Курсоваяработа
Телекоммуникационныесистемы и технические способы защиты
Киев 2009
Основные принципыпостроения систем передачи информации
Системы связи по Шеннону:
/>
Сообщение – информация,представима в определенной форме, присущей источнику.
Передатчик –преобразовывает исходное сообщение в форму, удобную для эффективной передачи полинии связи.
Пр1 – приводит сообщениев некоторый стандартный вид (микрофон).
Вокодер (Voice coder) –преобразовывает речь, избавление от избыточности.
К1 – кодер источникасообщения.
К2 – кодер канала связи(обеспечение помехоустойчивой связи).
Модулятор – делает так,чтобы сообщение максимально удобно и эффективно передавалось.
Канал связи –совокупность технических устройств (передатчик + приемник), связанных между собойфизической линией связи.
Система связи – каналсвязи + абоненты (источник + приемник).
Многоканальные системысвязи – много каналов забитых в одну физическую линию.
Каналы связи:
1. а) симплексный (поочереднаяпередача на одной несущей частоте);
б) дуплексный (одновременнаяпередача на разных частотах);
2. а) односторонняясвязь (передатчик не может принимать сигнал);
б) двухсторонняя(передатчик и приемник могут, как передавать, так и принимать сигнал);
3. выделенный каналсвязи (2 абонента);
а) составной (телефон)(абонент район город …);
б) единый;
4. интегрированныеканалы связи (соответственно используются для всего).
Формы представлениясигналов в каналах связи
1. Аналоговая(непрерывная, континуальная).
2. Дискретизированный(по времени).
3. Квантованный поуровню.
4. Цифровой сигнал.
/>
/>
Виды модуляций.
1. Прямая модуляция.
2. Непрерывная(аналоговая) модуляция.
3. Импульснаямодуляция.
4. Кодо-импульснаямодуляция.
Прямая модуляция – преобразует исходноесообщение к виду удобному для последующей обработки; по каким-то свойствам (параметрам)сигнал на выходе аналогичен входному.
Аналоговая модуляция –преобразование входного сигнала в форму удобную для передачи по физическимканалам связи.
Аналоговая:
1. Амплитудная модуляция(АМ).
/>2. Частотная модуляция (ЧМ)
3. Фазовая модуляция (ФМ)
Информационные параметры– те параметры, которыми управляют в соответствии с сигналом прямой модуляции иполучают устойчивый к передаче на большие расстояния сигнал, относительно легкочитаемый приемником.
U(t)=Usin(ωt+φ)
Манипуляция — как правило,на выходе счетное количество сигналов (например 2: (0;1)).
/>
/>/>/>
Уплотнение линий связи
- Частотное;
- Временное;
- Мультиплексирование.
1. Частотное уплотнение.
/>
Каждому каналу своючастоту.
2. Временное уплотнение.
/>
/>
Мультиплексирование
· Временное
· Частотное
· Кодовое
·
Побитовое мультиплексирование
/>
Обобщенные характеристикисигналов и каналов связи
Физические характеристики каналовсвязи
Сигнал:
1. Длительностьсигнала (Tс).
2. Частотный спектр(Fс).
3. Динамическийдиапазон сигнала (Dс).
/>
(в числителе Р может бытьРср или Рmax)
/> — минимальная мощность сигнала, скоторой можно его передать.
4. Объем сигнала: />.
5. База сигнала />.
Канал:
1. Tк.
2. Fк.
3. />, />-верхний уровень усиления, /> — шумывозникающие на приеме.
4. Емкость каналасвязи />, />≥/>.Информационные характеристики каналов связи:
Н(Х) – энтропия сигнала,
Н(Е) – помехиквантования.
Среднее количествоинформации по каналу связи (КС):
/>
/> — мощность сигнала на входе
/> — мощность шума
Пропускная способностьканала связи: С, С ≥ І — это условие необходимо для передачи информации.
/>
/> — мощность помехи
/> — мощность сигнала
Способы повышениякачества передачи информации в каналах связи
Для повышения качествапередачи информации в каналах связи вводится избыточность в передаваемыйсигнал. Избыточность бывает: аппаратная и информационная.
Аппаратная избыточность –введение в системе связи обратной связи, то есть еще одного канала.
Схема канала с ОС
ЛС
/>
Если решающее устройство(РУ) со стороны источника – информационная обратная связь, если со стороныполучателя – решающая обратная связь.
/>
/>
Каналы РОС связи снепрерывной передачей информации
Виды решающей обратнойсвязи:
1. РОС с ожиданием.
Сигнал в линии связидолжен быть избыточен, если РУ решает, что сигнал принят неправильно, тозатирается содержимое Н2 и передается запрос на повторную посылку.Устройство управления (УУ) запрещает ИС и активизирует Н1 (есличисло запросов превышает предел, то пересылается новый пакет). Если же РУрешает, что все хорошо, то сигнал пропускается, а обратно посылается квитанцияо благополучном получении сигнала, после чего содержимое Н1затирается и активизируется ИС и шлется новый пакет.
Недостаток: потерявремени на пересылку квитанций.
2. РОС скусочно-непрерывной передачей по каналу:
а) Поблочный переспрос.Квитирующая посылка приходит с задержкой, но идет одновременно по каналу ссигналом. Между К и Н1 ставят Н0который хранит блокиинформации. Если обнаружена ошибка в посылке, то блок пересылается дальше, анеправильные посылки досылаются потом.
Недостаток: маленькиеблоки.
Преимущество: не ждем ОС.
б) Поадресный переспрос.ОС передает номер неправильной посылки.
Недостаток: в случаеисключения позиция остается пустой.
Преимущество: блоки могутбыть большими.
Амплитудная модуляция(АМ). Основные методы и способы реализации
Аналоговая АМ.
A(t)cos/>t – сигнал передатчика, />– несущая частота, A(t) –управляющий сигнал.
/>
Методы получения АМ:
1. Параметрический
2. Компенсационный
/>
Методы реализациинепрерывной модуляции и схемные решения
Параметрический способ АМ
/>
/> - несущий сигнал, />= />.
/> - модулирующий сигнал.
i =Yu, Y – проводимость, /> - несущая частота
Y(/>) = b/>
1 случай. />(t)= />
Тогда i(t) = Y/>= b/>cos/>t = />cos />t
2 случай. />=/>(1+kx(t)).
Тогда i(t)= />(1+kx(t)) cos />t
/>
— дифференциальнаяпроводимость.
/>;
/>(при условии />) = 0
/>.
Получили квадратичнуюВАХ.
Если />
Схема реализующаяпараметрическую АМ
/>
/> – высокочастотный сигнал.
Др 1 – препятствуетобходу транзистора.
/> – низкочастотный управляющий сигнал,меняет рабочую точку.
LC нагрузка – образуетполосовой фильтр, пропускающий только на резонансной частоте.
/> - разделитель, иначе бы смещениеничего не давало.
/> — электролитический конденсатор,который не позволяет пройти высокочастотному сигналу.
Схема хорошо работает вобласти низких сигналов.
Нелинейный методреализации АМ.
