Занятие №2 «Связь и ее общие характеристики»

Задание №1.

Тема: «Связь и ее общие характеристики»

Выполнил студент группы 222-ЧС ____________________________

ЗАДАНИЕ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ

Изучить тему занятия №2 «Связь и ее общие характеристики». В рабочей тетраде письменно ответить на вопросы и выполнить задания. Сначала переписать вопрос (задание), затем написать слово ОТВЕТ: и ответь на вопрос или выполнить задание.

Вопросы и здания

1. Что такое информация?

2. Что такое данные?

3. Что такое сигналы?

4. Как передается информация в аналоговой и дискретной формах связи?

5. Каким образом осуществляется связь в общем виде?

6. Выполните таблицу следующей формы:

Основные характеристики связи

Занятие №2 «Связь и ее общие характеристики»

Интеллектуальная деятельность человека, работа технических средств автоматики, связи, компьютерной техники и других устройств связаны с хра­нением, переработкой и передачей различных: речевых, тексто­вых, аудио-, видеоизображений и т. д. Сведения, содержащиеся в таких со­общениях, а также получаемые с помощью средств связи, являются информацией. Информацию, еще не усвоенную и необработанную пользова­телем, циркулирующую в каналах связи, вычислительных системах, устрой­ствах, аппаратуре технических систем, называют данными. Физические воз­мущения в средах, цепях, имеющие вид волновых процессов и обеспечивающие передачу информации, представляют собой сигналы. Со­общения и сигналы подразделяют на непрерывные и дискретные. Непрерыв­ные сигналы называют аналоговыми, дискретные – цифровыми.

Существуют различные виды связи, обеспечивающие передачу ин­формации в аналоговой и дискретной формах. Информация в аналоговой форме передается, как правило, с помощью микрофона и воспринимается абонентом через телефон или громкоговоритель. Информация в дискрет­ной форме передается средствами телеграфной связи и различными систе­мами передачи данных. Факсимильная (фототелеграфная) связь является разновидностью систем передачи данных и обеспечивает передачу непо­движных изображений с помощью специальных фотоэлектромеханических преобразователей.

В общем виде связь осуществляется следующим образом. Отправи­тель посылает сообщение на передающее устройство. Здесь сообщение превращается в электрический сигнал. Между сообщением и сигналом должно быть однозначное соответствие для того, чтобы на приемном устройстве сигнал мог быть снова превращен в сообщение, соответствую­щее переданному. Это обратное превращение выполняется приемником. При этом главным требованием является тождественность (совпадение) принятого и переданного сообщений. На практике выполнить это требова­ние в полной мере не всегда удается из-за наличия искажений (помех). Помехи бывают как внешние, так и внутренние (например, тепловой шум элементов электронной схемы).

Передатчик и приемник связаны между собой линией связи, роль ко­торой может выполнять пара проводов или любая среда, по которой элек­тромагнитные волны распространяются от передатчика к приемнику.

Структурная схема односторонней связи между двумя абонентами приведена на рис. 1.1. Таким образом, в общем виде система связи пред­ставляет собой совокупность технических средств: передатчика, линий связи и приемника, обеспечивающих передачу и прием сообщений.

Рис. 1.1. Структурная схема связи между абонентами

Основным компонентом системы связи является ее сеть, по которой обеспечивается связь между любыми двумя абонентами. Как правило, применяют радиальную структуру сети, при которой абоненты данной территориальной группы соединены линиями связи с коммутационным уз­лом, а узлы – магистральными линиями соответствующей пропускной спо­собности. Структура сети связи должна обеспечивать достаточный запас живучести, т. е. в случае перегрузки или выхода из строя тех или иных участков сети должна предусматриваться возможность направления потока информации по обходным путям.

Важной характеристикой качества связи является достоверность, т. е. соответствие принятого сообщения переданному. Достоверность связи оце­нивается для различных способов передачи информации по-разному. Коли­чественной оценкой достоверности передачи речевых сообщений по сетям телефонной и радиосвязи является артикуляция (разборчивость). Разборчи­вость при телефонной связи определяют величиной затухания тракта между абонентами, уровнем шумов и рядом других показателей, при радиосвязи – отношением уровня полезного сигнала к уровню помех и т. д.

