622221s_i_622231 версия 2 / 622231 / очн 622231 / СИСТООХИПИ 622231 / МУ_ПЗ_СИСТООХИПИ_защ

Системы передачи данных и их характеристики

В системах административного управления информация передается как путем переноски (перевозки) информационных документов курьером (или по почте), так и с использованием систем автоматизированной передачи информации по каналам связи.

Ручная переноска и механическая перевозка документов являются весьма распространенными способами передачи информации в учреждениях. Этот способ, при минимальных капитальных затратах, полностью обеспечивает достоверность передачи информации, предварительно зафиксированной на документах и проконтролированной непосредственно в пунктах ее регистрации. Оперативность (скорость) передачи низкая и может удовлетворить лишь очень непритязательного пользователя. Для оперативной передачи информации используют системы автоматизированной передачи информации.

Совокупность средств, служащих для передачи информации, будем называть системой передачи информации (СП).

На рис. 15. 1 представлена обобщенная блок-схема автоматизированной системы передачи информации.

Рис. 15. 1. Блок-схема автоматизированной системы передачи информации

Источник и потребитель информации непосредственно в СП не входят - они являются абонентами системы передачи. Абонентами могут быть компьютеры, маршрутизаторы ЛВС, системы хранения информации, телефонные аппараты, пейджеры, различного рода датчики и исполнительные устройства, а также люди.

В составе структуры СП можно выделить:

канал передачи (канал связи - КС);
передатчик информации;
приемник информации.

Передатчик служит для преобразования поступающего от абонента сообщения в сигнал, передаваемый по каналу связи; приемник - для обратного преобразования сигнала в сообщение, поступающее абоненту.

В идеальном случае при передаче должно быть однозначное соответствие между передаваемым и получаемым сообщениями. Однако под действием помех, возникающих в канале связи, в приемнике и передатчике, это соответствие может быть искажено, и тогда говорят о недостоверной передаче информации.

Основными качественными показателями системы передачи информации являются:

пропускная способность,
достоверность,
надежность работы.

Пропускная способность системы(канала) передачи информации - наибольшее теоретически достижимое количество информации, которое может быть передано по системе за единицу времени. Пропускная способность системы определяется физическими свойствами канала связи и сигнала. От пропускной способности канала зависит максимально возможная скорость передачи данных по этому каналу Для определения максимально возможной скорости надо знать три основных параметра канала связи и три основных параметра сигнала, по нему передаваемого.

Параметры канала:

F_к-полоса пропускания каналасвязи, или, иначе, полоса частот, которую канал может пропустить, не внося заметного нормированного затухания сигнала;
H_к-динамический диапазон, равный отношению максимально допустимого уровня сигнала в канале к уровню помех, нормированного для этого типа каналов;
Т_к-время, в течение которого канал используется для передачи данных.

Параметры сигнала:

F_с-ширина спектра частот сигнала, под которой понимается интервал по шкале частотного спектра, занимаемый сигналом;
H_с-динамический диапазон, представляющий собой отношение средней мощности сигнала к средней мощности помехи в канале;
T_с-длительность сигнала, го есть время его существования.

Произведение трех названных параметров определяет, соответственно:

Объем канала связи: V_к= F_к∙ H_к∙ T_к.

Объем сигнала: V_с= F_с∙ H_с∙ T_с.

Один из создателей теории информации К. Шеннон показал, что количество информации на синтаксическом уровне (по Шеннону), которое несет сигнал, пропорционально объему этого сигнала; с другой стороны, выполнение неравенства V_к>= V_с. является необходимым условием возможности неискаженной передачи данного сигнала поданному каналу, то есть в этом случае принципиально возможна такая передача.

Для непосредственной реализации этой возможности необходимо выполнение достаточных условий "неискаженной передачи":

F_к>= F_с, H_к>= H_с, Т_к>= Т_с.

Согласование сигнала с каналом связи и уплотнение каналов при передаче по ним сигналов от разных источников как раз и заключается в таком преобразовании параметров сигналов, чтобы необходимое условие возможности передачи превратить в достаточное.

Существует еще одно доказанное Шенноном соотношение, вытекающее из вышеприведенных, оно позволяет рассчитать непосредственно максимально возможную скорость передачиданных по каналу:

C = F ∙ log₂(1 + P_с/P_ш),

где С - максимально возможная скорость в битах в секунду, F - ширина полосы пропускания канала связи в герцах, Р_с- мощность сигнала, Р_ш- мощность шума. Из этого соотношения (так же как из предыдущих) следует, что увеличить скорость передачи данных в канале связи можно или увеличив мощность сигнала, или уменьшив мощность помех. Увеличение мощности сигнала ограничено величиной допустимого уровня мощности сигнала в канале и мощностью передатчика (мощные передатчики имеют большие габариты и стоимость). Уменьшения мощности помех можно достигнуть, применяя хорошо экранированные от помех кабели (что тоже не дешево). Но и это еще не все трудности - главное, что скорость зависит от логарифма соотношения сигнал/шум, поэтому, например, увеличение мощности передатчика в два раза при типичном соотношении Р_с/Р_ш= 100 даст увеличение максимально возможной скорости только на 15 %.

Скорость передачиинформации измеряется в битах в секунду и в бодах. Количество изменений информационного параметра сигнала в секунду измеряется в бодах.Бод- это такая скорость, когда передается один сигнал (например, импульс) в секунду, независимо от величины его изменения.Бит в секундусоответствует единичному изменению сигнала в канале связи и при простых методах кодирования сигнала, когда любое изменение может быть только единичным, можно принять, что: 1 бод = 1 бит/с; 1 Кбод = 10³бит/с; 1 Мбод = 10⁶бит/с и т. д.

В случае если элемент данных может быть представлен не двумя, а большим количеством значений какого-либо параметра сигнала, то есть изменение сигнала может быть не единичным, 1 бод > 1 бит/с.

Например, если измеряемыми (информационными) параметрами сигнала являются фаза и амплитуда синусоиды, причем различаются четыре значения фазы и два значения амплитуды, то информационный сигнал может иметь 2³= 8 различимых состояний. Тогда скорость передачи данных СП с тактовой частотой 9600 Гц будет 9600 бод, но 9600 × 3 = 28 800 бит/с

Достоверностьпередачи информации - передача информации без ее искажения.

Надежность работы- полное и правильное выполнение системой всех своих функций.

Понятия достоверности и надежности работы систем, и методы их обеспечения рассмотрены в главе 20 "Качество и эффективность информационных систем".

Передатчик и приемник или, иначе, - аппаратура передачи данных(АПД), непосредственно связывают терминальные устройства - оконечные устройства (источник и приемник информации) с каналом связи. Примерами АПД могут служить модемы, терминальные адаптеры, сетевые карты и т. д. АПД работает на физическом уровне, отвечая за передачу и прием сигнала нужной формы и мощности в физическую среду (линию связи).

В составе СП большой протяженности может использоваться и дополнительная аппаратура для улучшения качества сигнала ("усиления" сигнала) и для формирования непрерывного физического или логического канала между абонентами. В качестве этой аппаратуры могут выступать повторители, коммутаторы, концентраторы, маршрутизаторы, мультиплексоры. Промежуточная аппаратура иногда образует достаточно сложную так называемую первичную сеть, но никакой функциональной нагрузки не несет - она должна быть незаметна (прозрачна) для абонента.

Содержание