/>
U=/>+/>, />= cos/>t, />=(1+kx(t))
/> />
/>
Схема реализующаянелинейную АМ (схема лучше, чем параметрическая АМ)
/>
Балансная АМ. /> />
Кольцевой балансный модулятор
/>
Отсутствует несущаячастота.
/> (через/>)
/>
/>
- то, что снимается из 2полуобмоток.
Требование для устойчивойработы схемы: амплитуда /> должнабыть намного больше амплитуды обмотки Тр 1. Если они сопоставимы, то равноенапряжение может закрыть диод.
Манипуляция – когдасигнал имеет конечное (счетное) количество значений амплитуды (как правило, 2).
Модуляция – амплитудасигнала принимает непрерывное множество значений.
Схема реализациимодулятора с амплитудной манипуляцией
/>
Амплитуда опорногосигнала должна быть меньше амплитуды управляющего сигнала x(t).
Если полярность будетнаоборот « + – », то диоды будут закрыты./> />
Недостаток схемы: все времяработает генератор, схема энергетически расходная
Экономичная схемаамплитудной манипуляции
Если транзистор заперт,энергия генератора не потребляется, то есть напряжение не передается наследующий каскад. Если есть x(t), открывается базовый каскад.
Угловая модуляция.
/>
/> - частотная модуляция;
/> - фазовая модуляция.
/>
/> - связь между частотой и фазой сигнала.
/>
Схемная реализациячастотной модуляции./> />
Схема генератора странсформаторной обратной связью.
АналоговыедемодуляторыАмплитудная демодуляция
U(t) – вход демодулятора,зависит от вольт — амперной характеристики демодулятора.
/> S(t)=A(t)cos/>t – пришедший сигнал
/>
/>
/>
Диодные балансныедемодуляторы
/>
/>
Работает ½периода. При отсутствии S(t) />= 0.
Требование к схеме:амплитуда U1 должна быть больше амплитуды сигнала S(t).
Недостаток:однополупериодное выпрямление.Частотноедетектирование
Операция детектирования:преобразование частотной модуляции в амплитудное модулирование.
/>
Амплитуда колебаний вотсутствии модуляции.
Появляется модуляция,сигнал растет (амплитуда увеличена).
Двухконтурная схемачастотного детектора
/>
/>
Напряжение на дросселесоответствует напряжению на контуре. Е2 – ЭДС в контуре L2C2,/>. Дифференцированиеэквивалентно смещению на /> всторону опережения (соответственно минус поворачивает в сторону отставания).
* /> */>>/> * />=/>
/>
/>
/>
Фазовый детектор.
1. S(t) – входнойсигнал – модулирован по фазе
/> - гармонический сигнал,немодулированный.
/>
/>
/>
/>На />/> последовательныйсигнал: />/>
Модуляция отсутствует
2. />
Угловое смещение
/>
На выходе детекторанулевой сигнал.
3. /> />
/>
Максимально при />, и максимально при π,только другого знака.
Телефонная связь
Основныехарактеристики речи. Механизм продуцирования речи. Модель воспроизведениячеловеческой речи
/>
/>
/>
Частота звучания звуковоколо 100 Гц.
/>
/>
Самое трудное – эторазличать гласные.
F1, .., F4 – форманты – пики мощности почастоте. Большинство формант (главное первые 2) вмещаются в диапазон 300Гц –3.4 кГц.
Наличие пиковв диапазоне это гарантия распознавания речи в телефонной связи.
Взрывные звуки – буквы,которые резко вылетают. «П»
Накапливаетсятурбулентный поток. Высокий уровень шума.
Фрикативные согласные –воздух выпускается долго («Ш»). Шипящие, взрывные менее информативные, чемгласные и звонкие согласные. Их можно не передавать, если не важно качествозвука, в том числе узнаваемость.
Звук – механическиеколебания упругой среды, испускаемое колеблющимся телом (источником звука) ивоспринимаемое органом слуха, ухом или специальными приборами.
Скорость распространенияволны: />С=λ/Т
λ – длина волны, Т –период колебаний
Звуковое давление – этопроисходящие непериодические изменения в пространства.
Интенсивность звука –обозначается J и измеряет мощность, отнесенную к единице площади /> />
Уровень интенсивности звука:/> L = [Дб]
/> — порог слышимости
/>/>
Вверху – уровень болевыхощущений: 200 Па 10/>Шкала субъективного восприятиягромкости
/>
/>Градация систем радиовещания по классам.
ü Высшего 30 Гц ÷ 30 кГц
ü Первого 15Гц ÷ 15 кГцТелефонные системы передачи речиКлассификациятелефонных аппаратов
Телефонный аппарат предназначен длявызова станции, получения станционного вызывного сигнала и ведения разговора.Он состоит из разговорных, вызывных приборов и коммутационного устройства. Кразговорным приборам относится микрофон, телефон, телефонный трансформатор ибалансный контур. В состав вызывных приборов входят элементы, необходимые дляпосылки и приема вызова. В качестве коммутационного устройства применяетсярычажный переключатель (РП). При снятии микротелефона контактами РП выключаютсявызывные и включаются в абонентскую линию разговорные приборы.
Телефонные аппараты классифицируютсяпо различным признакам. В зависимости от способа питания микрофонных цепейразличают аппараты местной батареи (МБ) (питание микрофонаобеспечивается от батареи, расположенной возле аппарата), центральнойбатареи (ЦБ) (микрофон получает питание от батареи, расположенной нателефонной станции) и без источников питания. В зависимости от способасоединения микрофона и телефона с линией схемы телефонных аппаратов бывают сместным эффектом, противоместные и переменные.
Местным эффектом называютпрослушивание собственной речи и местных шумов в телефоне аппарата. Еслиприняты меры к уменьшению местного эффекта, схема аппарата называетсяпротивоместной. В противном случае схема аппарата называется схемой с местнымэффектом. В аппаратах с переменной схемой на время передачи к линииподключается только микрофон, а на время приема только телефон.
1. Телефоннаясистема связи с местной батареей.
Разговорная схема
/>
Схема подключения звонков
/>
Дуплексная система двухпроводной связи с общей батареей (местной).
2. Схема связи сцентральной батареей
/>
Система односторонняя, симплексная.Центральная батарея при необходимости подключается к вызываемому и вызывающему.Реально для симметричной связи необходима еще одна такая же система – в другуюсторону.
Схема максимальноприближенная к реальности.
/>
К схеме:
1 – разговорная схема;
2 – вызовно-коммутирующаясхема;
3 – звонковая схема;
R – балансировочное сопротивление;
НН – номеронабиратель.
Реле определяет состояниеаппарата, индуктивности L1 и L2 мощные, не пропускаютпеременный ток. Вызов минует L1 и L2. Поднятие трубки притрели звонка разрывает звонок, подъем трубки переключает РП. Номеронабирательпри обратном ходе включает шунтирующий контакт, размыкая схему. Импульсы 60Видут на АТС. Этими импульсами определяются цифры номера, ‘0’ передается за 1сек. АТС находит сначала район, потом аппарат.
/> — реле проверяет наличие вызова.
/>Нажимаем 1: идет сигнал
Набираем 0: 10 импульсов –самый длинный сигнал.
Элементы телефонногоаппарата.
Микрофон:
1. Угольный(порошковый).
2. Электростатический(конденсаторный).
3. Пьезоэлектрический.