Для оценки достоверности передачи речевой информации применяет­ся фразовая артикуляция (J _a), так как именно фразы содержат в себе закон­ченные мысли. Если фразовая артикуляция будет меньше J _a = 0,9, то або­ненты не смогут установить взаимно понятного контакта, и разговор не состоится. Фразовая артикуляция J _a = 0,9 соответствует слоговой артику­ляции S _а = 0,25, словесной W _a = 0,75, звуковой D _а = 0,64.

Для обеспечения заданной артикуляции при передаче речи к линиям связи предъявляются определенные требования на допустимое значение затухания (ослабление передаваемых электрических сигналов). В соответ­ствии с этими требованиями возможно обеспечение связи между абонен­тами, удаленными друг от друга на расстояние до 20 км по проводу диа­метром 0,5 мм.

Разборчивость речи при использовании громкоговорящей связи (в частности, на месте тушения пожара) считается:

– удовлетворительной, если фразовая разборчивость не ниже 89 %. Разборчивость будет достаточной, если передача информации повторяется несколько раз;

– хорошей, если фразовая разборчивость выше 93 %;

– отличной, если фразовая разборчивость выше 97 %.

При передаче речевой информации по радиоканалам фразовая разбор­чивость характеризуется отношением сигнала к шуму на выходе приемника.

Достоверность при передаче телеграфных сообщений и передаче дан­ных определяется коэффициентом ошибок – средним значением отношения количества неправильно принятых знаков к общему количеству переданных.

Если при передаче текста имеется возможность устранить ошибки по смыслу, то при передаче цифровой информации (если отсутствуют специ­альные устройства) такой возможности нет.

При передаче цифровой информации в сообщение может вноситься определенная избыточность, позволяющая на приемном конце выявить ошибки. Следовательно, объем передаваемых сообщений определяется как

где V ₀– исходный объем сообщений; V _изб– объем вносимой избыточности для определения ошибок на приемном конце; V _пов – объем повторно пе­редаваемой информации при обнаружении ошибки на приемном конце. Объем вносимой избыточности полностью определяется исходным объемом сообщений и способом кодирования.

Другой важной характеристикой связи является эффективность функ­ционирования сети связи, т. е. возможность передачи любого сообщения с заданными временем «чистой» передачи Т _п (полезным временем передачи) и величиной непроизводительных затрат времени Т _н. На показатель эффек­тивности функционирования воздействует ряд случайных факторов: коли­чество поступивших вызовов, свободных и занятых приборов и соедини­тельных путей, поведение абонентов, надежность аппаратуры и т. д. В связи с этим вводится вероятностный показатель, равный отношению

Показатель эффективности при заданном времени передачи информации

Приведенные выражения для эффективности связи пригодны в тех случаях, когда на время доставки (передачи) информации не накладывают­ся какие-либо ограничения.

В пожарной охране на время доставки информации накладывается ограничение, так как превышение времени заданной величины может при­вести к чрезвычайно ощутимым потерям от пожара. Поэтому важной для пожарной охраны является характеристика оперативности связи Q.

Оперативность связи – это вероятность того, что информация от отпра­вителя к получателю будет передана за время, не превышающее заданное:

где Р – вероятность того, что информация может быть передана в течение заданного времени; Т _оп – заданная величина времени, определяющая опера­тивность связи.

Минимальное значение вероятности Q соответствует передаче ин­формации в минимально короткие сроки, т. е. условными потерями време­ни, не превышающими t _т, и при отсутствии явных потерь:

Отсюда следует, что при прочих равных условиях та система связи является лучшей, у которой вероятность передачи информации в мини­мально возможные сроки имеет большее значение.

Сообщение обладает определенным временем ценности Т _ц. Для опера­тивной связи в пожарной охране этот параметр имеет важное значение. Практически вся оперативная информация в условиях организации тушения пожара быстро теряет свою ценность и актуальность. В связи с этим необ­ходимо стремиться к соблюдению условия

Оперативность связи может быть интерпретирована как вероятность передачи информации за время, в течение которого ценность ее положи­тельная Т _оп << Т _ц. Эффективность связи тем выше, чем больше Р _оп при меньшем значении Т _оп. И действительно, чем меньше величина Т _оп, тем, как правило, большую ценность имеет переданная информация, а чем больше при этом вероятность передачи информации за время, не превы­шающее Т _оп, тем больший положительный эффект достигается от исполь­зования данной системы связи.

При установлении связи между абонентами задействовано некоторое количество различных элементов и приборов, обладающих определенной надежностью. Поэтому имеется вероятность того, что на заданном отрезке времени связь может прерваться из-за отказа какого-либо элемента или со­ставного звена системы связи.