Schéma přenosu informací. Kanál přenosu informací. Rychlost přenosu informací.

Existují tři typy informační procesy: uložení, převod, zpracování.

Datové úložiště:

· Nosiče informací.

· Typy paměti.

· Ukládání informací.

· Základní vlastnosti informačních úložišť.

S úložištěm informací jsou spojeny následující pojmy: nosič informací (paměť), vnitřní paměť, vnější paměť, úložiště informací.

Paměťové médium je fyzické médium, které přímo ukládá informace. Lidská paměť se dá nazvat RAM... Naučené znalosti člověk okamžitě reprodukuje. Můžeme také nazývat vlastní paměť vnitřní paměť protože jeho nositel – mozek – je uvnitř nás.

Všechny ostatní typy nosičů informací lze nazvat externí (ve vztahu k osobě): dřevo, papyrus, papír atd. Informační úložiště jsou informace určitým způsobem organizované na externích médiích určených k dlouhodobému uložení a trvalému použití (například archivy dokumentů, knihovny, kartotéky). Hlavní informační jednotkou úložiště je určitý fyzický dokument: dotazník, kniha atd. Organizací úložiště se rozumí přítomnost určité struktury, tzn. uspořádanost, třídění uložených dokumentů pro pohodlí práce s nimi. Hlavní vlastnosti úložiště informací: množství uložených informací, spolehlivost úložiště, doba přístupu (tj nezbytné informace), dostupnost ochrany informací.

Informace uložené na paměťových zařízeních počítače se obvykle nazývají data. Organizované ukládání dat na zařízení externí paměť počítače se obvykle nazývají databáze a databanky.

Zpracování dat:

· Obecné schéma procesu zpracování informací.

· Výpis úkolu zpracování.

· Vykonavatel zpracování.

· Algoritmus zpracování.

· Typické úkoly zpracování informací.

Schéma zpracování informací:

Prvotní informace - zpracovatel zpracování - souhrnné informace.

V procesu zpracování informací se řeší určitý informační problém, který lze předběžně zasadit tradiční forma: je uveden určitý soubor počátečních dat, jsou vyžadovány některé výsledky. Samotný proces přechodu od počátečních dat k výsledku je procesem zpracování. Objekt nebo subjekt provádějící zpracování se nazývá vykonavatel zpracování.

Pro úspěšné provedení zpracování informací musí vykonavatel (osoba nebo zařízení) znát algoritmus zpracování, tzn. sled akcí, které je nutné provést, aby bylo dosaženo požadovaného výsledku.

Existují dva typy zpracování informací. První typ zpracování: zpracování spojené se získáváním nových informací, nového obsahu znalostí (řešení matematických úloh, rozbor situace atd.). Druhý typ zpracování: zpracování spojené se změnou formy, ale neměnící obsah (například překlad textu z jednoho jazyka do druhého).

Důležitým typem zpracování informace je kódování - přeměna informace do symbolické podoby, vhodné pro její uložení, přenos, zpracování. Kódování se aktivně využívá v technických prostředcích práce s informacemi (telegraf, rozhlas, počítače). Dalším typem zpracování informací je strukturování dat (zavedení určitého řádu do ukládání informací, klasifikace, katalogizace dat).

Dalším typem zpracování informací je vyhledávání v určitém informačním úložišti pro potřebná data, která splňují určité vyhledávací podmínky (dotaz). Algoritmus vyhledávání závisí na způsobu organizace informací.

Přenos informací:

· Zdroj a příjemce informací.

· Informační kanály.

· Role smyslových orgánů v procesu lidského vnímání informací.

Struktura technické systémy sdělení.

· Co je kódování a dekódování.

· Koncept hluku; techniky ochrany proti hluku.

Rychlost přenosu informací a propustnost kanál.

Schéma přenosu informací:

Informační zdroj - informační kanál - informační přijímač.