4. Электродинамический.
5. Электромагнитный.
6. Магнитный.
Неустойчив к работеугольный микрофон, нужно взболтать угольный порошок. Частотная характеристиканеравномерна.
Угольный микрофон.
Самый популярный:простой, мощный. При обычном разговоре подает вход 1мкВт, выход – 100 мВт.
Недостатки: параметрымикрофона изменяются в зависимости от положения; микрофон имеет нестабильнуючастотную характеристику.
/> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Конденсаторный микрофон
Основное применениеконденсаторного микрофона в диктофонах и при прослушивании.
/>
Местный эффект и его влияние на качество передачи
Местный эффект в телефонном аппаратетесно связан с такими свойствами органа слуха, как адаптация и маскировка.Рассмотрим два момента при разговоре: когда абонент говорит перед микрофоном икогда он слушает своего собеседника. При разговоре в аппаратах с местнымэффектом весь разговорный ток, генерируемый микрофоном, проходит через телефонсвоего аппарата. В результате абонент на передающем конце очень отчетливослышит себя. Ухо «приспосабливается» к звуку большой интенсивности, ичувствительность уха понижается. Поэтому прием более слабых звуков речисобеседника вследствие инерционности процесса адаптации оказывается затруднительным.Кроме того, уменьшается эдс, развиваемая микрофоном, и ухудшается слышимость наприемном конце вследствие непроизвольного снижения громкости речи.
Когда абонент слушает, местныеакустические шумы поступают в микрофон его аппарата и воздействуют на ухосовместно со звуками речи другого абонента. В результате местные шумы, имеющиебольшую интенсивность, чем звуки речи собеседника, вызывают явление маскировкив ухе слушающего.
Вредное влияние местногоэффекта сказывается в уменьшении дальности передачи и в снижении понятностителефонного разговора.
Противоместные схемы.
Построениепротивоместных схем, у которых в идеальном случае мощность, воспринимаемаясвоим телефоном при передаче речи, равняется нулю, возможна путем мостовоголибо компенсационного включения преобразователей аппарата. Для подавленияместного эффекта в аппаратах применяются балансные контуры, состоящие из одногоили нескольких элементов.
Мостовая балансная схема(с ЦБ).
/>
Эта схема может бытьпредставлена в виде канонического моста переменного тока, в котором микрофон,рассматриваемый как генератор переменного тока, включен в одну его диагональ, ателефон – в другую. При равновесии моста, в момент передачи речи, ток вдиагонали моста равен нулю и, следовательно, в телефоне не будет слышенсобственный голос. Равновесие моста будет при условии:
/>,
где /> — полное сопротивлениебалансного контура; /> — соответственнополные сопротивления 1 и 2 обмоток трансформатора; Zл – входное сопротивление линии.
Однако полного подавленияместного эффекта практически достичь не удается, так как балансный контур,имеющий небольшое количество элементов с сосредоточенными параметрами, не можетвоспроизвести частотную зависимость входного сопротивления линии. Следует такжеучитывать, что длина и тип линии в условиях эксплуатации аппаратов бываютразличными. Поэтому при разработке схем аппаратов стремятся не к полномуустранению местного эффекта, а только к его значительному ослаблению.
При работе аппарата наприем источником разговорного тока становится линия Zл. В этом случае не весь разговорный ток проходит черезтелефон, часть его шунтируется микрофоном.
Частичная потеря энергии, имеющаяместо при работе схемы на передачу и прием, компенсируется увеличениемдальности передачи за счет снижения местного эффекта.
Балансная схема с автотрансформатором(с ЦБ).
/>
Сопротивление R подбирается таким образом, чтобы наводимыепо II обмотке ЭДС компенсировались.
В схемахкомпенсационного типа так же, как и в схемах мостового типа, подавлениеместного эффекта зависит от того, насколько точно частотная зависимостьбалансного контура отражает частотную зависимость входного сопротивления линии.
Схема телефона (1972).
При заводе диска номеронабирателязамыкаются контакты ШК1 и ШК 2 и размыкается контакт ШК3. При обратном движениидиска несколько раз в соответствии с набранной цифрой размыкается импульсныйконтакт ИК. Для устранения искры в ИК применяется искрогасительный контур. Егофункции выполняют емкости С1, С2 и сопротивление R1.
/>
Системы связи.
/>
В местах усиления:
Дифференциальнаятрансформаторная схема
/>
Телефонные сети
Телефонная сеть –совокупность конечных устройств, АТС, узлов в коммутации, которые обеспечиваютмаршрутизацию и коммутацию телефонных вызовов.
ТСОП – телефонная сетьобщего пользования.
УПАТС – учрежденческаяпроизводственная автоматическая телефонная сеть (Можно войти на сеть общегопользования).
АМТС – автоматическаямеждународная телефонная станция. Внутри зоны ГАТС (городская АТС), если городабольше РАТС (районной автоматической телефонной станции).
Узел автоматическойкоммутации УАК. УАК – 1, УАК – 2 соединяли АМТС и УАК – 1. Иногда УАК – 2 нет исвязь прямая.
Структура телефонныхсетей.
Городская телефоннаястанция, меньше 10000 людей.
РАГС емкость до 60000абонентов.
/>
УВС – узел входныхсообщений.
Сельская телефонная связь
/>
ОС – оконечная система
/>
Установлениесоединения в телефонной сети
/>
Основные функции узлакоммутации
1. Возможностьобнаружения изменения состояния абонентской или соединительной линии.
2. Генерациясигналов, позволяющих установить взаимодействие с абонентом или другим узломкоммутации и осуществить соединение.
3. Возможностьвыбора маршрута соединения и создание взаимодействующего телефонного тракта.
Процессы:
1. Обнаружениезапроса к ресурсам станции (от абонента или другой станции).
2. Поиск ресурса.
3. Оповещениеабонента о предоставлении ресурса (ответ станции).
4. Прием инакопление цифр номера.
5. Передача пономеру линейных и адресных сигналов в линии связи.
6. Определениесостояния линии вызываемого абонента.
7. Генерация посылкивызова (если линия свободна).
8. Генерация сигналаконтроль посылки вызова.
9. Обнаружениеответа вызываемого абонента
10. Установлениеразговорного тракта через коммутационное поле станции.
Виды сигналов:
1. Линейный сигнал(Л), определяет состояние устройства сети.
2. Адресный сигнал(А), определяет маршрут телефонной сети.
3. Информационныйсигнал (гудки) (И), оповещает о коде соединения.
/>Установлениесоединения:
1. Вызов абонентомстанции: линейный, падение напряжения с 60 до 15В
2. />Ответ станции: информационный, 425 Гц
3. />Набор номера: абонент шлет адресный;станция – все 3 признака
Тональный набор: 1209 1336 1474 1633 679 1 2 3 А 770 4 5 6 В 852 7 8 9 С 941 * # Д
Максимальная длительностьпри тональном наборе 7*100=700 млс. При импульсном наборе возможны любыенеточности, ошибки. Вызов: тональный, импульсный.
4. Контроль посылкивызова
5. Ответ абонента 2и установление разговорного тракта, 5-7В.
6. Ответ «линиязанята», 450Гц.
7. Разрыв связи.
