Лекции по «Основы передачи данных»

Узбекское агентство связи и информатизации

Ташкентский университет информационной технологии

 

 

                                                                                       

 

 

Кафедра

«Системы телематики»

 

 

 

Джураев  Р.Х., Джаббаров Ш.Ю., Б.М. Умирзоков

 

 

 

 

 

 

«Основы передачи данных»

 

 

 

 

 

Конспект лекций

 

 

 

Для бакалавров обучающихся по направлению

5522200 телекоммуникации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ташкент 2008

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Лекция 1	История развития и современное состояние передачи данных (ПД)	3
Лекция 2	Модель инфокоммуникационной системы. Параметры трафика	6
Лекция 3	Структурная схема СПД. Основные характеристики и требования	7
Лекция 4	Виды и характеристики каналов связи	13
Лекция 5	Современные технологии доступа. Классификация модемов	17
Лекция 6	Протоколы интерфейсы. Структурная схема модема.	23
Лекция 7	Помехи и ошибки в каналах связи	26
Лекция 8	Методы повышения верности	27
Лекция 9	Классификация кодов. Параметры и протоколы защиты от ошибок.	30
Лекция 10	Способы обнаружения и исправления ошибок	33
Лекция 11	Устройства поэлементной синхронизация. Классификация и требования	39
Лекция 12	Параметры устройств синхронизации	43
Лекция 13	Устройства цикловой синхронизации. Назначение, классификация и требования	48
Лекция 14	Принципы построения, алгоритмы и характеристики СПД	53
Лекция 15	Сравнение систем с обратной связи	60
Лекция 16	Принципы адаптация в СПД	68

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лекция 1. История развития и современное состояние передачи данных (ПД)

 

За годы независимости Узбекистана произошли кардинальные изменения в жизни нашего общества, коренным образом изменились цели и задачи, стоящие сегодня перед нашей экономикой, телекоммуникационной отраслью, информационной индустрией.

В Узбекистане установилась макроэкономическая и финансовая стабильность, осуществляется модернизация и техническое перевооружение в сфере телекоммуникаций. Создаются необходимый фундамент и условия для дальнейшего устойчивого развития данной отрасли, все большей её интеграции в мировое информационнотелекоммуникационное пространство.

В Республике уделено особое значение формированию Национальной информационной системы с широким доступом к глобальным информационным системам и технологиям, являющимися решающими для прогресса страны в XXI веке.

Продолжает развиваться Национальная сеть передачи данных, осуществляется модернизация и реконструкция телефонной сети общего пользования формируются информационные ресурсы, расширяется перечень современных и перспективных услуг телекоммуникаций, включающий такие услуги как: электронный документооборот, электронная коммерция, дистанционное обучение, мультимедиа, телеконференции и т. д.

Основными этапами развития крупномасштабных сетей передачи информации являются: сети передачи данных с коммутацией пакетов на базе Х.25 и TCP/IP; цифровые сети с интеграцией служб (узкополосные и широкополосные); высокоскоростные сети с технологией SDH, Frame Relay и ATM. Непрерывный рост скоростей и числа локальных вычислительных сетей (ЛВС), растущие потребности в количестве и скорости передаваемой информации, влекут за собой бурное развитие глобальных вычислительных сетей с коммутацией пакетов.

В условиях современного динамичного развития общества информация становится таким же стратегическим ресурсом, как и традиционные ресурсы: материальные и энергетические. Современные информационные технологии, позволяющие создавать, хранить, перерабатывать и обеспечивать эффективные способы представления информации потребителю, стали неотъемлемой частью жизни общества и средством повышения эффективности управления всеми сферами общественной деятельности.

        Широкое развитие  информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), компьютеризация являются  глобальной тенденцией мирового  развития последних десятилетий. В современном, динамично развивающемся  мире ИКТ являются локомотивом экономического развития, способствуют привлечению в страну инвестиций, созданию новых рабочих мест, продвижению прогрессивных технологий в производство и управление, становятся средством, сокращающим издержки при обмене информацией, совершения сделок между участниками рынка.

      В обществе, оснащённом  информационно-коммуникационными технологиями, грамотность в области этих  технологий становится необходимым  условием для учёбы и работы  молодёжи.

      Реализация стратегических  задач развития компьютеризаций и информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) осуществляется в соответствии с принятой правительством Республики Узбекистана “Программой развития компьютеризации и информационно-коммуникационных технологий на 2002-2010 годы”, в которой определены основные меры по развитию современной телекоммуникационной инфраструктуры и национального сегмента сети Интернет.

       Растущая производительность  микропроцессоров, прогресс в области  волоконно-оптических систем связи, появление мощных цифровых сигнальных процессоров, создание высокоэффективных методов компрессии и транспортировки информации – это только небольшая часть списка технологических инновации, ведущих к ускорению развития сетевых технологий, к появлению сетей с очень высокими пропускными способностями, к увеличению числа и к снижению стоимости услуг связи.

Продолжает развиваться Национальная сеть передачи данных, осуществляется модернизация и реконструкция телефонной сети общего пользования, формируются информационные ресурсы, расширяется перечень современных и перспективных услуг телекоммуникаций, включающий такие услуги как: электронный документооборот; электронная коммерция; дистанционное обучение; мультимедиа; телеконференции; IP-телефония.

В 1844г. Морзе изобрел телеграфный аппарат.