Informace jsou prezentovány a přenášeny ve formě sledu signálů, symbolů. Od zdroje k příjemci je zpráva přenášena prostřednictvím nějakého hmotného média. Pokud se v procesu přenosu používají technické komunikační prostředky, pak se nazývají kanály přenosu informací (informační kanály). Patří mezi ně telefon, rádio, TV. Lidské smyslové orgány hrají roli biologických informačních kanálů.

Proces přenosu informací prostřednictvím technických komunikačních kanálů se provádí podle následujícího schématu (podle Shannona):

Termín „šum“ označuje všechny druhy rušení, které zkresluje přenášený signál a vede ke ztrátě informací. K takovému rušení dochází především z technických důvodů: špatná kvalita komunikačních linek, vzájemná nejistota různých toků informací přenášených stejnými kanály. K ochraně před hlukem použijte různé způsoby například použití různých druhů filtrů, které oddělují užitečný signál od šumu.

Claude Shannon vyvinul speciální teorii kódování, která poskytuje metody pro řešení hluku. Jednou z důležitých myšlenek této teorie je, že kód přenášený po komunikační lince musí být nadbytečný. Díky tomu lze kompenzovat ztrátu některé části informace při přenosu. Redundanci však nemůžete příliš zvětšit. To povede ke zpožděním a vyšším nákladům na komunikaci.

Při diskusi na téma měření rychlosti přenosu informace lze vycházet z recepce analogie. Analogový - proces čerpání vody přes vodovodní potrubí. Zde jsou potrubí kanálem pro přenos vody. Intenzitu (rychlost) tohoto procesu charakterizuje spotřeba vody, tzn. počet litrů přečerpaných za jednotku času. V procesu přenosu informací jsou kanály technickými komunikačními linkami. Analogicky se systémem zásobování vodou můžeme mluvit o toku informací přenášených kanály. Rychlost přenosu informací je informační objem zprávy přenášené za jednotku času. Proto jednotky měření rychlosti toku informací: bit / s, byte / s atd. informační proces přenosového kanálu

Další pojem - kapacita informačních kanálů - lze také vysvětlit pomocí analogie "vodní dýmka". Průtok vody potrubím můžete zvýšit zvýšením tlaku. Tato cesta ale není nekonečná. Pokud je tlak příliš vysoký, potrubí může prasknout. Proto je omezující spotřeba vody, kterou lze nazvat průchodností vodovodního systému. Technické linky mají podobný limit datové rychlosti. informační komunikace... Důvody jsou také fyzické.

1. Klasifikace a charakteristika komunikačního kanálu
Odkaz Je soubor prostředků pro přenos signálů (zpráv).
K analýze informačních procesů v komunikačním kanálu můžete použít jeho zobecněné schéma znázorněné na Obr. jeden.

AI

LS

P

PI

P

Na Obr. 1 se přijímají tato označení: X, Y, Z, W- signály, zprávy ; F- překážka; LS- komunikační linka; AI, PI- zdroj a příjemce informací; P- převodníky (kódování, modulace, dekódování, demodulace).
existuje odlišné typy kanály, které lze klasifikovat podle různých kritérií:
1. Podle typu komunikačních linek: drátové; kabel; optické vlákno;
elektrické vedení; rozhlasové kanály atd.
2... Podle povahy signálů: spojitý; oddělený; diskrétně spojitý (signály na vstupu systému jsou diskrétní a na výstupu spojité a naopak).
3... Pro odolnost proti hluku: kanály bez rušení; s rušením.
Komunikační kanály se vyznačují:
1. Kapacita kanálu definován jako součin doby využití kanálu T až,šířka pásma frekvencí procházejících kanálem F až a dynamický rozsahD až... , která charakterizuje schopnost kanálu přenášet různé úrovně signálu

