ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.01.2026
Просмотров: 167
Скачиваний: 0
Лекция 8. СИСТЕМЫ СВЯЗИ.
8.1. Классификация систем связи
За последнее десятилетие уровень развития территориальных систем связи значительно определил любую другую область телекоммуникаций, ощутимо изменив стиль всей нашей жизни.
Средства связи — это комплект аппаратуры, обеспечивающий взаимное соединение и передачу информации между абонентами. Средства связи могут быть различны между собой. Виды связи в значительной степени зависят от того, как и где расположены элементы системы, которую они обслуживают.
Существуют системы, которые расположены на некоторой ограниченной территории (как правило, в одном помещении или нескольких помещениях, расположенных недалеко друг от друга), для обслуживания их используются локальные средства связи. Они создаются специально для каждого случая и выполняются так, чтобы технически обеспечить взаимодействие элементов системы. Существуют системы, элементы которой расположены на значительных расстояниях. К ним относятся все системы связи, традиционно используемые в быту и на производствах. В таких случаях применяются каналы связи, использующиеся на данной территории. Такие виды связи принято считать территориальными, предназначенными для определенных территорий, или глобальными — для межгосударственных контактов.
Современные территориальные системы связи можно разделить на следующие группы:
— телеграф;
— телефонная связь;
— радиосвязь различных видов;
— индивидуальные соединительные линии связи. Индивидуальные линии создаются специально для систем, используемых на данной территории или в каком-либо помещении, но технически они выполняются как разновидность одного из перечисленных каналов территориальной или локальной связи.
Для оценки возможностей передачи информации рассмотрим конкретно каждый из видов связи.
8.2. Локальная система связи
Данная система связи выполняется как сеть, которая соединяет между собой специально подготовленное оборудование. Такая система связи способна передавать непосредственно ту информацию, которая создается всей аппаратурой, сопряженной с ней. Простейшая сеть из двух компьютеров может быть организована путем прямого соединения между собой установленных в этих компьютерах адаптеров. Расстояние между компьютерами может достигать 300-800 м. Для объединения компьютеров в вычислительную сеть используют технологию "разветвленная звезда".
Для создания более сложной сети применяют пассивные и активные разветвители, которые соединяются между собой в различных сочетаниях.
Расстояние от пассивного разветвителя до компьютера или активного разветвителя — до 60 м. Если пассивные разветвители выполняют только функции разветвления соединений сети, то активные разветвители содержат усилители передаваемого сигнала. Расстояния от компьютера до активного разветвителя или от одного активного разветвителя до другого может достигать 600-800 м.
Всего в одной локальной сети может работать до 255 компьютеров. С учетом возможности последовательного соединения до 10 активных разветвителей протяженность такой цепочки может составлять до 6-8 км (рис. 50).
В тех случаях, когда используются территориальные виды связи, прямая передача сведений, создаваемых вычислительными системами, невозможна, так как такие системы связи по своим техническим характеристикам не способны передавать информацию с компьютера.
Для сопряжения компьютеров с такой сетью применяется следующая специальная аппаратура:
1. Модем — это устройство, позволяющее компьютеру выходить на связь с другим компьютером посредством телефонных линий, т. е. модем может модулировать и демодулировать передаваемое сообщение. При пользовании модемом возможен самый быстрый способ принять документальный материал с одного компьютера на другой без его распечатки. Пересылка файла по модему возможна в течение нескольких минут. При его распечатке пересылка его займет значительно больше времени.
2. Факс-модем — это устройство, позволяющее принимать факсимильные сообщения с выводом их на экран компьютера или с печатью на принтере и передавать документы, подготовленные на компьютере без их распечатки, а также использовать другие возможности телефаксов.
Рис. 50. Пример организации вычислительной сети
8.3. Телеграф
Телеграф — это первый вид электрической связи, позволивший радикально сократить время передачи международных сообщений. Работа по созданию телеграфа велась параллельно во многих странах. Один из первых работоспособных телеграфных аппаратов был продемонстрирован русским дипломатом П. Л. Шеллингом в Санкт-Петербурге в 1832 г.
Телеграфная сеть охватывает практически всю заселенную часть России. Причем во многих случаях она обеспечивает более надежную передачу сообщений, чем телефонная сеть, и является нередко единственным и доступным видом связи для удаленных районов.
Телеграфная сеть строится по иерархическому принципу.
Верхний уровень охватывает промышленные или региональные центры, которые соединены между собой. Средний уровень — областные центры, соединенные по радиальному принципу с районными узлами и между собой. Нижний уровень — это районные узлы, которые соединены по радиальному принципу с телеграфными пунктами.
Сначала в качестве телеграфного кода использовалась азбука Морзе. При переходе на автоматические устройства азбука Морзе была заменена двоичным кодом с фиксированным числом сигналов типа "да"—"нет" или 0; 1. Каждый знак, передаваемый по телеграфу, содержит 7 бит. Первый (стартовый) и затем пять значащих битов имеют длительность по 20 м/сек каждый, седьмой (стоп) бит продолжительностью 30 м/сек (рис. 51).
