К-ичный симметричный канал связи

Двоичный симметричный канал (сокращенно ДСК) определяется диаграммой вероятностей перехода, изображенной на рис. 1. На вход канала поступают двоичные сигналы, например 0 и 1. Для каждого из этих входных сигналов имеется вероятность того, что этот сигнал получен правильно, и вероятность того, что он получен неправильно.

Рис. 1. Двоичный симметричный канал.

Злой шутник, который вводит ошибки в передачу, очень простодушен: у него нет памяти и он "перевирает" символы случайно и независимо друг от друга. Его действия разрушительны, но в нем нет сознательной зловредности и деятельность его устойчива, по крайней мере, в статистическом смысле.

Абстрагированная схема передачи информации, с которой мы будем, таким образом, иметь дело, изображена на рис. 2. На вход кодирующего устройства поступает некоторая длинная двоичная последовательность х,

состоящая из символов 0 и 1, которую мы будем называть информационной последовательностью. Эта последовательность может быть совершенно произвольной. Мы хотим, чтобы она была точно воспроизведена на выходе декодирующего устройства с вероятностью, сколь угодно близкой к единице. Кодирующее и декодирующее устройства связаны только двоичным симметричным каналом, для которого известна вероятность перехода

В этой ситуации кодирующее устройство явным образом ограничено тем, какие операции оно может производить. Природа ДСК такова, что он пропускает только двоичные последовательности.

Рис. 2. Передача информации по двоичному симметричному каналу.

Но кодирующее устройство может преобразовывать последовательность х на его входе в более длинную последовательность на его выходе. В канал попадает, таким образом, последовательность а на вход декодирующего устройства поступает искаженный ее вариант у. Задача декодирующего устройства при известных переходной вероятности канала полученной на входе этого устройства искаженной последовательности у и способе кодирования, задающем преобразование принять решение относительно поступившей на озход кодирующего устройства информационной последовательности х.

Для заданного ДСК задача кодирования состоит в том, чтобы определить совокупность правил, при помощи которых любая информационная последовательность х кодируется в некоторую последовательность так чтобы декодирующее устройство могло единственным образом и с произвольно малой вероятностью ошибки восстановить х, несмотря на искажения, возникающие в канале. Мы заинтересованы не только в том,

чтобы указать, как кодирующее устройство из х порождает s (проблема кодирования), но так же и в том, чтобы указать, как декодирующее устройство получает х из у (проблема декодирования).

Существует, по крайней мере, одно простое и очевидное решение этой задачи: каждый символ последовательности х повторить раз. Например, информационной последовательности

при будет соответствовать передаваемая последовательность

Мы будем декодировать у по правилу большинства. Если или больше символов в каждом блоке из символов равны 1, то декодирующее устройство будет печатать символ 1, в противном случае - символ 0. Если то ясно, что при вероятность ошибки Но, к несчастью, и число символов, которые могут быть вручены получателю на выходе декодирующего устройства, будет при этом стремиться к 0.

Классический способ уменьшения вероятности ошибки при передаче численной информации в переводе на язык ДСК состоит в том, что, во-первых, следует уменьшить переходную вероятность т. е. построить лучший канал. Если на каком-либо этапе дальнейшее улучшение канала оказывается неэкономичным или технически невозможным, то передача повторяется столько раз, сколько окажется нужным для того, чтобы результирующая вероятность ошибки стала ниже некоторой удовлетворяющей проектировщика границы. Трудность, связанная с классическим подходом, состоит в том, что когда эта граница вероятности ошибки стремится к нулю, то или канал становится несоразмерно дорогим, или доход от его использования оказывается несоразмерно низким. Иными словами, мы здесь снова столкнулись с тем, что совершенство обычно обходится дорого.

В основополагающей работе Шеннона по теории информации доказаны две общие теоремы, которые находятся в явном противоречии с нашими ожиданиями.

1. Для заданного канала возможно при помощи соответствующим образом подобранного кодирования вести передачу с вероятностью ошибки, меньшей любого наперед заданного значения, если скорость передачи информации не превышает некоторого предела, известного под названием пропускной способности канала С.

2. Обратно, для скоростей передачи информации, больших С, невозможно вести передачу со сколь угодно малой вероятностью ошибки.