V až = T až F až D až.(1)
Podmínka pro shodu signálu s kanálem:
V c £ V k ; T c £ T k ; F c £ F k ; V c £ V k ; D c £ D k.
2.Rychlost přenosu informací - průměrné množství informací přenesených za jednotku času.
3.
4. Nadbytek - zajišťuje spolehlivost přenášených informací ( R= 0¸1).
Jedním z úkolů teorie informace je určit závislost rychlosti přenosu informace a kapacity komunikačního kanálu na parametrech kanálu a charakteristikách signálů a rušení.
Komunikační kanál lze obrazně přirovnat k silnicím. Úzké silnice – nízká šířka pásma, ale levné. Široké silnice - dobrý provoz, ale drahé. Šířka pásma je určena "úzkým místem".
Rychlost přenosu dat do značné míry závisí na přenosovém médiu v komunikačních kanálech, kterými jsou různé typy komunikačních linek.
Kabelové:
1. Kabelové- kroucená dvoulinka (která částečně potlačuje elektromagnetické záření z jiných zdrojů). Přenosové rychlosti až 1 Mbps. Používá se v telefonních sítích a pro přenos dat.
2. Koaxiál. Přenosová rychlost 10-100 Mbps - použito v lokální sítě, kabelová televize atd.
3... Optické vlákno. Přenosová rychlost je 1 Gbps.
V prostředí 1–3 je útlum v dB lineární se vzdáleností, tzn. výkon klesá exponenciálně. Proto je po určité vzdálenosti nutné instalovat regenerátory (zesilovače).
Rádiové linky:
1. Rádiový kanál. Přenosová rychlost je 100-400 Kbps. Využívá rádiové frekvence až do 1000 MHz. Až do 30 MHz se díky odrazu od ionosféry mohou elektromagnetické vlny šířit za linii pohledu. Tento dosah je ale velmi hlučný (například radioamatér). Od 30 do 1000 MHz - ionosféra je průhledná a je nutná přímá viditelnost. Antény jsou instalovány ve výšce (někdy jsou instalovány regenerátory). Používá se v rozhlase a televizi.
2. Mikrovlnné linky. Přenosové rychlosti až 1 Gbps. Používejte rádiové frekvence nad 1000 MHz. To vyžaduje přímou viditelnost a vysoce směrové parabolické antény... Vzdálenost mezi regenerátory je 10–200 km. Používá telefonní spojení, televize a přenos dat.
3. Satelitní připojení ... Využívají se mikrovlnné frekvence a družice slouží jako regenerátor (a pro mnoho stanic). Charakteristiky jsou stejné jako u mikrovlnných linek.
2. Šířka pásma diskrétního komunikačního kanálu
Diskrétní kanál je soubor prostředků pro přenos diskrétních signálů.
Šířka pásma komunikačního kanálu - nejvyšší teoreticky dosažitelná rychlost přenosu informací za předpokladu, že chyba nepřesáhne danou hodnotu. Rychlost přenosu informací - průměrné množství informací přenesených za jednotku času. Definujme výrazy pro výpočet rychlosti přenosu informace a šířky pásma diskrétního komunikačního kanálu.
Když je každý symbol přenesen, v průměru množství informací prochází komunikačním kanálem, určeným vzorcem
I (Y, X) = I (X, Y) = H (X) - H (X / Y) = H (Y) - H (Y / X), (2)
kde: Já (Y, X) - vzájemné informace, tedy množství informací obsažených v Y poměrně X;H (X)- entropie zdroje zprávy; H (X / Y)- podmíněná entropie, která určuje ztrátu informace na symbol spojenou s přítomností šumu a zkreslení.
Při odesílání zprávy X T doba trvání T, složen z n elementárních symbolů se průměrné množství přenášené informace, při zohlednění symetrie vzájemného množství informací, rovná:
Já (Y T, XT) = H (XT) - H (XT / YT) = H (YT) - H (YT / XT) = n. (4)
Rychlost přenosu informací závisí na statistických vlastnostech zdroje, metodě kódování a vlastnostech kanálu.
Šířka pásma diskrétního komunikačního kanálu
. (5)
Maximální možná hodnota, tzn. maximum funkcionálu se hledá přes celou množinu funkcí rozdělení pravděpodobnosti p (X).
Šířka pásma závisí na technická charakteristika kanál (rychlost zařízení, typ modulace, úroveň rušení a zkreslení atd.). Jednotky měření kapacity kanálu jsou:,,,.
2.1 Diskrétní komunikační kanál bez rušení
Pokud nedochází k rušení v komunikačním kanálu, jsou vstupní a výstupní signály kanálu spojeny jednoznačným funkčním vztahem.
V tomto případě je podmíněná entropie rovna nule a nepodmíněné entropie zdroje a přijímače se rovnají, tzn. průměrné množství informací v přijatém symbolu vzhledem k přenášenému je
I (X, Y) = H (X) = H (Y); H (X / Y) = 0.
Li X T- počet znaků pro daný čas T, pak je rychlost přenosu informací pro diskrétní komunikační kanál bez rušení
(6)
kde V = 1 /- průměrná přenosová rychlost jednoho symbolu.
Šířka pásma pro diskrétní komunikační kanál bez rušení
(7)
Protože maximální entropie odpovídá ekvipravděpodobným symbolům, pak šířka pásma pro rovnoměrné rozložení a statistickou nezávislost přenášených symbolů je:
. (8)
Shannonova věta o prvním kanálu: Pokud je tok informací generovaných zdrojem dostatečně blízko šířce pásma komunikačního kanálu, tzn.
, kde je libovolně malé množství,
pak můžete vždy najít takový způsob kódování, který zajistí přenos všech zpráv ze zdroje a rychlost přenosu informací bude velmi blízká kapacitě kanálu.
Věta neodpovídá na otázku, jak provést kódování.
Příklad 1 Zdroj generuje 3 zprávy s pravděpodobnostmi:
p 1 = 0,1; p2 = 0,2 a p3 = 0,7.
Zprávy jsou nezávislé a jsou přenášeny v jednotném binárním kódu ( m = 2) s dobou trvání symbolu 1 ms. Určete rychlost přenosu informací komunikačním kanálem bez rušení.
Řešení: Entropie zdroje je