8. Сигнал отбоя отабонента.
АОН
Возможности АОНа заложеныв конструкции телефонных сетей, так как надо перехватывать номер для того,чтобы отслеживать междугородние звонки с домашних аппаратов.
Протокол работы системы сАОНом.
/>
- счетчик временисрабатывает не от подъема трубки, а от звонка;
- нет трели звонка;
- падениенапряжения не до 10В, а до 20В;
- посылка на АТС сзапросом (~100 мс). Абонент который делал вызов временно отключается,включается АОН станции, он передает АОН’у 10 элементную посылку (начало, номер,конец, категория телефона).
Иногда номер не удаетсяраспознать, тогда посылка отправляется 3 раза, иначе – «номер не определен». Настанции можно установить блокировку выдачи номера.
Телекоммуникационныесети
Транспортная сеть – это система, которая обеспечиваетраспространение некоторого продукта среди его потребителей, территориальноразбросанных.
Телекоммуникационные сетираспространяют исключительно информацию.
Групповой тракт – совокупность технических средств,обеспечивающих передачу сигналов электросвязи или в полосе частот, или сопределенной скоростью передачи, определенной нормализованной группой каналовтелефонной частоты.
Функции:
ü Распределение.
ü Хранение.
ü Транспортировка.
ü Преобразование.
Пример: телепровод, нефтепровод.
Первичная сеть –магистраль, районная сеть, запускается унификация.
Типы:
ü Телеграфно – телефонные
ü Сеть универсального использования(все передающиеся сигналы).
Основные ступениобразования групп каналов.
В первой ступени с помощьюаппаратуры канального преобразования (АКП) осуществляется индивидуальноепреобразование полос частот 12 каналов тональных частот (ТЧ), в результате которогоформируется основная первичная группа каналов с полосой частот 60 – 108 кГц.
Вторая и все последующиеступени преобразования являются групповыми. При помощи аппаратурыпреобразования типовых групп каналов (АППГ, АПВГ, АПТГ) осуществляется формированиеболее крупных типовых групп каналов. Каждые пять первичных групп (ПГ) врезультате раздельного группового преобразования по каждой ПГ вначалеобъединяются во вторичные группы (ВГ) с полосой частот 312 – 552 кГц, затемкаждые 5 ВГ формируются в третичные группы (ТГ) с полосой частот 812 – 2044кГц, и наконец, каждые три ТГ формируются в четверичные группы каналов сполосой частот 8516 – 12388 кГц. Полоса частот каждой типовой группы каналоввыбирается таким образом, чтобы ее абсолютная и относительная ширина была какможно меньше. Абсолютная полоса частот ПГ зависит только от эффективнопередаваемой полосы частот каналов ТЧ и частотного интервала, необходимого дляразделения каналов ТЧ. Этим же определяются полосы частот остальных группканалов, построенных на базе ПГ, с учетом частотного интервала между типовымигруппами.
Относительная ширинаполосы частот каждой типовой группы каналов зависит от места ее размещения нашкале частот. Желательно, чтобы отношение крайних частот спектра группы fmax/fmin
Предгрупповое образование (4предгруппы):
1 предгруппа: 60 – 72кГц;
2 предгруппа: 72 – 84кГц;
3 предгруппа: 84 – 96кГц;
4 предгруппа: 96 – 108кГц.
Первичная группаканалов тональной частоты.
Аппаратура канальногопреобразования (АКП) преобразует исходные полосы частот 12 каналов ТЧ 0,3 – 3,4кГц в полосу частот основной ПГ 60 – 108 кГц со строго определенным инверснымрасположением полос частот, занимаемых каждым каналом, причем в верхней частидиапазона частот ПГ размещается первый канал, а в нижней двенадцатый.
При отведенной полосе частот 4 кГц наодин канал ТЧ полезная полоса частот составляет 3,1 кГц и частотный интервалмежду каналами 0,9 кГц. Это обстоятельство требует применения канальныхполосовых фильтров с большой крутизной нарастания затухания в переходнойобласти, так как подавление неиспользуемой боковой полосы частот должно быть неменее 60 дБ. Для выполнения этого требования используются фильтры из элементовс высокой добротностью, то есть применяются пьезоэлектрические (кварцевые),магнитострикционные или электромеханические резонаторы. Существует несколькоСпособов формирования спектра ПГ. Из них наибольшее практическоераспространение получили следующие: с использованием одной ступенипреобразования, двух индивидуальных ступеней преобразования, индивидуальной игрупповой ступеней преобразования.
/>
При формировании основной первичнойгруппы каналов с использованием одной ступени преобразования на каждый из 12 –канальных преобразователей подаются исходные информационные сигналы в полосечастот 0,3 – 3,4 кГц и разные несущие частоты, значения которых />=112-4i, где i – номерканала ТЧ в пределах ПГ. Для первого канала f1 = 108 кГц, для второго f2= 104 кГц и т.д., для 12-го f2 = 64 кГц. Канальный полосовой фильтр (КПФ), включенный послекаждого преобразователя, выделяет нижнюю боковую полосу частот, которая приданной структуре формирования ПГ принята в качестве полезной боковой полосы частот.Верхняя боковая полоса и побочные продукты преобразования должны быть подавленыс определенной степенью с помощью КПФ.
/>
Диаграмма преобразованияспектров
На приеме аналогичные фильтрыраспределяют общую полосу частот ПГ по отдельным каналам и после преобразованияв преобразователе приема выделяется нижняя боковая полоса частота, котораябудет являться восстановленным информационным сигналом.
Недостатком данногоспособа формирования ПГ является необходимость применения 12 дорогостоящих КПФс различными полосами пропускания.
Вторичные группы
/>
Вторичная группа предназначена длясоздания более крупных групп ТЧ при последующем группообразовании или дляформирования линейного спектра частот систем передачи с числом каналов от 60 до300. Вторичная группа формируется из 5 основных ПГ (5*12 = 60) путем раздельногопреобразования спектра каждой ПГ 60 – 108 кГц в преобразователях первичныхгрупп ППГ с соответствующей групповой несущей частотой. Вторичная группа сполосой частот 240 кГц (5*48) размещается по шкале частот в диапазоне 312 – 552кГц. В некоторых типах преобразовательного оборудования основных ПГ предусматриваетсявозможность формирования двух вариантов спектра ВГ – основного и инверсного.Инверсный вариант спектра ВГ позволяет (с помощью аппаратуры сопряжения)получить инверсный вариант линейного спектра системы передачи. Введениеинверсии частотных полос позволяет ослабить мешающее действие помех.
Для облегчения параллельной работыпри формировании спектра выходы фильтров включают через развязывающееустройство – блок параллельной работы ПГ (БПРПГ).
Основной вариант построения ВГ: />=420+48(k-1). Выделяетсянижняя часть спектра Δf =420 – 612. /> />
Инверсный вариант построенияВГ: />=252+48(k-1). Выделяется нижняячасть спектра Δf = 312 – 552.
Образование третичныхгрупп
/>/>5 вторичных групп модулятор появляютсясвои частоты
/>=1364+248(k-1)
Диапазон: 812 – 2044 кГц,300 каналов.
Линейный тракт.
