Эффективность (безошибочность) передачи данных в сетях
являются флуктуационные, или случайные помехи (например тепловые
шумы, возникающие в оборудовании). Они представляют собой
последовательность импульсов, имеющих случайную амплитуду и
следующих друг за другом через различные промежутки времени.
Типичными примерами импульсных помех являются атмосферные или
индустриальные помехи. Обычно они имеют вид одиночных импульсов,
длительность которых может быть очень маленькой, а амплитуда -
очень большой. Возможны также сосредоточенные помехи в виде
синусоидальных колебаний. К таким помехам относятся сигналы от
посторонних радиостанций, излучения генераторов высокой частоты и
так далее. На практике возможны и смешанные помехи.
По своей электрической структуре помехи - это колебания,
сходные с сигналами, но беспорядочные и, конечно, ненужные. В
приемнике помехи могут подавить информационный сигнал, то есть
ослабить настолько, что приемник или не обнаружит его, или
воспримет как ложный. В частности, в двоичном канале «единица»
может перейти в «ноль» и наоборот. При равнозначной вероятности
появления таких переходов канал связи считается симметричным, в
противном случае — несимметричным. В реальных условиях каналы связи
обычно бывают несимметричными.
Наличие помех в системе связи приводит к большому числу
неверно выполняемых вычислений неправильному чтению командных и
управляющих посылок, снижению эффективности сети.
Трудности борьбы с помехами заключаются в беспорядочности,
нерегулярности и в структурном сходстве помех с информационными
сигналами. Поэтому защита информации от ошибок и вредного влияния
помех имеет огромное практическое значение и является одной из
- 4 —
важнейших проблем современной теории и техники связи.
Существует несколько источников возникновения помех. Например
атмосферные помехи возникают вследствие электрических возмущений в
земной атмосфере. Космические помехи могут прийти с Солнца или
других звезд, которые излучают электромагнитную энергию в очень
широком частотном спектре. Помехи можно также обнаружить в
проволоке-проводнике или коаксиальном проводнике вследствие того,
что случайное движение электронов в проводнике приводит к
образованию тепловой энергии.
Чтобы успешно бороться с тепловым шумом (а также с другими
видами шумов, например разрядными помехами флуктуациями мощности и
так далее), приемники в системах связи должны проверять данные и в
случаях обнаружения «нарушений» запрашивать повторную передачу.
«Нарушения» или ошибки можно широко классифицировать как случайные,
импульсные и смешанные. В каналах со случайными ошибками для
каждого бита данных существует вероятность Р неправильного приема и
Р-1 правильного приема. Ошибки происходят случайно в блоках
принятых данных. Большинство каналов с вещественными носителями (а
также спутниковые каналы) подвержены случайным ошибкам.
Каналы с импульсными ошибками демонстрируют состояние,
свободное от ошибок, большую часть времени, но иногда появляются
групповые или разовые ошибки. Объектом таких ошибок являются
радиосигналы, так же как кабели и провода, например телефонные
каналы из витых проводных пар.
Проблема канального шума обусловлена свойствами самого канала
и никогда не может быть устранена полностью.
- 5 —
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОШИБОЧНОСТИ
ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В СЕТЯХ
Для повышения достоверности и качества работы систем связи