[bit/s].
Pro přenos 3 zpráv s jednotným kódem jsou potřeba dva bity, přičemž doba trvání kombinace kódů je 2t.
Průměrná rychlost signálu
V = 1/2 t = 500 .
Rychlost přenosu informací
C = vH = 500 x 1,16 = 580 [bit/s].
2.2 Diskrétní komunikační kanál s rušením
Budeme uvažovat diskrétní komunikační kanály bez paměti.
Kanál bez paměti Volá se kanál, ve kterém je každý vysílaný signálový symbol ovlivněn rušením, bez ohledu na to, které signály byly vysílány dříve. To znamená, že interference nevytváří další korelace mezi symboly. Název „bez paměti“ znamená, že během dalšího přenosu se zdá, že si kanál nepamatuje výsledky předchozích přenosů.
V případě rušení, průměrné množství informací v symbolu přijaté zprávy - Y, vzhledem k přenášenému - X se rovná:
.
Pro symbol zprávy X T doba trvání T, skládající se z n elementární symboly průměrné množství informací v symbolu přijaté zprávy - Y T vzhledem k přenášenému - X T se rovná:
I (Y T, X T) = H (X T) - H (X T / Y T) = H (Y T) - H (Y T / X T) = n = 2320 bps
Propustnost kontinuálního hlučného kanálu je určena vzorcem

=2322 bps.
Dokažme, že informační kapacita spojitého kanálu bez paměti s aditivním Gaussovým šumem pod omezením špičkového výkonu není větší než informační kapacita stejného kanálu se stejnou hodnotou omezení průměrného výkonu.
Očekávaná hodnota pro symetrické rovnoměrné rozdělení

Střední čtverec pro symetrické rovnoměrné rozdělení

Rozptyl pro symetrické rovnoměrné rozdělení

Navíc pro rovnoměrně rozložený proces.
Diferenciální entropie signálu s rovnoměrným rozdělením
.
Rozdíl mezi diferenciálními entropiemi normálního a rovnoměrně rozloženého procesu nezávisí na hodnotě rozptylu
= 0,3 bitu / vzorek
Propustnost a kapacita komunikačního kanálu pro proces s normálním rozdělením je tedy vyšší než pro proces rovnoměrný.
Určete kapacitu (objem) komunikačního kanálu
Vk = T k C k = 10 × 60 × 2322 = 1,3932 Mbit.
Pojďme určit množství informací, které lze přenést za 10 minut provozu kanálu
10× 60× 2322= 1,3932 Mbps.
Úkoly

Pomocí internetových zdrojů najděte odpovědi na otázky:

Cvičení 1

1. Jaký je proces přenosu informací?

Přenos informací- fyzický proces, kterým se uskutečňuje pohyb informací ve vesmíru. Zapsali jsme informace na disk a přenesli je do jiné místnosti. Tento proces vyznačující se přítomností následujících složek:

2. Obecné schéma přenosu informací

3. Vyjmenujte komunikační kanály, které znáte

Odkaz(angl. kanál, datová linka) je systém technických prostředků a média šíření signálu pro přenos zpráv (nejen dat) ze zdroje do přijímače (a naopak). Komunikační kanál, chápaný v užším slova smyslu ( komunikační cesta), představuje pouze fyzické médium šíření signálu, například fyzické komunikační vedení.

Podle typu distribučního média se komunikační kanály dělí na:

4. Co jsou telekomunikace a počítačové telekomunikace?

Telekomunikace(řecky tele - do dálky, daleko a latinsky communicatio - komunikace) je přenos a příjem jakékoli informace (zvuk, obraz, data, text) na dálku prostřednictvím různých elektromagnetických systémů (kabelové a optické kanály, rádiové kanály a další kabelová a bezdrátová komunikace).

Telekomunikační síť je systém technických prostředků, jejichž prostřednictvím se uskutečňují telekomunikace.

Mezi telekomunikační sítě patří:
1. Počítačové sítě(pro přenos dat)
2. Telefonní sítě(přenos hlasu)
3. Rádiové sítě (přenos hlasových informací - rozhlasové služby)
4. Televizní sítě (přenos hlasu a obrazu - vysílací služby)

Počítačové telekomunikace - telekomunikace, jejichž koncovými zařízeními jsou počítače.

Přenos informací z počítače do počítače se nazývá synchronní komunikace a prostřednictvím zprostředkujícího počítače, který umožňuje shromažďovat zprávy a přenášet je do osobní počítače dle požadavku uživatele - asynchronní.

Počítačové telekomunikace se začínají prosazovat ve vzdělávání. Ve vysokoškolském vzdělávání se používají ke koordinaci vědeckého výzkumu, operativní výměně informací mezi účastníky projektů, dálkovému studiu a konzultacím. V systému školního vzdělávání - zvýšit efektivitu samostatné činnosti žáků spojené s různými druhy tvůrčí práce, včetně vzdělávací činnosti, založené na širokém využívání výzkumných metod, volném přístupu k databázím, výměně informací s partnery jak v tuzemsku, tak i do zahraničí.

5. Jaká je šířka pásma kanálu pro přenos informací?
Šířka pásma- metrická charakteristika ukazující poměr limitního počtu procházejících jednotek (informace, objekty, objem) za jednotku času kanálem, systémem, uzlem.
V informatice se definice šířky pásma obvykle aplikuje na komunikační kanál a je určena maximálním množstvím přenášených/přijímaných informací za jednotku času.
Šířka pásma je jedním z nejdůležitějších faktorů z pohledu uživatelů. Odhaduje se podle množství dat, které může síť přenést na limitu za jednotku času z jednoho zařízení k ní připojeného do druhého.

