Информация в системе управления передается в виде сообщений. Под сообщениями понимается совокупность знаков, содержащих определенную информацию (совокупность сведений) и подлежащих передачи от источника к получателю. Сообщение — это форма представления информации. Примером сообщений являются: телеграмма, радиограмма, телевизионное изображение, радиолокационный сигнал, SMS, MMS, электронное письмо и т.д.
Сигнал, рассматриваемый как функция времени, может быть аналоговым или цифровым. Цифровым называется сигнал, интенсивность которого в течении некоторого периода поддерживается на постоянном уровне, а затем изменяется на постоянную величину (это определение идеализировано) (рисунок 16а). Аналоговым называется сигнал, интенсивность которого во времени изменяется постепенно, то есть в сигнале нет пауз или разрывов (рисунок 16 б.).
Сообщение Код ——> ОНО! -»
Вторичный (ВЧ) сигнал
Принятий Пришлый Регенерированный Код Сообщение ВЧ сигнал первичный сигнал сигнал
Спутниковые системы связи. Гр. 1. Часть 1
Рисунок 17 — Виды сигналов: а) цифровой; б) аналоговый
На самом деле, переход от одного уровня напряжения к другому не может быть мгновенным, а происходит за некоторый переходный период. Тем не менее, на практике цифровые сигналы хорошо приближены к идеальной модели с постоянными уровнями напряжения и мгновенными переходными. Примером аналогового сигнала может быть речь, а цифрового — набор двоичных единиц и нулей.
Термины «аналоговый» и «цифровой» приблизительно соответствуют терминам «непрерывный» и «дискретный». В сфере передачи данных эти два термина часто используют в трех контекстах: при рассмотрении данных, сигналов и передачи.
Определим данные как объекты, передающие смысл или информацию. Сигналы — электрическое или электромагнитное представление данных. Передача — процесс перемещения данных путем распространения сигналов по передающей среде и их обработки.
Системой связи называется совокупность технических средств, физической среды и методов, обеспечивающих передачу сообщения от источника к получателю. Физическим носителем сообщения является сигнал или совокупность сигналов, отражающих сообщение в процессе его передачи. Для передачи сообщений используются различные физические процессы, способные передаваться на расстояние (электромагнитные колебания, звуковые волны, электрический ток и т.д.).
Система связи состоит из источника сообщения, передатчика, канала связи, приемника и получателя сообщения. На рисунке 17 показана структурная схема системы связи.
Рисунок 17 — Структурная схема системы связи
Источником сообщения (ИС) могут быть как человек, так и устройство автоматического считывания информации (датчик считывания непрерывных (аналоговых) и дискретных (цифровых) сигналов) или средства вычислительной техники (например, компьютер).
Как это устроено. Сотовая связь
Получателем сообщения (ПС) может быть человек, компьютер и периферийные устройства (сетевая печать).
Передатчик (П) преобразует исходные сообщения (текст, рисунок, фото, таблица и т.д.) в сигнал или совокупность сигналов, форма представления которых пригодна для передачи по каналу связи.
Приемник (Пр) производит обратное преобразование принятого сигнала в вид, удобный для восприятия получателем информации.
Каналом связи (КС) называется совокупность устройств, обеспечивающих передачу сигналов от передатчика к приемнику. В его состав входит: участки физических цепей, усилители, фильтры и др. устройства. КС представляет собой тракт движения сигнала от передатчика к приемнику. В состав КС входят линии связи, представляющие физическую среду, по которой передается сигнал.
Помимо сигнала, несущего информацию, в КС возникают посторонние сигналы, называемые помехами или шумами. Накладываясь на полезные сигналы, они их искажают. Для исключения влияния помех на передаваемые сигналы, в состав КС входят специальные устройства, позволяющие выделить полезный сигнал, усилить его и подавить помехи.
Канал передачи данных определяется наличием минимум двух каналов связи, обеспечивающих передачу сигнала во взаимопротивоположных направлениях. Один из каналов связи в таком случае объединяет порты Тх («Transmit» (передача)) источника и Rx («Recieve» (получение)) получателя, а другой канал объединяет порты Rx источника и Тх получателя, соответственно (рисунок 18).
