Структура систем передачі інформації

Вивчення систем передачі інформації почнемо з розгляду узагальнених моделей СПІ, що дозволяють, абстрагуючись від питань технічної реалізації конкретної системи, усвідомити загальні принципи та закономірності їхньої побудови.

У самому загальному виді структурна схема одноканальної СПІ представлена на рис. 1.5.

Розглянемо призначення окремих елементів цієї схеми. Джерелом інформації (повідомлень) і користувачем (одержувачем) повідомлень може бути людина, або різного роду технічні пристрої.

За допомогою первинного перетворювача повідомлення, яке може мати будь-яку фізичну природу (зображення, звукове коливання), перетворюється в первинний електричний сигнал x (t). У телефонії, наприклад, ця операція зводиться до перетворення акустичних коливань у електричну напругу на виході мікрофона. В телеметричних системах первинний сигнал формується на виході різного роду датчиків (тиску, температури, вологості). У телеграфії за допомогою телеграфного апарата послідовність елементів повідомлення (букв) заміняється послідовністю кодових символів (0, 1 або крапка, тире), яка одночасно перетворюється в послідовність електричних імпульсів постійного струму. У більшості випадків первинний сигнал є низькочастотним коливанням, яке відображає передане повідомлення.

У деяких випадках первинний сигнал безпосередньо передають по лінії зв’язку, наприклад, в системі міського телефонного зв'язку. Для передачі на більші відстані (по кабелю або радіоканалу) первинний сигнал перетворюють у високочастотний. Пристрій, що перетворює первинний сигнал у вторинний (високочастотний) сигнал s (t), який придатний для передачі по лінії зв’язку, називають передавачем, а пристрій, що перетворює прийнятий сигнал у первинний сигнал, – приймачем.

Рис. 1.5. Узагальнена структурна схема одноканальної СПІ

Перетворення повідомлення в сигнал повинне бути зворотнім. У цьому випадку по вихідному сигналу приймача можна відновити вхідний первинний сигнал x (t), тобто отримати всю інформацію, що міститься в переданому повідомленні.

Фізичне середовище, по якому відбувається поширення сигналів s (t) від передавача до приймача, називається лінією зв'язку.

Для передачі повідомлень необхідно вибирати такий переносник, який здатний ефективно поширюватися по використовуваній у системі лінії зв'язку. Наприклад, по провідній лінії зв'язку найбільше легко проходять постійний струм і змінні струми порівняно невисоких частот (не більше декількох десятків кілогерц). По радіолінії ефективно поширюються тільки електромагнітні коливання високих частот (від сотень кілогерців до десятків тисяч мегагерц).

Найбільш перспективним і високоякісним способом передачі інформації є передача інформаційних повідомлень у цифровій формі (цифрових (дискретних) повідомлень). Такі системи називають цифровими системами передачі інформації (ЦСПІ, digital communication system – DCS). В ЦСПІ на відмінність від аналогових систем задачею приймача є не точне відтворення переданого сигналу s (t), а визначення на основі спотвореного шумами сигналу, який саме сигнал з набору можливих був переданий передавачем.

Аналогові повідомлення також можуть бути передані за допомогою ЦСПІ. Для цього їх за допомогою аналогово-цифрового перетворювача (АЦП) перетворюють в кодові послідовності. Прикладом ЦСПІ є система стільникового зв’язку GSM.

В останнє десятиліття безупинно зростає потреба в цифрових системах передачі інформації. Вони використовуються для побудови систем супутникового, радіорелейного, стільникового та транкінгового зв'язку, мереж передачі даних ПЭВМ (комп’ютерних мереж), супутникових персональних систем цифрової телефонії, систем цифрового радіомовлення та цифрового телевізійного мовлення. За прогнозом, до 2020 р. основні засоби передачі інформації – голосовий зв'язок, телебачення, радіо – завершать свій перехід від аналогової форми до цифрової.

