Засоби зв'язку комп’ютеризованих систем
Зміст
Вступ
1. Структура системи електрозв'язку
2. Класифікація мереж зв'язку
3. Характеристика мереж зв'язку
Вступ
Для забезпечення абонентів основними видами електрозв'язку,створення спеціалізованих мереж передачі даних і їхня незалежна експлуатація присучасних відстанях зв'язку й обсягах переданої інформації були б непомірно дорогим.Природним розв'язанням є створення загальної для усіх видів зв'язку мережі типовихканалів передачі і групових трактів, яка охоплює всі пункти введення і виведенняінформації та є основою для телефонної, телеграфної і всіх інших мереж. Історичнотакий принцип став базою побудови всіх мереж зв'язку: міжнародних, національнихі в тому числі відомчих. Звідси ж випливають поняття первинних і вторинних мереж.
Первинною мережею називається сукупність мережнихвузлів, мережних станцій і з'єднувальних ліній передачі. На мережних станціях формуютьсяканали передачі і групові тракти, здійснюється їхній транзит у первинні мережі нижчогорангу і у вторинні мережі. Мережні вузли служать для транзитного з'єднання каналівпередачі і групових трактів, утворених на лініях, що примикають до вузла передачі.Звичайно мережні станції містять також елементи мережних вузлів, періодично виконуючиїхні функції і навпаки.
Вторинна мережа являє собою сукупність комутаційнихстанцій, вузлів комутації, кінцевих абонентських пристроїв і каналів вторинної мережі,що утворені на базі каналів первинної мережі. Вторинні мережі іменуються за видомзв'язку, який вони забезпечують: телефонна мережа, телеграфна мережа, мережа передачіданих, факсимільна (фототелеграфна) мережа, мережа передачі газет, мережа звуковогоповідомлення, відеотелефонна мережа, мережа телевізійного повідомлення, а такожмережі спеціального призначення. За способом експлуатації вторинні мережі поділяютьсяна ті, що комутуються (канали даються абонентам тільки під час передачі повідомлення),і ті, що не комутуються (канали закріплені за абонентами). Ці способи використовуютьсяспільно.
Типові канали ТЧ і групові тракти, перелік і основніпараметри яких були дані вище, створюються в первинній мережі і передаються вторинниммережам, де вони або використовуються безпосередньо, як, наприклад, канали ТЧ длятелефонного зв'язку, або з них формуються канали для необхідного виду зв'язку, наприклад,телеграфні канали. Тому мережний тракт, у загальному випадку, являє собою типовийгруповий тракт чи декілька послідовно з'єднаних типових групових трактів із включеноюна вході і виході апаратурою утворення тракту. При наявності транзитів, тракт називаютьскладеним, а при їхній відсутності — простим, причому під транзитом розумієтьсяз'єднання однойменних трактів і каналів, що забезпечує проходження сигналів електрозв'язкубез зміни смуги чи частот швидкості передачі. У випадку, коли в складеному мережномутракті є ділянки, організовані як у провідних, так і в радіорелейних системах передачі,тракт називають комбінованим, а залежно від методу передачі сигналів тракту — аналоговимчи цифровим. Утворення і перерозподіл мережних трактів, типових каналів і типовихфізичних ланцюгів, а також надання їх вторинним мережам і окремим організаціям здійснюєтьсяв мережному вузлі.
З позицій економічної ефективності мережу доцільнобудувати за радіальним принципом, при якому мережні станції МС з'єднуються між собоючерез один мережний вузол (MB), забезпечуючи мінімальне значення загальної довжиниліній при їхній максимальній ємності. Однак надійність такої мережі не може бутивисокою, у зв'язку з чим нерідко використовується структура мережі типу решітки,що характеризується більшою надійністю, але гіршою економічністю. Тому на практицізнаходять компромісне рішення у вигляді з'єднання радіальної і решіткової структур.
