Классификация современных систем электросвязи

Классификация по видам сообщений и организации их передачи посредствам современных систем электросвязи приведена на рис. 4.7.

Все виды электросвязи можно условно разделить на четыре группы передачи:

· звуковых сообщений

· неподвижных оптических сообщений;

· подвижных оптических изображений;

· сообще­ний между ПК;

· передачи сообщений, только при развитии IP - телефонии.

Телеграфная связь и передача данных служат для передачи дискретных сообщений в виде текстов (телеграмм) и цифровых данных соответственно. Причем передача данных обеспечивает более скоростную и качественную передачу сообщений.

Факсимильная связь и ее разновидность (передача газетных полос) обеспечивают передачу оптических сообщений в виде не­подвижных изображений (в том числе и цветных).

Телефонная связь и системы звукового вещания предназначены для передачи звуковых сообщений. Теле­фонная связь обеспечивает ведение переговоров между людьми (абонентами), а звуковое вещание — одностороннюю и высококаче­ственную передачу звуковых сообщений (радиопрограмм), пред­назначенных одновременно для многих слушателей.

		Рис. 4.7. Классификация современных систем электросвязи

Телевизионное вещание и видеотелефонная связь обеспечивают одновременную передачу оптических и звуковых сообщений. При этом телевидение обеспечивает одностороннюю передачу массовых сообщений, а видеотелефонная связь — двустороннюю передачу индивидуальных сообщений, позволяя вести переговоры, при кото­рых собеседники видят друг друга. Этот вид электросвязи получил широкое распространение, из-за относительно высокой стоимости. Каждый вид электросвязи реализуется с помощью определен­ной системы, обеспечивающей передачу на расстояние конкретных сообщений. Поэтому в электросвязи существуют системы: теле­фонной, телеграфной, факсимильной, видеотелефонной связи, передачи газет, передачи данных, а также звукового и телевизионного вещания. Состав и схемы этих систем определяются характером и видом передаваемых сообщений.

Телефонные, телеграфные, видеотелефонные системы и системы передачи данных обеспечивают одновременную двухстороннюю пе­редачу сообщений между абонентами, то есть позволяют вести пере­говоры. Для этого каждый абонент должен иметь как передат­чик, так и приемник, связанные между собой двумя каналами связи, один из которых обеспечивает передачу сигналов в одном направлении, а другой в другом (обратном) направлении.

Упро­щенная структурная схема таких систем приведена на рис. 4.8.

				Сообщение
	Рис. 4.8. Упрощенная структурная схема системы электросвязи для передачи индивидуальных сообщений

Как видно из рисунка, система состоит из двух подсистем, каж­дая из которых обеспечивает передачу сообщений в одном направ­лении.

Системы звукового и телевизионного вещания, а также пере­дачи газет обеспечивают одностороннюю передачу сообщений, предназначенных одновременно для большого числа абонентов. Каждый слушатель или группа слушателей, находящиеся у одного приемника, пользуется «своей» системой связи, состоящей из пере­датчика, канала связи и приемника. При этом передатчик явля­ется общим элементом одновременно для многих систем. Общее число систем соответствует числу приемников.

Системы для передачи непрерывных сообщений. Системы телефонной связи предназначены для передачи на расстояние звуковых (акустических) сообщений, создаваемых голосовыми связками и воспринимаемых органом слуха (ухом) человека. Поэтому в качестве передатчиков используются устрой­ства, которые преобразуют звуковые колебания, происходящие в воздушном пространстве, в электрические сигналы, передаваемые на расстояние. Такие акустоэлектрические преобразователи назы­ваются микрофонами.

Приемник в системе телефонной связи выполняет обратное пре­образование электрических сигналов в звуковые колебания.

Такой электроакустический преобразователь называется телефоном.

Кроме микрофона и телефона, являющихся основными эле­ментами системы, у каждого абонента имеется ряд вспомогатель­ных устройств, необходимых для удобства подключения, вызова и сигнализации. Основные и вспомогательные элементы, которыми пользуется абонент, конструктивно составляют телефонный аппа­рат. Современные телефонные аппараты весьма разнообразны. Они отличаются типами микрофонов, телефонов, номеронабирате­лей, а также формой корпуса аппарата.

