Birbaşa rabitə kanalı. Rabitə kanalı nədir Rabitə kanalı nədir, hansı kanallarda adlanır
BAĞLANTI KANALLARI
1. Rabitə kanalının təsnifatı və xüsusiyyətləri
Rabitə kanalı siqnalların (mesajların) ötürülməsi üçün nəzərdə tutulmuş vasitələr toplusudur.
Rabitə kanalındakı məlumat proseslərini təhlil etmək üçün Şəkil 1-də göstərilən ümumiləşdirilmiş diaqramdan istifadə edə bilərsiniz. 1.
Şəkildə. 1 aşağıdakı təyinatlar qəbul edilir: X, Y, Z, W – siqnallar, mesajlar; f – müdaxilə; LS – rabitə xətti; AI, PI – məlumat mənbəyi və qəbuledicisi; P – çeviricilər (kodlaşdırma, modulyasiya, dekodlaşdırma, demodulyasiya).
Müxtəlif meyarlara görə təsnif edilə bilən müxtəlif kanal növləri var:
1. Rabitə xətlərinin növünə görə: naqilli; kabel; fiber optik;
elektrik xətləri; radio kanalları və s.
2. Siqnalların xarakterinə görə: davamlı; diskret; diskret-fasiləsiz (sistemin girişindəki siqnallar diskret, çıxışda isə davamlıdır və əksinə).
3. Səs-küy toxunulmazlığı baxımından: müdaxiləsiz kanallar; müdaxilə ilə.
Rabitə kanalları aşağıdakılarla xarakterizə olunur:
1. Kanalın tutumu kanalın müxtəlif səviyyəli siqnalları ötürmək qabiliyyətini xarakterizə edən Tk kanalının istifadə müddətinin, Fk kanalı ilə ötürülən tezlik spektrinin eninin və dinamik diapazonun Dk hasilinin məhsulu kimi müəyyən edilir.
V k = T k F k D k (1)
Siqnalın kanalla uyğunlaşdırılması şərti:
V c £ V k ; T c £ T k ; F c £ F k ; V c £ V k ; D c £ D k.
2. İnformasiyanın ötürülmə sürəti - vaxt vahidi üçün ötürülən məlumatın orta miqdarı.
3. Rabitə kanalının ötürmə qabiliyyəti məlumatın ötürülməsinin nəzəri cəhətdən mümkün olan ən yüksək sürətidir, bu şərtlə ki, xəta verilmiş qiymətdən artıq olmasın.
4. Artıqlıq – ötürülən məlumatın etibarlılığını təmin edir (R = 0¸1).
İnformasiya nəzəriyyəsinin vəzifələrindən biri informasiyanın ötürülmə sürətinin və rabitə kanalının tutumunun kanalın parametrlərindən və siqnalların və müdaxilənin xüsusiyyətlərindən asılılığını müəyyən etməkdir.
Rabitə kanalını məcazi mənada yollarla müqayisə etmək olar. Dar yollar - aşağı tutumlu, lakin ucuzdur. Geniş yollar yaxşı nəqliyyat tutumu təmin edir, lakin bahalıdır. Bant genişliyi darboğaz ilə müəyyən edilir.
Məlumat ötürmə sürəti əsasən müxtəlif növ rabitə xətlərindən istifadə edən rabitə kanallarında ötürülmə mühitindən asılıdır.
Simli:
1. Simli - bükülmüş cüt (digər mənbələrdən elektromaqnit şüalanmanı qismən boğur). 1 Mbit/s-ə qədər ötürmə sürəti. Telefon şəbəkələrində və məlumatların ötürülməsi üçün istifadə olunur.
2. Koaksial kabel. Ötürmə sürəti 10–100 Mbit/s – yerli şəbəkələrdə, kabel televiziyasında və s.
3. Fiber optik. Ötürmə sürəti 1 Gbit/s.
1-3 mühitlərdə dB-də zəifləmə xətti olaraq məsafədən asılıdır, yəni. güc eksponent olaraq azalır. Buna görə də müəyyən məsafədə regeneratorlar (gücləndiricilər) quraşdırmaq lazımdır.
Radio xətləri:
1. Radio kanalı. Ötürmə sürəti 100-400 Kbps. 1000 MHz-ə qədər radiotezliklərdən istifadə edir. 30 MHz-ə qədər, ionosferdən əks olunaraq, elektromaqnit dalğaları görmə xəttindən kənara yayıla bilər. Ancaq bu diapazon çox səs-küylüdür (məsələn, həvəskar radio rabitəsi). 30-dan 1000 MHz-ə qədər - ionosfer şəffafdır və birbaşa görünürlük lazımdır. Antenalar hündürlükdə quraşdırılır (bəzən regeneratorlar quraşdırılır). Radio və televiziyada istifadə olunur.
2. Mikrodalğalı xətlər. 1 Gbit/s-ə qədər ötürmə sürəti. 1000 MHz-dən yuxarı olan radiotezliklərdən istifadə olunur. Bunun üçün birbaşa görünmə və yüksək istiqamətli parabolik antenalar tələb olunur. Regeneratorlar arasındakı məsafə 10-200 km-dir. Telefon rabitəsi, televiziya və məlumat ötürülməsi üçün istifadə olunur.
3. Peyk rabitəsi. Mikrodalğalı tezliklərdən istifadə olunur və peyk regenerator kimi xidmət edir (bir çox stansiya üçün). Xüsusiyyətlər mikrodalğalı xətlərlə eynidir.
2. Diskret rabitə kanalının bant genişliyi
Diskret kanal diskret siqnalları ötürmək üçün nəzərdə tutulmuş vasitələr toplusudur.
