Понятие канала электросвязи. КТЧ. Классификация линий связи

Канал связи- это 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, представляет только физическую среду распространения сигналов, например, физическую линию связи.От источника сообщения (говорящего человека) сообщение (речь) поступает на вход передающего устройства (микрофон). Передающее устройство преобразует сообщение в сигналы, которые поступают на вход канала связи. На выходе канала связи приемное устройство (телефонный капсюль) по принятому сигналу воспроизводит переданное сообщение, последнее воспринимается приемником сообщения (слушающим человеком). Передатчик, канал связи, и приёмник формируют систему передачи информации или систему связи.

КТЧ(канал тональной частоты) Канал тональной частоты (КТЧ) (англ. voicefrequencycircuit) — это совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающая передачу электрических сигналов связи в эффективно передаваемой полосе частот (ЭППЧ) 0,3 — 3,4 кГц. В телефонии и связи часто используется аббревиатура КТЧ. Канал тональной частоты является единицей измерения ёмкости (уплотнения) аналоговых систем передачи (например, K-24, K-60, K-120). В то же время для цифровых систем передачи (например, ИКМ-30, ИКМ-480, ИКМ-1920) единицей измерения ёмкости является основной цифровой канал.

Эффективно передаваемая полоса частот — полоса частот, остаточное затухание на крайних частотах которой отличается от остаточного затухания на частоте 800 Гц не более чем на 1 Нп при максимальной дальности связи, свойственной данной системе.Ширина ЭППЧ определяет качество телефонной передачи, и возможности использования телефонного канала для передачи других видов связи. В соответствии с международным стандартом для телефонных каналов многоканальной аппаратуры установлена ЭППЧ от 300 до 3400 Гц. При такой полосе обеспечивается высокая степень разборчивости речи, хорошая естественность её звучания и создаются большие возможности для вторичного уплотнения телефонных каналов.                                                                Классификация линий связи.Под линией связи будем понимать любую физическую среду (воздух, металл, магнитную ленту и т.п.), обеспечивающую поступление сигналов от передающего устройства к приемному. В компьютерных сетях вместо термина линия связи используют понятие линия передачи данных. Сигналы на выходе линии связи могут отличаться от переданных вследствие затухания, искажения и воздействия помех.В зависимости от среды, в которой распространяются сигналы, различают два основных типа линий связи: - проводные (направляющие линии связи); - беспроводные (радиолинии и линии связи по инфракрасному лучу, (больше длины красного цвета =0,7 мкм, частота < 4 10⁵ГГц), а в последнее время и по лучу лазера);

Проводной называется линия связи, в которой информационные сигналы распространяются вдоль искусственной направляющей среды – устройства непрерывной конструкции, способного передавать электромагнитную энергию в заданном направлении. В зависимости от вида направляющей среды проводные линии связи подразделяют на: - воздушные; - кабельные; - волноводные; - световодные или волоконно-оптические;