Каналы связи в системах телефонной связи образуются сово­купностью устройств и среды распространения, обеспечивающих прохождение сигналов от одного телефонного аппарата к другому.

Системы звукового вещания обеспечивают одностороннюю пе­редачу звуковых сообщений (речи, музыки) от источника до боль­шого числа слушателей, рассредоточенных в пространстве. В зависимости от технических средств, используемых для этого, раз­личают системы радиовещания и проводного вещания.

В первом случае сигналы передаются по радиоканалу, в котором средой распространения является открытое пространство. Радиоканал образуется с помощью специальных устройств, основными из ко­торых являются радиопередатчик, передающая антенна, прием­ная антенна и радиоприемник.

Радиопередатчик преобразует первичный низкочастотный сигнал на выходе микрофона в высокочастотный сигнал, излучаемый пе­редающей антенной в окружающее пространство в виде электро­магнитных волн.

Под воздействием поля излучения в приемной антенне возни­кает высокочастотный ток, характер изменения которого повторяет закон изменения высокочастотного сигнала. В радиоприемнике из высокочастотного сигнала после соответствующей обработки выделяется первичный (исходный) сигнал. Далее низкочастотный первичный сигнал преобразуется громкоговорителем в звуковое сообщение.

В системах проводного вещания сигналы звукового вещания доставляются слушателям по так называемым проводным кана­лам, использующим в качестве среды распространения специальные направляющие устройства –

проводные линии передачи. Иног­да часть канала реализуется радиотехническими средствами, а часть – проводными. При этом сообщения также преобразуются в сигнал с помощью микрофона, устанавливаемого в специаль­ных помещениях – студиях. Приемниками являются абонентские громкоговорители, устанавливаемые непосредственно в квартирах слушателей. Передача сигналов между микрофоном и приемником осуществляется по проводам, проходящим через специальные узлы проводного вещания.

Телевизионная связь предназначена для одновременной пере­дачи оптических и звуковых сообщений, поэтому системы теле­визионной связи содержат две подсистемы. Подсистема передачи звуковых сообщений практически не отличается от рассмотренной выше системы звукового вещания. Подсистема передачи оптиче­ских сообщений обеспечивает передачу подвижных изображений. Телевизионные сигналы, как правило, передаются по радио­каналу, как это изображено на рис. 4.9.

Рис. 4.9. Структурная схема системы телевизионного вещания

Радиоканал содержит телевизионный радиопе­редатчик (РПер), передающую антенну, среду распространения радиоволн, приемную антенну и телевизионный радиоприемник (РПр).

Спектр видеосигнала содержит низкие частоты и поэтому его невозможно передать в открытом пространстве. Преобразова­ние видеосигнала в радиочастотный сигнал, способный излучаться передающей системой в окружающее пространство в виде радиоволн, осуществляется в телевизионном радиопередатчике.

На приемной стороне системы часть энергии радиоволн пере­хватывается приемной антенной, усиливается и вновь преобразу­ется в телевизионном радиоприемнике в видеосигнал.

Для преобра­зования видеосигналов в сообщения используется свойство неко­торых веществ, которые светятся под действием падающего на них по­тока электронов. Такие вещества называются люминофорами. Яркость их свечения пропорциональна интенсивности падающего потока.

Упрощенная схема, поясняющая устройство приемной теле­визионной трубки (кинескопа), приведена на рис. 4.10.

Рис. 4.10. Приемная телевизионная трубка (кинескоп):

ОС– отклоняющая система;

Слой люми­нофора нанесен на внутреннюю поверхность широкой части стек­лянного баллона. Электронный луч создается прожектором, фор­мируется и ускоряется специальными электродами (на рисунке не показаны).

Интенсивностью электронного луча управляет ви­деосигнал. Луч направляется на люминофор и высвечивает по­элементно строку за строкой. Движение луча по горизонтали и вертикали задается отклоняющей системой. Поскольку интенсив­ность луча изменяется в соответствии с изменением сигнала, яр­кость свечения каждой строки будет изменяться. Ввиду большой скорости перемещения луча по строкам и определенной инерцион­ности зрения человек наблюдает на экране цельное оптическое изображение.