Підвищений інтерес до цифрових системах передачі інформації обумовлений наступними їх перевагами:

висока завадостійкість цифрових систем передачі інформації, що дозволяє досягати більш повного використання пропускної здатності СПІ при високій якості передачі інформації;

менша схильність до впливу нестабільностей параметрів апаратури СПІ;

висока універсальність ЦСПІ щодо характеру джерел та споживачів повідомлень, а також можливість об'єднання різних потоків повідомлень у єдиному каналі передачі;

відносна простота сполучення ЦСПІ різних типів і різних рівнів ієрархії, що обумовлює можливість безпосереднього включення ЦСПІ в інтегровані мережі регіональних, національних і глобальних цифрових систем передачі інформації;

можливість виявлення та усунення спотворень повідомлень у процесі обробки сигналів за рахунок завадостійкого кодування;

зменшені габаритні розміри та більша надійність апаратури формування та приймання цифрових сигналів за рахунок широкого застосування перспективної елементної бази, а саме: цифрових сигнальних процесорів (digital signal processing – DSP), мікроконтролурів та одно кристальних мікроЭВМ, програмуючих логічних інтегральних схем (ПЛІС).

Крім переваг,цифрові системи передачі інформаціїмають і недоліки:

високі вимоги до обчислювальних засобів обробки сигналів ЦСПІ;

складність синхронізації передавальної та приймальної апаратури ЦСПІ;

погіршення якості ЦСПІ носить пороговий характер (при зменшенні відношення сигнал/шум нижче порогового рівня якість роботи ЦСПІ різко зменшується, в аналогових системах погіршення якості не таке різке).

Типова структурна схема цифрової одноканальної СПІ представлена на
рис. 1.6, яку будемо аналізувати у подальшому. Розглянемо її більш детально.

Джерело інформації або повідомлення. Джерело інформації або повідомлення - це фізичний об'єкт, система або явище, що формують передане повідомлення. Саме повідомлення – це значення або зміна деякої фізичної величини, що відображає стан об'єкта (системи або явища). Як правило, первинні повідомлення – мова, музика, зображення, виміри параметрів навколишнього середовища й т.д. – являють собою функції часу неелектричної природи. З метою передачі по каналі зв'язку ці повідомлення перетворюються в первинний електричний сигнал, зміни якого в часі відображає передане повідомлення. Значна частина переданих повідомлень, особливо останнім часом, по своїй природі не є сигналами - це масиви чисел, текстові або інші файли тощо.

При аналізі питань добування, накопичення або зберігання, обробки і передачі інформації часто можна вказати кінцеву сукупність можливих дискретних повідомлень x ₁, x ₂, …, x_n, які описують стан системи що розглядається, і ймовірність їх появи p (x ₁), p (x ₂), …, p (x_n). Вибір повідомлень із сукупності можливих виконує джерело повідомлень.

Рис. 1.6. Структурна схема одноканальної цифрової СПІ

Безпосередня передача повідомлень по лінії зв’язку можливо лише в деяких випадках (наприклад, в провідних і кабельних лініях). В більшості випадків в процесі передачі повідомлення необхідно перетворювати в сигнали, які виконують роль переносника інформації по фізичним лініям зв’язку. Таке перетворення, виконується в передавальному пристрої (передатчику).

Перетворення дискретного повідомлення в сигнал здійснюється в процесі двох операцій – кодування та модуляції. Кодування являє собою перетворення повідомлення в послідовність кодових символів, а модуляція – перетворення цих символів у сигнали, придатні для передачі по каналу. Можна стверджувати, що за допомогою кодування та модуляції джерело повідомлень узгоджується з каналом передачі.

Під кодуванням у загальному випадку розуміють перетворення алфавіту повідомлення. Звичайно (але не обов'язково) розмір алфавіту кодових символів менше або набагато менше розміру алфавіту джерела. Кодування повідомлень може переслідувати різні цілі – скорочення обсягу переданих даних (стиск даних), збільшення кількості переданої за одиницю часу інформації, підвищення вірогідності передачі, забезпечення таємності при передачі й т.д.