Rabitə kanalının ötürmə qabiliyyəti, xətanın verilmiş dəyəri keçməməsi şərti ilə məlumat ötürmənin nəzəri cəhətdən əldə edilə bilən ən yüksək sürətidir. İnformasiya ötürmə sürəti zaman vahidi üçün ötürülən məlumatın orta miqdarıdır. Diskret rabitə kanalının informasiya ötürmə sürətini və ötürmə qabiliyyətini hesablamaq üçün ifadələri müəyyən edək.
Hər bir simvolu ötürərkən, düsturla müəyyən edilmiş orta məlumat miqdarı rabitə kanalından keçir
I (Y, X) = I (X, Y) = H(X) – H (X/Y) = H(Y) – H (Y/X), (2)
burada: I (Y, X) – qarşılıqlı məlumat, yəni. X-ə nisbətən Y-də olan məlumatların miqdarı; H(X) – mesaj mənbəyinin entropiyası; H (X/Y) – müdaxilə və təhrifin olması ilə bağlı hər bir simvol üzrə məlumat itkisini təyin edən şərti entropiya.
N ədəd elementar simvoldan ibarət T müddəti X T mesajını ötürərkən, qarşılıqlı məlumat miqdarının simmetriyasını nəzərə alaraq ötürülən məlumatın orta miqdarı aşağıdakılara bərabərdir:
I(Y T , X T) = H(X T) – H(X T /Y T) = H(Y T) – H(Y T /X T) = n. (4)
İnformasiyanın ötürülmə sürəti mənbənin statistik xüsusiyyətlərindən, kodlaşdırma üsulundan və kanalın xüsusiyyətlərindən asılıdır.
Diskret rabitə kanalının bant genişliyi
. (5)
Maksimum mümkün dəyər, yəni. p(x) ehtimal paylanması funksiyalarının bütün çoxluğu üzərində funksionalın maksimumu axtarılır.
Ötürmə qabiliyyəti kanalın texniki xüsusiyyətlərindən (avadanlığın sürəti, modulyasiya növü, müdaxilə və təhrif səviyyəsi və s.) asılıdır. Kanal tutumunun vahidləri bunlardır: , , , .
1. Rabitə kanalı
Rabitə kanalı, mesajların (yalnız məlumatların deyil) mənbədən alıcıya (və əksinə) ötürülməsi üçün texniki vasitələr və siqnal paylama mühiti sistemidir. Dar mənada başa düşülən rabitə kanalı (rabitə yolu) yalnız siqnalın yayılmasının fiziki mühitini, məsələn, fiziki rabitə xəttini təmsil edir.
Rabitə kanalı uzaq cihazlar arasında siqnal ötürmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Siqnallar istifadəçiyə (şəxsə) təqdim etmək və ya kompüter tətbiqi proqramları tərəfindən istifadə üçün nəzərdə tutulmuş məlumatları daşıyır.
2 Rabitə kanalına aşağıdakı komponentlər daxildir:
1) ötürücü cihaz;
2) qəbuledici cihaz;
3) müxtəlif fiziki təbiətli ötürmə mühiti
Ötürücü tərəfindən yaradılan və məlumat daşıyan siqnal ötürücü mühitdən keçdikdən sonra qəbuledici cihazın girişinə gəlir. Sonra məlumat siqnaldan ayrılır və istehlakçıya ötürülür. Siqnalın fiziki təbiəti elə seçilir ki, o, ötürücü mühitdə minimal zəifləmə və təhriflə yayıla bilsin. Siqnal informasiya daşıyıcısı kimi zəruridir; onun özü məlumat daşımır. kanal rabitə uzaq alıcı
Bunlar. bu (kanal) texniki cihazdır (texnologiya + mühit).
3. Rabitə kanallarının xarakteristikası (parametrləri).
1. Kanal ötürmə funksiyası: amplituda-tezlik reaksiyası (AFC) şəklində təqdim olunur və ötürülən kanalın bütün mümkün tezlikləri üçün onun girişindəki amplituda ilə müqayisədə rabitə kanalının çıxışında sinusoidin amplitudasının necə zəiflədiyini göstərir. siqnal. Həqiqi kanalın amplituda-tezlik reaksiyasını bilmək demək olar ki, hər hansı bir giriş siqnalı üçün çıxış siqnalının formasını təyin etməyə imkan verir. Bunun üçün giriş siqnalının spektrini tapmaq, onu təşkil edən harmonikaların amplitudasını amplituda-tezlik xarakteristikasına uyğun çevirmək və sonra çevrilmiş harmonikləri əlavə etməklə çıxış siqnalının formasını tapmaq lazımdır. Amplituda-tezlik reaksiyasını eksperimental olaraq yoxlamaq üçün giriş siqnallarında tapıla bilən sıfırdan bəzi maksimum dəyərə qədər bütün tezlik diapazonunda istinad (amplituda bərabər) sinusoidlərlə kanalı yoxlamaq lazımdır. Üstəlik, giriş sinusoidlərinin tezliyi kiçik addımlarla dəyişdirilməlidir, yəni təcrübələrin sayı çox olmalıdır.
2. Bant genişliyi: tezlik reaksiyasından əldə edilən xüsusiyyətdir. Çıxış siqnalının amplitüdünün girişə nisbətinin bəzi əvvəlcədən müəyyən edilmiş həddi aşdığı davamlı tezlik diapazonunu təmsil edir, yəni bant genişliyi bu siqnalın əhəmiyyətli bir təhrif olmadan rabitə kanalı vasitəsilə ötürüldüyü siqnal tezliklərinin diapazonunu müəyyən edir. . Tipik olaraq, bant genişliyi maksimum tezlik cavab dəyərindən 0,7 ilə ölçülür. Bant genişliyi rabitə kanalı üzərindən məlumatın ötürülməsinin mümkün olan maksimal sürətinə ən böyük təsir göstərir.