В случае двоичного симметричного канала удобно относить скорость передачи информации к одному передаваемому символу, а не к единице времени. Когда все возможные последовательности х на входе равновероятны, скорость передачи информации определяется отношением

- (ДСК) это простейший канал связи, на вход которого подаются двоичные символы с предположением, что данные всегда будут передаваться корректно. Этот канал часто используется в теории кодирования, как один из самых простейших для анализа… … Википедия

двоичный симметричный канал - Канал передачи данных, в котором вероятности появления ошибок в символах “0” и “1” в среднем одинаковы и отсутствует влияние предыдущих символов на последующие. Достоверность передачи информации не зависит от того, какой… …

- (англ. channel, data line) система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле (тракт связи),… … Википедия

Канал в теории информации, всякое устройство, предназначенное для передачи информации. В отличие от техники, информации теория отвлекается от конкретной природы этих устройств, подобно тому как геометрия изучает объёмы тел, отвлекаясь от… …

Канал связи, переходная функция к рого обладает тем или иным свойством симметрии. Однородный канал без памяти с дискретным временем и конечными пространствами состояний У и компонент сигналов на входе и выходе, задаваемый матрицей переходных… … Математическая энциклопедия

I Канал (от лат. canalis труба, жёлоб) в гидротехнике, искусственное русло (водовод) правильной формы с безнапорным движением воды, устроенное в грунте. К. сооружают в открытой выемке или в насыпи (при пересечении балок, оврагов и др.),… … Большая советская энциклопедия

Цифровой канал передачи - 3.8 Цифровой канал передачи комплекс технических средств и среды передачи, обеспечивающий передачу цифрового сигнала электросвязи со скоростью передачи, характерной для данного канала передачи. Источник …

цифровой канал передачи данных - цифровой канал ПД Канал передачи данных, по которому может передаваться только цифровой сигнал данных. Примечание Цифровому каналу передачи данных присваивается название в зависимости от вида передаваемого сигнала, например, двоичный цифровой… … Справочник технического переводчика

Цифровой канал передачи данных - 164. Цифровой канал передачи данных Цифровой канал ПД Е. Digital data channel Канал передачи данных, по которому может передаваться только цифровой сигнал данных. Примечание. Цифровому каналу передачи данных присваивается название в зависимости… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Раздел математики, исследующий процессы хранения, преобразования и передачи информации. В основе его лежит определенный способ измерения количества информации. Возникшая из задач теории связи, теория информации иногда рассматривается как… … Энциклопедия Кольера

ГОСТ Р 51385-99: Элементы процедур передачи и форматы служебных пакетов (сообщений) в широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания с быстрой коммутацией пакетов. Требования к процедурам и форматам - Терминология ГОСТ Р 51385 99: Элементы процедур передачи и форматы служебных пакетов (сообщений) в широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания с быстрой коммутацией пакетов. Требования к процедурам и форматам оригинал документа: 2.2… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Спутниковый интернет вызывает интерес у пользователей прежде всего повсеместной доступностью. Ведь выход в интернет со спутника помогает там, где другие варианты подключения к интернет малоэффективны или недоступны вовсе.

В век повсеместного Интернета, жителям крупных городов, его отсутствие кажется недоразумением, но какие варианты имеются у жителей частных домов и в удаленных от больших населенных пунктов местах? Большинству провайдеров выгоден охват домовыми сетями лишь многоквартирных домов. Организовать интернет-канал жителям «частного сектора» гораздо сложнее, не говоря уже о удаленных районах, куда провайдеры вряд ли придут в ближайшем будущем. Конечно, есть возможность выхода в Сеть через мобильного оператора, но при современном объеме трафика это очень дорого.

Достойная альтернатива низкоскоростному и дорогостоящему мобильному интернету - спутниковый интернет . Совсем недавно, им пользовались лишь единицы, но в настоящее время такой способ выхода в Сеть стал гораздо доступнее.

Охват спутникового интернета

Спутниковый интернет - это коммуникация по радиоканалу с участием искусственных спутников Земли, которые не являются самостоятельными источниками или конечными приемниками сигнала, так как представляют собой лишь ретрансляторы, позволяющие обойти ограничение расстояния наземной радиосвязи, обусловленное неровностью рельефа нашей планеты. Таким образом, спутниковый Интернет является лишь способом доставки сигнала наземного провайдера к наземному клиенту.