1. Структура системи електрозв'язку
Системою зв'язку називають сукупність станцій,вузлів і ліній зв'язку, з'єднаних між собою у визначеному порядку, що відповідаєорганізації керування об'єктами і характеру виконуваних задач. Це комплекс засобівзв'язку, що взаємодіють на основі таких принципів, як організаційно-технічна єдністьі автоматизація. Ці принципи використані при створенні системи зв'язку України.
Під час побудови цієї системи враховано, що визначенітехнічні засоби беруть участь у процесі передачі незалежно від виду переданих повідомлень,тобто є загальними. Технічно ці засоби виділені до складу окремих структурних елементів:вузлів зв'язку, ліній передачі і мережних трактів. Сукупність цих елементів, щорозповсюджені по всій території країни, утворює первинну мережу. Не вдаючись покив подробиці характеристики названих елементів, зазначимо, що вони дозволяють організуватимережу каналів передачі і групових трактів. Кожний канал і груповий тракт забезпечуєпередачу сигналів або у визначеній смузі частот, або у визначений проміжок часу.
Топологічна структура первинної мережі визначаєтьсяадміністративним поділом території країни, яка поділена на зони, Що збігаються,як правило, з територією областей. Відповідно До Цього первинна мережа також складаєтьсяз окремих частин. Частина мережі, що з'єднує між собою канали різних зонових мережна всій території країни, складає магістральну первинну мережу.
На рисунку 1 зображена взаємодія первинної і вторинноїмереж зв'язку. На схемі наведені дві зони, на території кожної з якої виділені подва міста і одному сільському району. Одне місто обласного значення (центр зони),а інше — районного. Елементами первинної мережі є вузли (ВУЗ) і лінії зв'язку (1,2,3).
Місцеві первинні мережі утворені лініями зв'язку1 і частиною устаткування ВУЗ. На території кожної зони показано три місцеві первиннімережі. Внутрішньозонові первинні мережі представлені відповідним устаткуваннямВУЗ і лініями зв'язку 2. Сукупність місцевих первинних мереж однієї зони і її внутрішньозоновоїмережі утворюють зонову первинну мережу. Магістральна первинна; мережа зображенадвома ВУЗ і лініями зв'язку 3. Основне призначення вузлів зв'язку складається зорганізації типових каналів і групових трактів, у з'єднанні однойменних каналіві групових трактів різних ліній зв'язку, а також у наданні цих каналів вторинниммережам.
/>
Рис.1 Взаємодія первинної і вторинної мереж
Вузли зв'язку поділяються на магістральні, внутрішньозоновіі місцеві. Магістральні вузли створюються на перетині магістральних ліній зв'язкуі розміщуються в обласних центрах. На рисунку 1 показано вторинні мережі ЄАСЗ: телефонної,телеграфної, мережі передачі даних і телетекса. Вторинна телефонна мережа представленасукупністю сільських і міських мереж АТС, розташованих на територіях сільських районіві міст, каналів зв'язку первинної мережі й кінцевих пристроїв — телефонних апаратів(ТА).
Аналогічно побудована вторинна телеграфна мережа.Вона представляє собою сукупність телеграфних мереж (ТГ) міст, телеграфних пунктів(Т), сільських районів і каналів, виділених для передачі сигналів з первинної мережі,що одержала назву телекс. Мережа передачі даних для зв'язку між ЕОМ організовуєтьсяв первинній мережі за допомогою модемів (М). Мережі факсимільного зв'язку і телетексаорганізовуються з використанням кінцевих пристроїв цих мереж (терміналів) (ТТ) іутворюють мережу передачі текстової і графічної інформацій. З метою спрощення схемиелементи вторинних мереж у зоні 2 не показано.
2. Класифікація мереж зв'язку
Мережі зв'язку класифікуються за призначенням,за типом прийнятого сигналу, за способом здійснення з'єднання, за ступенем інтеграціїрозв'язуваних задач і за способом обміну інформацією.
За призначенням розрізняють мережі телефонного,телеграфного, факсимільного зв'язку, мережі передачі даних і телетекса. Характеристикацих мереж буде наведена пізніше.