В компьютерных сетях в качестве линий передачи данных применяются

• витая пара проводов, twistedpair (экранированная STP (shielded) – сравнительна дорога, применяется редко и неэкранированная UTP (unshielded) категорий 3-5. В последнее время созданы UTP категорий 6 и 7),
• коаксиальный кабель (тонкий RG-58, диаметром 6,25 мм, иногда его называют CheaperNet или ThinNet – в современных сетях не используется и толстый ThickNet, диаметром 12,5 мм RG-8, RG-11)
• оптоволоконный кабель (одномодовый SMF (singlemodefiber) и многомодовый MMF (multi)). Конструкция световода - кварцевый сердечник диаметром 10 мкм, покрытый отражающей оболочкой с внешним диаметром 125...200 мкм.УС – усилитель; ИНС – искусственная направляющая среда.Так как в направляющей среде любой сигнал ослабляется (затухает), в проводных линиях связи предусмотрено многократное усиление сигнала. Каждый из n усилителей (для ЛВС – повторитель, repeater) располагается на усилительном пункте, расстояние между которыми зависит от вида и параметров направляющей среды.Затухание (attenuation) или более точно погонное затухание в линиях связи определяется потерями мощности сигнала, например на нагрев (для кабельных линий) или на поглощение и рассеивание излучения (для оптических волокон) и измеряется децибелами на км: затухание соответствует падению амплитуды сигнала в 10 раз. Затухание в 3 дБ/км означает уменьшение мощности в 2 раза, а уменьшение амплитуды сигнала в 2 раза соответствует затухание 6 дБ/км. Возможно усиление сигнала, мощность которого упала в 10000 раз (т.е. после затухания в 40 дБ).При заданной длине можно говорить о полосе пропускания (полосе частот) линии связи. Полоса пропускания связана со скоростью передачи информации.В высокоскоростных ЛВС на неэкранированной витой паре UTP длины соединений обычно не превышают 100 м. Затухание на частоте 100 МГц и при длине 100 м составляет около 24 дБ, при 10 МГц и 100 м - около 7 дБ..Типичные характеристики ВОЛС: работа на волнах 0,85...1,55 мкм, затухание 0,7 дБ/км, полоса частот - до 2 ГГц; ориентировочная цена - 4...5 долл. за 1 м. Предельные расстояния D для передачи данных по ВОЛС (без ретрансляции) зависят от длины волны излучения λ: для λ =850 нм – D=5км, а для λ=1300 нм D=50 км, но аппаратурная реализация дороже.Радиолинией называется линия связи, в которой сигналы передаются в открытом пространстве (космос, воздух, земля, вода) с помощью радиоволн – волн с частотами до 3·10¹² Гц (3000 ГГц или 3 ТГц (терагерц)). Радиолинии не имеют искусственной направляющей среды.Радиолинии классифицируются по виду используемых радиоволн, их длине или частоте. Такая классификация приведена в ГОСТ 23375-80. В частности,

• Декаметровые (короткие) волны или высокие частоты (ВЧ) 3-30 МГц (100-10 м) – радиовещание;
• Метровые (ультракороткие УКВ) волны или очень высокие частоты (ОВЧ) 30-300 МГц (10-1 м) – радиовещание, телевидение;
• Дециметровые волны или ультравысокие частоты (УВЧ) 300 МГц –3 ГГц (100-10 см) – сотовая телефонная связь, телевидение, спутниковая связь,ЛВС;
• Сантиметровые волны или сверхвысокие частоты (СВЧ) 3-30 ГГц (10-1 см) – радиорелейные линии, спутниковая связь, ЛВС
• Миллиметровые волны или крайне высокие частоты (КВЧ) 30-300 ГГц (10-1 мм) – ЛВСЧем выше рабочая частота, тем больше емкость (число каналов) системы связи, но тем меньше предельные расстояния, на которых возможна прямая передача между двумя пунктами без ретрансляторов. Первая из причин и порождает тенденцию к освоению новых более высокочастотных диапазонов.Линии радиосвязи могут состоять из нескольких или многих отрезков (интервалов), в пределах которых передача сигналов обеспечивается по схеме 1.3. Сигналы из одного пункта принимаются в другом, усиливаются и передаются далее и т.д.В зависимости от способов (путей) распространения радиоволн и типов используемых радиосредств радиолинии делят на:

• радиорелейные (прямой видимости) – 15-23 ГГц, расстояние между соседними станциями до 50 км;
• тропосферные (радиорелейные тропосферные) – 0,3-5 ГГц (тропосфера- нижняя часть атмосферы 10-12 км);
• ионосферные (ионосфера – ионизированная часть атмосферы 50-200 км);

спутниковые (например, глобальная спутниковая телефонная сеть "Глобалстар" с низкоорбитальными спутниками, система спутниковой связи Runnet с геостационарными спутниками "Радуга")                  В локальных компьютерных беспроводных сетях используются в основном радиоволны частотой от одного до нескольких гигагерц

(например, RadioЕthernet) или в условиях высоких уровней электромагнитных помех инфракрасное излучение.