3. Attenuasiya: Müəyyən tezlikli siqnal kanal vasitəsilə ötürüldükdə siqnalın amplitudasının və ya gücünün nisbi azalması kimi müəyyən edilir. Tez-tez bir kanal işləyərkən ötürülən siqnalın əsas tezliyi əvvəlcədən məlumdur, yəni harmonik ən böyük amplituda və gücə malik olan tezlik. Ona görə də bilmək kifayətdir
kanal üzərindən ötürülən siqnalların təhrifini təxmini qiymətləndirmək üçün bu tezlikdə zəifləmə. Əgər ötürülən siqnalın bir neçə fundamental harmonikasına uyğun gələn bir neçə tezlikdə zəifləməni bilsək, daha dəqiq hesablamalar mümkündür.
Zəifləmə adətən desibellə (dB) ölçülür və aşağıdakı düsturla hesablanır:
Pout kanal çıxışındakı siqnal gücüdür, Pin kanal girişindəki siqnal gücüdür.
Zəifləmə həmişə müəyyən bir tezlik üçün hesablanır və kanal uzunluğu ilə bağlıdır. Praktikada "xətti zəifləmə" anlayışı həmişə istifadə olunur, yəni. vahid kanal uzunluğu üçün siqnal zəifləməsi, məsələn, zəifləmə 0,1 dB/metr.
4. Ötürmə sürəti: zaman vahidi üçün kanal üzərindən ötürülən bitlərin sayını xarakterizə edir. O, saniyədə bitlə ölçülür - bit/s, eləcə də törəmə vahidləri: Kbit/s, Mbit/s, Gbit/s. Ötürmə sürəti kanalın bant genişliyinə, səs-küy səviyyəsinə, kodlaşdırma növünə və modulyasiyaya bağlıdır.
5. Kanal səs-küy toxunulmazlığı: müdaxilə şəraitində siqnal ötürülməsini təmin etmək qabiliyyətini xarakterizə edir. Müdaxilə adətən daxili (avadanlığın istilik səs-küyünü təmsil edir) və xarici (onlar müxtəlifdir və ötürücü mühitdən asılıdır) bölünür. Kanalın səs-küy toxunulmazlığı qəbuledici cihaza daxil edilmiş qəbul edilmiş siqnalın işlənməsi üçün aparat və alqoritmik həllərdən asılıdır. Bir kanal vasitəsilə siqnal ötürülməsinin səs-küy toxunulmazlığı kodlaşdırma və xüsusi siqnal emalı yolu ilə artırıla bilər.
6. Dinamik diapazon: kanalın ötürdüyü siqnalların maksimum gücünün minimuma nisbətinin loqarifmi.
7. Səs-küy toxunulmazlığı: Bu səs-küy toxunulmazlığıdır, yəni. səs-küy toxunulmazlığı.
Xüsusiyyətlər
Aşağıdakı kanal xüsusiyyətlərindən istifadə olunur
Səs-küy toxunulmazlığı
Səs-küy toxunulmazlığı. Minimum siqnal-küy nisbəti haradadır;
Kanal səsi
Kanalın həcmi düsturla müəyyən edilir:
kanalın ötürülən siqnal tərəfindən tutulduğu vaxt haradadır;
Siqnalın kanal vasitəsilə təhrif edilmədən ötürülməsi üçün kanalın həcmi siqnalın həcmindən çox və ya ona bərabər olmalıdır, yəni. . Siqnal həcminin kanal həcminə uyğunlaşdırılmasının ən sadə halı, > və bərabərsizliklərinin yerinə yetirilməsinə nail olmaqdır. Bununla belə, digər hallarda da həyata keçirilə bilər ki, bu da digər parametrləri dəyişdirərək tələb olunan kanal xüsusiyyətlərinə nail olmağa imkan verir. Məsələn, tezlik diapazonu azaldıqca, bant genişliyi artırıla bilər.
Təsnifat
Rabitə kanallarının bir çox növləri vardır ki, bunlardan ən çox yayılmışları simli rabitə kanalları (hava, kabel, lif və s.) və radio rabitə kanalları (troposfer, peyk və s.). Belə kanallar, öz növbəsində, adətən, giriş və çıxış siqnallarının xüsusiyyətlərinə, habelə siqnalların sönməsi və zəifləməsi kimi kanalda baş verən hadisələrdən asılı olaraq siqnalların xüsusiyyətlərinin dəyişməsinə əsaslanaraq təsnif edilir.
Yayılma mühitinin növünə görə rabitə kanalları simli, akustik, optik, infraqırmızı və radio kanallarına bölünür.
Rabitə kanalları da təsnif edilir
- davamlı (kanalın giriş və çıxışında davamlı siqnallar),
- diskret və ya rəqəmsal (kanalın giriş və çıxışında - diskret siqnallar),
- davamlı-diskret (kanal girişində - davamlı siqnallar və çıxışda - diskret siqnallar),
- diskret-fasiləsiz (kanal girişində diskret siqnallar, çıxışda isə davamlı siqnallar var).
Kanallar xətti və ya qeyri-xətti, müvəqqəti və ya məkan-zaman ola bilər. Rabitə kanallarını tezlik diapazonuna görə təsnif etmək mümkündür.
Rabitə kanalı modelləri
Rabitə kanalı riyazi model ilə təsvir edilir, vəzifəsi çıxış və girişin riyazi modellərini müəyyən etmək və həmçinin operator tərəfindən xarakterizə olunan onlar arasında əlaqə yaratmaqdan ibarətdir, yəni.
.Davamlı kanal modelləri
Davamlı kanal modelləri əlavə Qauss səs-küy kanalı modeli, qeyri-müəyyən siqnal fazası və əlavə səs-küy kanalı modeli və simvollararası müdaxilə və əlavə səs-küy kanalı modeli kimi təsnif edilə bilər.
İdeal Kanal Modeli
İdeal kanal modeli müdaxilənin mövcudluğuna laqeyd yanaşmaq mümkün olduqda istifadə olunur. Bu modeli istifadə edərkən çıxış siqnalı deterministikdir, yəni.
burada γ ötürmə əmsalını təyin edən sabitdir, τ sabit gecikmədir.