Рис. 51. Пример современного телеграфного кода
Таким образом, для передачи одного символа (буквы, цифры, знака) требуется 150 м/сек (0,15 сек), следовательно, скорость передачи информации телеграфом составляет ~47 бит/сек. Страница текста форматом А4 (2000 — символов текста) по телеграфу будет передаваться ~300 сек (5 мин). Такая же страница по факсимильной связи может передаваться менее 10-15 сек. (скорость передачи 9600 бит/сек). Это служит одним из существенных недостатков телеграфной связи.
Для ускорения передачи телеграфных сообщений в начале 30-х гг. была создана сеть абонентских телеграфов — телекс. Для передачи сообщений в этом случае используются различные сокращения и упрощения конструкции фраз. Но скорость передачи сообщений с использованием телекса все равно значительно ниже по сравнению с факсимильной связью.
8.4. Телефонная связь
Первая телефонная связь, изобретенная Александром Беллом, была продемонстрирована в 1876 г. в США. В настоящее время этот вид связи превратился в глобально разветвленную систему. С помощью нее передаются речевые сообщения, осуществляется факсимильная связь, передается электронная почта.
Телефонная сеть представляет собой систему узлов коммутаций. Для каждого отдельного случая это — автоматическая телефонная станция (АТС), кабельная сеть и абонентские телефоны. Система узлов коммутации строится по иерархическому принципу. На нижнем уровне располагаются индивидуальные абоненты, соединенные с узлом связи (АТС) по радиальному принципу. На верхнем у^вне каждая АТС соединяется с другой. В промежуточных уровнях используется смешанный тип соединения. Таким образом, по мере движения вверх зона обслуживания каждого абонента расширяется, но количество обслуживающих АТС растет (рис. 52), что отрицательно влияет на качество связи.
Рис. 52. Иерархическая структура узлов телефонной сети
В простейшем случае, если вызывающий и вызываемые абоненты находятся в одном или соседнем городских районах, соединение может осуществляться через одну АТС. Если же обслуживается междугородное или международное сообщение, количество задействованных АТС растет. В частности, при связи абонентов А и Б, расположенных в разных странах, передачу информации обеспечивают все АТС системы на линии между этими абонентами. Чтобы оценить возможности такой связи, рассмотрим телефонную сеть Москвы, которая является наиболее телефонизированным городом России. В среднем здесь на 100 семей имеется 98 телефонов, а на 100 человек населения — 48 телефонов.
Первые 800 телефонов в Москве были установлены в 1882 г. Обслуживались они одной ручной телефонной станцией. К 1916 г. Московская телефонная сеть содержала уже 60000 номеров. Сейчас в Москве насчитывается уже около 5 млн. телефонов, но обслуживаются эти телефоны в основном устаревшими электромеханическими АТС. Электронные АТС составляют всего 10% от общего количества.
По улицам Москвы протянуто огромное количество кабелей всех типов общей протяженностью в 60 000 км (т. е. в 1,5 больше экватора Земли), значительная часть которых эксплуатируется уже многие десятилетия. Все это в целом негативно влияет на качество передачи сообщений. Внедрение достижений в области электроники за последнее десятилетие позволило применить целый ряд технических решений и усовершенствований как телефонных аппаратов, так и АТС.
Ранее в основном осуществлялся дисковой набор номера, т. е. импульсное кодирование, сейчас происходит клавишный набор номера, т. е. тональное кодирование. Это усовершенствование в значительной степени сокращает время набора номера и имеет большие преимущества при телефонных вызовах в экстремальных ситуациях. Такие преимущества не могут быть полностью реализованы в том случае, когда телефон с клавишным набором номера взаимодействует с электромеханической АТС.
В целом ряде случаев положительный эффект может достигаться при эксплуатации электронного оборудования в сочетании с имеющейся телефонной сетью. Например, большинство наших учреждений используют, как правило, городскую телефонную сеть и имеют свою внутреннюю АТС. Применение в таком случае электронной офисной АТС в значительной степени повышает эффективность связи учреждения. В этом случае появляется целый ряд благоприятных возможностей связи, к которым относятся следующие:
— многосторонняя конференц-связь;
— гибкое направление входящих вызовов на различные аппараты;
— перенаправление вызова со своего аппарата на другой;
— поисковый вызов по всем аппаратам;
— выход на внешнюю линию и др. Имеются также системы абонентского уплотнения, применение которых обеспечивает пропускную способность используемых телефонных линий. Такая система включает в свой состав два полу комплекта — станционный, устанавливаемый поблизости от АТС, и абонентский, устанавливаемый у абонента
(рис. 53).
Рис. 53. Пример конфигурации системы уплотнения
Абонентский полукомплект объединяют от четырех до восьми телефонных каналов. Он соединяется одним каналом со станционным полу комплектом. Причем разговор может вестись одновременно по всем телефонам.
Станционный полукомплект соединяет все действующие каналы с АТС. Абонентские комплекты могут быть удалены от станционных на расстояние до 120 км, а телефоны от абонентских комплектов до 6 км.
Как видно из приведенных примеров, современные усовершенствования телефонной сети позволяют максимально обеспечить удобство ее использования и повысить пропускную способность с минимальным увеличением дополнительного количества кабельных линий.
Однако, несмотря на высокую надежность телефонной сети и большие ее возможности, есть два обстоятельства, которые в некоторой степени ограничивают ее применение.