За типом застосовуваного сигналу мережі зв'язкупідрозділяються на аналогові і цифрові. В аналогових мережах використовується безперервнийсигнал. Особливістю його є те, що два сигнали можуть відрізнятися один від одногояк завгодно мало. У цифрових мережах використовується сигнал, що складається з різнихелементів. Такими елементами є 1 і 0. Одиниця звичайно відбивається імпульсом абовідрізком гармонійного коливання з визначеною амплітудою. Нуль позначається відсутністюпереданої напруги. Сукупність 1 і 0 складає повідомлення — кодову комбінацію. Заспособом здійснення з'єднання мережі підрозділяються на мережі з комутацією каналів,комутацією повідомлень і комутацією пакетів. У мережах з комутацією каналів з'єднанняабонентів здійснюється за типом автоматичної телефонної станції. Основний їхнійнедолік — це великий час входження в зв'язок через зайнятість каналів або викликаючогоабонента. Обмін інформацією в мережах з комутацією повідомлень здійснюється за типомпередачі телеграм. Відправник складає текст повідомлення, вказує адресу, категоріютерміновості і таємності і це повідомлення записується в запам'ятовуючий пристрій(ЗП). При звільненні каналу повідомлення автоматично передається на наступний проміжнийвузол або безпосередньо абоненту. На проміжному вузлі повідомлення також записуєтьсяв ЗП і при звільненні наступної ділянки передається далі. Перевагою таких мережє відсутність відмови в прийманні повідомлення. Недолік полягає в порівняно великомучасі затримки повідомлення за рахунок його збереження в ЗП. Тому такі мережі невикористовують для передачі інформації, що вимагає доставки в реальному часі. Умережах з комутацією пакетів обмін інформацією здійснюється також у мережах з комутацієюповідомлень. Однак повідомлення поділяється на короткі пакети, що швидко знаходятьсобі маршрут до адресата. У результаті час затримки пакетів буде меншим.
За ступенем інтеграції розв'язуваних задач розрізняютьінтегральні цифрові мережі і цифрові мережі інтегрального обслуговування. У цифровихінтегральних мережах інтеграція здійснюється на рівні технічних пристроїв. Одинпристрій вирішує кілька задач. Наприклад, вирішує задачу ущільнення каналу і комутації.У цифрових мережах інтегрального обслуговування інтеграція здійснюється на рівніслужб. Сигнали телефонії, телетекса, передачі даних та інші передаються цифровимспособом за допомогою тих самих пристроїв. В таких мережах відсутній розподіл напервинні та вторинні мережі.
За способом обміну інформацією мережі підрозділяютьсяна синхронні, асинхронні і плезіохронні.
У синхронних мережах генератори керуючих сигналівна кінцевих і проміжних пунктах постійно синхронізовані незалежно від того передаєтьсяінформація чи ні. В асинхронних мережах синхронізація здійснюється тільки на часприйому повідомлення.
Плезіохронний метод функціонування припускає відсутністьпостійного підстроювання місцевих генераторів. Прийом повідомлень забезпечуєтьсяза рахунок застосування високо-стабільних місцевих генераторів з автопідстроюваннямпід сигнали єдиної частоти через досить тривалі інтервали часу.
3. Характеристика мереж зв'язку
Мережа телефонного зв'язку призначена для передачіна відстань мовних (акустичних) повідомлень, що створюються голосовими зв'язкамиі сприймаються органом слуху (вухом) людини. Тому як передавачі використовуютьсяпристрої, що перетворюють звукові коливання, які відбуваються в повітряному просторі,на електричні сигнали, передані на відстань. Такі акустоелектричні перетворювачіназиваються мікрофонами.
Приймач у системі телефонного зв'язку виконує зворотнеперетворення електричних сигналів у звукові коливання. Такий електроакустичний перетворювачназивається телефоном.
Для зручності користування мікрофони і телефониконструктивно об'єднані в загальний корпус.