Rychlost přenosu informace závisí do značné míry na rychlosti jejího vytvoření (výkonu zdroje), metodách kódování a dekódování. Nejvyšší možná rychlost přenosu informací v daném kanálu se nazývá jeho šířka pásma. Šířka pásma kanálu je podle definice rychlost přenosu informací při použití "nejlepšího" (optimálního) zdroje, kodéru a dekodéru pro daný kanál, proto charakterizuje pouze kanál.

Přenos informací je termín, který spojuje mnoho fyzikálních procesů pohybu informací v prostoru. V každém z těchto procesů jsou zahrnuty komponenty, jako je zdroj a přijímač dat, fyzické médium informací a kanál (médium) jejich přenosu.

Proces přenosu informací

Původní úložiště dat jsou různé zprávy přenášené z jejich zdrojů k přijímačům. Mezi nimi jsou umístěny kanály pro přenos informací. Speciální technická zařízení-převodníky (kodéry) tvoří fyzické nosiče dat - signály - na základě obsahu zpráv. Ty procházejí řadou transformací, včetně kódování, komprese, modulace, a poté jsou odeslány do komunikačních linek. Poté, co jimi projdou, signály procházejí inverzními transformacemi, včetně demodulace, rozbalování a dekódování, v důsledku čehož jsou z nich extrahovány původní zprávy, vnímané přijímači.

Informační zprávy

Zpráva je druh popisu jevu nebo předmětu, vyjádřený jako soubor dat, který má znaky začátku a konce. Některé zprávy, jako je řeč a hudba, jsou nepřetržitými funkcemi času akustického tlaku. V telegrafní komunikaci je zpráva textem telegramu ve formě alfanumerické sekvence. Televizní zpráva je sekvence rámcových zpráv, které jsou „viděny“ objektivem televizní kamery a zachycují je při snímkové frekvenci. Převážnou většinu zpráv přenášených v poslední době prostřednictvím systémů přenosu informací tvoří číselná pole, textové, grafické, ale i zvukové a obrazové soubory.

Informační signály

Přenos informace je možný, pokud má fyzické médium, jehož vlastnosti se mění v závislosti na obsahu přenášené zprávy tak, aby překonaly přenosový kanál s minimálním zkreslením a byly rozpoznatelné příjemcem. Tyto změny ve fyzickém paměťovém médiu tvoří informační signál.

Dnes se informace přenášejí a zpracovávají pomocí elektrických signálů v drátových a rádiových komunikačních kanálech a také díky optickým signálům v komunikačních linkách z optických vláken.

Analogové a digitální signály

Známý příklad analogového signálu, tj. plynule se měnící v čase, je napětí odstraněno z mikrofonu, který nese hlasovou nebo hudební informační zprávu. Lze jej zesílit a přenášet po kabelových kanálech do systémů reprodukce zvuku koncertního sálu, které přenesou řeč a hudbu z jeviště k publiku v galerii.

Pokud se v souladu s velikostí napětí na výstupu mikrofonu amplituda nebo frekvence vysokofrekvenčních elektrických oscilací v rádiovém vysílači plynule v čase mění, pak lze vzduchem přenášet analogový rádiový signál. Televizní vysílač v analogovém televizním systému generuje analogový signál ve formě napětí úměrného aktuálnímu jasu obrazových prvků vnímaných čočkou fotoaparátu.

Pokud však analogové napětí z mikrofonního výstupu prochází přes digitálně-analogový převodník (DAC), pak jeho výstup již nebude spojitou funkcí času, ale sledem odečtů tohoto napětí odečítaných v pravidelných intervalech s vzorkovací frekvence. Kromě toho DAC také provádí kvantování podle úrovně počátečního napětí a nahrazuje celý možný rozsah svých hodnot konečnou sadou hodnot určenou počtem binárních číslic jeho výstupního kódu. Ukazuje se, že spojitá fyzikální veličina (in v tomto případě toto napětí) se změní na sekvenci digitálních kódů (je digitalizováno) a poté již v digitální podobě může být ukládáno, zpracováváno a přenášeno prostřednictvím sítí pro přenos informací. To výrazně zvyšuje rychlost a odolnost proti hluku takových procesů.

