. Маркони, по сути, соединил передатчик Генриха Герца и приёмник А. С. Попова, в одно устройство. В первых опытах по радиосвязи, проведённых в физическом кабинете, а затем в саду Минного офицерского класса, приёмник обнаруживал излучение радиосигналов, посылаемых передатчиком, на расстоянии до 60 м.

В США изобретателем радио считается Никола Тесла, запатентовавший в 1893 году радиопередатчик, а в 1895 г. приёмник. Конструкция устройств Теслы позволяла модулировать акустическим сигналом колебательный контур передатчика, осуществлять радио передачу сигнала на расстояние и принимать его приёмником, который преобразовывал сигнал в акустический звук. Такую же конструкцию имеют все современные радио устройства, в основе которых лежит колебательный контур. В то время как конструкция Маркони и Попова были примитивны и позволяли осуществлять только сигнальную функцию, используя в том числе азбуку Морзе.

Во Франции изобретателем беспроволочной телеграфии долгое время считался создатель когерера (трубки Бранли) (1890) Эдуар Бранли.

В Индии радиопередачу в миллиметровом  диапазоне в ноябре 1894 года демонстрирует Джагадиш Чандра Боше.

В Великобритании, в 1894 году первым демонстрирует радиопередачу и радиоприём на расстояние 40 метров изобретатель когерера (трубка Бранли со встряхивателем) Оливер Джозеф Лодж. Первым же изобретателем способов передачи и приёма электромагнитных волн (которые длительное время назывались «Волнами Герца — Hertzian Waves»), является сам их первооткрыватель, немецкий учёный Генрих Герц (1888). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные определения. Классификация

 

Среда передачи данных - совокупность линий передачи данных и блоков взаимодействия (т. е. сетевого оборудования, не входящего в станции данных), предназначенных для передачи данных между станциями данных. Среды передачи данных могут быть общего пользования или выделенными для конкретного пользователя. Канал (канал связи) - средства односторонней передачи данных. Примером канала, может быть, полоса частот, выделенная одному передатчику при радиосвязи. В некоторой линии можно образовать несколько каналов связи, по каждому из которых передается своя информация. При этом говорят, что линия разделяется между несколькими каналами

Канал связи (англ. channel, data line) — система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле (тракт связи), представляет только физическую среду распространения сигналов, например, физическую линию связи.

 

Для анализа  информационных процессов в канале связи можно использовать его  обобщенную схему (рис. 1)

 

 f

 

 

X        Y                                Z        W

 

 

Рис.1

 

Обозначения: f – помеха; X,Y,Z,W – сигналы сообщения; П –преобразователи (кодирование, модуляция, декодирование, демодуляция)

 

 

Существуют  различные типы каналов, которые  можно классифицировать по различным признакам:

1. По типу линий связи: проводные; кабельные; телефонные; оптико-волоконные линии электропередачи; радиоканалы и т.д.
2. По характеру сигналов: непрерывные; дискретные; дискретно-непрерывные (сигналы на входе системы дискретные, а на выходе непрерывные, и наоборот).
3. По помехозащищенности: каналы без помех; с помехами.

 

 

Типы линий связи

 

Проводные (воздушные) линии  связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных. Скоростные качества и помехозащищенность этих линий оставляют желать много лучшего. Сегодня проводные линии связи быстро вытесняются кабельными.

рис.2

Кабельные линии представляют собой достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, а также, возможно, климатической. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой, а также волоконно-оптические кабели.

рис.3

Скрученная пара проводов называется витой парой. Витая пара существует в экранированном варианте, когда пара медных проводов обертывается в изоляционный экран, и неэкранированном, когда изоляционная обертка отсутствует. Скручивание проводов снижает влияние внешних помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю.

рис.4

Коаксиальный кабель (coaxial) имеет несимметричную конструкцию и состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем изоляции. За счет такой изоляции коаксиальный кабель меньше подвержен внешним шумовым воздействиям, поэтому возможно его использование на более высоких скоростях передачи данных.

Существует несколько типов  коаксиального кабеля, отличающихся характеристиками и областями применения - для локальных сетей, для глобальных сетей, для кабельного телевидения  и т. п.

По такому кабелю можно передавать как аналоговый, так и цифровой сигнал. Используется для междугородних  телефонных линий и в локальных  сетях.

Телефонные линии. Большинство телефонных линий используют два изолированных медных провода. Скрученные спирально, они называются витой парой. Большое количество таких пар сводятся в кабели, имеющие защитную оболочку. Телефонные линии удобны по той причине, что они проведены во многих местах и уже готовы к использованию. Витые пары используются и в локальных вычислительных сетях.

 

рис.5