1-й телеграфный аппарат в  Нью-Йорке был запатентован в 1867г.В 1869г. между Лондоном и Нью-Йорком  был проложен телеграфный кабель. В 1876г. Белл изобрел телефонный аппарат.

 

Информация при непосредственном общении – 100%
Информация об обстановке, свете, обонянии, запахе, вкусе	2-5%
Информация при связи на основе технологии мультимедиа – 95-98%
Информация при передаче жестов и мимике	52-55%
Информация при телефонной передаче – 45%
Информация благодаря тембру, интонации голоса, громкости, паузам	38%
Информация при текстовой передаче – 7%

 

Источником движущей силы развития телекоммуникаций является потребность человека-пользователя с помощью средств телекоммуникации получать информацию максимально приближенную к той, которую мы имеем непосредственно при общении.

В развитых странах изучали информационные возможности средств телефонии

 

Основное направление – это интеграция.

Интеграция технологий – технология, которая может передавать видео и голос одновременно.

 

2 глобальных понятия:

Информатика                                                                    Телекоммуникация

Телематика

Теле – далеко, матика – действие

В телематике имеется:

1. Служба факсимильной связи

2. Служба информации

3. Служба голосовой связи

 

Инфокоммуникация

 

 

Основная задача ООН – создание глобального гражданского общества (ГГО)

глобальное информационное общество (ГИО)

глобальная информационная инфраструктура (ГИИ)

национальная информационная инфраструктура (НИИ)

Телекоммуникационная инфраструктура состоит из 2-х уровней:

1. Транспортная сеть
2. Сеть доступа

 

Требования к полосе пропускания:

телефония 64 кбит/с  сжатие 8-12 кбит/с

телеконференция 128 кбит/с сжатие 48-64 кбит/с

TV высокого разрешения  HDTV 994,3 мбит/с сжатие 20-40 мбит/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лекция 2. Модель инфокоммуникационной системы. Параметры трафика

 

Модель информационно-коммуникационной системы

 

 

 

Комплекс услуг на базе информационных технологий

 

Internet (корпоративная сеть)	Интернет
Телекоммуникационные услуги
Цифровая телефония телекс/телеграфия, факсимильная связь, IP-телефония	Стандартные услуги провайдера
Защитная электронная и гибридная почта	Доступ в Internet для клиентов отделения связи (WWW, TELNET, FTP)
Очные телеконференции (звук, видео)	Простая электронная и гибридная почта
Передача данных (файлы любого вида)	Direct mail (рассылка, печать и доставка)
	Заочные телеконференции (Usenet, BBC, IRC, ICQ, Mailing, lists, web, forums, newsgroups)
Информационные услуги

 

Требования к полосе пропускания для различных медиа-приложений

 

Приложение	Формат передачи	Скорость	Сжатие
Телефония	G.711 – G.723,1	64 кбит/с	8-12 кбит/с
Телеконференция	-	128 кбит/с	48-64 кбит/с
CD-аудио	MP-3	705,8 кбит/с	128 кбит/с
Изображение с обычным разрешением	SVGA JPEG	2,5 мбит/с	24-245 кбит/с 104-830 кбит/с
Изображение высокого разрешения	-	31,5 мбит/с	300 кбит/с – 3 мбит/с
Видеофон	QCIF (M.26)	9,115 мбит/с	рх 64кбит/с (р=12)
	MPEG-4 (H.320)	304 мбит/с	64 кбит/с

 

 

 

Лекция 3. Структурная схема СПД. Основные характеристики и требования

 

Система передачи данных (СПД), обеспечивающая двухстороннюю передачу информации, может содержать большое число источников и получателей сообщений, передатчиков, приемников и линий связи. Требования, предъявляемые к СПД, удобнее рассматривать на примере системы одностороннего действия с одним получателем сообщений. Кодовые комбинации первичного кода поступают от источника информации в передатчик, который состоит из устройства защиты от ошибок (УЗО) и устройства преобразования сигналов (УПС). Принятые по каналу связи сигналы поступают к получателю информации. Важнейшими требованиями, которые получатель информации предъявляет к СПД, являются требования к верности передачи, надежности функционирования СПД и сроку доставки информации (скорости передачи информации). В систему передачи дискретной информации может входить дискретный канал, либо канал ПД, либо тракт ПД (рис.3.1.). Источник  информации и получатель информации в состав СПД не входят.

            Рис 3.1. Структурная схема СПД.

 

Дискретный канал представляет собой совокупность УПС и канала связи и предназначен для передачи дискретных сигналов. Устройство преобразования сигналов предназначено для спектрального согласования, а также для согласования по амплитуде источника информации с каналом связи. В пункте приема согласуется по амплитуде выход канала связи с входом получателя информации. Дискретный канал характеризуется максимально допустимой скоростью модуляции, вероятностью ошибки Рош и надежностью. Никаких специальных мер для повышения верности передачи и надежности дискретного канала не предусмотрено. Следовательно, качество передачи информации в СПД целиком зависит от реально существующих характеристик канала и УПС. Канал передачи данных представляет собой совокупность дискретного канала и устройств защиты от ошибок. Наличие УЗО гарантирует заданную верность передачи. С целью повышения верности передачи требуется водить избыточность в передаваемое сообщение, что снижает пропускную способность системы. Канал передачи данных характеризуется заданной верностью. Эффективной скоростью передачи информации, и надежностью.