Signály a jejich přenos komunikačním řetězcem Miroslav Šedivý BS1/2

Komunikační řetězec (obecné schéma) zdroj zpráv kódovací zařízení vysílač signálu přenosová cesta (médium) dekódovací zařízení přijímač signálu příjemce zpráv

Signál signál=fyzický nosič zpráv zdroj zprávy může generovat signály: analogové (spojité) diskrétní (nespojité) digitální (číslicové)

Signál dále můžeme rozlišovat signály: akustické optické elektrické

Kódování kódovací zařízení má za úkol tzv. kódování zprávy po zakódování je třeba zprávu vyslat do přenosového média

Vysílač signálu slouží k vyslání zprávy do přenosového média může jím být : laser → optický signál reproduktor → akustický signál tranzistor → elektrický signál signály se používají s ohledem na použité přenosové médium

Telefonní rozhovor (příklad použití více typů signálu) je použito více typů signálů volající účastník → mikrofon → přenosová cesta (akustický signál → elektrický signál popř. optický) přenosová cesta →sluchátko →volaný účastník (elektrický signál →akustický signál)

Nedokonalosti přenosové cesty během přenosové cesty dochází ke zkreslení signálu příčinou přeslechy interference šumy zkreslení ale mohou způsobit všechny bloky přenosového řetězce (nikoliv jenom přenosová cesta)!

Šumy Rozdělujeme je podle vzniku podle rozložení pravděpodobnosti podle možnosti odstranění

Šumy podle vzniku při snímání informace kvantizační šum při přenosu při zpracování informace

Šumy podle rozložení pravděpodobnosti bílý šum Gaussův šum

Šumy podle možnosti odstranění systematický náhodný

Okruh okruh je pár vzájemně přiřazených protisměrných kanálů umožňujících protisměrnou komunikaci dva základní způsoby provozu: simplex (poloduplex) – přenos signálů okruhem střídavě v jednom či druhém směru duplex – přenos signálů okruhem současně v obou směrech

Požadavky na přenos signálu co nejmenší odlišnosti původní a reprodukované zprávy přiměřené finanční náklady

Hodnocení el.signálu pomocí třech, vzájemně svázaných veličin, jejich souhrn nazýváme objem signálu VS dynamický rozsah signálu DS dynamický rozsah signálu se vyjadřuje jako odstup střední hodnoty výkonu signálu PS ku střední hodnotě výkonu šumu PŠ např. u hovorového signálu představuje změnu amplitudy signálu vyjadřující rozsah hlasitosti od šepotu až do nejhlasitějšího výkřiku

Hodnocení el.signálu šířka pásma signálu FS (šířka frekvenčního spektra) např. u akustických signálů je tato veličina ohraničena nejnižšími a nejvyššími sluchem vnímatelnými frekvencemi (20Hz – 20kHz) doba trvání signálu TS

Vlastnosti telekomunikačního kanálu vyjadřujeme obdobnými veličinami: dynamický rozsah kanálu DK šířka pásma kanálu FK minimální doba trvání signálového prvku TK, jehož přenos kanál umožňuje propustnost telekomunikačního kanálu PK propustnost kanálu musí být větší nebo rovna objemu příslušného signálu a vysílač signálu musí parametry signálu přizpůsobit parametrům kanálu

Telefonní kanál hlavním kritériem srozumitelnost na základě analýzy řeči stanoveno základní pásmo 300 – 3400Hz dolní mezní frekvence byla určena vzhledem k přenosu energeticky bohatých složek hlasu, horní mezní frekvence vzhledem ke srozumitelnosti

Rozhlasový kanál pro přenos rozhlasu a zvukového doprovodu televize režimu jednosměrného (simplexního) provozu snaha o co největší věrnost původní informace při přenosu rozhlasového signálu doporučeny tři typy rozhlasových kanálů: normální typu B: 50Hz až 7kHz normální typu A: 50Hz až 10kHz vysoce kvalitní Q: 40Hz až 15kHz

Kanál pro obrazovou telegrafii obrazová telegrafie se používá k přenosu nepohyblivých (statických) obrazů půltónová telegrafie umožňuje rozlišovat tóny barev (odstíny šedi, sytost) např. letecké a družicové snímky dokumentová telegrafie zařízení pro přenos je jednoduší pro přenos černých a bílých bodů např.TELEFAX (máme namysli klasický fax)

Televizní kanál (videokanál) pro přenos pohyblivých (dynamických) obrazů obraz snímané scény se rozkládá na obrazové řádky definovány normy pro obdélníkový rastr obrazu (4:3 nebo 16:9) počet snímků za sekundu (25) jasová složka bílá barva scény se elektricky vyjadřuje nižším napětím (10% maxima) a černá barva vyšším napětím (70% maxima) barvonosná složka zatemňovací synchronizační signály

Digitální kanály pro přenos se používají digitální kanály s různými přenosovými rychlostmi (např.64kbit/s) kvalitnější přenos

Telekomunikační sítě rozhlasová síť televizní síť datová síť

Inovační trendy nahrazování metalických kabelů optickými stírání rozdílu mezi přenosovými zařízeními na krátké a dlouhé vzdálenosti integrace původně oddělených spojovacích a přenosových zařízení digitalizace původních analogových signálů prorůstání výpočetní a telekomunikační techniky a „zvyšování inteligence“ telekomunikačních sítí

Modulace modulace slouží k efektivnímu využití šířky pásma daného přenosového média rozlišujeme: spojité modulace (s harmonickou nosnou vlnou) impulzní modulace

Spojité modulace Amplitudová modulace frekvenční modulace tato modulace je technicky nejméně náročná, ale málo kvalitní a neodolná proti rušení frekvenční modulace amplituda signálu ovlivňuje frekvenci nosné mnohem odolnější proti rušení a kvalitnější fázová modulace amplituda nosné postupně mění fázi nosné Vícenásobné použití spojitých modulací vede k vícenásobnému využití kapacity přenosové cesty (frekvenčně dělený multiplex)

Spojitý modulátor

Impulsní modulátor

Impulsní modulace na principu odebíraní vzorků ze vstupního signálu v rytmu taktovacího signálu

Impulsní modulace nekvantované impulsní modulace založeny na metodě vzorkování signálu kvantované impulsní modulace používají navíc tzv. metodu kvantování velikost vzorku je nikoliv analogová, ale digitální (její velikost může nabývat pouze předem daného počtu hodnot)

Druhy impulsních modulací nekvantované pulzně-amplitudová (PAM) pulzně-polohová (PPM) pulzně-šířková (PŠM) kvantované pulzně-kódová (PCM) delta modulace (DM)

Impulsní modulace vícenásobné využití přenosové cesty metodou tzv. časového třídění kanálů (časový multiplex)

Zdroje informací Telekomunikační technika I., J. Svoboda a kolektiv, Nakladatelství Sdělovací technika, Praha 2000 http://komzak.webz.cz/old/skola/dp/sum.html

Děkujeme za pozornost