Однієї із завдань кодування є узгодження алфавіту, у якому представлено повідомлення, з алфавітом, у якому працює СПІ. Як приклад розглянемо передачу букв алфавіту. Їхнє число, як це прийняте в телеграфії, рівно 32. У загальному випадку для передачі цих букв потрібно 32 різних сигналів. Така СПІ виявляється досить громіздкою та дорогою. На практиці використовують двійкові системи (системи із двома сигналами). Для передачі 32 різних букв по такій системі зв'язку необхідно попередньо перетворити ці букви в послідовність двійкових чисел, тобто здійснити первинне кодування. У розглянутому випадку кожній букві можна поставити у відповідність п'ятизначне двійкове число.

Кодування дозволяє найбільш ефективно використовувати СПІ і зменшити вплив різних завад та спотворень на передачу повідомлень. Це складний процес, якій вміщує в себе ряд операцій.

1. Перетворення повідомлень з однієї форми в іншу, наприклад, безперервних в дискретні (натуральне, примітивне, первинне кодування). В телефонії ця операція зводиться просто до перетворення звукового тиску в електричний струм який змінюється пропорційно. В телеграфії ця операція по перетворенню послідовності елементів повідомлення (букв, цифр) в послідовність кодових символів (крапок, тире і пауз).

2. Усунення природної надмірності повідомлень (ефективне кодування).

3. Введення спеціально розрахованої штучної надмірності в повідомлення (завадостійке кодування). Воно частіше всього використовується тоді, коли передаються цифрові повідомлення і виникає необхідність в підвищенні вірогідності передачі інформації.

Реалізація кодування пов’язана з суттєвим ускладненням СПІ, і тому нерідко обмежується лише натуральним кодуванням. Але в багатьох випадках приходиться застосовувати і більш складне кодування, особливо в телеметрії (ефективне кодування) і в космічних лініях далекого зв’язку (завадостійке кодування).

Кодер джерела. Переважна частина вихідних повідомлень - мова, музика, зображення й т.д. - призначена для безпосереднього сприйняття органами почуттів людини і у загальному випадку погано пристосована для їхньої ефективної передачі по каналах зв'язку. Тому повідомлення, як правило, піддаються кодуванню. У процедуру кодування звичайно включають і дискретизацію безперервного повідомлення х (t), тобто його перетворення в послідовність елементарних дискретних повідомлень х_i.

Під кодуванням джерела будемо розуміти скорочення обсягу (стиск) інформації з метою підвищення швидкості її передачі або зменшення смуги частот каналу передачі.

Кодування джерела іноді називають економним, або ефективнимкодуванням, а також стиском даних. Під ефективністю в цьому випадку розуміється ступінь скорочення обсягу даних, що забезпечується таким кодуванням.

Якщо стиск відбувається так, що за стислим даними можна абсолютно точно відновити первинну інформацію, кодування називається неруйнуючим. Неруйнуюче кодування використається при передачі (або зберіганні) текстової інформації, числових даних, комп'ютерних файлів і т.п., тобто там, де неприпустимі навіть найменші відмінності первинних і відновлених даних.

У багатьох випадках немає необхідності в абсолютно точній передачі інформації від джерела до її споживача, тим більше що в каналі зв'язку завжди присутні завади й абсолютно точна передача в принципі неможлива. У таких випадках може бути використаний руйнуючий стиск, що забезпечує відновлення вихідного повідомлення по стислому з тим або іншим ступенем наближення. Як правило, руйнуючі методи стиску набагато більше ефективні, ніж неруйнуючі.

Таким чином, на виході кодера джерела по переданому повідомленню х (t) формується послідовність кодових символів Z, яку ми будемо називати інформаційною послідовністю, що допускає абсолютно точне (або наближене) відновлення вихідного повідомлення що має, по можливості найменший розмір.

Кодер каналу. При передачі інформації з каналу зв'язку з завадами в прийнятих даних можуть виникати помилки. Якщо такі помилки мають невелику величину або виникають досить рідко, інформація може бути використана споживачем. При великій кількості помилок отриманою інформацією користуватися не можна. В цьому випадку використовують завадостійке кодування, що виконується кодером каналу.