Устройства, обеспечивающие преобразование радиочастотных сигналов в электрические сигналы звуковых частот и видеосиг­налы, а также громкоговоритель и кинескоп конструктивно объ­единены в один аппарат, называемый телевизором.

Системы телеграфной связи предназначены для двухсторонней передачи дискретных сообщений (телеграмм). Они состоят из двух подсистем, как было показано на рис. 4.8. При этом на каж­дом конце системы необходимо иметь передатчик и приемник. Эти два устройства обычно конструктивно объединяются и обра­зуют устройство, называющееся оконечным телеграфным аппаратом. Следовательно, телеграфная связь реализуется системой, со­стоящей из двух оконечных телеграфных аппаратов, соединенных каналом связи.

В системах передачи дис­кретных сообщений используется кодовый метод преобразования сообщения в сигнал и обратно. Смысл этого метода заключается в том, что знаки сообщения при передаче заменяются кодовыми комбинациями, составляемыми из определенных элементов. При этом каждому знаку сообщения соответствует своя комбинация. Совокупность всех используемых комбинаций составляет телеграф­ный код. Старейшим и наиболее известным является код Морзе, комбинации которого составляются из двух различных элемен­тов — «точка» и «тире».

При использовании кодов передача сообщений сводится к передаче двух различных элементов кодовых комбинаций. Процесс преобразования знаков сообщения в сигнал начинается с кодирования, в результате которого знаки заменя­ются кодовыми комбинациями. Затем элементы комбинации после­довательно преобразуются в элементы сигнала, то есть в импульсы тока. Эти функции выполняются специальными устройствами пере­дающей части оконечного телеграфного аппарата.

Приемник системы телеграфной связи выполняет обратное преобразование сигнала в сообщение в следующей последова­тельности. Вначале элементы сигнала поочередно принимаются, преобразуются в элементы кодовой комбинации и запоминаются. Затем определяется знак, соответствующий принятой кодовой комбинации, то есть выполняется операция, обратная кодированию, называемая декодированием. Процесс приема заканчивается за­писью знака на бумаге. Все перечисленные операции выполняются специальными устройствами приемной части оконечных телеграф­ных аппаратов.

Системы передачи данных не имеют принципиальных отличий от систем телеграфной связи. В них также используют условный (кодовый) метод преобразования сообщений в сигнал и обратно, и поэтому процесс передачи сообщений и устройства передатчика и приемника не отличаются от соответствующих элементов системы телеграфной связи.

Как отмечалось выше, системы пе­редачи данных способны передавать дискретные сообщения значи­тельно быстрее и точнее, то есть обеспечивать более высокую скорость и качество передачи сообщений. Они гарантируют заданную вер­ность передачи при любой практически необходимой скорости передачи сообщений. Это достигается благодаря использованию дополнительных устройств повышения качества передачи сообще­ний, которые конструктивно объединяются с передатчиками и приемниками систем передачи данных, образуют приемопередаю­щие устройства, называемые аппаратурой передачи данных.

Одна её часть, выполняющая различные преобразования сигна­лов при передаче, размещается на передающем, а вторая, обес­печивающая прием, корректировку и другие преобразования сигналов и кодовых комбинаций, размещается на приемном конце системы передачи данных.

Устройства повышения качества передачи позволяют обнару­живать или даже исправлять ошибки в сообщениях, появляющиеся в процессе передачи. Системы передачи данных используют двух­сторонний канал, обратный канал используется для борьбы с ошиб­ками.

На рис. 4.11 приведена схема системы передачи данных для трансляции сообщений в одном направлении (слева направо).

Современные сети и системы связи в основном передают не аналоговые сигналы, а цифровые.

Типичная функциональная схема организации цифрового канала электросвязи изображена на рис. 4.12. Цифровой канал имеет зеркальное функционирование передающего и приёмного плеч.

Рис. 4.11. Схема передачи данных в одном направлении

При этом на передающем плече реализуются такие преобразования информационного сигнала, как: