Каналы связи

Канал связи - совокупность технических средств, предназначенных для передачи сигналов и среды распространения любых сигналов от источника к получателю. При распространении по каналу сигнал претерпевает изменения из-за поглощения, рассеяния, воздействия помех и т. д.

В канал связи от источника подаются импульсы постоянного тока или электромагнитные колебания в диапазоне частот от единиц Гц до 3000 ГГц.

Исходя из условий распространения электромагнитных колебаний в проводных каналах или воздушной и других средах, весь диапазон частот принято делить на поддиапазоны и характеризовать не только частотой, но и длиной волны (табл.10.1).

Таблица 10.1

Классификация радиоволн

Частоты	Длина волны, м	Название поддиапазона
0-3 кГц	0-1000000	звуковые частоты
3-30 кГц	100000-10000	мириаметровые частоты
30-300 кГц	10000-1000	километровые частоты
300-3000 кГц	1000-100	гектометровые частоты
3-30 МГц	100-10	декаметровые частоты
30-300 МГц	10-1	метровые частоты
300-3000 МГц	1-0,1	дециметровые частоты
3-30 ГГц	0,1-0,01	сантиметровые частоты
30-300 ГГц	0,01-0,001	миллиметровые частоты
30-3000 ГГц	0,001-0,0001	децимиллиметровые частоты

В последние 20 лет активно осваивался для связи диапазон частот 10² - 10³ ТГц (терагерц) 1 ТГц = 10¹² Гц, где длина волны достигает 1 мкм (1/1000 миллиметра), т. е. лежит в области световых волн. Сейчас для связи используют инфракрасную область световых волн с длиной волны 1,3-1,55 мкм, а информацию передают по оптоволоконным световодам, используя излучение полупроводникового лазера.

Каналы связи принято характеризовать следующими параметрами:

1) диапазоном рабочих частот f₀;

2) шириной полосы пропускания Df_к = f_max - f_min;

3) динамическим диапазоном Д_к = Р_к maх –P_к min, определяемому разностью уравнений мощности сигнала. Динамический диапазон часто оценивают затуханием сигнала a на один километр длины канала в децибелах (дб/км) или неперах (Нп/км); a = 10lg(P_к max /P_к min), дб/км или a = 0,5ln(P_к max /P_к min), Нп/км.

Ширина полосы пропускания канала зависит от среды и его структуры (материала, конструкции токоведущих проводов). Так верхняя передаваемая частота для воздушных двухпроводных линий связи из стали равна 31 кГц, а из меди 145 кГц. У симметричных медных кабелей - 850 кГц, а у коаксиальных кабелей до 10 мГц.

При выборе канала для передачи сигналов необходимо, чтобы параметры канала были выше соответствующих параметров сигнала: ширины спектра Df_c = f_c max - f_c min, динамического диапазона Д_с = Р_c max - Р_c min, максимальной частоты f_c max. Если Df_c<Df_к, то пропускная способность используется не полностью, а если Df_c> Df_к, то происходит искажение сигнала на выходе канала.

У дискретных сигналов важными параметрами являются:

- длительность t_c;

- объем V_с = t_cDf_clog2(P_c /P_помехи);

- количество информации N = 2ⁿ.