Qeyri-müəyyən siqnal fazası və əlavə səs-küyü olan kanal modeli
Qeyri-müəyyən siqnal fazası və əlavə səs-küyü olan kanal modeli ideal kanal modelindən təsadüfi dəyişən olması ilə fərqlənir. Məsələn, əgər giriş siqnalı dar zolaqlıdırsa, o zaman qeyri-müəyyən siqnal fazası və əlavə səs-küyü olan kanalın çıxış siqnalı aşağıdakı kimi müəyyən edilir:
,giriş siqnalının aşağıdakı formada təqdim oluna biləcəyi nəzərə alındıqda:
,Hilbert çevrilməsi haradadır, təsadüfi bir fazadır, paylanması adətən intervalda vahid hesab olunur.
Simvollararası müdaxilə və əlavə səs-küylə kanal modeli
Simvollararası müdaxilə və əlavə səs-küyü olan bir kanalın modeli, kanalın faza-tezlik xarakteristikasının qeyri-xətti olması və onun ötürmə qabiliyyətinin məhdudlaşdırılması səbəbindən vaxtında siqnal səpilməsinin görünüşünü nəzərə alır, yəni. məsələn, kanal üzərindən diskret mesajların ötürülməsi zamanı çıxış siqnalının dəyərinə kanalın təkcə ötürülən simvola deyil, həm də əvvəlki və ya sonrakı simvollara verdiyi reaksiyalar təsir edəcək. Radio kanallarında simvollararası müdaxilənin baş verməsi radio dalğalarının çoxyollu yayılmasından təsirlənir.
Diskret rabitə kanallarının modelləri
Diskret kanal modelini təyin etmək üçün giriş və çıxış kod simvolları toplusunu, həmçinin verilmiş giriş üçün çıxış simvollarının şərti ehtimallar toplusunu müəyyən etmək lazımdır.
Diskret-fasiləsiz rabitə kanallarının modelləri
Diskret-fasiləsiz rabitə kanallarının modelləri də mövcuddur
həmçinin bax
Qeydlər
Ədəbiyyat
- Zyuko A. G., Klovski D. D., Korjik V. İ., Nazarov M. V., Elektrik rabitəsi nəzəriyyəsi / Ed. D. D. Klovski. - Universitetlər üçün dərslik. - M.: Radio və rabitə, 1999. - 432 s. -
Giriş
Rabitə kanalı, ötürmə kanalı, texniki qurğular və məlumatı ehtiva edən siqnalların ötürücüdən qəbulediciyə yayıldığı rabitə yolu. Texniki qurğular (elektrik siqnal gücləndiriciləri, siqnalın kodlaşdırılması və dekodlanması cihazları və s.) aralıq (gücləndirici) və terminal rabitə nöqtələrində yerləşdirilir. Ötürmə yolu kimi müxtəlif xətlərdən istifadə olunur - simli (hava və kabel), radio və radiorele, radiodalğa və s. Ötürücü mesajları siqnallara çevirir, sonra onlar rabitə kanalının girişinə verilir: rabitə kanalının çıxışında qəbul edilən siqnal əsasında qəbuledici ötürülən mesajı təkrar istehsal edir. Ötürücü, rabitə kanalı və qəbuledici rabitə sistemini və ya məlumat ötürmə sistemini təşkil edir. Rabitə kanallarını özündə birləşdirən sistemin təyinatına görə: telefon kanalları, audio yayım, televiziya, fototeleqraf (faks), teleqraf, telemetrik, telekomanda, rəqəmsal məlumat ötürülməsi; Ötürülməsi rabitə kanalları tərəfindən təmin edilən siqnalların xarakterinə əsasən, həm dəyər, həm də zaman baxımından davamlı və diskret kanallar arasında fərq qoyulur. Ümumiyyətlə, rabitə kanalı çoxlu sayda giriş və çıxışa malikdir və ikitərəfli siqnal ötürülməsini təmin edə bilər.
rabitə siqnal kanalının kodlaşdırılması
Link
Rabitə kanalı, mesajların (yalnız məlumatların deyil) mənbədən alıcıya (və əksinə) ötürülməsi üçün texniki vasitələr və siqnal paylama mühiti sistemidir. Dar mənada başa düşülən rabitə kanalı (rabitə yolu) yalnız siqnalın yayılmasının fiziki mühitini, məsələn, fiziki rabitə xəttini təmsil edir.
Rabitə kanalı uzaq cihazlar arasında siqnal ötürmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Siqnallar istifadəçiyə (şəxsə) təqdim etmək və ya kompüter tətbiqi proqramları tərəfindən istifadə üçün nəzərdə tutulmuş məlumatları daşıyır. Rabitə kanalına aşağıdakı komponentlər daxildir:
· ötürücü cihaz;
· qəbuledici cihaz;
· müxtəlif fiziki təbiətli ötürücü mühit (şək. 1).
Ötürücü tərəfindən yaradılan və məlumat daşıyan siqnal ötürücü mühitdən keçdikdən sonra qəbuledici cihazın girişinə gəlir. Sonra məlumat siqnaldan ayrılır və istehlakçıya ötürülür. Siqnalın fiziki təbiəti elə seçilir ki, o, ötürücü mühitdə minimal zəifləmə və təhriflə yayıla bilsin. Kanal informasiya daşıyıcısı kimi zəruridir, özü məlumat daşımır.
Şəkil 1.
Şəkil 2
Rabitə kanallarının təsnifatı
Təsnifat №1: Rabitə kanallarının bir çox növləri var ki, bunlardan ən çox yayılmışları naqilli rabitə kanalları (hava, kabel, lif və s.) və radio rabitə kanalları (troposfer, peyk və s.). Belə kanallar, öz növbəsində, adətən, giriş və çıxış siqnallarının xüsusiyyətlərinə, habelə siqnalların sönməsi və zəifləməsi kimi kanalda baş verən hadisələrdən asılı olaraq siqnalların xüsusiyyətlərinin dəyişməsinə əsaslanaraq təsnif edilir.
