Sisteme de Comunicații

Noţiuni generale

Sistemele de comunicaţii (S.C.) reprezintă totalitatea echipamentelor care permit transportul informaţiei între două sau mai multe puncte prestabilitate (fixe sau mobile), cu un anumit grad de fidelitate. Sistemele de comunicaţie cuprind sursa de informaţie pentru echipamentul de emisie, canalul de transmisie, echipamentul de recepţie şi un destinatar.

Figura 1. Schema bloc a unui sistem de comunicaţii.

De regulă, sistemul de comunicaţie este bidirecţional, aşa numitele sisteme de comunicaţii pe “4 fire” (sunt separate fizic sensurile de transmitere), sau sisteme de comunicaţie duplex (comunicaţia este simultan bidirecţională - în Figura 1: SA DB şi SB DA).

În principiu, sistemele de comunicaţie pot fi:

- duplex - permit comunicarea bidirecţională simultană;

- simplex - permite doar comunicarea unidirecţională;

- semiduplex - permite comunicarea bidirecţională, dar nu concomitent.

La rândul lor, sistemele de comunicaţie duplex sau semiduplex pot fi:

- pe “2 fire”- caz în care sensurile de transmisie sunt separate fie în frecvenţă, fie în timp;

- pe “4 fire”- sunt sistemele care au cele două canale separate fizic. În această situaţie echipamentele terminale sunt identice.

În general un sistem de comunicaţii preia informaţia nu de la o singură sursă ci de la mai multe, intrucât intr-un lanţ de comunicaţie ”canalul” este de regulă componenta cea mai costisitoare şi în consecinţă este de dorit, din punct de vedere economic, ca acesta să fie cât mai încărcat. Pentru utiliza cât mai eficient canalul, sursele se multiplexează.

Figura 2. Multiplexarea surselor.

Multiplexarea poate fi:

- frecvenţială ( );

- temporară ( );

- în lungime de undă ( )

Sursele de informaţie (S1, Sn) pot fi surse care să producă fie semnal analogic (SA), fie semnal digital (SD).

Semnalul analogic (SA) se caracterizează printr-o variaţie continuă în timp ocupând un anumit domeniu al amplitudinilor |s(t)|Amax şi ocupă în general o bandă finită de frecvenţă, banda de bază a semnalului, care are valoarea: BB=fmax-fmin.

Un semnal digital (SD) poate avea un număr finit de valori distincte, de exemplu semnalul digital binar reprezintă o suită de simboluri care să fie 0 sau 1, un semnal digital ternar poate fi reprezentat prin trei simboluri diferite 0,1,2 etc.

Sisteme de comunicaţie analogice (SCA)

Un sistem de comunicaţie analogic primeşte informaţie de la mai multe surse analogice, de obicei le multiplexează frecvenţial, după care urmează o operaţie de modulare, semnalul este aplicat canalului. La recepţie există un demodulator frecvenţial şi un demultiplexor în care se obţin semnalele analogice: SA1, SA2, SAn.

Figura 3. Schema bloc a unui sistem de comunicaţie analogic.

Sisteme de comunicaţie digitale sunt sistemele care asigură transmiterea informaţiilor preluate de la mai multe surse digitale.

Figura 4. Schema bloc a unui sistem de comunicaţie digital.

- Mux TDM - realizează multiplexarea temporară;

- CS - codor sursă - de obicei informaţia digitală de la ieşirea MUX e recodată pentru ca fiecare simbol să poarte maximul de informaţie posibilă (realizează o eficientizare a sursei, care de obicei este redundantă);

- CC - codor canal - este necesar pentru a adapta informaţia digitală la posibilităţiile canalului de transmitere. Un canal zgomotos reclamă o codare suplimentară, care să compenseze (corecteze) erorile transmisiei prin canal.

- de multe ori informaţia digitală obţinută la ieşirea CC este modulată, în cadrul unei ultime operaţii, necesare pentru a imbunătăţi fidelitatea transmiterii într-un astfel de canal de comunicaţie.

La recepţie operaţiile sunt executate în ordinea inversă celor de la emisie.

Multiplexarea în sistemele de comunicaţii

Multiplexarea în frecvenţă (FDM)

Procesul de multiplexare frecvenţială constă în translatarea prin modulaţie a spectrelor semnalelor analogice într-o bandă de frecvenţă superioară fără ca aceste spectre să se suprapună.

Figura 5. Multiplexarea FDM

Multiplexarea temporală (TDM)

Un semnal analogic poate fi reprezentat prin eşantioanele sale. Conform teoriei eşantionării

dacă eşantioanele semnalului SA(t) sunt luate suficient de des, atunci semnalul poate fi refăcut din eşantioanele sale. Condiţia de aplicabilitate a teoremei este: fe  2(fmax-fmin); fe = 1/Te.

În intervalul se pot transmite alte informaţii, despre eşantionarea altor semnale, deoarece canalul de transmitere nu este utilizat.