Завадостійке кодування (кодування каналу) являє собою спосіб обробки послідовності кодових символів Z, який забезпечує зменшення кількості помилок, що виникають у процесі передачі внаслідок дії завад. Існує велика кількість різних методів завадостійкого кодування, але всі вони засновані на наступних принципах.

При завадостійкому кодуванні в передані повідомлення вноситься спеціальним чином організована надмірність (у кодові послідовності додаються надлишкові символи), що дозволяє на прийомній стороні виявляти та виправляти виникаючі помилки. Таким чином, якщо при кодуванні джерела проводиться усунення природної надмірності, що має місце в повідомленні, то при кодуванні каналу надмірність у передане повідомлення вноситься свідомо. На виході кодеру каналу в результаті формується послідовність символів U, яку ми будемо називати кодовою послідовністю (кодовим словом).

Потрібно відзначити, що як завадостійке кодування, так і стиск даних не є обов'язковими операціями при передачі інформації. Ці процедури (і відповідні їм блоки в структурній схемі ЦСПІ можуть бути відсутніми. Однак це може привести до дуже істотних втрат у завадостійкості системи, значному зменшенню швидкості передачі та зниженню якості передачі інформації. Тому практично всі сучасні системи (за винятком найпростіших) обов'язково включають і ефективне і завадостійке кодування даних.

Пристрій, що включає кодер та декодер джерела, кодер та декодер каналу в двосторонній СПІ називають кодеком.

Передавач. Для перетворення первинного сигналу до виду, який придатний для використання в лінії зв'язку, призначений передавальний пристрій (передавач).

У передавальному пристрої здійснюється управління одним або декількома параметрами переносника (носійної) за законом повідомлення. Цей процес називається модуляцією. Сигналом – переносником (носійною) зазвичай є періодичні коливання. Наряду з терміном «модуляція» вживається термін «маніпуляція» (для цифрових систем). Модулюваний сигнал знаходяться в однозначний відповідності з повідомленнями, які передаються (в загальному випадку закодованими в вказаному вище сенсі).

У вихідних каскадах передавального пристрою модульовані сигнали підсилюються і за допомогою пристроїв узгодження (наприклад, антен) вводяться (випромінюються) в фізичну лінію зв’язку (середовище розповсюдження).

Сукупність операцій, пов’язаних з перетворенням повідомлень ансамблю X, які підлягають передачі, в сигнали s(t), називається способом формування сигналів.

Модулятор. Функції модулятора в ЦСПІ – узгодження повідомлень джерела або кодових послідовностей, сформованих кодером, із властивостями каналу зв'язку та забезпечення можливості одночасної передачі великої кількості повідомлень по загальному каналі зв'язку.

Дійсно, більшість безперервних і дискретних повідомлень, що підлягають передачі, а також результати їхнього кодування - послідовності кодових символів - являють собою порівняно низькочастотні сигнали з відносно вузькою смугою (Δ F << f ₀). У той же час ефективна передача з використанням електромагнітних коливань (радіохвиль) можлива лише для досить високочастотних сигналів (f ₀ ≥ 1... 1000 МГц і більше) з відносно вузькосмуговими спектрами (Δ F << f ₀).

Тому модулятор повинен перетворити повідомлення джерела або відповідні їм кодові послідовності у сигнали s (t) (накласти повідомлення на сигнал), властивості яких забезпечували б ним можливість ефективної передачі по радіоканалі (або іншим існуючим каналам зв'язку – телефонним, оптичним і т.д.).

На сьогодні існує велика кількість видів модуляції сигналів, що володіють різною ефективністю та забезпечують передачу інформації з тою або іншою якістю. Найпростішими з них є амплітудна, частотна та фазовамодуляції. При вивченні курсу ми ознайомимося також з безліччю інших, більше сучасних і значно більш ефективних видів модуляції (маніпуляції), що застосовуються у ЦСПІ. При цьому процедура модуляції буде розглядатися не просто як зміна параметрів сигналу s (t) у відповідності зі значенням первинного сигналу х (t), а як перетворення повідомлення в сигнал.

Сукупність модулятора та демодулятора утворює пристрій, який називають модемом.

