Доклад по информатике на тему _Каналы связи_. Понятие канала связи

• Название: Понятие канала связи
• Дата: 10.03.2022
• Размер: 0.54 Mb.
• Имя файла: Доклад по информатике на тему _Каналы связи_.docx
• Тип: Документы; #390278

Оглавление

Введение 2

1.Понятие канала связи 2

2. Основные характеристики каналов связи 3

3. Классификация каналов связи 3

По способу кодирования 4

Сравнение цифрового и аналогового сигналов 5

По способу коммуникации 6

По способу передачи информации 7

4. Сравнительная характеристика каналов связи 11

Выводы 12

Список литературы 13

Введение

Для того чтобы передавать различную информацию, изначально должна быть создана среда ее распространения, которая представляет собой совокупность линий, или же каналов передачи данных со специализированным приемо-передающим оборудованием.

Линии, или же каналы связи, представляют собой связующее звено в любой современной системе передачи данных, и с точки зрения организации подразделяются на два основных типа – это линии и каналы. Линия связи представляет собой множество кабелей или же проводов, при помощи которых объединяются пункты связи между собой, а абоненты объединяются с ближайшими узлами. При этом каналы связи могут быть созданы самым разным образом в зависимости от особенностей определенного объекта и схемы.

Целью данного исследования является изучение каналов связи и принципа их работы

Для достижения поставленной цели нужно выполнить следующие задачи:

• 
  Дать понятие канал связи
  
• 
  Рассмотреть основные характеристики каналов связи
  
• 
  Рассмотреть классификацию каналов связи
  
• 
  Сделать сравнительный анализ
  

Сегодня, в эру информационных технологий, когда вокруг происходит передача большого количества данных от одного источника к другому, данный вопрос актуален как никогда.

1.Понятие канала связи

Канал связи - это та среда, при помощи которой и передается информация.

Когда нам нужно передать какую-либо информацию, например, отправить другу фотографию, песню, фильм, то все это происходит с использованием каналов связи.

Канал связи всегда состоит из трех компонентов:

1. 
   Передающее устройство
   
2. 
   Приемное устройство
   
3. 
   Среда передачи информации
   

Сейчас, когда из-за карантина, всем мы вынуждены заниматься дистанционно, то это все происходит тоже благодаря каналам связи.

Но большинство из нас даже и не задумывалось о том, что представляют из себя каналы связи, как они работают, какие бывают, какие имеют характеристики.

Для начала, рассмотрим основные характеристики каналов связи.

2. Основные характеристики каналов связи

Пропускная способность канала — максимальная скорость передачи информации по каналу связи в единицу времени. Пропускная способность канала равна количеству информации, которое может передаваться по нему в единицу времени. Обычно пропускная способность измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с. Однако иногда в качестве единицы используется байт в секунду (байт/с) и кратные ему единицы Кбайт/с и Мбайт/с.

Надежность канала связи заключается в том, как долго прослужит тот или иной канал связи. Какова его защищенность от внешних факторов, например, от погоды, какова его защищенность от вандализма и других разрушений.

Стоимость каналов связи напрямую зависит от его типа и используемых материалов.

Возможность развития каналов связи заключается в их возможности к расширению, усовершенствованию и увеличению.

3. Классификация каналов связи

Классифицировать каналы связи можно по множеству различных критериев. В данном исследовании остановимся на классификации по трем критериям:

• 
  По способу кодирования информации (цифровые и аналоговые)
  
• 
  По способу коммуникации (выделенные и коммутируемые)
  
• 
  По способу передачи информации
  

По способу кодирования

По способу кодирования информации каналы связи делятся на цифровые и аналоговые.

Многие сети общего пользования традиционных операторов (фиксированная телефонная связь) являются в основном аналоговыми. Сети связи, создаваемые новыми операторами — цифровые, что обеспечивает внедрение современных служб и гарантирует перспективность этих сетей.

Тремя главными типами таких каналов передачи данных являются радиосвязь, связь в микроволновом диапазоне и инфракрасная связь.

Радиосвязь

Технологии радиосвязи (Radio Waves) пересылают данные на радиочастотах и практически не имеют ограничений по дальности. Она используется для соединения локальных сетей на больших географических расстояниях.

Связь в микроволновом диапазоне

Передача данных в микроволновом диапазоне (Microwaves) использует высокие частоты и применяется как на коротких расстояниях, так и в глобальных коммуникациях. Их главное ограничение заключается в том, что передатчик и приемник должны быть в зоне прямой видимости друг друга.