/>
Схема тракта первичной сети:/> />
Обобщенная схема линейногоканала с частотным разделением.
РФ – режекторный фильтр
РУ – развязывающееустройство
СУ – согласующееустройство
АРУ – автоматическаярегулировки усиления по частотам
КУ – корректирующееустройство
ЛУС – линейный усилитель
НУП – не обслуживаемыйусилительный пункт
ОУП – обслуживаемыйусилительный пункт
Генераторы корректировкисигнала.
По конкретным частотамопределяется степень затухания отдаленных частей спектра.
СС – служебные сигналы
ДП – дистанционноепитание (для подпитки НУП)
Блок АРУ позволяетрегулировать автомат, но периодически проверяет.
Регенераторы –корректируют сигнал
По конкретным частотамопределяется степень затухания отдельных частей спектра.
СС – служебные сигналы(из кольца)
ДП – дистанционное питание(для подпитки НУП)
ТМ – сигналы телемеханики(управляют первичной сетью)
Блок АРУ регулироватьавтоматически, но периодически проверяется. Между двумя ОУП включается НУП –как позволяет дистанционное питание.
Первичная сеть
Система коммуникации(вторичные системы связи)
· Абонентская часть
· Узлы коммуникации
· Реализацияканалов связи
Первичная сеть: сетевые станции, сетевой узел,линия передачи.
Сетевая станция – любойоконечный элемент первичной сети
Сетевой узел – те жесвойства, что и у сетевой станции только ещё и транзитный элемент.
Система передачи
· Оконечная станция
· Линейный тракт(всё, что способствует передаче сигнала по физической среде)
Классификацияпервичных сетей:
· Местная (в пределахрайона).
· Зонная (впределах области, нескольких областей).
· Магистральная (страна,регион).
Оконечный узел (пункт,станция) – формирует групповой а потом линейный тракт по передаче сигнала.
Структурная схемаоконечного пункта системы передачи:
/>
(1) (1) (1) (1) (1)
… …
(12) (5) (5) (5) (К)
НЧ НЧ НЧ НЧ НЧ КЧ
АКП – аппаратураканального преобразования (12 канальных каналов сформировали первичную группу).
АППГ – аппаратпреобразования первичных групп, из них создаётся вторичная группа.
АПВГ – аппаратпреобразования вторичных групп в третичную группу
АПТГ – аппаратпреобразования третичных групп в четвертичную группу
АС – аппарат сопряжения(из набора сформировался линейный спектр)
ОАЛП – оконечный аппаратлинейного тракта
ГО – генераторноеоборудование.
Генераторное оборудование.Генераторные схемы
/>
Автогенератор странсформаторной обратной связью:
/>
Схема низкочастотного RCгенератора:
Схема « 3 точки» — компактный высокочастотныйгенератор (без элементов стабилизации и т. д) постоянного тока.
Ёмкостная схема:
/>
/> />
Например обратные связиснимаются с конденсатора.
Выполняется условиебаланса фаз.
/>
Индуктивная схема:
Выполняется баланс фаз.
/>
Электрические фильтры
/> />
Пассивный фильтр.
ФНЧ – пропускает низкие частоты.
/>
ФВЧ – пропускает высокие частоты.
/>Полосовой фильтр
Оба контура снимают однурезонансную частоту.
/>
Активные фильтры
Отрицательную обратную связьреализует частотно – зависимый элемент.
/>
Применение
Системы автоматическойрегулировки усиления по контрольным частотам
/>
Цифровые системы передачи
Базовый цифровой канал
Граница тонального канала3,4.
Граница частоты 6,8:
Fвт = 3,4 кГц
Fдк =2Fвт
Fд=8 кГц
Скорость передачи: Vбк(баз. канал)= 64 к бит/с
Общие понятия поцифровой системе передачи
1. Аппаратформирования и приёма ЦС (цифрового сигнала).
2. Аппарат цифровоголинейного тракта.
Схема формированияцифрового группового сигнала.
/>
КТЧ – канал тональнойчастоты
КУ – кодирующееустройство
∑ – временноеуплотнение сигнала
* – мультиплексирование
Временное уплотнение
/>
ФЦ – формирователь циклов(дополнение сигналов служебными и вспомогательными сигналами)
ЦС – цикловая частота
СЦС – частота сверхциклов
ПК – преобразователь кода
РП – дополнительноепитание
РС – регенерирующаясистема
ГО – генераторноеоборудование (достаточно сложное)
СУ – согласующееустройство
ПСС – выделение служебныхсигналов
ВС – восстановитель
Временная структурасигнала на выходе оконечной станции
/>
/>
КИ – канальный интервал
Тц – длинацикла (0,125 млс)
Длина цикла Тц =(N+ Nсл)∆f
М – число полезныхканалов ((N+1) или (/>+1))
/>
В каждом цикле определяетсяслужебная информация об одном канале → сверхцикл включает в себя столькоциклов, сколько нужно информации про каналы (M = N+1 или M=N/2+1; +1 – служебнаяинформация о самих сверциклах).
Принципы построенияасинхронной иерархии цифровой системы передачи
30 каналов→ 64 кбит→ 2042 к бит/с – выход первичной сети.
ПЦСП – первичная цифроваясистема передачи.
АЦО ЧУКВ –аналого—цифровое оборудование, с частичным разделением каналов, В -вторичный.
Объединяет 60 каналов.
2024∙4+256=8448кбит/с — вторичная (для обслуживания служебной информации).
8448∙4+768=34368выход третичной сети.
139264 кбит/с – выходчетвертичной сети.
Проблемы в цифровыхсистемах передачи:
· проблемасинхронизации
· проблема выборалинейного кода
Синхронизация уровня:
— синфазно-синхронная(тактовые импульсы имеют одну частоту и фазу)
— синхронная
Линейные коды
Потенциальные иимпульсные коды
Если информацию несётвершина импульса, то это потенциальный код. А если информация определяетсяпереходом от одного импульса к другому, то это импульсный код.
Необходима хорошаяпроходимость в трансформаторах и конденсаторах (постоянная составляющаяпроходить не будет).
Должны обладатьсамосинхронизацией.
/>
Максимальная частота дляNRZ F=/>, где N-бит/с
Неприятный сигнал:
011111000001
101010101010 синхросигнал
110101101011 уже лучший
NRZ – потенциал передаётпервому. Следующая единица – смена знака потенциала. Длинные серии единиц будутпередаваться нормально. Но уже появляется третий уровень.
NRZ и NRZI –потенциальные коды.
/>/>Биполярный импульсный код (тоже 3 уровня). Резковозрастает частотный диапазон. Более приемлемый – манчестерский код – перепад — 0, а -1. При длинной серии идёт служебный переход (не информационный). Для негодостаточна низкая частота.
Аппаратная реализацияэлементов цифровых систем передачи
/>Блок-схема АЦП
/>
ГТИ – генератор тактовыхимпульсов;
ГИ – генератор импульса;
ГЛНН – генераторлинейного нарастающего напряжения;
СУ – схема управления;
СС – схема совпадения;
КОМП – компаратор;
Си, и – счётчикимпульсов;
Когда линейноенарастающее напряжение совпадает с Uвх, КОМП (сравнивая их)закрывает схему совпадений.