Paylayıcı mühitin növünə görə rabitə kanalları aşağıdakılara bölünür:
· simli;
· akustik;
· optik;
· infraqırmızı;
· radio kanalları.
Rabitə kanalları da aşağıdakılara bölünür:
· davamlı (kanalın giriş və çıxışında - davamlı siqnallar),
· diskret və ya rəqəmsal (kanalın giriş və çıxışında - diskret siqnallar),
· davamlı-diskret (kanal girişində fasiləsiz siqnallar, çıxışda isə diskret siqnallar var),
· diskret-fasiləsiz (kanal girişində diskret siqnallar, çıxışda isə fasiləsiz siqnallar var). Kanallar xətti və qeyri-xətti, müvəqqəti və məkan-zaman ola bilər.
Rabitə kanallarını tezlik diapazonuna görə təsnif etmək mümkündür. İnformasiya ötürmə sistemləri təkkanallı və çoxkanallı ola bilər. Sistemin növü rabitə kanalı ilə müəyyən edilir. Rabitə sistemi eyni tipli rabitə kanalları üzərində qurulursa, onun adı kanalların tipik adı ilə müəyyən edilir. Əks halda, təsnifat xüsusiyyətlərinin təfərrüatları istifadə olunur.
Təsnifat №2 (daha ətraflı): İstifadə olunan tezliklərin diapazonuna görə təsnifat
· Kilometr (DV) 1-10 km, 30-300 kHz;
· Hektometr (HW) 100-1000 m, 300-3000 kHz;
· Dekametr (HF) 10-100 m, 3-30 MHz;
· Metr (MV) 1-10 m, 30-300 MHz;
· UHF (UHF) 10-100 sm, 300-3000 MHz;
· Santimetr (SMV) 1-10 sm, 3-30 GHz;
· Millimetr dalğası (MMW) 1-10 mm, 30-300 GHz;
· Desimilimetr (DMW) 0,1-1 mm, 300-3000 GHz.
Rabitə xətlərinin istiqaməti istiqamətlidir (müxtəlif keçiricilər istifadə olunur): mis keçiricilərə əsaslanan koaksial, bükülmüş cütlər, fiber optik.
çox yönlü (radio bağlantıları); görmə xətti; troposfer; ionosfer məkanı; radiorele (desimetrdə təkrar ötürmə və daha qısa radio dalğaları).
Göndərilən mesajların növünə görə: teleqraf; telefon; məlumat ötürülməsi; faks.
Siqnalların növünə görə: analoq; rəqəmsal; impulslu.
Modulyasiya növünə görə (manipulyasiya) Analoq rabitə sistemlərində: amplituda modulyasiyası ilə; tək yan zolaqlı modulyasiya ilə; tezlik modulyasiyası ilə. Rəqəmsal kommunikasiya sistemlərində: amplituda keçid düyməsi ilə; tezliklərin dəyişdirilməsi ilə; faza keçid açarı ilə; nisbi faza keçid açarı ilə; ton açarı ilə (tək elementlər daşıyıcı dalğa (ton) altında manipulyasiya edilir, bundan sonra manipulyasiya daha yüksək tezlikdə aparılır).
Radiosiqnalın baza dəyərinə görə genişzolaqlı (B>> 1); dar zolaqlı (B»1).
Eyni vaxtda ötürülən mesajların sayı baxımından tək kanallı; çoxkanallı (tezlik, vaxt, kanalların kod bölgüsü);
Mesaj mübadiləsinin istiqaməti birtərəflidir; ikitərəfli.
Mesaj mübadiləsi qaydasına görə, sadə rabitə hər bir radiostansiyanın ötürülməsi və qəbulu növbə ilə həyata keçirilən ikitərəfli radio rabitəsidir; dupleks rabitə - ötürmə və qəbul eyni vaxtda həyata keçirilir (ən səmərəli); yarım dupleks rabitə - ötürülmədən qəbula avtomatik keçidi və müxbirdən yenidən soruşmaq imkanını təmin edən sadə rabitəyə aiddir.
Ötürülən informasiyanın mühafizə üsulları baxımından açıq ünsiyyət; qapalı rabitə (təsnifat).
İnformasiya mübadiləsinin avtomatlaşdırılması dərəcəsinə görə, avtomatlaşdırılmamış - radiostansiyaya nəzarət və mesaj mübadiləsi operator tərəfindən həyata keçirilir; avtomatlaşdırılmış - yalnız məlumat əl ilə daxil edilir; avtomatik - mesajlaşma prosesi operatorun iştirakı olmadan avtomatik cihaz və kompüter arasında həyata keçirilir.
Təsnifat №3 (bir şey təkrarlana bilər):
Məqsədinə görə - telefon - teleqraf - televiziya - radio yayımı.
Ötürmə istiqamətinə görə - simpleks (yalnız bir istiqamətdə ötürmə) - yarım dupleks (hər iki istiqamətdə növbə ilə ötürülmə) - dupleks (hər iki istiqamətdə eyni vaxtda ötürmə).
Rabitə xətlərinin təbiətinə görə - mexaniki - hidravlik - akustik - elektrik (naqilli) - radio (simsiz) - optik.
Rabitə kanalının giriş və çıxışında siqnalların xarakterinə görə - analoq (fasiləsiz) - zaman üzrə diskret - siqnal səviyyəsində diskret - rəqəmsal (həm zamanda, həm də səviyyədə diskret).
Rabitə xəttinə düşən kanalların sayına görə - tək kanallı - çoxkanallı.
BAĞLANTI KANALLARI
1. Rabitə kanalının təsnifatı və xüsusiyyətləri
Link siqnalların (mesajların) ötürülməsi üçün nəzərdə tutulmuş vasitələr toplusudur.