Инфракрасная связь

Инфракрасные технологии (infrared transmissions), функционирующие на очень высоких частотах, приближающихся к частотам видимого света, могут быть использованы для установления двусторонней или широковещательной передачи на близких расстояниях.

Сравнение цифрового и аналогового сигналов

Сигнал радиостанции телецентра или мобильной связи может передаваться в цифровой и аналоговой форме. Например, звук и изображение, это аналоговые сигналы. Микрофон и камера воспринимают окружающую действительность и преобразуют в электромагнитные колебания. Частота колебаний на выходе зависит от частоты звука и света, а амплитуда передачи от громкости и яркости.

Изображение и звук, преобразованные в электромагнитные колебания, распространяются в пространство передаточной антенной. В приемнике идёт обратный процесс – электромагнитных колебаний в звук и видео.



Рисунок 1 – принцип работы аналогового и цифрового сигнала

Распространению электромагнитных колебаний в эфире препятствуют облака, грозы, рельеф местности, промышленные электронаводки, солнечный ветер и прочие помехи. Частота и амплитуда нередко искажаются, и сигнал от передатчика к приемнику приходит с изменениями.

Голос и изображение аналогового сигнала воспроизводятся с искажениями, вызванными помехами, а фоном воспроизводится шипение, хрипы и цветовое искажение. Чем хуже прием, тем отчетливее эти посторонние эффекты. Но если сигнал дошёл, его хоть как то видно и слышно.

Пример аналогового и цифрового сигнала

Наглядным примером отличия двух типов сигналов может служить сравнение старой проводной телефонной и современной сотовой связи.

Проводная телефония не всегда хорошо работает даже в пределах одного населённого пункта. Звонок на другой конец страны это испытание голосовых связок и слуха. Нужно докричаться и прислушаться к ответу. Шумы и помехи отфильтровываем ушами, недостающие и искаженные слова додумываем сами. Хоть и плохой звук, но есть.

Звук в сотовой связи отлично слышно даже с другого полушария. Оцифрованный сигнал передаётся и принимается без искажений. Но и он не без изъянов. Если случаются сбои, то звук не слышен вовсе. Выпадают буквы, слова и целые фразы. Хорошо, что это бывает редко.

По способу коммуникации

Под коммутируемыми каналами понимают каналы, которые заводятся на местную или городскую АТС. До недавнего времени это были одни из самых распространенных каналов связи. Традиционно по ним работают через телефонные модемы. В наше время эти физические пары могут использоваться для передачи по Х – DSL технологиям.

На базе проложенных кабелей связи можно организовать выделенный канал. Это дорогое в техническом плане решение.

Параметр	Коммутируемый канал	Выделенный канал
Стоимость	Дешевый	Дорогой
Защищенность канала	Низкий уровень защиты	Высокий уровень защиты
Уровень помех	Высокий	Помех практически нет
Скорость в канале	Не высокая скорость передачи данных	Высокая скорость передачи данных
Широта распространения	Широкое распространение	Узкое распространение

Таблица 1 – сравнительная характеристика коммутируемого и выделенного каналов связи

По результатам сравнения становится очевидно, что выделенные каналы превосходят во всем своего предшественника, единственным недостатком является то, что стоимость такого канала значительно выше. Соответственно широта распространения выделенных каналов значительно меньше, нежели коммутируемых.

По способу передачи информации

Проводные каналы связи включают в себя массу параллельных или же скрученных медных проводов, волоконно-оптических линий связи, а также специализированных коаксиальных кабелей. Если рассматривать, какие каналы связи используют кабеля, стоит выделить несколько основных:

• 
  Витая пара. Обеспечивает возможность передачи информации на скорости до 1 Мбит/с.
  
• 
  Коаксиальные кабели. К этой группе относятся кабели формата TV, включая как тонкий, так и толстый. В данном случае скорость передачи данных уже достигает 15 Мбит/с.
  
• 
  Оптоволоконные кабели. Наиболее современный и производительный вариант. Каналы связи передачи информации данного типа предусматривают скорость около 400 Мбит/с, что значительно превышает все остальные технологии.
  

Витая пара

Представляет собой изолированные проводники, которые между собой попарно свиваются для того, чтобы значительно снизить наводки между парами и проводниками. Стоит отметить, что на сегодняшний день существует семь категорий витых пар:

• 
  Первая и вторая применяются для того, чтобы обеспечить низкоскоростную передачу данных, причем первая представляет собой стандартный, хорошо известный всем телефонный провод.
  