Крім мікрофону і телефону, що є основними елементамисистеми, у кожного абонента є ряд допоміжних пристроїв, необхідних для зручностіпідключення, виклику і сигналізації. Основні і допоміжні елементи, якими користуєтьсяабонент, конструктивно складають телефонний апарат. Сучасні телефонні апарати дужерізноманітні. Вони відрізняються типами мікрофонів, телефонів, номеронабирачів,а також формою корпуса апарата.
Канали зв'язку в системах телефонного зв'язку утворюютьсясукупністю пристроїв і середовища поширення, що забезпечують проходження сигналіввід одного телефонного апарата до іншого.
Мережа телеграфного зв'язку призначена для двосторонньоїпередачі дискретних повідомлень (телеграм). На кожному кінцевому пункті мережі єпередавач і приймач. Ці два пристрої звичайно конструктивно поєднуються й утворюютьпристрій, що називається телеграфним апаратом чи телетайпом. Отже, телеграфний зв'язокреалізовується системою, що складається з двох кінцевих телеграфних апаратів, з'єднанихканалом зв'язку. Для передачі використовуються дискретні сигнали, що представляютьсобою з'єднання (кодові комбінації) струмових (одиниць) і безструмових (нулів) посилань.
Символи (букви алфавіту) повідомлення при передачізамінюються кодовими комбінаціями, що складаються з визначених елементів. При цьому,кожному знаку повідомлення відповідає своя комбінація. Сукупність усіх використовуванихкомбінацій складає телеграфний код. Найстаршим і найбільш відомим є код Морзе, комбінаціїякого складаються з двох різних елементів — «точка» і «тире».
Елементи кодових комбінацій послідовно перетворюютьсяна елементи сигналу, тобто на імпульси струму. Ці функції виконуються спеціальнимипристроями передавальної частини кінцевого телеграфного апарата.
Приймач системи телеграфного зв'язку виконує зворотнеперетворення сигналу на повідомлення в наступній послідовності. Спочатку елементисигналу по черзі приймаються, перетворюються в елементи кодових комбінацій і запам'ятовуються.Потім визначається знак, що відповідає прийнятій кодовій комбінації, тобто виконуєтьсяоперація, зворотна кодуванню, що називається декодуванням. Процес прийому закінчуєтьсядрукуванням знака на папері. Усі перераховані операції виконуються спеціальнимипристроями приймальної частини кінцевих телеграфних апаратів.
Мережі передачі даних як і телеграфні мережі використовуютьдискретні сигнали. Кількість таких сигналів, переданих за 1 секунду, називаєтьсяшвидкістю передачі даних чи швидкістю модуляції В [біт/с]. Ця швидкість однозначновизначає тривалість переданих дискретних сигналів Тc=1/В. На відміну від телеграфіїв мережах передачі даних забезпечується вища швидкість і якість передачі повідомлень.Гарантується задана імовірність доставки при будь-якій практично необхідній швидкостіпередачі повідомлень. Це досягається завдяки використанню додаткових пристроїв підвищенняякості передачі повідомлень, що конструктивно поєднуються з передавачами і приймачамисистем передачі даних, утворюючи приймально-передавальні пристрої, що називаютьсяапаратурою передачі даних (АПД).
Мережа факсимільного зв'язку призначена для передачіне тільки змісту, але і зовнішнього вигляду самого документа. Суть факсимільногометоду передачі полягає, як і в телевізорі, в тому, що передане зображення (оригінал)розбивається на окремі елементарні площадки, що скануються зі швидкістю розгортки60, 90, 120, 180 і 240 рядків/хв. Сигнал яскравості пропорційний коефіцієнту відображеннятаких елементарних площадок, що перетворюються в цифровий вид і передаються по каналузв'язку з використанням того або іншого способу модуляції. На приймальній стороніці сигнали перетворюються в елементи зображення і відтворюються (записуються) наприймальному бланку.
Таким чином, апарат факсимільного зв'язку (факс)дуже нагадує ксерокс, у якого оригінал і копію розділяють багато кілометрів.