Komunikační kanály

Obvykle se tímto pojmem rozumí komplexy technických prostředků, které se podílejí na přenosu dat ze zdroje k přijímači, a také prostředí mezi nimi. Struktura takového kanálu, využívajícího typické prostředky přenosu informací, je reprezentována následující posloupností transformací:

AI - PS - (CI) - CC - M - LPI - DM - DK - CI - PS

AI je zdrojem informací: člověk nebo jiná živá bytost, kniha, dokument, obrázek na neelektronickém médiu (plátno, papír) atd.

PS - převodník informační zprávy na informační signál, provádějící první fázi přenosu dat. Mikrofony, televize a videokamery, skenery, faxy, klávesnice PC atd. mohou fungovat jako PS.

KI je kodér informace v informačním signálu pro snížení objemu (komprese) informace za účelem zvýšení její přenosové rychlosti nebo snížení frekvenčního pásma potřebného pro přenos. Tento odkaz je volitelný, jak je uvedeno v závorkách.

KK - kanálový kodér pro zlepšení odolnosti informačního signálu.

M - modulátor signálu pro změnu charakteristik mezinosných signálů v závislosti na velikosti informačního signálu. Typickým příkladem je amplitudová modulace nosného signálu o vysoké nosné frekvenci v závislosti na velikosti nízkofrekvenčního informačního signálu.

LPI je vedení pro přenos informací představující kombinaci fyzického média (například elektromagnetického pole) a technických prostředků pro změnu jeho stavu za účelem přenosu nosného signálu do přijímače.

DM - demodulátor pro oddělení informačního signálu od nosného signálu. Přítomno pouze v případě, že M.

DC - kanálový dekodér pro detekci a/nebo opravu chyb v informačním signálu, které vznikly na LPI. Přítomno pouze v případě, že existuje QC.

CI - informační dekodér. Přítomno pouze v případě, že existuje CI.

PI - příjemce informací (počítač, tiskárna, displej atd.).

Pokud je přenos informací obousměrný (duplexní kanál), pak na obou stranách LPI jsou modemové jednotky (Modulator-DEModulator), kombinující M a DM linky, a také kodekové bloky (COder-DECoder), kombinující kodéry (CI a CK) a dekodéry (DI a DK).

Charakteristika přenosových kanálů

Hlavní rozlišovací znaky kanálů jsou šířka pásma a odolnost proti šumu.

V kanálu je informační signál vystaven šumu a rušení. Mohou být způsobeny přirozenými důvody (například atmosférické pro rádiové kanály) nebo mohou být speciálně vytvořeny nepřítelem.

Odolnost přenosových kanálů proti šumu se zvyšuje použitím různých druhů analogových a digitálních filtrů k oddělení informačních signálů od šumu a také speciálními metodami pro přenos zpráv, které minimalizují vliv šumu. Jednou z těchto metod je přidání dalších znaků, které nenesou užitečný obsah, ale pomáhají kontrolovat správnost zprávy a také opravovat chyby v ní.

Kapacita kanálu se rovná maximálnímu počtu binárních symbolů (kbitů) jím přenášených bez rušení za jednu sekundu. U různých kanálů se pohybuje od několika kbps do stovek Mbps a je určen jejich fyzikálními vlastnostmi.

Teorie přenosu informace

Claude Shannon je autorem speciální teorie pro kódování přenášených dat, který objevil metody řešení šumu. Jednou z hlavních myšlenek této teorie je potřeba redundance digitálního kódu přenášeného po informačních přenosových linkách. To umožňuje obnovit ztrátu, pokud dojde ke ztrátě některé části kódu během jeho přenosu. Takové kódy (digitální informační signály) se nazývají kódy proti rušení. Nadbytečnost kódu však nemůže být příliš velká. To vede ke zpožďování přenosu informací a také ke zdražování komunikačních systémů.

