Сувязь (тэхніка)

Сувязь
Сувязь
Геаграфія тэмы	geography of telecommunications[d]
	Медыяфайлы на Вікісховішчы

Су́вязь у тэхніцы — перадача інфармацыі (сігналаў) на адлегласць.

Гісторыя

Здаўна ўжываліся такія метады сігналізацыі, як дым, грукат барабанаў, сігналізацыя сцягамі на моры (напр. сцягі міжнароднага збору сігналаў), які дзейнічаюць на адлегласці шматлікіх кіламетраў. Аднак доўгі час не існавала метаду перадачы інфармацыі на адлегласці больш далёкія, акрамя перадачы носьбіта інфармацыі (ў выглядзе ганца, ліста і г.д.)

Адной з ранніх (канец XVIII стагоддзя) тэхналогій сістэм сувязі быў аптычны тэлеграф. Пасля ён быў выцеснены электрычным тэлеграфам, а затым і тэлефонам. Сістэмы лічбавай сувязі развіваюцца з 1960-х гадоў.

Тыпы сувязі

У залежнасці ад таго, якія субстраты і з’явы выкарыстоўваліся для кадавання паведамленняў, можна падзяляць сувязь пры дапамозе:

электронаў — электрасувязь (правадная і радыёсувязь);
выпраменьванні фатонаў — сучаснае оптавалакно, некаторыя тыпы сігнальных вышак, сігналы ліхтарыкам на азбуцы Морзэ;
паслядоўнасцяў знакаў з фарбавальнікаў на матэрыяле — ліст на паперы, дым у атмасферы;
рэльефу ці змены формы матэрыялу — клінапіс, аптычны дыск.

У залежнасці ад асяроддзя перадачы дадзеных лініі сувязі падзяляюцца на:

спадарожнікавыя,
паветраныя,
наземныя,
падводныя,
падземныя.

У залежнасці ад носьбіта (таго, што пераносіць паведамленне), па фізічных прынцыпах, якія ляжаць у падмурку ліній сувязі, можна вылучыць наступныя тыпы сувязі:

Правадная і кабельная сувязь — перадача адбываецца ўздоўж накіравальнага асяроддзя.
- Сувязь па электрычнаму кабелю
- Валаконна-аптычная сувязь
Радыёсувязь — для перадачы выкарыстоўваюцца радыёхвалі ў прасторы.
- ДХ-, СХ-, КХ- і УКХ-сувязь без ужывання рэтранслятараў
- Спадарожнікавая сувязь — сувязь з ужываннем касмічнага рэтранслятара(ў)
- Радыёрэлейная сувязь — сувязь з ужываннем наземнага рэтранслятара(ў)
- Сотавая сувязь — сувязь з выкарыстаннем сеткі наземных базавых станцый
Кур’ерская сувязь
- Галубіная пошта

У залежнасці ад таго, рухомыя крыніцы/атрымальнікі інфармацыі ці не, адрозніваюць стацыянарную (фіксаваную) і рухомую сувязь (мабільную, сувязь з рухомымі аб’ектамі — СРА).

Па тыпу перадатнага сігналу адрозніваюць аналагавую і лічбавую сувязь.

Сігнал

У залежнасці ад таго, якая інфармацыя перадаецца, адрозніваюць аналагавую і лічбавую сувязь. Аналагавая сувязь — гэта перадача бесперапынных паведамленняў (напрыклад, гуку ці гаворкі). Лічбавая сувязь — гэта перадача інфармацыі ў дыскрэтнай форме (лічбавым выглядзе). Аднак, дыскрэтныя паведамленні могуць перадавацца аналагавымі каналамі і наадварот. У наш час лічбавая сувязь выцясняе аналагавую (адбываецца лічбавізацыя), паколькі аналагавыя сігналы могуць быць прадстаўлены дыскрэтнымі і пасля перадачы ператвораны зваротна (умовы, якія забяспечваюць магчымасць такога пераўтварэння, задаюцца тэарэмай Кацельнікава) без істотных страт.