Особенность спутникового интернета в том, что ретранслятор находится на орбите, автоматически увеличивая зону покрытия сигнала до нескольких областей и регионов. Учитывая также их стоимость, можно обосновать причину, по которой данный вид связи не доступен любому желающему. Еще одна особенность спутникового интернета заключается в ограничении объема передаваемой информации. Ведь если бы каждому абоненту надо было выделять по два отдельных канала (для приема и передачи данных), то такое оборудование просто не поместилось бы на спутнике, да и число возможных абонентов было бы крайне мало. Чтобы как-то оптимизировать расходы, провайдеры пользуются особенностями интернет-трафика.

Асимметричный - спутниковый интернет на 50%

Если говорить о статистике, то в среднем входящий трафик превышает исходящий, а при проектировании сетей отталкиваются именно от этого фактора, обеспечивая разную скорость входящего и исходящего каналов. Возьмем к примеру ADSL-канал (кстати, данная аббревиатура расшифровывается как «асимметричная цифровая линия»), в котором входящий трафик по скорости в несколько раз превосходит исходящий. При этом пользователи чувствуют себя вполне комфортно, а провайдер экономит на частотном ресурсе. Аналогичная технология применяется и при организации спутниковой связи, только здесь операторы пользуются возможностью не просто уменьшения скорости обратного канала, а полного удаления его со спутника, то есть перевода этой функции в руки наземных провайдеров. Такая схема носит название асимметричного канала . Как правило, в качестве обратного канала используется телефонная линия (стационарной или мобильной связи), но в этой роли может выступать и провайдер, работающий через локальную сеть или беспроводной доступ.

Существует стереотип, что спутниковый Интернет ориентирован на регионы со слабо развитой инфраструктурой, под этим нельзя понимать полное отсутствие телекоммуникаций как таковых. Скорее имеется в виду отсутствие достойных наземных провайдеров с приемлемыми тарифами. Также этот вариант позволяет существенно увеличить скорость доступа, если, например, выход в Сеть возможен только через телефонный модем или медленный GPRS-канал мобильного интернета.

Вместе с тем существует и двусторонний спутниковый Интернет , но явление далеко не массовое. Данный вариант предназначен прежде всего для тех, кому важен доступ в Интернет при полном отсутствии альтернативы из любой точки мира. Это решение действительно не зависит от существующих сетей, хотя для его работы все же требуется электричество. Но из-за высокой стоимости такого канала его используют в основном в экстренных рабочих целях, поэтому чаще всего под спутниковым Интернетом понимается именно асимметричный канал, сочетающий в себе следующее:

• спутниковый ресивер для приема
• услуги наземного провайдера (например, мобильного оператора) для отправки запросов и данных.

Варианты организации обратного канала

Способов организовать обратный канал существует множество. Конечно, выбор технологии в первую очередь должен определяться возможностями, доступными в конкретной географической точке. Это может быть не только стационарная или мобильная телефонная линия, но и какой-то из вариантов радиодоступа. Не исключается и локальный провайдер с «домашней сетью» (по каким-то причинам не устраивающей вас в качестве единственного подключения к Глобальной паутине).

За правильное распределение данных (куда отправлять запрос и откуда читать информацию) отвечает программное обеспечение, поставляемое оператором спутникового Интернета. Без него грамотная работа асимметричного канала невозможна.

Особенности асимметричного канала

К сожалению, даже при асимметричной схеме организации доступа в Интернет количество частот для передачи данных со спутника ограничено. Это означает, что невозможно предоставить каждому абоненту отдельный канал не только на прием/передачу, но и просто на прием информации. Более того, любое другое разделение канала, например по времени, также не является эффективным. Поэтому стандарт спутникового Интернета подразумевает широковещательную передачу данных для всех пользователей, а значит, в получаемой ресивером информации содержатся не только запрошенные вами страницы, но и почта вашего соседа, части скачиваемого фильма вашего родственника в другом городе и даже сообщения из какого-либо мессенджера постороннего человека.