Нині кінцевий пристрій (КП) факсимільних мережявляє собою цифровий факсимільний апарат, що працює по телефонній мережі зі швидкостями2,4-4,8 кбіт/с чи по мережах ПД зі швидкостями 4,8; 9,6; і 48 кбіт/с. У ньому здійснюєтьсястатистичне кодування інформації з коефіцієнтом стиску близько 8, що дозволяє передаватисторінку тексту за 2 хв при швидкості 2,4 кбіт/с і відповідно за 30 с при швидкості9,6 кбіт/с.
Телетекс — це буквено-цифрова система передачіділової кореспонденції, що побудована за абонентським принципом. Основна ідея телетекса- об'єднання всіх можливостей сучасної друкарської машинки з передачею повідомленьвилученим абонентам за умови збереження змісту і форми тексту. Ця система трохинагадує телекс (абонентський телеграф), але відрізняється від неї більшим наборомзнаків (256 за рахунок використання 8-елементного коду), більшою швидкістю передачі(2400 біт/с), високою вірогідністю, можливістю редагувати підготовлену до передачідокументацію та інші Додаткові особливості. Передача інформації в системі телетексздійснюється по телефонних мережах ПД.
Важливою особливістю і принциповою перевагою телетексапорівняно з телексом є відсутність необхідності в додатковій роботі на клавіатуріпід час передачі тексту. Ця перевага досягається завдяки тому, що підготовленийна кінцевому пристрої текст, запам'ятовується в його оперативному запам'ятовуючомупристрої (ОЗП), звідки інформація передається по каналу зв'язку. Інформація приймаєтьсяв КП системи телетекс також у ОЗП, а потім прийняте повідомлення може бути відтворенена екрані дисплея чи віддруковано.
Для підвищення вірогідності переданої інформаціїзастосовуються спеціальні засоби боротьби з виникаючими в каналі зв'язку помилками.При середній швидкості передачі (2400 біт/с) сторінка тексту передається за 10 с.
Система телетекс має багато загального із системоюПД, а саме: цифровий метод передачі, швидкість передачі 2,4 кбіт/с, застосовуваніметоди підвищення правильності і керування з'єднанням.
Розходження між системами телетекс і ПД полягаютьу тому, що в телетексі використовується розмовна мова, у ПД — формалізовані мови.
На базі мереж телетекса і факсу створюються службиелектронної пошти (ЕП), тобто служби передачі письмової кореспонденції по мережахелектрозв'язку, що забезпечують одержання «твердої копії» оригіналу. Природно,що ЕП не в змозі цілком замінити традиційну пошту, оскільки може прийняти на себев основному передачу листів, і то не всіх. Наприклад, по мережах електрозв'язкуне можна передавати листа з укладеннями, не має сенсу передавати листи, що супроводжуютьпосилки і бандеролі, які відправляються традиційною поштою. Остання розвиватиметьсяй автоматизуватиметься, але велика кількість листів, особливо тих, які мають потребув найшвидшій доставці, доцільно і можна передавати за допомогою ЕП. До числа такихлистів слід, в першу чергу, віднести ділове переписування.
Скорочення термінів доставки ділової кореспонденціїза рахунок: виключення її фізичного транспортування і сортування дозволить підвищитиоперативність керування, прискорити оборотність державних засобів і тим самим забезпечитьодержання великого економічного ефекту.
Роздільне використання наведених вище вториннихмереж стримує розвиток систем телекомунікацій. Упровадження цифрових мереж дозволяєна єдиній цифровій основі забезпечити передачу сигналів різних служб, тобто організовуватицифрову мережу інтегрального обслуговування. Під цифровою мережею інтегральногообслуговування розуміють сукупність архітектурно-технологічних методів і апаратно-програмнихзасобів доставки інформації територіально вилученим користувачам, що дозволяютьна цифровій основі надавати користувачам різні послуги. Ця мережа дозволяє передаватителефонні, телеграфні й інші сигнали за допомогою одного універсального термінала.Цей термінал повинен містити телефон, дисплей і клавіатуру для набору тексту. Абоненттакої мережі може спостерігати на дисплеї за зображенням і розмовляти з іншим абонентомпо телефону.