Общий случай канала передачи данных
Канал передачи данных с использованием пары оптических волокон
Линия передачи данных (кабель UTP)
Узел 1 Узел 2
Рисунок 18 — Примеры каналов передачи данных
В зависимости от среды распространения сигнала, для организации каждого из каналов могут быть использованы как одна, так и несколько физических линий связи. В частности, для обычного случая организации дуплексного канала передачи данных с использование оптических линий связи необходимо использование двух оптических волокон, каждое из которых представляет собой линию связи.
Для случая организации канала передачи данных с применением кабеля витой пары, необходимо использование всего одного кабеля, пары медных жил которого являются линиями связи каналов связи в составе канала передачи данных.
Существует множество видов каналов связи, среди которых наиболее часто выделяют (рисунок 19) каналы проводной связи (воздушные, кабельные, световодные и др.) и каналы радиосвязи (тропосферные, спутниковые и др.). Такие каналы в свою очередь принято классифицировать на основе характеристик входного и выходного сигналов, а также по изменению характеристик сигналов в зависимости от таких явлений, происходящих в канале, как замирания и затухание сигналов.
Рисунок 19 — Классификация каналов передачи данных
Классификация каналов связи показана на рисунке 20.
По типу среды распространения каналы связи делятся на проводные, акустические, оптические, инфракрасные и радиоканалы.
Каналы связи также классифицируют на:
Классификация каналов связи
Рисунок 20 — Классификация каналов связи
- — непрерывные (на входе и выходе канала — непрерывные сигналы),
- — дискретные или цифровые (на входе и выходе канала — дискретные сигналы),
- — непрерывно-дискретные (на входе канала — непрерывные сигналы, а на выходе — дискретные сигналы),
- — дискретно-непрерывные (на входе канала — дискретные сигналы, а на выходе — непрерывные сигналы).
Каналы могут быть как линейными и нелинейными, временными и пространственно-временными. Возможна классификация каналов связи по диапазону частот.
1. Кабельные линии связи — линии связи, состоящие из направленных сред передачи (кабели), предназначенных совместно с проводными системами передач для организации связи. Под организацией связи здесь подразумевается организация каналов: телефонной, факсимильной, технологической связи, сети передачи данных и др.
Кабельные линии по назначению (рисунок 21) подразделяются на внутри-площадочные, местные, внутризоновые, магистральные, международные:
- • впутриплощадочные — сети на территории одного объекта (порт, терминал, судоходная компания, судоремонтный завод, нефтебаза и др.), назначение — обеспечение технологической и производственной связью внутри объекта. Пример — имеется совокупность резервуаров для хранения жидких химикатов. В резервуарах есть датчики температуры, уровня и пр. Кабель, по которому передаются сигналы с датчиков в серверную для мониторинга и обработки будет входить в состав внутриплощадочных сетей.
- • местные — кабельные линии между зданиями в городе (разные предприятия — порт, судоходная компания, и т.д.) или близлежащими населенными пунктами (поселки, села и др.), назначение — обеспечение связью на местном уровне, например, каналы телефонной связи для присоединения ведомственной АТС к городской АТС.
- • внутризоновые — кабельные линии внутри одного края, области, назначение — обеспечение связью внутри данной зоны.
- • магистральные — кабельные линии проходящие (соединяющие) более одного субъекта, назначение — обеспечение связью между субъектами.
- • международные — кабельные линии проходящие через границу государств^), назначение — обеспечение связью между странами (например, глобальная сеть Интернет).
Рисунок 21 — Классификация кабельных линий по назначению
Кабельные линии состоят из узлов связи, необслуживаемых регенерационных (усилительных) пунктов — НРП (НУП), кабельной трассы.
Узел связи — сооружение связи, в котором установлено оборудование систем передачи. Бывают обслуживаемые, полуобслуживаемые и необслуживаемые. В обслуживаемых узлах связи ведется круглосуточное дежурство, днем может присутствовать инженерно-технический персонал. В полуобслуживае-мых узлах в рабочее время находится персонал, в нерабочее время узел закрывается.
Обслуживание оборудования связи в необслуживаемом узле связи осуществляется по графику или по мере необходимости. Физически выглядит как здание или блок-контейнер.
Необслуживаемые регенерационные (усилительные) пункты (НР(У)П) — пункты в которых осуществляется регенерация (цифровая система передачи) или усиление (аналоговая, либо цифровая система передачи) сигнала. Физически представляет зарытый в землю на небольшую глубину контейнер (например, бочку), в который помещен регенератор или усилитель. Зарытый контейнер, обычно имеет надстройку (деревянную, кирпичную, железную или железобетонную). Так же встречается расположение регенератора или усилителя в верхней части надстройки. В городской черте возможно расположение НРП/НУП в здании, на подземной станции метрополитена или распределительном шкафу.
