Общие сведения о каналах связи
Современные системы сбора и обработки информации содержат обычно несколько взаимодействующих между собой устройств (контроллеры, микро-ЭВМ и др.), которые разнесены на десятки, сотни, иногда даже на тысячи метров.
Это обстоятельство выдвигает проблему передачи информации по каналам связи. Эти каналы связи должны работать в промышленной среде, которая может характеризоваться высоким уровнем помех, запыленностью, химической агрессивностью, большими колебаниями температуры, вибрациями. В зависимости от назначения к каналам связи могут предъявляться требования высокого быстродействия и высокой достоверности передаваемых сигналов.
Канал связи состоит из оконечной аппаратуры и линии передачи, то есть среды, по которой распространяется сигнал. В функции оконечной аппаратуры входит согласование сигналов на выходе передатчика и сигналов, распространяющихся по линии передачи, а также сигналов на выходе из линии передачи и на входе приемника.
Эти функции обычно разделяют на два уровня:
- управления линией;
- управления каналом.
К задачам управления линией относят формирование на передающей стороне сигнала, непосредственно направляемого в линию, преобразование на приемной стороне поступившего из линии сигнала в сигнал, воспринимаемый аппаратурой информационного канала, синхронизацию сигналов и контроль их достоверности.
Линия передачи вместе с узлами оконечной аппаратуры образует физический канал.
Для связи с АЦП и ЦАП, с одной стороны, датчиками и исполнительными механизмами - с другой, используют аналоговые физические каналы.
Для передачи сообщений узлам обработки данных используют дискретные физические каналы, передающие сигналы кодом.
Импульсы, используемые для передачи цифровой информации по физическому каналу, занимают определенный спектр частот. Этот спектр совпадает с полосой эффективно пропускаемых линией частот только в том случае, когда полоса частот, занимаемая сигналом в линии, начинается с нулевой частоты, то есть, когда передача осуществляется видеоимпульсами. Если же спектр сигнала не совпадает с рабочим диапазоном канала связи, его преобразуют с помощью модуляции.
Использование для передачи сигнала той части полосы частот, которую пропускает физический канал, позволяет уплотнить его по частоте. То есть несколько абонентов могут пользоваться одним физическим каналом одновременно.
Чаще всего используется стандартный телефонный канал. Он размещается в полосе частот от 300 до 3400 Гц. Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (МККТТ) рекомендует шесть вариантов деления этого диапазона: максимум на 26, 13, 8, 6, 2 или 1 канал (рис. 3.1).
Рис. 3.1 - Рекомендации МККТТ по распределению частот телефонного канала передачи данных
На рисунке 3.1 штриховкой выделены полосы сигналов телефонного вызова, контроля частоты синхронизации.
В системах связи и телемеханики обычно используется частотное разделение (уплотнение) каналов. В локальных сетях АСУ ТП (децентрализованные системы) к частотному уплотнению в последнее время не прибегают. Данные передаются последовательно, по битам, физический канал используется для обмена данными между различными абонентами в режиме разделения времени.