Канал передачі (зв'язку). Сукупність пристроїв, що забезпечують незалежну передачу сигналів по одній лінії зв'язку, називають каналом передачі (зв'язку). В одних випадках канал може складатися тільки з лінії зв'язку, в інших – з передавача, лінії зв'язку, приймача.

В залежності від типу повідомлень канал передачі може бути дискретним або безперервним. В дискретному каналі зв’язку вхідні і вихідні повідомлення дискретні, а в безперервному – безперервні.

При передачі сигнали піддаються впливу завад. Під завадами маються на увазі будь-які зовнішні збурення, що приводять до спотворення переданого сигналу, або впливи (внутрішні шуми приймача, атмосферні завади, впливи сторонніх джерел сигналів), а також спотворення сигналів у самій апаратурі (апаратурні завади). Завади в будь-якому випадку викликають випадкове відхилення прийнятого повідомлення від переданого.

Таким чином, окрім сигналу s(t), який сформований передавачем, на вхід приймального пристрою СПІ діють різного роду завади n(t): сигнали інших систем, шуми середовища і т.п. В результаті на вході приймального пристрою має місце випадковий сигнал

,

(1.1)

який відрізняється від переданого. Завада, що задовольняє співвідношенню (1.1) (накладається на сигнал), називається адитивною.

Окрім адитивних розрізняють і мультиплікативні завади. Мультиплікативні завади – завади, що проявляються в нерегулярній зміні сигналу, замиранні сигналу. В багатьох випадках мультиплікативні завади породжуються взаємодією прийнятих сигналів при їх багатопроменевому розповсюдженню. У реальних лініях зв'язку діють як адитивні, так і мультиплікативні завади.

Залежно від характеру зміни в часі розрізняють флуктуаційні, імпульсні (зосереджені в часі) та вузкосмугові (зосереджені по частоті) завади. Флуктуаційна завада породжується різного роду флуктуаціями, тобто випадковими відхиленнями тих або інших фізичних величин від їхніх середніх значень. Так, джерелами таких завад можуть бути флуктуації струму в електричних колах, обумовлені дискретною природою носіїв заряду, яка проявляється в електронних лампах і напівпровідникових приладах у вигляді дробового ефекту; флуктуації різниці потенціалів на кінцях будь-якого провідника, обумовлені тепловим рухом носіїв заряду; впливу радіовипромінювання Сонця й зірок і т.д. Флуктуаційна завада звичайно являє собою гаусовський стаціонарний випадковий процес із нульовим математичним очікуванням. У більшості випадків вона має рівномірну спектральну щільність потужності в такій широкій смузі частот, що її можна вважати «білим шумом».

Імпульсна завада являє собою випадкову послідовність імпульсів, що випливають настільки рідко, що реакція приймача на поточний імпульс устигає загаснути до моменту появи чергового імпульсу. Типовим прикладом такої перешкоди є атмосферна перешкода.

Вузкосмугові завади – це завади, спектральна щільність потужності яких займає порівняно вузьку смугу частот, суттєво меншу смуги частот сигналу. Найчастіше вона обумовлена сигналами сторонніх радіостанцій, а також випромінюваннями генераторів високої частоти різного призначення (промислових, медичних і т.п.).

З-за дії завад, внутрішніх шумів приймача, впливу середовища розповсюдження, не ідеальності і нестабільності характеристик СПІ повної відповідності між переданими s(t) і прийнятими y(t) сигналами може і не бути, тобто повідомлення відтворюється з деякою помилкою, величина якої залежить від співвідношення сигналу та завади в каналі зв’язку і їх статистичних характеристик, а також від виду модуляції сигналу та способу обробки прийнятого сигналу в приймачі (способу демодуляції).

Приймач. Призначення приймача СПІ – з максимально можливою точністю по прийнятому коливанню y (t) відтворити на своєму виході передане повідомлення (первинний сигнал х (t). Прийняте (відтворене) повідомлення через наявність перешкод у загальному випадку відрізняється від переданого. Прийняте повідомлення будемо називати оцінкою (мається на увазі оцінкою повідомлення) і позначати тим же символом, що й послане повідомлення, але зі знаком ^*.

