Обобщенная структура системы передачи информации

Система передачи информации (СПИ) - это совокупность технических средств, предназначенных для передачи сообщений от источника к приемнику информации. Способ передачи сообщений и, следовательно, состав комплекса технических средств СПИ зависят от того, на основе какого метода отображения информации создана система. В этом смысле к СПИ можно отнести почтовую связь, телевидение, сигнализацию с помощью флажков или прожекторов на флоте и пр. В СПИ реализуются такие этапы переработки информации, как подготовка, передача, обработка (частично), показанные на рис.1. Источник и приемник информации не входят в состав СПИ, но для полноты рассматриваемых процессов их присутствие учитывается.

На рис.2 изображена обобщенная структура СПИ. Предполагается, что она обеспечивает передачу сообщений в обоих направлениях и связь более чем

одной пары источник-приемник информации.

На вход СПИ поступают сообщения с выхода источника информации (ИИ). Для согласования режима работы одной СПИ с режимами работы нескольких ИИ и ПИ применяются устройства объединения и разделения, соответственно.

Сообщения (как и сигналы) бывают дискретными и непрерывными. Дискретные сообщения формируются из отдельных элементов - символов или знаков. Множество различных элементов, которые может генерировать данный ИИ, называется его алфавитом (или первичным алфавитом). В качестве элементов первичного алфавита могут выступать буквы естественного языка, цифры, числа, знаки искусственного языка, символы псевдографики и пр. В непрерывных сообщениях, описываемых непрерывными функциями времени, нельзя выделить отдельные элементы, так как они принимают множество значений в конечном интервале времени. Примерами непрерывных сообщений являются звуковые сигналы (человеческая речь, игра на музыкальном инструменте), зрительные образы объектов, показания термометра, измеряющего температуру окружающего воздуха, и пр. В современных информационных системах предпочтение отдается цифровым методам передачи и преобразования информации, поэтому непрерывные сигналы преобразуются в дискретные с помощью специальных преобразователей. Они включаются на выходы источников информации, превращая их тем самым в дискретные источники. Примером преобразования непрерывного сообщения в дискретное может служить процесс сканирования графического объекта (рисунка, чертежа) с помощью сканера. Предметом изучения в данном учебном пособии являются СПИ с дискретными источниками информации. Некоторые вопросы преобразования непрерывных сигналов в дискретные рассматриваются отдельно.

Как правило, первичный алфавит ИИ содержит большое количество элементов. Например, в русском алфавите 33 буквы, в английском - 28, в казахском - 38. Если для передачи каждого элемента первичного алфавита применить свой сигнал, то это приведет к неоправданному усложнению аппаратуры СПИ. Данная проблема решается с помощью кодирования первичных сообщений. С этой целью берется вторичный алфавит с небольшим количеством элементов (например, двумя - 0 и 1), намного меньшим, чем количество элементов первичного алфавита ИИ. С помощью шифратора (кодера) элементы первичного алфавита заменяются элементами вторичного алфавита, причем один элемент первичного алфавита представляется в виде комбинации из нескольких элементов вторичного алфавита (в виде кодовой комбинации). На приемной стороне СПИ выполняется процедура декодирования - восстановления сообщения по принятым кодовым комбинациям с помощью дешифратора (декодера). В простейшей СПИ шифратор и дешифратор могут отсутствовать.

Сигналы в СПИ могут быть подвергнуты дополнительному преобразованию, характер которого зависит от типа используемой линии связи. Это преобразование, носящее название модуляции, выполняется с помощью модулятора. Модуляция - это изменение одного или нескольких параметров физического процесса (например, гармонического колебания), осуществляемое в соответствии с текущим значением сигнала. На приемной стороне СПИ обратное преобразование - демодуляция - выполняется с помощью демодулятора. В дискретных системах соответственно применяются дискретные модулятор и демодулятор.

Передатчик и приемник в составе СПИ обеспечивают электрическое согласование линии связи с остальной аппаратурой системы, надежную передачу на большие расстояния и уверенный прием модулированных сигналов в условиях действия помех. Помехами называют любые мешающие возмущения, как внешние (атмосферные и промышленные помехи), так и внутренние (источником которых является сама аппаратура связи), вызывающие случайные отклонения принятых сигналов от переданных. Эффект от воздействия помех на различные блоки СПИ учитывается эквивалентным изменением характеристик линии связи. Поэтому источники помех условно относят к линии связи.

Из смеси полезного сигнала и помехи аппаратура на приемной стороне СПИ выделяет полезный сигнал и дешифратор восстанавливает сообщение. В общем случае восстановленное сообщение может отличаться от переданного. Меру соответствия принятого сообщения переданному называют верностью передачи. Основная задача СПИ - обеспечение максимальной верности передачи сообщений. Устройство разделения определяет и отсылает данное сообщение тому приемнику информации, которому оно адресовано.

Дата добавления: 2015-07-11