Rabitə kanalındakı məlumat proseslərini təhlil etmək üçün Şəkil 1-də göstərilən ümumiləşdirilmiş diaqramdan istifadə edə bilərsiniz. 1.
Şəkildə. 1Aşağıdakı qeydlər qəbul edilir: X, Y, Z, W- siqnallar, mesajlar ; f- müdaxilə; PM- rabitə xətti; AI, PI- məlumatın mənbəyi və qəbuledicisi; P– çeviricilər (kodlaşdırma, modulyasiya, dekodlaşdırma, demodulyasiya).
Müxtəlif meyarlara görə təsnif edilə bilən müxtəlif kanal növləri var:
1. Rabitə xətlərinin növünə görə: simli; fiber optik kabel;
elektrik xətləri; radio kanalları və s.
2. Siqnalların təbiəti: davamlı; diskret; diskret-fasiləsiz (sistemin girişindəki siqnallar diskret, çıxışda isə davamlıdır və əksinə).
3. Səs-küy toxunulmazlığı: müdaxiləsiz kanallar; müdaxilə ilə.
Rabitə kanalları aşağıdakılarla xarakterizə olunur:
1. Kanal tutumu kanaldan istifadə müddətinin məhsulu kimi müəyyən edilir Tk, kanal tərəfindən ötürülən tezlik spektrinin eni Fk və dinamik diapazon Dk., bu, kanalın müxtəlif siqnal səviyyələrini ötürmə qabiliyyətini xarakterizə edir
Vk= Tk Fk Dk.(1)
Siqnalın kanalla uyğunlaşdırılması şərti:
Vc£ Vk ; Tc£ Tk ; Fc£ Fk ; Vc£ Vk ; DC£ Dk.
2.Məlumat ötürmə sürəti – vaxt vahidi üçün ötürülən məlumatın orta miqdarı.
3. Rabitə kanalının tutumu – xətanın verilmiş dəyəri keçməməsi şərti ilə nəzəri cəhətdən əldə edilən ən yüksək məlumat ötürmə sürəti.
4. Artıqlıq - ötürülən məlumatın etibarlılığını təmin edir ( R= 0¸1).
İnformasiya nəzəriyyəsinin vəzifələrindən biri informasiyanın ötürülmə sürətinin və rabitə kanalının tutumunun kanalın parametrlərindən və siqnalların və müdaxilənin xüsusiyyətlərindən asılılığını müəyyən etməkdir.
Rabitə kanalını obrazlı şəkildə yollarla müqayisə etmək olar. Dar yollar - aşağı tutumlu, lakin ucuzdur. Geniş yollar - yaxşı tutumlu, lakin bahalı. Bant genişliyi darboğaz ilə müəyyən edilir.
Məlumatların ötürülmə sürəti əsasən rabitə kanallarında müxtəlif növ rabitə xətlərinin istifadə olunduğu ötürücü mühitdən asılıdır.
Simli:
1. Simli– bükülmüş cüt (digər mənbələrdən gələn elektromaqnit şüalanmanı qismən boğur). 1 Mbit/s-ə qədər ötürmə sürəti. Telefon şəbəkələrində və məlumatların ötürülməsi üçün istifadə olunur.
2. Koaksial kabel.Ötürmə sürəti 10–100 Mbit/s – yerli şəbəkələrdə, kabel televiziyasında və s.
3.Fiber optik.Ötürmə sürəti 1 Gbit/s.
1-3 mühitlərdə dB-də zəifləmə xətti olaraq məsafədən asılıdır, yəni. güc eksponent olaraq azalır. Buna görə də müəyyən məsafədə regeneratorlar (gücləndiricilər) quraşdırmaq lazımdır.
Radio xətləri:
1. Radio kanalı.Ötürmə sürəti 100-400 Kbps. 1000 MHz-ə qədər radiotezliklərdən istifadə edir. 30 MHz-ə qədər, ionosferin əks olunması səbəbindən, elektromaqnit dalğaları görmə xəttindən kənara yayıla bilər. Lakin bu diapazon çox səs-küylüdür (məsələn, həvəskar radio rabitəsi 30-dan 1000 MHz-ə qədər - ionosfer şəffafdır və birbaşa görünürlük lazımdır). Antenalar hündürlükdə quraşdırılır (bəzən regeneratorlar quraşdırılır). Radio və televiziyadan istifadə olunur.
2. Mikrodalğalı xətlər. 1Gbps-ə qədər ötürmə sürəti. 1000 MHz-dən yuxarı olan radiotezliklərdən istifadə olunur. Bunun üçün birbaşa görünmə və yüksək istiqamətli parabolik antenalar tələb olunur. Regeneratorlar arasındakı məsafə 10-200 km-dir, onlar telefon rabitəsi, televiziya və məlumat ötürülməsi üçün istifadə olunur.
3. Peyk bağlantısı. Mikrodalğalı tezliklərdən istifadə olunur və peyk regenerator kimi xidmət edir (və bir çox stansiyalar üçün). Xüsusiyyətlər mikrodalğalı xətlərlə eynidir.
2. Diskret rabitə kanalının bant genişliyi
Diskret kanal diskret siqnalları ötürmək üçün nəzərdə tutulmuş vasitələr toplusudur.
Rabitə kanalının tutumu – xətanın verilmiş dəyəri aşmaması şərti ilə informasiyanın ötürülməsinin nəzəri cəhətdən mümkün olan ən yüksək sürəti. Məlumat ötürmə dərəcəsi – vaxt vahidi üçün ötürülən məlumatın orta miqdarı. İnformasiyanın ötürülmə sürətinin və diskret rabitə kanalının tutumunun hesablanması üçün ifadələri müəyyən edək.