На прийомній стороні здійснюється відновлення по прийнятому сигналу переданого повідомлення. Прийом сигналів зводиться до виконання ряду операції над прийнятим сигналом (1.1), в результаті яких на виході приймального пристрою має бути сформовано повідомлення, яке відповідає переданому. Послідовність даних операцій така: після попередньої фільтрації і підсилення в каскадах приймального пристрою прийняте коливання y (t) демодулюється в демодуляторі і декодується в декодері. Операції, які виконуються в демодуляторі і декодері, є зворотними по відношенню до операцій кодування та модуляції. При цьому спочатку проводиться демодуляція сигналу, у результаті якої відновлюється первинний сигнал.

Сукупність операцій, пов’язаних з перетворенням прийнятої суміші сигналу і завад в повідомлення називається способом прийому. Процедури обробки сигналу досить різноманітні. Вони можуть зводитися до фільтрації сигналів, обмеженню, інтегруванню (або диференціюванню), перемножуванню сигналів, додаванню й т.п.

Демодулятор. Для відтворення оцінки повідомлення х (t) приймач системи в першу чергу повинен по прийнятому коливанню y (t) і з урахуванням відомостей про використані при передачі сигналу тавиду модуляціїодержати оцінку кодової послідовності F, яку будемо назвати прийнятою послідовністю. Ця процедура називається демодуляцією (детектуванням) або прийомом сигналу. При цьому демодуляція повинна виконуватися таким чином, щоб прийнята послідовність F як найменше відрізнялася від переданої кодової послідовності U. У своїй постановці та по способах рішення завдання демодуляції прийнятого коливання y (t) в основному збігається з різними варіантами завдань оптимального прийому сигналу на фоні завад (оптимальне розрізнення двох або декількох сигналів).

У ЦСПІ можливі два методи відновлення повідомлень: поелементний прийом і прийом у цілому. У першому випадку аналізуються елементи прийнятого сигналу, що відповідають кодовим символам. При цьому на виході демодулятора з'являється послідовність кодових символів, що потім піддається декодуванню для відновлення дискретного повідомлення. У другому випадку аналізується цілком відрізок сигналу, що відповідає кодової комбінації, і відповідно до використовуваного критерію ототожнюється з тим або іншим дискретним повідомленням. У таких системах операції демодуляції й декодування об’єднуються та реалізуються одним пристроєм.

Декодер каналу. Прийняті кодові слова F у загальному випадку можуть відрізнятися від переданих кодових слів U, тобто містити помилки.

Кількість таких помилок залежить від рівня завад у каналі зв'язку, швидкості передачі, обраного виду модуляції (сигналу), а також від способу прийому (демодуляції). Завдання декодера каналу – виявити та, по можливості, виправитипомилки. Процедура виявлення та виправлення помилок у прийнятій послідовності F називається декодуванням каналу. Результатом декодування F є оцінка переданого кодового слова U. Вибір завадостійкого коду, способу кодування, а також методу декодування повинен проводитись так, щоб на виході декодера каналу залишилося якнайменше невиправлених помилок.

Питанням завадостійкого кодування в системах передачі (і зберігання) інформації в наш час приділяється виняткова увага, оскільки таке кодування дозволяє істотно підвищити якість передачі. У багатьох випадках, коли вимоги до вірогідності прийнятої інформації дуже великі (у комп'ютерних мережах, у дистанційних системах управління), передача без завадостійкого кодування взагалі неможлива. У подальшому цьому питанню буде приділена значна увага.

Декодер джерела. Оскільки інформація джерела у процесі передачі піддавалася кодуванню з метою її більше компактного (або більше зручного) подання (стиск даних, ощадливе кодування, кодування джерела), необхідно відновити її до початкового по прийнятій послідовності U. Такий процес називається декодуванням джерела й може бути або просто зворотною операції кодування (неруйнуюче кодування), або відновлювати наближене значення х^* (t), що в більшій або меншій ступені відрізняється від х (t) (руйнуюче кодування/декодування).