Аналагавы сігнал — фізічная велічыня, змены якой у прасторы і ў часе адлюстроўвае перададзенае паведамленне. Напрыклад, змены напругі (ці току, частаты, фазы і да т.п.) адлюстроўваюць працэс гаворкі. Сігнал мае наступныя вымярэнні вышыня H (дынамічны дыяпазон), «шырыня» F (шырыня спектру), даўжыня T (працягласць сігналу ў часе). Аб’ёмам сігналу з’яўляецца здабытак V = FHT. Падчас перадачы сігналу могуць адбывацца змены вымярэнняў як з захаваннем аб’ёму, гэтак і без. Гэта адбываецца з прычыны наступных пераўтварэнняў сігналу:

Абмежаванне — вынятак з перадачы адной ці некалькіх частак сігналу без захавання інфармацыі, якая ўтрымоўвалася ў вынятых частках. Напрыклад, абмежаванне маўленчага каналу дыяпазонам 300-3400 Гц.
Трансфармацыя — змена аднаго ці некалькіх вымярэнняў за конт змены іншага ці іншых вымярэнняў з захаваннем нязменнага аб’ёму (як у кубіка пластыліну). Напрыклад, паменшыць час перадачы можна, павялічыўшы шырыню спектру сігналу ці дынамічны дыяпазон, або і тое, і іншае.
Кампандаванне — улучае два працэсы, ад якіх пайшла назва: кампрэсія (сціск) і экспандаванне (пашырэнне). На боку перадачы адбываецца сціск сігналу ў адным ці некалькіх вымярэннях, на прыёмным — узнаўленне. Напрыклад, «выкусванне» паўзаў у гаворцы на боку перадачы і ўзнаўленне на прыёмнай.

Зацемка. Варта мець на ўвазе, што лічбавы сігнал па сваёй фізічнай прыродзе з’яўляецца «аналагавым». Гэты аналагавы сігнал (імпульсны і дыскрэтны) надзяляецца ўласцівасцямі ліку. У выніку для яго апрацоўкі становіцца магчымым выкарыстанне лікавых метадаў.

Лінія сувязі

Ланцуг сувязі — праваднікі/валакно, што выкарыстоўваюцца для перадачы аднаго сігналу. У радыёсувязі той жа тэрмін мае назву ствол. Адрозніваюць кабельны ланцуг — ланцуг у кабелі і паветраны ланцуг — падвешаны на апорах.

Лінія сувязі (ЛС) у вузкім сэнсе — фізічнае асяроддзе, па якому перадаюцца інфармацыйныя сігналы, апаратура перадачы дадзеных і прамежкавая апаратуры. У шырокім сэнсе — сукупнасць фізічных ланцугоў і/ці лінейных трактаў сістэм перадачы, якія маюць агульныя лінейныя збудаванні, прылады іх абслугоўвання і адно і тое ж асяроддзе распаўсюду (ДАСТ 22348). Тракт — сукупнасць абсталявання і асяроддзя, якая фармуе спецыялізаваныя каналы, што маюць вызначаныя стандартныя паказчыкі: паласа частот, хуткасць перадачы і да т.п. Лінія мае адзін ці больш ланцугоў сувязі/ствол. Сігнал, што дзейнічае ў лініі, завецца лінейным (ад слова лінія).

Канал сувязі

Для забеспячэння эфектыўнага выкарыстання ланцугоў сувязі на іх з дапамогай каналаўтваральнага абсталявання (КУА) арганізуюцца каналы сувязі. У некаторых выпадках лінія, ланцуг сувязі і канал сувязі супадаюць (адна лінія, адзін ланцуг і адзін канал), у некаторых канал складаецца з некалькіх ліній/ланцугоў (як паслядоўна, гэтак і паралельна злучаных). Каналы могуць укладвацца адзін у адзін (групавы канал). Сігнал, што «утрымвае» некалькі індывідуальных каналаў, завецца групавым сігналам. Каналы можна падзяліць на бесперапынныя (аналагавыя) і дыскрэтныя (лічбавыя).

Канал сувязі можа быць:

сімплексны, гэта значыць ён дазваляе перадачу дадзеных толькі ў адным кірунку, прыклад — радыётрансляцыя, тэлебачанне;
паўдуплексны, гэта значыць ён дазваляе перадачу дадзеных у абодвух кірунках па чарзе;
дуплексным, гэта значыць ён дазваляе перадачу дадзеных у абодвух кірунках адначасова, прыклад — тэлефон.

Падзел (ушчыльненне) каналаў

Стварэнне некалькіх каналаў на адной лініі сувязі забяспечваецца з дапамогай разнясення іх па частаце, часу, кодах, адрасу, даўжыні хвалі.

частотны падзел каналаў (ЧПК, FDM) — падзел каналаў па частаце, кожнаму каналу вылучаецца вызначаны дыяпазон частот
часавы падзел каналаў (ЧПК, TDM) — падзел каналаў у часе, кожнаму каналу вылучаецца квант часу (таймслот)
кодавы падзел каналаў (КПК, CDM) — падзел каналаў па кодах, кожны канал мае свой код, накладанне якога на групавы сігнал дазваляе вылучыць інфармацыю пэўнага канала.
спектральны падзел каналаў (СПК, WDM) — падзел каналаў па даўжыні хвалі.