Hər bir simvolu ötürərkən, orta hesabla, düsturla müəyyən edilmiş məlumat miqdarı rabitə kanalından keçir
I(Y, X) = I (X, Y) = H(X) – H (X/Y) = H(Y) – H (Y/X), (2)
Harada: I (Y,X) - qarşılıqlı məlumat, yəni məzmunda olan məlumatların miqdarı Y nisbətən X;H(X)– mesaj mənbəyinin entropiyası; H(X/Y)– müdaxilə və təhrifin olması ilə bağlı hər simvol üzrə məlumat itkisini təyin edən şərti entropiya.
Mesaj göndərərkən XT müddəti T, ibarət n elementar simvollar, məlumatın qarşılıqlı miqdarının simmetriyasını nəzərə alaraq ötürülən məlumatın orta miqdarı aşağıdakılara bərabərdir:
I(YT, XT)= H(XT) – H(XT/YT) = H(YT) –H(YT/XT) = n . (4)
İnformasiyanın ötürülmə sürəti mənbənin statistik xüsusiyyətlərindən, kodlaşdırma üsulundan və kanalın xüsusiyyətlərindən asılıdır.
Diskret rabitə kanalının bant genişliyi
Maksimum mümkün dəyər, yəni. ehtimal paylanması funksiyalarının bütün dəsti üzərində funksionalın maksimumu axtarılır p (x).
Ötürmə qabiliyyəti kanalın texniki xüsusiyyətlərindən (avadanlığın sürəti, modulyasiya növü, müdaxilə və təhrif səviyyəsi və s.) asılıdır. Kanal tutumunun vahidləri bunlardır: , , , .
2.1 Müdaxiləsiz diskret rabitə kanalı
Rabitə kanalında heç bir müdaxilə yoxdursa, o zaman kanalın giriş və çıxış siqnalları birmənalı, funksional əlaqə ilə əlaqələndirilir.
Bu halda şərti entropiya sıfıra bərabərdir və mənbə və qəbuledicinin qeyd-şərtsiz entropiyaları bərabərdir, yəni. alınan simvolda ötürülən birinə nisbətən orta məlumat miqdarıdır
I(X, Y) = H(X) = H(Y); H(X/Y) = 0.
Əgər HT- hər dəfə simvolların sayı T, onda müdaxiləsiz diskret rabitə kanalı üçün məlumat ötürmə sürəti bərabərdir
Harada V= 1//> – bir simvolun orta ötürmə sürəti.
Müdaxiləsiz diskret rabitə kanalı üçün ötürmə qabiliyyəti
Çünki maksimum entropiya eyni dərəcədə ehtimal olunan simvollara uyğundur, onda ötürülən simvolların vahid paylanması və statistik müstəqilliyi üçün ötürmə qabiliyyəti bərabərdir:
Kanal üçün Şennonun ilk teoremi: Mənbə tərəfindən yaradılan məlumat axını rabitə kanalının tutumuna kifayət qədər yaxın olarsa, yəni.
/> , burada /> ixtiyari olaraq kiçik dəyərdir,
onda siz həmişə bütün mənbə mesajlarının ötürülməsini təmin edəcək kodlaşdırma metodunu tapa bilərsiniz və informasiyanın ötürülmə sürəti kanalın tutumuna çox yaxın olacaqdır.
Teorem kodlaşdırmanın necə aparılacağı sualına cavab vermir.
Misal 1. Mənbə ehtimalları olan 3 mesaj verir:
səh1 = 0,1; səh2 = 0,2 vəsəh3 = 0,7.
Mesajlar müstəqildir və vahid ikili kodda ötürülür ( m= 2 ) simvolunun müddəti 1 ms ilə. Rabitə kanalı üzərində müdaxilə olmadan məlumat ötürmə sürətini təyin edin.
Həll: Mənbə entropiyası bərabərdir
/> [bit/s].
3 mesajı vahid kodda ötürmək üçün iki rəqəm tələb olunur və kod birləşməsinin müddəti 2t-dir.
Orta siqnal ötürmə sürəti
V=1/2 t = 500 .
Məlumat ötürmə sürəti
C= vH= 500 × 1.16 = 580 [bit/s].
2.2 Müdaxilə ilə diskret rabitə kanalı
Biz yaddaşsız diskret rabitə kanallarını nəzərdən keçirəcəyik.
Yaddaşsız kanal əvvəllər hansı siqnalların ötürülməsindən asılı olmayaraq hər bir ötürülən siqnal simvolunun müdaxilə ilə təsirləndiyi kanaldır. Yəni müdaxilə simvollar arasında əlavə korrelyativ əlaqələr yaratmır. “Yaddaşsız” adı o deməkdir ki, növbəti ötürmə zamanı kanal əvvəlki ötürülmələrin nəticələrini xatırlamır.
Müdaxilə olduqda, alınan mesaj simvolunda məlumatın orta miqdarı – Y, ötürülənlərə nisbətən - X bərabərdir:
/> .
Mesaj simvolu üçün XTmüddəti T, ibarət n elementar simvollar qəbul edilmiş simvol mesajında orta məlumat miqdarı - YTötürülənlərlə bağlı - XT bərabərdir:
I(YT,XT) = H(XT) – H(XT/YT) = H(YT) –H(YT/XT) = n = 2320 bps
Davamlı kanalın müdaxilə nəticəsində tutumu düsturla müəyyən edilir
=2322bps.
Sübut edək ki, pik gücündə məhdudiyyəti olan əlavə Qauss səs-küyü ilə yaddaşı olmayan fasiləsiz kanalın informasiya tutumu orta güc üzrə məhdudiyyətin eyni dəyəri ilə eyni kanalın informasiya tutumundan çox deyil.
Simmetrik vahid paylanma üçün riyazi gözlənti/>
Simmetrik vahid paylanma üçün orta kvadrat
Simmetrik vahid paylanma üçün dispersiya
Bu halda, vahid paylanmış proses üçün />.