Когда ГТИ выдает импульс,система выдаёт, полученное при совпадении, значение.
Триггерная линейка
/>
Считает побитово.
При переключении первоготриггера дважды, второй триггер срабатывает один раз.
Генератораплитудно-импульсного сигнала
На вход подаётсянепрерывный сигнал, а на выходе – импульсный./> /> /> /> /> /> /> />
|Uупрмах| >|Uвх мах |/> /> /> /> /> /> /> />
Схема ограничителя: Диодныйключ:
Генератор линейноменяющий напряжение:
/>
В исходном состояниитранзистор открыт.
Вторичные сети
Основные компоненты: ОП(оконечные пункты) и УК (узлы коммутации).
Способы коммутации:
o Непосредственное соединение.
o Соединение с накоплением информации(с ожиданием).
Непосредственное соединение– физическое соединение.
Соединение с накоплениеминформации – сначала приходит сообщение, по которому подбираетсясоответствующая линия для исходящей посылки.
Методы коммутации:
1. Метод коммутацииканалов – соединениепары входящих и исходящих линий, при котором образуется канал связи, монотонноиспользующийся абонентами в течение всего сеанса связи.
Преимущества:
· Простотареализации.
· Надёжность.
· Высокая скорость.
· Простотаквитирования.
· Быстрое решениеподдержать/отказать в установлении.
Недостатки:
· Высокаявероятность отказа.
· Низкаяэффективность использования линии.
· Возможностьлавинообразного отказа.
· Пропускнаяспособность составного канала определяется пропускной способностью самого«плохого» участка.
2. Метод коммутациисообщений –пересылка сообщения без нарушения его целостности и без предварительногосоздания физического непрерывного канала. Пересылка – через цепочку узлов свозможной задержкой – буферизацией – в случае ожидания канала.
Преимущества:
· Надёжность посылки.
· Нет узких мест.
Недостатки:
· Длинные сообщениязабивают канал, возникает перегрузка.
3. Метод коммутациипакетов – передачасообщения разделенного на фрагменты (пакеты), обычно заданного объема.
1) Метод виртуальногоканала – перед посылкой самого сообщения генерируется служебный пакет, которыйсначала проходит путь, оставляя указания о том, какие исходные линии использовать.Устанавливается виртуальный канал. После получения сообщения отправляетсядругой служебный пакет, который размыкает канал.
Преимущества:
· Надёжность.
Недостатки:
· Есть вероятностьпопасть в очередь.
2) Дейтаграммный способ –каждый пакет снабжается заголовком с местом получения. Эти пакеты отправляютсяпо разным линиям, чтобы не образовывать очередь, по методу коммутации сообщений.В конечный пункт они приходят в произвольном порядке. Однако если один пакет непришел, то теряется все сообщение.
Преимущества:
· Скорость.
Недостатки:
· Ненадежно.
Маршрутизациясообщений в системах связи
Маршрут – списокэлементов сети, соединяющих узел-отправитель с узлом-получателем.
Маршрутизация –определение оптимального в плане заданного критерия маршрута в сети связи.
1. Для каждоготранзитного узла формируются таблицы маршрутизации: для узла j:
/>
Пример.
/>
/>
/> – узел 2 по отношению к узлу 1.
/>=/>
/>
/>
2. Для построения планараспределения информации выписываем все матрицы
/>
Для выбора маршрута дляизвестного узла коммутации необходимо произвести выбор строк, которые ведут кузлу получения. Определяем линию связи первого выбора, если она занята, то –линию связи второго выбора и т.д.
Формирование планараспределения информации методом рельефа
Метод рельефа:
/>
Отметим j узел и по всемпутям отправим 1. Получим узлы связи с j. От первого уровня узлов отправим 2.Так определяются все узлы связи с ними. Получим 2 уровень.
Для каждой линии будемсуммировать высоту. Потом пытаемся найти кратчайший путь.
Идём по маршруту всторону минимального значения.
В нашем примере нашли двапути из N в А, оба длины 10, однако такжемогут учитываться другие критерии, например стоимость отправки по некоторойлинии.
Эталонная модельвзаимодействия открытых систем
Эталонная модельвоздействия ОС (ЭМВОС) OSI/ISO.
Открытая система –система, у которой гарантируется возможность взаимодействия друг с другом,благодаря формализации процессов взаимодействия и декомпозиции процессов наотдельные группы, называющиеся уровнями с последующей стандартизацией иреализацией этих процессов.
Контроль характеристикпередаваемых сигналов. На физическом уровне происходит сопряжение физическогозвена в системе передачи информации.
1 уровень – физический.
2 уровень – канальный.
3 уровень – сетевой.
4 уровень – транспортный.
5 уровень – сеансовый.
6 уровень – уровеньпредставлений.
7 уровень – прикладной.
Протокол – совокупность правил, определяющихвзаимодействие сетевых компонент внутри одного уровня.
Интерфейс – правило, определяющеевзаимодействие элементов принадлежащих разным уровням.
Физический:
На физическом уровне передаются битыпо физическим каналам связи (коаксиал, витая пара, оптоволокно). К этому уровнюимеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие какполоса пропускания, помехозащищенность и др.
Функции физическогоуровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети.
Канальный:
Задачи: функции и процедуры, обеспечивающиенадёжную передачу сигналов.
Механизмы реализуются:
Обнаружение и коррекцияошибок, структуризация предаваемых групп сигналов, управление потоками данных(механическая адресация в пределах одной цепи), определение механизмов защиты –линейное шифрование.
Основная форма данных – блок данных.
Хотя канальный уровень иобеспечивает доставку кадра (блока данных) между любыми двумя узлами локальнойсети, он это делает только в сети с совершенно определенной топологией связи.
Сетевой:
Задачи: передача информации между сетями,задачи маршрутизации (сети произвольной топологии).
Решаются планыраспределения информации.
Выбор исходной линиисвязи при маршрутизации. Составляется коммутативная таблица.
Основной формат данных –пакет.
Транспортный:
Основная форма данных – сообщение.
Задачи: обеспечить надёжность передачиинформации между любыми двумя точками сети, управление передачей информации неуровне сетей, сборка и разборка пакетов, согласование работы сетевых элементовна уровне.
Сеансовый:
Обеспечивает управлениевзаимодействием: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящиймомент, предоставляет средства синхронизации. Определяется тип свзи, начало иконец сеанса.
Уровень представлений:
Задача: обеспечение одинаковыхпредставлений (например, кодировка). Включает все механизмы, чтобы сформироватьи передать набор сообщений на нижние уровни.
Прикладной:
Формирует и передает на более низкиеуровни сообщения, которые пересылаются.
Линии связи.
Классификация линий связи(ЛС):
1. ЛС с направляющимисистемами.
Направляющая система –комплекс, предназначенный для направленной передачи энергии в заданномнаправлении (кабель, оптоволокно и т.д.). Виды: механические, оптические,электромагнитные.
2. ЛС без направляющихсистем – широковещательные системы (недостаток – тратится много энергии).
Направляющие системы.
Электромагнитныенаправляющие системы – коаксиальный или симметричный кабель. Подвержены внешнимвоздействиям. Диапазон 0 – 160 кГц.
Воздушная линия связи –НС.
