Комуникационен канал

от Уикипедия, свободната енциклопедия
(пренасочване от Канал (телекомуникация))
Направо към навигацията Направо към търсенето
Старите телефонни линии не са подходящ канал за съвременните цифрови телекомуникации.

Канал за комуникация или просто канал в телекомуникациите и компютърните мрежи се нарича физическата преносна среда (например проводник, или логическата връзка, осъществена в мултиплексирана среда, (например радиоканал). Каналът се използва за предаване на сигнали с информация от един или няколко изпращачи (предаватели) до един или няколко получателя (приемници).

Дефиниция[редактиране | редактиране на кода]

Цифровият канал (на английски: digital channel) е дефиниран през 1948 г. от Клод Шанън.[1] В съответствие с дефиницията му([1] – стр. 2), една комуникационна система се състои от информационен източник (на английски: information source), предавател (на английски: transmitter), канал (на английски: channel), приемник (на английски: receiver) и получател (на английски: destination). Каналът е средата за предаване на сигнал от предавателя до приемника.([1] – стр. 2), но архитектурата на информационния източник и получател не са част от канала. Каналът може да бъде жичен или безжичен, може да бъде дискретен, непрекъснат или смесен. ([1] – стр. 3) Каналът обменя съобщения, които са последователност от символи. В дискретните канали тези символи са двоично кодирани.

Свойства[редактиране | редактиране на кода]

Каналът има две свойства – капацитет и ентропия.

  • Капацитетът е основно свойство на канала и е неговата максимална пропускателна способност. Означава се с C. В общия случай, когато символите имат различна дължина (като например в телексните машини) капацитетът е

където N(T) е броят на разрешените символи (сигнали) с продължителност T. Когато символите са с фиксирана дължина, например един символ се кодира в един байт, капацитетът е число, което показва максималният брой битове (сигнали), който може да се предаде по канала за единица време и се измерва в бит/секунда.

  • Ентропията, дефинирана в термините на Шанън, определя минималната честотна лента (на английски: bandwidth) необходима за предаване на двоично кодирано съобщение по цифровия канал. Означава се с Н и се измерва в бит/секунда.

Физически и логически канали[редактиране | редактиране на кода]

В мрежите каналите имат физически и логически смисъл. Физическият смисъл на канала, дефиниран в термините на Шанън, определя капацитета на връзката в мрежата. В логически смисъл, каналите в мрежата ограничават разпределението на пакетите по буферите на портовете, намаляват закъсненията на пакетите в мрежата и подобряват качеството на обслужване (QoS). Тези канали се наричат виртуални канали (на английски: virtual channels), виртуални локални мрежи (VLAN), тунели (MPLS tunnels) и т.н., за които има стандарти.

Реализация[редактиране | редактиране на кода]

Каналите в компютърните системи са изобретени от IBM и представляват комуникационни процесори, които осъществяват обмен на блокове от данни между централния процесор и периферните устройства (дискове, принтери и т.н.) или, от 1957 г. нататък, между паметта и периферните устройства (директен достъп). При обмен с дисковете, тези блокове от данни са с дължина един сектор.

В микропроцесорните системи каналите са опростени и са част от системата за директен достъп. Те представляват набор от регистри, които управляват условията на обмена (начален адрес на източника, начален адрес на получателя, дължина на блока, разредност на обмена 8-, 16-, 32-бита и т.н.) Контролерът за директен достъп временно мултиплексира достъпа на каналите до паметта, като достъпа на контролера за директен достъп до компютърната шина се арбитрира с другите управляващи устройства на шината.

Видове[редактиране | редактиране на кода]

Примери[редактиране | редактиране на кода]

Връзка между начална и крайна точка в една телекомуникационна верига.
Път през преносна среда, осъществен или чрез канал, получен чрез:

Път за предаване на електрически или електромагнитни сигнали.

  • Участък от компютърна памет, като сектор или цилиндър на твърд диск която е достъпна за прочит от четящо устройство.
  • Буфер, от който може да се черпят и добавят съобщения.

Специфична радио честота, двойка честоти или честотна лента, означавани обикновено с буква, цифра или код, често предмет на международно споразумение.

  • Морското радио използва 88 канала в VHF диапазона за двупосочна гласова комуникация. Например канал 16 е 156,800 MHz.
  • Телевизионни канали.
  • Wi-Fi се състои от нелицензирани канали с номера 1 – 13, от 2412 MHz до 2484 MHz на стъпки от по 5 MHz.

Математически модел[редактиране | редактиране на кода]

За теоретично изследване на каналите се използва математическо моделиране, което може да е основано на физическите свойства на канала или на статистическите му характеристики. В първия случай моделът може да отчита физическите процеси, които могат да повлияят на комуникацията – например при безжична комуникация могат да повлияят отраженията на сигнала от околните обекти. Във втория случай каналът се изобразява като подредена тройка, състояща се от вход, изход (i, o) и преносна среда с определена вероятност за преминаване p(i, o). В семантично отношение вероятността се определя по отношение на получаването на символа символа o на изхода при предаването на символа i на входа.

Статистическият и физическият подход на моделиране на каналите може да се комбинират.

Моделът на канала може да е аналогов или цифров. При аналоговите модели предаваното съобщение се моделира като аналогов сигнал. Моделът може да е линеен или нелинеен, непрекъснат или дискретен по време, без наличие на памет или динамика, с филтриране или без филтриране по честоти. При цифровите модели предаваното съобщение се моделира като цифров сигнал, съответстващ на определен комуникационен протокол.

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. а б в г Shannon C., Mathematical Theory of Communication, The Bell System Thechnical Journal, Vol.27, pp.379 – 423, 623 – 656, July, Octover, 1948

Вижте също[редактиране | редактиране на кода]

CC BY-SA icon.svg Heckert GNU white.png Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата „Communication channel“ в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс – Признание – Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година – от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите. ​

ВАЖНО: Този шаблон се отнася единствено до авторските права върху съдържанието на статията. Добавянето му не отменя изискването да се посочват конкретни източници на твърденията, които да бъдат благонадеждни.​