Vahid paylanma ilə siqnalın diferensial entropiyası
Normal və bərabər paylanmış prosesin diferensial entropiyaları arasındakı fərq dispersiya qiymətindən asılı deyildir.
/> = 0,3 bit/sayı
Beləliklə, normal paylanmalı bir proses üçün rabitə kanalının ötürmə qabiliyyəti və tutumu vahid olandan daha yüksəkdir.
Rabitə kanalının müəyyən edilə bilən tutumu (həcmi).
Vk = TkCk = 10 × 60 × 2322 = 1,3932 Mbit.
Kanalın işləməsinin 10 dəqiqəsində ötürülə bilən məlumatların miqdarını müəyyən edək
/>10× 60× 2322=1,3932 Mbit.
Tapşırıqlar
1. Əlifbadan ibarət mesajlar rabitə kanalı ilə ötürülür x1, x2 Və x3 ehtimallarla səh(x1 )=0,2; səh(x2) =0,3 Və səh(x3 )=0,5 .
Kanal matrisinin forması var:
/> eyni zamanda />.
Hesablayın:
1. İnformasiya mənbəyinin entropiyası H(X) və qəbuledici H(Y) .
2. Ümumi və şərti entropiya H(Y/ X).
3. Ötürülmə zamanı kanalda məlumatın itirilməsi Kimə simvol ( k = 100).
4. Ötürülmə zamanı alınan məlumatların miqdarı Kimə personajlar.
5. İnformasiyanın ötürülmə sürəti, əgər bir simvolun ötürülmə müddəti t= 0,01 ms.
2. Rabitə kanalı üzərindən əlifba simvolları ötürülür x1 , x2 , x3 Və x4 ehtimallarla />. 300 simvolun ötürülməsi zamanı alınan məlumatın miqdarını müəyyən edin, əgər müdaxilənin təsiri kanal matrisi ilə təsvir edilirsə:
3. Kanal matrisinin forması varsa, əlifbanın bərabər ehtimal olunan simvollarını ötürərkən rabitə kanalında məlumat itkisini təyin edin.
Bir simvolun ötürülmə müddəti varsa, məlumat ötürmə sürətini təyin edin t= 0,001 san.
4. Mənbə əlifbasının 1000 simvolunu ötürərkən məlumat itkisini təyin edin x1 , x2 Və x3 ehtimallarla səh/> =0,2; səh/> =0,1 Və səh(/>)=0,7 , kanala müdaxilənin təsiri kanal matrisi ilə təsvir edilirsə:
5. Mənbənin çıxışında simvolların görünmə ehtimalı 600 simvolu ötürərkən alınan məlumatın miqdarını müəyyən edin. X bərabərdir: /> və ötürülmə zamanı müdaxilənin təsiri kanal matrisi ilə təsvir olunur:
6. Əlifba simvollarından ibarət mesajlar rabitə kanalı /> vasitəsilə ötürülür və əlifba simvollarının görünmə ehtimalları bərabərdir: />
Rabitə kanalı aşağıdakı kanal matrisi ilə təsvir olunur:
Bir simvolun ötürülmə vaxtı /> olarsa, məlumat ötürmə sürətini təyin edin Xanım.
7. Siqnallar rabitə kanalı vasitəsilə ötürülür x1 , x2 Və x3 ehtimallarla səh/> =0,2; səh/> =0,1 Və səh(/>)=0,7. Kanala müdaxilənin təsiri kanal matrisi ilə təsvir edilir:
Ümumi şərti entropiyanı və siqnala düşən məlumat itkisinin payını müəyyən edin x1 (qismən şərti entropiya).
8. Rabitə kanalı üzərindən əlifba simvolları ötürülür x1 , x2 , x3 Və x4 ehtimallarla />.
Kanala müdaxilə kanal matrisi ilə müəyyən edilir
Bir simvolun ötürülmə müddəti olduqda rabitə kanalının tutumunu müəyyənləşdirin t= 0,01 san.
500 simvolu ötürərkən qəbul edilən məlumatın miqdarını təyin edin, əgər qəbuledicinin girişində simvolların görünmə ehtimalı varsa Y bərabərdir: /> və ötürülmə zamanı müdaxilənin təsiri kanal matrisi ilə təsvir olunur:
Biblioqrafiya
1 Qrinçenko A.G. İnformasiya nəzəriyyəsi və kodlaşdırma: Dərslik. müavinət. - Xarkov: XPU, 2000.
2 Kupriyanov M.S., Matyushkin B.D. – Rəqəmsal siqnalın işlənməsi: prosessorlar, alqoritmlər, dizayn alətləri. – Sankt-Peterburq: Politexnika, 1999.
3 Hemming R.V. Rəqəmsal filtrlər: Per. ingilis dilindən / Ed. A.M. Traxtman. – M.: Sov. radio, 1980.
4 Siebert W.M. Sxemlər, siqnallar, sistemlər: 2 hissədə / Tərcümə. ingilis dilindən – M.: Mir, 1988.
5 Sklyar B. Rəqəmsal rabitənin nəzəri əsasları və praktik tətbiqi: Trans. ingilis dilindən – M.: Williams nəşriyyatı, 2003. – 1104 s.
6 Kalinin, V.I. Microwave & TelecommunicationTechnology, 2007. CriMiCo 2007. 17th International Crimean ConferenceCild, Sayı, 10-14 Sentyabr. 2007 Səhifə(lər):233 – 234
7 FeerK. Simsiz rəqəmsal rabitə. Modulyasiya və yayılmış spektr üsulları. Per. ingilis dilindən –M.: Radio və Rabitə, 2000.
8 İqnatov V.A. İnformasiya və siqnal ötürülməsi nəzəriyyəsi: Universitetlər üçün dərslik. – 2-ci nəşr, yenidən işlənmiş. və əlavə – M.: Radio isvyaz, 1991;