Магчыма камбінаваць метады, напрыклад частотны і часавы падзелы каналаў, і да т.п.

гл. таксама мультыплексаванне, мадуляцыя

Сістэма сувязі

Увогуле сістэма сувязі (СС) складаецца з канцавога абсталявання (КА, тэрмінальная прылада, тэрмінал, канцавая прылада) крыніцы і атрымальніка паведамлення, і прылад пераўтварэння сігналу (ППС) з абодвух канцоў лініі. СС забяспечвае першасную апрацоўку паведамлення і сігналу, пераўтварэнне паведамленняў з выгляду, у якім іх падае крыніца (гаворка, малюнак і да т.п.), у сігнал (на боку крыніцы, адпраўніка) і зваротна (на боку атрымальніка), узмацненне і да т.п. ППС можа забяспечваць засцярогу сігналу ад скажэнняў, фармаванне канала(ў), узгадненне групавога сігналу (сігналу некалькіх каналаў) з лініяй на боку крыніцы, узнаўленне групавога сігналу з сумесі карыснага сігналу і перашкод, падзел сігналу на індывідуальныя каналы, выяўленне памылак і карэктаванне на боку атрымальніка.

Лінія сувязі можа мець узмацняльнікі і рэгенератары. Узмацняльнік — проста ўзмацняе сігнал разам з перашкодамі і перадае далей, выкарыстоўваецца ў аналагавых сістэмах перадачы (АСП). Рэгенератар («перапрымач») — выконвае ўзнаўленне сігналу без перашкод і паўторнае фармаванне лінейнага сігналу, выкарыстоўваецца ў лічбавых сістэмах перадачы (ЛСП). Узмацняльныя пункты/рэгенерацыйныя пункты бываюць абслугоўваныя і неабслугоўваныя, АУП і НУП, АРП і НРП адпаведна.

Для фармавання групавога сігналу і ўзгаднення з лініяй выкарыстоўваецца мадуляцыя.

У ЛСП СС завецца КАД (канцавое абсталяванне дадзеных, DTE), ППС — АКД (апаратура канчатку канала дадзеных, DCE). КАД можа быць напрыклад камп’ютар, АКД — мадэм.

Сетка сувязі

Сетка — гэта мноства ліній сувязі і прамежкавага абсталявання/прамежкавых вузлоў, тэрміналаў/канцавых вузлоў, прызначаных для перадачы інфармацыі ад адпраўніка да атрымальніка з зададзенымі параметрамі якасці абслугоўвання (гэта значыць можам хутка, але частка інфармацыі будзе страчана (дрэнна), можам добра але павольна, можам хутка і добра, але гэта будзе даражэй, і да т.п.). Пры наяўнасці некалькіх крыніц інфармацыі (адпраўнікоў) і некалькіх атрымальнікаў можна пракласці паміж кожнай парай асобную лінію сувязі. Аднак, такі падыход становіцца неэфектыўным ужо пры досыць малой колькасці крыніц і атрымальнікаў. Замест гэтага звычайна арганізуецца структура, у якой лік ліній сувязі значна меншы, і на лініях арганізуюцца каналы (з дапамогай ушчыльнення), а абмен інфармацыяй паміж вузламі забяспечваецца з дапамогай тэхналогій камутацыі. Аднымі з характарыстак сеткі з’яўляюцца надзейнасць і жывучасць. Жывучасць — здольнасць выконваць сеткай свае функцыі ва ўмовах неспрыяльных вонкавых уздзеянняў (структурныя змены і да т.п.). Надзейнасць — тое ж, што і жывучасць, але з захаваннем якасці абслугоўвання.

Стандартызацыя

Стандарты ў свеце сувязі надзвычай важныя, бо абсталяванне сувязі павінна ўмець узаемадзейнічаць адно з адным. Існуе некалькі міжнародных арганізацый, якія публікуюць стандарты сувязі. Сярод іх:

Міжнародны звяз электрасувязі (ITU — International Telecommunication Union — адно з агенцтваў ААН)
Інстытут інжынераў электратэхнікі і электронікі (IEEE — Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Адмысловая камісія Інтэрнэт-распрацовак (IETF — Internet Engineering Task Force)

Акрамя таго, нярэдка стандарты (як правіла, дэ-факта) ўсталёўваюцца лідарамі індустрыі тэлекамунікацыйнага абсталявання.

Гл. таксама

Літаратура

Ткачэнка А. П. Сувязь у тэхніцы // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 15: Следавікі — Трыо / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш. — Мн. : БелЭн, 2002. — Т. 15. — С. 244. — 10 000 экз. — ISBN 985-11-0035-8. — ISBN 985-11-0251-2 (т. 15).