Спутниковый ресивер дешифрует поступающий со спутника сигнал в запрошенные интернет-данные

Выделением нужных данных из этой массы занимается ресивер по MAC-адресу спутникового терминала. Конечно, провайдеры спутникового Интернета прибегают к различным ухищрениям, чтобы пользователи не могли прочитать информацию, предназначенную не для них, - например, каналы шифруются по различным алгоритмам. Но сам факт того, что конфиденциальные данные могут быть доступны, привлекает массу мошенников и просто любопытствующих. Развлечение, состоящее в чтении чужих данных, получило название «рыбалка со спутника».

Оборудование для спутникового интернета

Наиболее популярными для организации спутникового Интернета на сегодняшний день являются стандарты DVB-S и DVB-S2 (второй - это усовершенствованный вариант первого). Для подключения к Сети посредством спутника по распространенной асимметричной схеме вам потребуется:

• спутниковая «тарелка» рекомендованного диаметра
• конвертер сигнала
• ресивер (терминал спутникового Интернета)
• необходимые кабели
• контракт со спутниковым оператором.

Как уже я говорил ранее, необходимо также альтернативное подключение к «наземной» Сети и программное обеспечение для управления пакетами данных.

Спутниковые антенны ничем не отличаются от устройств для приема цифрового спутникового телевидения, но существенно разнятся как по цене, так и размерам с приемо-передающими антеннами. Обычно оператор спутникового Интернета , как и в случае со спутниковым телевидением, рекомендует определенный минимальный диаметр «тарелки», зависящий от географического положения абонента (а значит, и мощности спутникового сигнала в идеальных условиях). За точной информацией следует обращаться на сайт оператора. Теоретически спутниковую антенну можно установить и самостоятельно. Однако чаще всего рекомендуется обращение к специалистам, которые направят ее четко на спутник, расположенный на геостационарной орбите.

Конвертеры могут отличаться друг от друга по ряду параметров (например, по поляризации, с которой они работают), поэтому при выборе рекомендуется обратить внимание на списки поддерживаемого «железа» на сайте провайдера.

Ресивер в формате PCI-платы вставляется внутрь системного блока и обеспечивает пользователя как входящим трафиком со спутника, так и спутниковым телевидением.

Спутниковый терминал представляет собой интерфейсную плату, которая может вставляться в системный блок компьютера (например, через PCI-интерфейс) или располагаться во внешнем корпусе и подключаться к ПК в USB порт.

Внимание! Не стоит сначала покупать оборудование, а затем подыскивать провайдера услуг спутникового Интернета. Если «тарелки» более или менее универсальны, то терминалы для доступа, предлагаемые различными операторами, очень часто оказываются несовместимыми. Поставщик интернет-услуг, как правило, может снабдить вас и оборудованием, и программным обеспечением, в котором уже заданы его собственные настройки (кодирование, прокси-серверы и т. п.).

Двусторонний канал спутниковой связи

Симметричный канал

Очевидно, что для организации двустороннего канала потребуется не только приемное, но и передающее оборудование, то есть более дорогая приемо-передающая антенна, передающий блок (в дополнение к приемному), а также специальный терминал. Помимо дороговизны всей этой техники и аренды мощностей спутника у двустороннего спутникового Интернета есть и другие недостатки:

• поскольку данные от вас отправляются по радиоканалу, передающее оборудование следует должным образом зарегистрировать в государственных структурах, что может занять много времени, но чаще всего провайдеры берут эту проблему на себя.
• двусторонний спутниковый Интернет - это весьма специфический способ связи. Учитывая время прохождения радиосигнала через спутник к провайдеру и обратно, ответы на посланные запросы могут возвращаться не через несколько миллисекунд, как мы привыкли в случае с наземными провайдерами, а через секунды. Некая задержка свойственна и «асимметричной» спутниковой линии, но в этом случае сигнал лишь один раз путешествует по «длинному» пути (через спутник). При организации симметричной линии сигнал идет через спутник дважды (запрос к провайдеру и ответ к пользователю), то есть время ожидания удваивается и становится ощутимым. А это значит, что ни о каких сетевых компьютерных играх, требующих быстрого отклика, и думать не стоит.

Дорог ли спутниковый интернет?