Потрібно сказати, що останнім часом ефективне кодування займає усе більше помітне місце в системах передачі інформації, оскільки, разом із завадостійким кодуванням, воно виявилося найефективнішим способом збільшення швидкості її передачі.

В процесі декодування сигналу відбувається його перетворення в повідомлення, що надходить до користувача. При цьому сигнал повинен бути перетворений до виду, що є зручним для сприйняття одержувачем повідомлень. Наприклад, при передачі мови або музики прийнятий сигнал перетвориться у звукові механічні коливання, якщо одержувачем повідомлень є людина. Якщо ж прийняті сигнали призначені для магнітофонного запису, то вони перетворяться в електричні сигнали, зручні для фіксації на магнітній стрічці.

Варто відмітити, що операції демодуляції, обробки та декодування або дві з них можуть виконуватися одним пристроєм. Наприклад, при прийманні телеграфних сигналів на слух оператор здійснює як обробку, так і декодування прийнятих сигналів.

Аналогічно, на передавальній стороні в одному пристрої можуть поєднуватись функції кодування та модуляції.

Лінія зв’язку. Середовище розповсюдження сигналів, яке використовується для передачі сигналів від передаючого до приймального пристрою називають лінією зв’язку (передачі). В системах провідного зв’язку – це пара проводів чи кабель; в системах радіозв’язку – обмежена область простору (вільний простір, ефір), в якій розповсюджуються електромагнітні хвилі від передаючого до приймального пристрою.

На практиці часто необхідно забезпечити незалежну передачу повідомлень від декількох джерел. Використання для кожного джерела повідомлень окремої лінії зв'язку економічно недоцільно. Наприклад, для сучасних технічних систем передачі інформації лінії зв'язку є найбільш дорогими складовими системи. Тому виникає завдання побудови систем, що використають одну лінію зв'язку для передачі повідомлень від декількох джерел. Такі системи називаються багатоканальними (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Структурна схема багатоканальної СПІ

Очевидно, у багатоканальних системах сигнали, що надходять від різних джерел повідомлень, повинні мати певні ознаки приналежності до свого джерела – канальні ознаки, які дозволить розрізняти прийняті повідомлення. Для цього в таких системах, крім зазначених раніше пристроїв, на передавальній стороні необхідно мати формувач канальних ознак – апаратуру ущільнення (пристрій ущільнення сигналів), а на прийомній стороні – апаратуру поділу (пристрій розділення сигналів).

Для реалізації багатоканальних СПІ повідомлення від багатьох джерел повинні підлягати перетворенням, в результаті яких утворюються складний сигнал, який містіть у собі повідомлення від всіх джерел, що підлягають передачі. Такий сигнал ще називають груповим.

Багатоканальні СПІ допускають побудову кодера і модулятора до пристрою ущільнення, а декодера і демодулятора після пристрою розділення. Однак їх потрібно намагатися будувати так, щоб це приводило до суттєвої економії апаратури.

Сучасні СПІ можуть бути класифіковані за багатьма ознаками.

По числу каналів розрізняють одноканальні та багатоканальні системи. По наявності зворотного каналу розрізняють системи без зворотного зв'язку та зі зворотним зв'язком.

По режиму використання каналу розрізняютьсистеми однобічного зв'язку(симплексні),системи двостороннього зв'язку (дуплексні) і напівдуплексні системи. У перших передача здійснюється в одному напрямку, у других здійснюється одночасна передача в обох напрямках. В напівдуплексних системах можливий двосторонній зв'язок, але передача та приймання ведуться по черзі.

По призначенню переданих повідомлень розрізняють наступні типи систем: телефонні, призначені для передачі мови; телеграфні, призначені для передачі тексту; фототелеграфні (факсимільні), призначені для передачі нерухливих зображень; телевізійні, призначені для передачі зображень; телеметричні, призначені для передачі результатів вимірювання параметрів об’єкту; системи телеуправління, призначені для передачі команд управління; системи передачі даних, призначені для забезпечення роботи автоматизованих систем управління.

Можлива також класифікація систем по інших ознаках, таким, як вид модуляції, спосіб ущільнення-поділу каналів, спосіб забезпечення доступу.