4.1. Поняття інформаційного каналу

Проблеми організації зв'язку ідуть у глибину сторіч. Сама сутність людини потребувала спілкування та обміну інформацією. Прообразом ліній зв'язку була сигналізація за допомогою вогнищ, використання оптичних і акустичних сигналів. Також давно виникла ідея ретрансляційних (переприймальних) станцій. За принципом передачі інформації сучасні радіорелейні лінії беруть свій початок від кур'єрської пошти (relay означає “зміну коней”). В Франції під час Великої французької революції вперше були організовані станції , що приймають та передають на вежах і пагорбах, створюючи регулярні лінії зв'язку.

Через двадцять років після Великої французької революції в 1837 р. американець Морзе розробив систему телеграфного апарата і запропонував код, що складається з крапок і тире. Таким чином, тільки на початку ХIХ в. спроби винайти електричний зв'язок увінчались успіхом. У 1832 р. російський академік П.Шиллінг побудував першу лінію телеграфного зв'язку, у 1876 р. американець Белл одержав патент на винахід телефону, поклавши початок мовного зв'язку по проводах. Початок ХХ в. ознаменувався винаходом радіо російським вченим А.С.Поповим.

У 1956 р. фірма Веll Laboratories побудувала першу цифрову лінію зв'язку для передачі мови за принципом імпульсно-кодової модуляції.

Сучасне суспільство - генератор великих обсягів інформації. І якщо навіть тільки частина цієї інформації потребує передачі на значні відстані, ця частина дуже значна. Зараз важко собі уявити розміри цього інформаційного масиву: телеграми, листи, мовні повідомлення, метеоповідомлення, банківські рахунки, газети, журнали, телевізійні програми. Сучасні системи зв'язку здатні передавати повідомлення в будь-якій формі: телеграфні, телефонні, телевізійні, масиви даних, друкарські матеріали, фотографії та інше.

У відповідності зі специфікою переданих повідомлень організується канал, що являє собою комплекс технічних засобів, який забезпечує передачу сигналів від джерела до споживача (мал.10).

Мал. 10. Структура системи передачі інформації

До головних параметрів, що характеризують канал зв'язку, відносяться: ширина смуги пропускання, припустимий динамічний діапазон змін амплітуди сигналу, а також рівень перешкод.

Передача великих інформаційних потоків на значні відстані здійснюється за допомогою кабельних, радіорелейних і супутникових ліній зв'язку. У найближчі роки можна очікувати на широке застосування оптичного зв'язку по оптичних кабелях.

Повідомлення для передачі за допомогою засобів електрозв'язку (так у нас прийнято називати те, що американці називають telecommunication) повинно бути попередньо перетворене в сигнал, під яким розуміється фізична величина , що змінюється, адекватно повідомленню. Процес перетворення повідомлення в сигнал називається кодуванням.

Проходження сигналів по каналу зв'язку завжди супроводжується перекручуванням та впливом перешкод. Тому головною функцією приймача є розпізнавання в прийнятих коливаннях переданого сигналу. Цю операцію приймач робить у процесі демодуляції (детектування, англійською detection - виявлення), тобто в процесі виділення переданого сигналу, після чого він перетворюється в повідомлення. Ці процеси умовно показані на мал.11.

Мал. 11. Процес передачі інформації в системі зв'язку

Каналом передачі інформації називають сукупність технічних засобів, що забезпечують передачу електричних сигналів від одного пункту до іншого. Входи каналу підключаються до передавача, а виходи - до приймача. Неодмінною складовою будь-якого каналу є лінія зв'язку - провідна, кабельна, радіо, мікрохвильова, оптична та супутникова.

У сучасних цифрових системах зв'язку головні функції передавача і приймача виконує пристрій, що називається модемом. Він являє собою сукупність передавача та приймача в одному корпусі для здійснення провідного дуплексного зв'язку. Якщо термінал знаходиться на значній відстані від комп'ютера, наприклад, у сусідньому будинку або в іншому місті, або зв'язок користувача з комп'ютером відбувається через звичайну телефонну мережу, необхідні прийомопередатчики на кінцевих пунктах лінії, їх функції виконує модем.

Модеми, що випускаються в даний час, різноманітні по конструкції, але, як правило, складаються з інтерфейсної частини для з'єднання з комп'ютером, кодера і декодера, модулятора та демодулятора. Часто до складу модему входять пристрої, що шифрують і дешифрують, які забезпечують таємність переданої інформації. Є також способи, що забезпечують скритність передачі. У залежності від типу модему він робить амплітудну, частотну або фазову модуляцію. З метою ущільнення смуги пропускання каналу частіше усього використовують багатократну фазову маніпуляцію. Типові швидкості передачі модемів 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400 біт/с.

Максимально можлива швидкість передачі інформації по каналу зв'язку при фіксованих обмеженнях називається ємністю каналу, позначається через С й має розмірність біт/с:

C=V/t, де V - об'єм інформації (біт), а t – час (сек).

Така одиниця має ще іншу назву – бод.