2.5.2.   Характеристики каналов, используемых для передачи данных

Для передачи данных широко используются телеграфные, телефон­ные и широкополосные каналы связи. В зависимости от способа соеди­нения между абонентами все каналы делятся на прямые (некоммутируемые, арендованные) и коммутируемые. Канал называется прямым, если он не проходит через центр коммутации. Коммутируемый канал проходит через один или несколько центров коммутации. Обычно он создается из отдельных случайно выбираемых участков на время пере­дачи сообщения. Его технические характеристики при этом также будут случайными, поскольку при повторной передаче данных образу­емый канал может быть составлен из других составных частей.

Характеристики прямых каналов более стабильны, уровень помех в них меньше из-за отсутствия аппаратуры коммутации. Прямые каналы используются при большом объеме данных, передаваемых в не­изменных  направлениях.

По пропускной способности каналы разделяют на группы:

· телег­рафные (низкоскоростные), обеспечивающие скорость передачи 50, 100, 200 бод;

· телефонные (среднескоростные), обеспечивающие ско­рость передачи 200…4800 бод;

· широкополосные (высокоскоростные), характеризующиеся шириной полосы пропускания 50…240 кГц.

В настоящее время каналы третьей группы находятся в стадии раз­работки и освоения. Имеются сообщения об использовании таких ка­налов в ряде систем передачи данных. Однако наиболее широко используются каналы двух первых типов.

Подпись:  
Рис. 2.34. Зависимость вероятности ошибки от сложности канала: 
1 – в байтах; 2 – в символах
Телефонные и телеграфные каналы, удовлетворяющие требованиям передачи соответствующих сообщений, можно лишь условно считать пригодными для передачи данных, поскольку вероятность ошибки в этих каналах существенно превышает допустимую вероятность не­правильного приема. Достаточно указать, что в автоматизированных системах управления допускается не более одной ошибки в среднем на 106…109 символов, тогда как телефонные и телеграфные каналы имеют среднюю вероятность ошибки 10-4…10-5. Кроме того, в исполь­зуемых каналах существует ряд дополнительных источников помех и искажений, которые не оказывают заметного влияния на качество, например, телефонных переговоров, однако значительно влияют на передачу цифровой информации.

Интерес представляют некоторые характеристики реальных кана­лов, оказывающие существенное влияние на передачу данных. Известны результаты исследований, проведенных для различных режимов работы каналов, используемых для передачи данных.

Основными показателями качества канала являются:

· характер помех и ошибок в канале;

· средняя вероятность ошибки;

· зависимость количества ошибок (вероятности ошибки) от сложности канала.

Исследования телеграфных каналов показали, что средняя вероятность ошибки увеличивается при увеличении количества отрезков, из которых составлен канал (рис. 2.34). Установлено, что количество одиночных ошибок составляет от 20 до 50 % от общего количества оши­бок. Остальные ошибки имеют тенденцию к группированию в пакеты. Большая часть пакетов ошибок характеризуется длиной не более 10 символов. Вероятность ошибки в символах для прямых и коммутиру­емых телеграфных каналов одинакова и равняется (1…2)× 10-5.  Вероятность ошибки  в телефонных каналах на порядок больше.

Телефонные каналы также характеризуются группированием оши­бок в пакеты, вероятность ошибки в канале изменяется от 1,3 × 10-4 для прямых каналов до 2 × 10-3 для коммутируемых каналов. Ошиб­ки в каналах распределены неравномерно по времени суток.

Установлено, что в каналах обоих типов основными причинами ис­кажений являются:

· краевые искажения, в результате которых длитель­ность принятых посылок отличается от длительности переданных;

· дробления импульсов, проявляющихся в изменении полярности сигна­ла. Причиной дробления часто являются кратковременные прерывания, которые проявляются как полное пропадание сигнала или значитель­ное снижение его уровня.

Краевые искажения определяются большим количеством факторов, которые в большинстве своем являются случайными. Функция распре­деления краевых искажений достаточно

.