• 
  Третья, четвертая и пятая категории используются для обеспечения скоростей передачи до 16, 25 и 155 Мбит/с, при этом разные категории предусматривают различную частоту.
  
• 
  Шестая и седьмая категории являются наиболее производительными. Речь идет о возможности передачи данных на скорости до 100 Гбит/с, что представляет собой самые производительные характеристики каналов связи.
  

Рисунок 2 – строение витой пары

Коаксиальный кабель

Специализированный медный проводник заключается внутрь цилиндрической экранирующей защитной оболочки, которая вьется из достаточно тонких жилок, а также является полностью изолированной от проводника при помощи диэлектрика. От стандартного телевизионного кабеля такой отличается тем, что в нем присутствует волновое сопротивление. Через такие информационные каналы связи данные могут передаваться на скорости до 300 Мбит/с.



Рисунок 3 – строение коаксиального кабеля

Оптоволоконные кабели

Данный кабель составляется из специализированного кварцевого сердечника, диаметр которого составляет всего лишь 10 микронов. Этот сердечник окружается уникальной отражающей защитной оболочкой, внешний диаметр которой составляет около 200 микрон. Передача данных осуществляется посредством трансформации электрических сигналов в световые, используя, к примеру, какой-нибудь светодиод. Кодирование данных осуществляется посредством изменения интенсивности светового потока.



Рисунок 4 – структура оптоволоконного кабеля

Используя оптоволоконный кабель, есть возможность одновременной организации работы сразу нескольких сотен тысяч телефонных, видеотелефонных, а также телевизионных каналов. Если говорить о других преимуществах, присущих таким кабелям, стоит отметить следующие:

• 
  Предельно высокая сложность несанкционированного подключения
  
• 
  Максимально высокая степень защиты от каких-либо возгораний
  
• 
  Достаточно высокая скорость передачи данных.
  

Спутниковые каналы связи

Спутниковые системы предусматривают использование специализированных антенн СВЧ-диапазона частот, которые используются для приема радиосигналов от каких-либо наземных станций, и потом ретранслируют полученные сигналы обратно на другие наземные станции. Стоит отметить, что такие сети предусматривают использование трех основных видов спутников, располагающихся на средних или низких, а также геостационарных орбитах. В преимущественном большинстве случаев принято запускать спутники группами, так как, разносясь друг от друга, с их помощью обеспечивается охват всей поверхности нашей планеты.



Рисунок 5 – принцип работы спутниковых каналов связи

Bluetooth

Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как персональные компьютеры (настольные, карманные, ноутбуки), мобильные телефоны, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры на надёжной, недорогой, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи.

Bluetooth позволяет этим устройствам общаться, на расстоянии от 1 до 100 метров друг от друга (дальность сильно зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.



Рисунок 6 – устройства, работающие с Bluetooth

4. Сравнительная характеристика каналов связи

Тип связи	Скорость (МГбит/сек)	Помехоустойчивость	Стоимость
Витая пара	10 -100	Низкая	Низкая
Коаксиальный	До 10	Высока	Высокая
Телефонная Линия	1-2	Низкая	Низкая
Оптоволоконный кабель	10 - 400	Абсолютная	Высокая

Таблица 2 – сравнительная характеристика каналов связи

Выводы

Подводя итоги данного исследования можно сказать, что все мы в своей жизни используем разнообразные каналы связи. Например, ТВ, интернет, передача данных по блютуз и многое другое.

Отдельно следует сказать именно о выборе канала связи для сети интернет, на нашем примере дома. Исходя из сравнительной характеристики наилучшим вариантом будет оптоволоконный кабель, но в тоже время это самый дорогой вариант. Для бюджетного варианта лучше подойдет витая пара или коаксиальный кабель.

Список литературы

1. 
   Смелянский Р. Л. Компьютерные сети. В 2 томах. Том 1. Системы передачи данных; Академия - Москва, 2011. - 304 c.
   
2. 
   Смирнов А. А., Чемерисов А. Ю., Набродов П. А. Принципы построения инфокоммуникационных систем для обработки и передачи параллельных данных; Альфа Принт - Москва, 2009. - 168 c.
   
3. 
   Шубин В. И., Красильникова О. С. Беспроводные сети передачи данных; Вузовская книга - Москва, 2012. - 104 c.