МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ФГБОУ ВО «ВГТУ», ВГТУ) Факультет «Радиотехники и электроники» Кафедра «Радиотехника» Специальность « Радиотехника» Презентация по дисциплине: «Информационные технологии» тема: «Каналы информационно-коммуникационных систем» Выполнил студент группы РТ-161: Лялин Д.О. Проверил: Жилин В.В. Воронеж

Общая классификация каналов связи Физические каналы Логические каналы Транспортные каналы Виртуальные каналы Физические каналы используется для передачи и приема информационного сигнала из устройства в устройство, и представляют собой среду передачи сигнала (физическую линию), причем носителем информации является какой- либо из физических параметров (откуда и название), а содержание информации отражается значением этого параметра. Логические каналы по типу передаваемой информации делятся на логические каналы управления и логические каналы трафика. Логические каналы управления используются для передачи различных сигнальных и информационных сообщений. По логическим каналам трафика передают пользовательские данные. Один логический канал управления и один или несколько логических каналов передачи данных образует один транспортный канал. На базе транспортных каналов строятся транспортные сети передачи информации, примером таковой является широко распространенная транспортная сеть SDH. Виртуальные каналы позволяют приложениям в территориально разнесенных локальных компьютерных сетях, объединенных посредством сети общего пользования, работать как внутри локальной сети. Примером таковых является распределенная база данных банка, медицинского страхования и прочих приложений производственного назначения. 2

Примеры физических каналов связи Коаксиальный кабель Витая пара 3 Приземные радиоволны Спутниковые радиоволны Радиорелейные линии связи Оптоволокно

Приземные радиоволны Радиоволны, распространяющиеся в непосредственной близости (в масштабе длины волны) от поверхности Земли, называют приземными радиоволнами. Посредством их осуществляется связь всех наземных объектов. Преимущества перед кабельными каналами: не требуется временные, экономические и материальные затраты на прокладку кабеля, обеспечивается мобильность абонента, более высокая надежность, обусловленная невозможностью повреждения канала связи (вандализм, экскаватор, трещины грунта и пр в кабельных сетях). Благодаря эффектам дифракции (огибания) и отражения, возможна связь между точками, не имеющими прямой видимости. Распространение радиоволн от источника к приемнику вследствие отражения может происходить несколькими путями одновременно. Такое распространение называется многолучевым. Из-за изменений параметров среды и вследствие многократного отражения возникают замирания - изменение уровня принимаемого сигнала во времени. Причиной замирания может быть и интерференция (наложение нескольких, задержанных по времени) радиоволн, то есть в точке прима сигнал может динамично меняться по уровню от нулевого до в несколько раз превышающий сигнал, прошедший по прямой видимости. В зависимости от длины рабочей волны влияние среды (атмосферы) проявляется в большей или меньшей степени. В связи с этим для удобства выбора модели трассы электромагнитные волны делят на диапазоны. 4

Распределение электромагнитных волн по диапазонам Диапазон Длина волны Частота Применение Сверх длинные волны, СДВ км Гц Связь с подводными лодками, геофизические исследования Сверх длинные волны, СДВ км 3-30 кГц Связь с подводными лодками Длинные волны, ДВ1-10 км кГц Радиовещание, радиосвязь Средние волны, СВ м кГц Радиовещание, радиосвязь Короткие волны, КВ м 3 – 30 МГц Радиовещание, радиосвязь, рации Ультракороткие волны (метровые), УКВ 1-10 м МГц Телевидение, радиовещание, радиосвязь, рации Высокие частоты (дециметровые), ВЧ 1-10 дм МГц Телевидение, радиосвязь, мобильные телефоны, рации, микроволновые печи, спутниковая навигация. Крайне высокие частоты (сантиметровые), КВЧ 1-10 см 3-30 ГГц Радиолокация, интернет, спутниковое телевидение, радиосвязь, беспроводные компьютерные сети. Гипервысокие частоты (миллиметровые), ГВЧ 1-10 мм 30 – 300 ГГц Радиоастрономия, высокоскоростная радиорелейная связь, метеорологические радиолокаторы, медицина 5

6 Отражение радиоволн Дифракция радиоволн Свойства радиоволн

Пример применения электромагнитных волн по диапазонам 7

Диапазоны гражданской связи Название Полоса частот Описание «11-метровый», Си-Би, Citizens Band гражданский диапазон 27 МГц С разрешенной выходной мощностью передатчика до 10 Вт «70 см», LPD, Low Power Device маломощные устройства 433 МГц Выделено 69 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,01 Вт; PMR, Personal Mobile Radio персональные рации 446 МГц Выделено 8 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью не более 0,5 Вт. 8

В зависимости от диапазона радиоволны имеют свои особенности и законы распространения: ДВ сильно поглощаются ионосферой, основное значение имеют приземные волны, которые распространяются, огибая планету. Их интенсивность по мере удаления от передатчика уменьшается сравнительно быстро. СВ сильно поглощаются ионосферой днем, и район действия определяется приземной волной, вечером хорошо отражаются от ионосферы и район действия определяется отраженной волной. КВраспространяютсяисключительно посредством отражения ионосферой, поэтому вокруг передатчика существует т. н. зона радиомолчания.Днм лучше распространяются более короткие волны (30 МГц), ночью более длинные (3 МГц). Короткие волны могут распространяться на больших́е рас стояния при малой мощности передатчика. УКВ распространяются прямолинейно и, как правило, не отражаются ионосферой. Легко огибают препятствия и имеют высокую проникающую способность. ВЧ не огибают препятствия, распространяются в пределах прямой видимости. Используются в WiFi, сотовой связи и т. д. КВЧ не огибают препятствия, отражаются большихнством препятствий, распространяются в пределах прямой видимости. Используются для спутниковой связи. Гипервысокие частоты не огибают препятствия, отражаются подобно свету, распространяются в пределах прямой видимости. Использование ограничено. 9

10 Отражение волн в ионосфере

Спутниковые радиоволны Выбор частоты для передачи данных от земной станции к спутнику и от спутника к земной станции не является произвольным. От частоты зависит, например, поглощение радиоволн в атмосфере, а также необходимые размеры передающей и приемной антенн. Частоты, на которых происходит передача от земной станции к спутнику, отличаются от частот, используемых для передачи от спутника к земной станции (как правило, первые выше). Вторым аспектом является значительно большее расстояние от передатчика до приемника – порядка км. В частности это сказывается на размерах приемной антенны, качестве (стоимости) оборудования, задержке распространения сигнала (последнее – актуально для телефонии, видеоконференцсвязи). 11

Радио-релейные линии Под радиорелейной связью понимают радиосвязь, основанную на ретрансляции радиосигналов станциями, расположенными на удалении прямой видимости. Помимо построения магистральных транспортных каналов, нашли применение и в сотовой связи - при объединение базовых станций посредством радиоканалов (как альтернатива кабельному соединению). 12

Спасибо за внимание! 13