Волновод – анализирует ив заданном направлении отправляет электромагнитную волну.
Оптоволокно – основноепреимущество низкое затухание.
Шкала диапазоноврадиосвязи.Мириаметровые 10 000 – 100 000 м3 – 30 кГц
Километровые волны 10 000– 1000 м30 – 300 кГцГектометровые волны 100 – 1000 м 300 – 3000 кГц
Декаметровые 10 – 100 м 3 – 30 МГц
Метровые 1 – 10 м 30 – 300 МГц
Дециметровые 0,1 – 0,01м300 – 3000 МГц
Сантиметровые 0,01 –0,001м3 – 30 ГГц
Миллиметровые 0,001 –0,0001м30 – 300 ГГц
Телеграфная связь
Телеграф – система связи с обеспечениемпередачи на расстоянии буквенно-цифровых сообщений с обязательной записьюпринятого сообщения на принимающей стороне.
Типы:
· Телеграфная связь общего пользованияТСОП (для передачи телеграмм, денег, переводов).
· Абонентский.
· Ведомственный.Особенности телеграфных систем связи
· Дискретный вид информации
· Импульсная передача. Частотнаяманипуляция.
Структура:
/>
Методы телеграфнойсвязи:
1. Метод частотногоуплотнения (частотный диапазон: 24 (по 80 Гц)).
2. Методчастотно-временного уплотнения (организуется 12 временных промежутков и 4 полосовых→ 48 каналов).
Коды, используемые для передачиинформации:
· Раньше – Морзе
· Сейчас – МТК-2(на букву выделяется 5 бит; структура посылки – 5мест, каждый интервал передаётпозицию кода (30 мс)).
Абонентский телеграф
Устанавливается уабонента.
Система абонентскихтелеграфов обеспечивает телексную связь.
Факсимильный аппарат.
Механико-электрооптическийаппарат, который обычно совмещён с телефоном.
РУ – развертывающееустройство.
/>
Светооптическая система ифотоэлектронный преобразователь:
1 – фотоблок.
2 – источник света.
3 – фотоприёмник.
4 – пятна, создающиеисточники отраженного света.
Недостаткимеханико-электрооптического устройства:
· Неодинаковоеразвертывание барабана;
· Должно бытьпозиционирование листа, угловое позиционирование.
· Неодинаковаяскорость сканирования.
Мобильные системысвязи
Передают в основном речевую информацию,работают по радиоканалу.
Пейджинговая связь –персональное оповещение.Транкинговая связь – ограниченное количество каналов вопределенном диапазоне, т.е. связь на выделенном диапазоне.
Особенности сотовойсвязи
· Возможномногократное использование одной частоты в разной местности.
· Имеет тенденцию куменьшению соты.
· Имеетограниченные ресурсы частот. Через соту частоты могут повторяться (принцип обратногоиспользования частот).
Сжатие речевойинформации.
Методы сжатия:
1. Кодирование формысигнала.
2. Кодированиеисточника сигнала (использует информацию о механизме источника).
Системы сжатия информациииспользуют принцип кодирования источника сигнала. Vo-coder, voice-coder, схемаDudly.
3 типа звуков:
· Звонкие – однозначно определяются поспектру.
· Глухие (невокализированная речь) ~спектру шума.
· Взрывные – могут быть как глухие, таки звонкие, имеют четко выраженные характеристики (экстремумы), выражаютсяодновременно частотной и шумовой составляющей.
Схема Dudly.
/>
ВОТ – выделение основноготона;
ВШС – выделение шумовогосигнала;
ОХРС – определениехарактеристики речевого сигнала;
СВ С/Ш – схема выделения«сигнал—шум»;
ГОТ – генератор основноготона;
ГШ – генератор шума;
АМ – амплитудныймодулятор (синхронизирует сигнал из левой схемы)
∑ —смешивание всехсигналовФормантный вокодерФорманта 1 140 – 1000 Гц Форманта 2 500 – 3000 Гц Форманта 3 1100 – 3400 Гц
/>
Характеристикиформант:
Ширина:Форманта 1 50 Гц Форманта 2 75 Гц Форманта 3 125 Гц
Мощность:Форманта 1 28 дБл Форманта 2 31 дБл Форманта 3 25 дБл
Схема
/>
ПФ – полосовой фильтр;
АD – амплитудный детектор;
ЧD – частотный детектор.
Фонемный вокодер
/>
Д – детектирующееустройство;
СФ – субформанта –спектральный максимум производной по времени от временной огибающей, образуемыйна выходе соответствующего полосового фильтра.
1 – 8 выделяют обычныеформанты. В канал поступает информация о форманте, ее амплитуде и осубформанте.
9, 10 – распознаютшумовые фонемы.
0 – выделение гласныхфонем.
/>– выделение сопровождающих фонем(спектральный максимум огибающей общего спектрального сигнала).
Кодирование речевыхсигналов в мобильной системе связи
Ширина канала – 8 кГц.
Особенности:
Только речевой сигнал.
/>,
где /> – дисперсия
/>
Адаптивное квантование
Изменение шагаквантования при передаче нестационарного сигнала в канале связи.
Адапт. кв. – адаптивныйквантователь по уровню.
/>– текущее значение сигнала.
/> – квантованное />.
Адаптивное блочноеквантование.
Есть блок информации, N –число отсчётов в блоке
/>
k – номер старшегозаполненного разряда. Посылка из укороченных по k бит.
Общее количество бит вканале связи будет меньше в ⅓. Сокращается скорость передачи.
Векторное кодирование
Вместо кластеров блоковможно передавать один, который их приближает (вся информация разбивается наобласти, которые заменяются на 1 сигнал).
Выделяем последниепередаваемые блоки. Получим группу.
Дельта-модуляция.Кодируем f `> 0 единицей f ` />
Восстановление: добавляемквант, если приходит 1, и отнимаем, если 0.
Получаем ступенчатуюаппроксимацию.
Недостатки: еслидлительное время f постоянна,получаем ступенчатый квантовый шум.
Схема кодера/декодера
/>
Дифференциальнаямодуляция
В канал связи передаётсяинформация не о сигнале, а о его приращении между двумя счётами.
/>
Практическаяреализация дифференциально-импульсной модуляции.
Посылаем разность междупредсказанным и полученным (т.е. ошибку предсказания).
Предсказатель обычнолинейный />
Просмотрев сигнал наопределённом участке, строим аппроксимацию участка в пределах интервала ипредсказываем сигнал на шаг вперёд.
Разница идёт на приёмник,там тоже предсказатель и он предсказывает сигнал. Ошибка квантования приводит кбольшой ошибке предсказания сигнала./> /> /> /> /> /> /> />
/>
/>
/>
Кодек речевых сигналов на базеполувокодера/> />
ВПФС –вычислитель параметров ФС;
ФС – фильтр синтезатор;
АКК – адаптивная кодоваякнига;
ПКК – постоянная кодоваякнига;
ФО – фильтр ошибки;
Opt – оптимизатор;
a, b – подбираются;
K1, K2 – коды в кодовых книгах.Общие определения ипонятия области ТЗИ
ТЗИ – деятельность,направленная на предотвращение утечки информации, её блокировки или нарушенияцелостности.