Zpracování digitálních signálů

Další důležitou součástí teorie přenosu informace je systém metod pro digitální zpracování signálů v přenosových kanálech. Tyto metody zahrnují algoritmy pro digitalizaci původních analogových informačních signálů s určitou vzorkovací frekvencí určenou na základě Shannonova teorému, stejně jako metody pro vytváření nosných signálů odolných vůči šumu pro přenos po komunikačních linkách a digitální filtrování přijímaných signálů za účelem oddělení je před rušením.

Ochrana proti hluku

Fungování tohoto schématu lze vysvětlit na příkladu telefonické komunikace. Zdrojem informací v tomto systému je mluvící osoba, příjemce, respektive - posluchač. Kodér je telefonní sluchátko, pomocí kterého se zvukové signály převádějí na elektromagnetické signály. Komunikačním kanálem je telefonní síť. Dekodér je také sluchátko.

Kódování signálu, při přenosu informace je jakákoliv transformace informace přicházející ze zdroje do podoby vhodné pro její přenos komunikačním kanálem. V současnosti je nejrozšířenější digitální komunikace, která je ze své definice diskrétní. Kromě toho existuje také analogová komunikace, jedná se o komunikaci, ve které jsou informace přenášeny ve formě spojitého signálu (staré standardy telefonních sítí).

Pod " hluk" jsou myšleny všechny druhy rušení, které zkreslují přenášený signál nebo vedou k jeho ztrátě. K takovému rušení dochází nejčastěji z technických důvodů: špatná kvalita komunikačních linek, vzájemná nejistota různých toků informací přenášených stejným komunikačním kanálem.

Způsoby, jak se vypořádat s "hlukem":

1. Opakování signálu

2. Digitalizace signálu

3. Zesílení signálu

4. Mechanické prostředky (kroucená dvoulinka, optická vlákna, stínění atd.)

Teorie kódování navíc vyvinula metody pro reprezentaci přenášené informace, aby se snížily její ztráty vlivem šumu.

5.2. Počítačové sítě

Počítačová síť Je spojení dvou nebo více počítačů navzájem pro sdílení ke sdíleným zdrojům. Zdroje jsou tří typů: hardware, software a informace

Pod hardwarové prostředky znamená technickou podporu obecný přístup Doplňková výbava: tiskárna, zvýšená kapacita pevný disk(souborový server), hostitelský počítač atd.

Obecně může být počítačová síť reprezentována množinou uzlů propojených médii šíření signálu (přenosová média, dálnice, komunikační linky). V uzlech počítačové sítě jsou umístěny prvky komunikační sítě a počítačové systémy.

Komunikační sítě. Hlavními prvky tradičních komunikačních sítí jsou koncová zařízení (terminály), přenosové a spojovací systémy.

Terminály jsou určeny k připojení zdrojů a přijímačů informací ke komunikační síti. K nim lze například připojit počítače přes vyhrazenou dvoudrátovou linku nebo přes modem.

Převodovka zajišťuje přenos informací na dálku. V současné době podporují vícekanálovou signalizaci přes jeden kmen.

Spínací systém je navržen tak, aby poskytoval komunikaci mezi množstvím prostorově oddělených zdrojů a přijímačů informací. Díky propojeným přepínacím systémům se pro účastníky vytváří kompozitní (end-to-end) komunikační kanál

Každá z veřejných sítí má svou protokoly, poskytování přístupu k určitému typu služby.

Protokoly. Pod protokol je chápán jako soubor dohod, kterými se řídí komponenty při interakci. V našem případě protokol existuje standardní soubor pravidel upravujících prezentaci (zejména formáty) dat a postupy výměny