Помимо регенерационной/усилительной аппаратуры, на НРП/НУП может располагаться аппаратура питания (внешнего, либо дистанционного), аккумуляторные батареи, устройства отопления, вентиляции и кондиционирования, устройства освещения, устройства телеконтроля (контроль давления воздуха в кабеле и в баллоне, контроль закрытия дверей и крышек, контроль наличия воды в камере, контроль температуры, контроль влажности, контроль питания), аппаратура содержания кабеля под избыточным воздушным давлением, электрические компрессорные установки, баллоны со сжатым воздухом.
Кабельная трасса (трасса) — кабель, проложенный в грунте (чаще всего вне населенного пункта), в канализации (чаще всего по территории крупного населенного пункта). Сюда же входят кабельные колодцы, приямки, сигнальные столбики и знаки, вводно-кабельные помещения и прочие линейные сооружения.
Если на кабельную линию смонтировать систему передачи, то получиться сеть связи.
2. Акустический канал (волновод) — участок среды, ограниченный в одном или двух направлениях стенками или другими средами, в результате чего устраняется или уменьшается расхождение волн в стороны, поэтому распространение звука вдоль участка происходит с меньшим ослаблением, нежели в неограниченной однородной среде.
Искусственные акустические волноводы — обычно трубы, ограниченные звуконепроницаемыми стенками (например, органные трубы, вентиляционные каналы, туннели).
Естественные акустические волноводы — обычно слои среды: например, для низких частот звука океан представляет собой волновод в виде слоя воды, ограниченного с одной стороны грунтом, а с другой — свободной поверхностью воды. Акустический волновод может быть также образован вертикальной слоистой неоднородностью среды (например, подводный звуковой канал в океане): волны, пересекающие под малыми углами слой, в котором скорость звука имеет минимальное значение, заворачивают к нему обратно в результате рефракции в смежных слоях с большей скоростью звука, как бы отражаясь от этих слоев (см. Гидроакустика). В отличие от труб, в которых звук распространяется прямолинейно (вдоль оси трубы), звук в слое может также распространяться в виде цилиндрически расходящихся или сходящихся волн.
3. Оптическое волокно (рисунок 22) — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.
Оптические волокна могут быть одномодовыми и многомодовыми. Диаметр сердцевины одномодовых волокон составляет от 7 до 10 микрон. Благодаря малому диаметру сердцевины оптическое излучение распространяется по волокну в одной (основной, фундаментальной) моде и, как результат, отсутствует межмодовая дисперсия.
Рисунок 22 — Волоконно-оптический кабель
Существует три основных типа одномодовых волокон:
- 1. одномодовое ступенчатое волокно с несмещённой дисперсией (стандартное) (SMF или SM, англ, step index single mode fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.652 и применяется в большинстве оптических систем связи;
- 2. одномодовое волокно со смещённой дисперсией (DSF или DS, англ, dispersion shifted single mode fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.653. В волокнах DSF с помощью примесей область нулевой дисперсии смещена в третье окно прозрачности, в котором наблюдается минимальное затухание;
- 3. одномодовое волокно с ненулевой смещённой дисперсией (NZDSF, NZDS или NZ, англ, non-zero dispersion shifted single mode fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.655.
Многомодовые волокна отличаются от одномодовых диаметром сердцевины, который составляет 50 микрон в европейском стандарте и 62.5 микрон в североамериканском и японском стандартах. Из-за большого диаметра сердцевины по многомодовому волокну распространяется несколько мод излучения — каждая под своим углом, из-за чего импульс света испытывает дисперсионные искажения и из прямоугольного превращается в колоколоподобный.
Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые и градиентные. В ступенчатых волокнах показатель преломления от оболочки к сердцевине изменяется скачкообразно. В градиентных волокнах это изменение происходит иначе — показатель преломления сердцевины плавно возрастает от края к центру. Это приводит к явлению рефракции в сердцевине, благодаря чему снижается влияние дисперсии на искажение оптического импульса. Профиль показателя преломления градиентного волокна может быть параболическим, треугольным, ломаным и т. д.