Традиционно спутниковый Интернет отличается высокой стоимостью подключения, ведь абоненту приходится платить и за дорогое оборудование. Но с популяризацией услуги появляется все больше доступных терминалов и спутниковых антенн, что позволяет надеяться на снижение цен в ближайшем будущем. Сегодня стоимость симметричного доступа составляет около 2-3 десятка тысяч рублей за подключение и настройку, а также от 1000 рублей в месяц за трафик или в качестве абонентской платы.

С несимметричным доступом ситуация обстоит лучше: стоимость приемного оборудования - около 5000-7000 рублей. Ежемесячные расходы на трафик или абонентская плата в среднем составляют от 500 рублей за соединения без нижнего порога гарантированной скорости (CIR) и от 2000 рублей - с таким порогом.

Нужен ли Вам спутниковый интернет?

Спутниковый Интернет может быть единственным шансом подключиться к Интернету там, где нет стабильной сотовой или кабельной телефонной связи. И если цена вопроса вас не останавливает, имеет смысл обратить внимание именно на симметричный способ доступа. Но стоит принимать в расчет и недостатки типов связи спутникового интернета. К сожалению, такой доступ в Интернет, как это ни странно, не так уж надежен. Учитывая, что сигнал до спутника проходит тысячи километров, помехой может стать любое заметное облако. Бороться с этим позволяет использование большей по площади спутниковой антенны, которая обойдется дороже. Еще одним недостатком такого подключения является необходимость помощи специалистов при установке и настройке оборудования, что тоже требует денежных затрат.

Описание

ДСК - это двоичный канал , по которому можно передать один из двух символов (обычно это 0 или 1). Передача не идеальна, поэтому принимающий в некоторых случаях получает другой символ.

ДСК часто употребляется теоретиками как простейший канал с шумом . В теории связи множество проблем сводится к ДСК.

Определение

Двоичным симметричным каналом с переходной вероятностью называют канал с двоичным входом, двоичным выходом и вероятностью ошибки . Канал характеризуется следующими условными вероятностями :

Первый аргумент условной вероятности соответствует случайному передаваемому символу, второй полученному значению.

Вероятность называют переходной вероятностью или вероятностью ошибки одного символа .

Пропускная способность ДСК

Пропускная способность канала вычисляется формулой:

, - функция, называемая двоичной энтропией.

Cм. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Двоичный симметричный канал" в других словарях:

двоичный симметричный канал - Канал передачи данных, в котором вероятности появления ошибок в символах “0” и “1” в среднем одинаковы и отсутствует влияние предыдущих символов на последующие. Достоверность передачи информации не зависит от того, какой… … Справочник технического переводчика

- (англ. channel, data line) система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле (тракт связи),… … Википедия

Канал связи, переходная функция к рого обладает тем или иным свойством симметрии. Однородный канал без памяти с дискретным временем и конечными пространствами состояний У и компонент сигналов на входе и выходе, задаваемый матрицей переходных… … Математическая энциклопедия

Раздел математики, исследующий процессы хранения, преобразования и передачи информации. В основе его лежит определенный способ измерения количества информации. Возникшая из задач теории связи, теория информации иногда рассматривается как… … Энциклопедия Кольера - Терминология ГОСТ 22670 77: Сеть связи цифровая интегральная. Термины и определения оригинал документа: 10. n ичный сигнал электросвязи n агу digital signal Цифровой сигнал электросвязи, имеющий п возможных состояний представляющего параметра,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Дискретный канал связи с помехами

Мы будем рассматривать дискретные каналы связи без памяти.

Каналом без памяти называется канал, в котором на каждый передаваемый символ сигнала, помехи воздействуют, не зависимо от того, какие сигналы передавались ранее. То есть помехи не создают дополнительные коррелятивные связи между символами. Название «без памяти» означает, что при очередной передаче канал как бы не помнит результатов предыдущих передач.

При наличии помехи среднее количество информации в принятом символе сообщении - Y , относительно переданного - X равно:

Для символа сообщения X T длительности T, состоящего из n элементарных символов среднее количество информации в принятом символе сообщении - Y T относительно переданного - X T равно:

I(Y T , X T ) = H(X T ) - H(X T /Y T ) = H(Y T ) - H(Y T /X T ) = n }