· Конфиденциальность(от утечки)
· Доступность (отблокирования)
· Целостность (отискажения)
Цель: деятельность,направленная на выполнение требований записанных в определении.
Система ТЗИ – комплексорганизационных мероприятий, нормативно-правого обеспечения, материально-техническихсредств, позволяющий решить все задачи ТЗИ.
Угроза – потенциальновозможные действие, которое может привести к нарушению конфиденциальности,доступности и целостности информации.
Атака – попыткавыполнения действий, ведущих к нарушению конфиденциальности, доступности ицелостности информации.
Проникновение – успешнаяатака: пассивное (лазейка и использование технических средств), и активное(внедрение подложной информации):
· НСД
· Утечка потехническим каналам
· Утечка по каналамспециального воздействия
· Разглашение
Опасный сигнал –недокументированный сигнал, отправляемый в пространство электрическимиприборами при их работе.
Технический канал –специально созданная линия связи, источник опасного сигнала, приёмник.
Потеря информации втелефонной линии связи
/>
РК – распределительнаякоробка (10 пар).
РЩ – распределительныйщит (150, 300, 600, 1200 …).
ТА – телефонный аппарат.
Доступ к АТС имеетограниченное число лиц.
*– наиболее уязвимо.
Непосредственныйконтактный съём информации
/>
Все способы таковы, чтоони меняют сопротивление в системе. Если следить за напряжением, можнообнаружить, что внедрено устройство.
Прямое контактноеподключение с батареей (батарея компенсирует перепад напряжения).
/>
Слушанье через звонковую цепь
Существуюттак называемые «беззаходовые» системы передачи акустическойинформации по телефонным линиям, позволяющие прослушивать помещения безустановки какого либо дополнительного оборудования, используются недостаткиконструкции телефонного аппарата.
Приположенной на рычаг телефонной трубке с линией соединен электрический звонок,который бывает электромагнитным либо капсюльным (пьезоэлектрическим илиэлектродинамическим). Первый из них подключен к линии фактически напрямую, тогдакак второй — через радиосхему. Непосредственное (через конденсатор) подключениеэлектромагнитного звонка позволяет реализовать его обратимость, или«микрофонный эффект», т.е. возникновение в нем электрического токапри различных механических (в том числе и от звуков голоса) вибрациях подвижныхчастей конструкции. Амплитуда возникающего сигнала достигает несколькихмилливольт, которых хватает для его дальнейшей обработки, проводимой, впрочем,не слишком далеко от используемого аппарата. Дальность этой системы, не превышает (из за затухания)нескольких десятков метров. Прием осуществляется на качественный, малошумящийусилитель низкой частоты.
Недостатокэтого метода состоит в том, что представленный эффект очень просто нейтрализовать,если включить последовательно со звонком (а практически — на входе телефона)парочку запараллеленных во встречном направлении кремниевых диодов, обладающихдля незначительных напряжений слишком большим сопротивлением. Сходную защитуиной раз используют в отдельных образцах промышленной аппаратуры.Внутрикомнатное прослушивание с применением ВЧ – навязывания
Этот вариант «беззаходовой» системысвязан с реализацией эффекта «навязывания», позволяет услышать то, что происходитв комнате при положенной на рычаг трубке. Действуя по данной методике, к одномуиз проводов линии подключают относительно какой-то общей массы «земли» (трубканализации и отопления, металлических фрагментов оформления и фундаментастроения) регулируемый (от 50 до 300 кГц) высокочастотный генератор и вращаяручку настройки ловят, ориентируясь по скачку тока, точку его резонанса стелефоном. Обнаруженная частота здесь и будет рабочей. Хотя трубка вроде быотключена от аппарата, внешние высокочастотные колебания через различныеконструктивные элементы проникают в его схему и активно модулируются микрофоном,реагирующим на звуки в комнате. Наполненный информацией сигнал через парный проводлинии поступает на стандартный амплитудный детектор. Детектор приемника выделяет низкочастотную огибающую речевого сигнала, которая затем усиливается ипередается на пост прослушивания либо к пишущему входу диктофона. Из-за существенного затухания ВЧсигнала в двухпроводной линии дальность также не превышает нескольких десятковметров (без ретранслятора).
Схемапрослушивания на эффекте «навязывания»
/>
Схема использованиямикрофона неактивного телефона для прослушивания помещения
/>
Методы дистанционногоконтроля помещения посредством телефонного аппарата.
1. Биперное подключение телефона.
Бипер выдаёт сигнал на0,3 – 0,4 кГц.
/>
В телефонном аппарате:
/>
ТШ – триггер Шмидта.Определяет уровень сигнала, переключая триггер на некоторое время.
Тг – триггер.
Эм – электромагнит.
Признаки такогоподключения:
· Занят телефон.
· В трубке нетгудка.
Телефонное ухо.
Звоним два раза черезусловленный промежуток времени. Слышим гудки. Ждём условленный промежутоквремени и начинаем записывать…
Защита против ВЧнавязывания: на выходе ставится высокочастотный фильтр.
/>
Диоды VD1-VD4, включенныевстречно-параллельно, защищают звонковую цепь телефона. Конденсаторы и катушкиобразуют фильтры С1, L1 и С2, L2 для подавления напряжений высокой частоты.
Анализатор телефонной линии
/>
При свободнойлинии постоянное напряжение в ней около 60 В. Стабилитрон VD2 «пробивается»(открывается), и в базу транзистора VT1 подается через ограничительный резисторR1 управляющий ток. Открытый и насыщенный транзистор VT1 шунтирует вход каскадана транзисторе VT2, поэтому усилитель тока закрыт и светодиод VD3 погашен. Приподключении в линию посторонних устройств напряжение в линии падает и ток,протекающий через стабилитрон VD2, уменьшается (вплоть до закрытия последнего).Транзистор VT1 закрывается, а в базу транзистора VT2 через резистор R2 подаетсяуправляющий ток. Усилитель открывается и светодиод VD3 включается.
Радиолинейная связь –набор радиопередающих систем, которые передают друг другу информацию.
Минимальное расстояниемежду двумя станциями />.
/>
Прямой приём (схема)
/>
Гетерадинирование.
Крутим ручку приёмника,меняем частоту f и частоту генератора />./>/> />
Позволяет работать в широкомдиапазоне частот. На входе частота
любая, гетеродинсинхронизируем, разница частот />/> более менее постоянная.Можем выделить амплитуду.
В мобильной связи бывает2 частоты />.
Спутниковая связь.
Если 3 спутника будутнаходиться вдоль экватора на высоте 86000 км над уровнем земли, то ониперекроют весь диаметр земли.
Классификация:
1. Низко висящиеспутники ЛЕО (~1500 км над землёй (максимум 2000 км))
2. Средне висящие~5000 км НЕО
3. Эллиптические(очень вытянутые эллиптические орбиты, поэтому их должно быть много).
4. Геостационарные.
Зона видимости:
Если спутник виден надуглом 10º и выше, то он в зоне видимости.
Системы, действующиесейчас:
Global star, Гонец (рос),носящие коммерческий и не коммерческий характер. Наблюдение за катастрофами ит.п. имеют гуманные цели.
Управление и пользование
ОО 295
Недостаток – большаямощность передачи.