Полимерные (пластиковые) волокна производят диаметром 50, 62.5, 120 и 980 микрометров и оболочкой диаметром 490 и 1000 мкм.
4. Инфракрасный канал — канал передачи данных, не требующий для своего функционирования проводных соединений. В компьютерной технике обычно используется для связи компьютеров с периферийными устройствами (интерфейс IrDA).
В отличие от радиоканала и технологий, которые его используют, инфракрасный канал нечувствителен к электромагнитным помехам, и это позволяет использовать его в производственных условиях. К недостаткам инфракрасного канала относятся высокая стоимость приемников и передатчиков, где требуется преобразование электрического сигнала в инфракрасный и обратно, а также низкие скорости передачи (обычно не превышающее 5-10Мбит/с, но при использовании инфракрасных лазеров возможно добиться существенно более высоких скоростей). В условиях прямой видимости инфракрасный канал может обеспечить связь на расстояниях в несколько километров, но наиболее удобен он для связи компьютеров, находящихся в одном помещении, где отражения от стен комнаты дает устойчивую и надежную связь. Наиболее естественный тип топологии используемый при этом — «шина», то есть переданный сигнал одновременно получают все абоненты. Ясно, что имея такое количество недостатков, инфракрасный канал не смог получить широкого распространения.
5. Радио (лат. radio — излучаю, испускаю, radius — луч) — разновидность беспроводной передачи информации, при которой в качестве носителя информации используются радиоволны, свободно распространяемые в пространстве.
На передающей стороне (в радиопередатчике) формируется высокочастотный сигнал (несущий сигнал, несущая) определенной частоты. На него накладывается информационный сигнал, который нужно передать (звук, изображение и т. д.) — происходит модуляция несущей информационным сигналом. Модулированный сигнал излучается передающей антенной в пространство в виде радиоволн.
На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в приемной антенне, откуда он поступает в радиоприёмник. Здесь система фильтров выделяет из множества наведенных в антенне токов от разных радиопередатчиков и от других источников радиоволн сигнал с определённой несущей частотой, а детектор выделяет из него модулирующий информационный (полезный) сигнал. Получаемый сигнал может несколько отличаться от передаваемого радиопередатчиком вследствие влияния разнообразных помех. В таблице 1 представлены диапазоны радиоволн.
Источник: bstudy.net
Ведомственная связь в строительстве
Как и в других отраслях народного хозяйства, ведомственная связь входит в состав технических средств систем управления и автоматизации. Правильно организованная система связи не только повышает культуру управления, сокращает затраты времени на решение вопросов, связанных с оперативным управлением, но и повышает производительность труда управленческого персонала и организации в целом. Система связи должна обеспечивать возможность функционирования вычислительной и организационной техники, телемеханики, телеуправления и т.д.
Система связи в строительстве, являясь ведомственной связью, должна одновременно обеспечивать связь своих абонентов с абонентами общегосударственной сети. Кроме того, учитывая удаленность источника первичной информации (строительная площадка, объект) от органа управления (СУ, СМУ, трест), система связи в строительстве включает в себя отдельные элементы общегосударственной сети связи. В этих случаях ведомственные сети связи должны удовлетворять единым техническим требованиям и нормам, предъявляемым к техническим средствам и каналам Единой автоматизированной системы связи страны (ЕАСС) и строятся в соответствии с принципами системы общегосударственной автоматической коммуникации телефонной сети (СОАКТС).
Система связи в строительстве может включать в себя следующие виды связи различные по назначению:
- административно-хозяйственную;
- директорскую и диспетчерскую телефонную;
- радиосвязь;
- прикладное телевидение;
- распорядительно-поисковую громкоговорящую; телеграфную.
Схема организации связи разрабатывается с учетом:
- структуры оперативно-диспетчерского управления, состоящей из сети диспетчерских пунктов, организуемых в каждом подведомственном подразделении на всех иерархических уровнях от участка до аппарата главного территориального управления;
- территориального расположения и удаленности подразделений друг от друга (в одном здании, на одной площадке, в одном населенном пункте, в сельской местности и т.д.);
- степени оснащенности общегосударственными средствами и каналами связи;
- объема передаваемой информации и количества абонентов данного вида связи;
- наличия разрешения государственной инспекции электросвязи на применение средств радиосвязи.
Источник: www.komplektacya.ru