Мультисервисная сеть. GII. Концепция NGN

Мультисервисная сеть — это единая сеть, способная передавать голос, видеоизображения и данные. Основным стимулом появления и развития мультисервисных сетей является стремление уменьшить стоимость владения, поддержать сложные, насыщенные мультимедиа прикладные программы и расширить функциональные возможности сетевого оборудования. Концепция мультисервисности содержит несколько аспектов, относящихся к различным сторонам построения сети.Во-первых, конвергенция загрузки сети, определяющая передачу различных типов трафика в рамках единого формата представления данных. Например, в настоящее время передача аудио- и видеотрафика происходит в основном через сети, ориентированные на коммутацию каналов, а передача данных — по сетям с коммутацией пакетов. Конвергенция загрузки сети определяет тенденцию использования сетей с коммутацией пакетов для передачи и аудио- и видеопотоков, и собственно данных сетей. Однако это не отрицает требования дифференцирования трафика в соответствии с предоставляемым качеством услуг. Во-вторых, конвергенция протоколов, определяющая переход от множества существующих сетевых протоколов к общему (как правило, IP). В то время как существующие сети предназначены для управления множеством протоколов, таких как IP, IPX, AppleTalk, и одного типа данных, мультисервисные сети ориентируются на единый протокол и различные сервисы, требующиеся для поддержки различных типов трафика. В-третьих, физическая конвергенция, определяющая передачу различных типов трафика в рамках единой сетевой инфраструктуры. И мультимедийный, и голосовой трафики могут быть переданы с использованием одного и того же оборудования с учетом различных требований к полосе пропускания, задержкам и «дрожанию» частоты. Протоколы резервирования ресурса, формирования приоритетных очередей и качества обслуживания (QоS) позволяют дифференцировать услуги, предоставляемые для различных видов трафика. В-четвертых, конвергенция устройств, определяющая тенденцию построения архитектуры сетевых устройств, способной в рамках единой системы поддерживать разнотипный трафик. Так, коммутатор поддерживает коммутацию Ethernet-пакетов, IP-маршрутизацию и соединения АТМ. Устройства сети могут обрабатывать данные, передаваемые в соответствии с общим протоколом сети (например, IP) и имеющие различные сервисные требования (например, гарантии ширины полосы пропускания, задержку и др.). Кроме того, устройства могут поддерживать как Web-ориентированные приложения, так и пакетную телефонию. В-пятых, конвергенция приложений, определяющая интеграцию различных функций в рамках единого программного средства. Например, Web-браузер позволяет объединить в рамках одной страницы мультимедиа-данные типа звукового, видеосигнала, графики высокого разрешения и др. В-шестых, конвергенция технологий выражает стремление к созданию единой общей технологической базы для построения сетей связи, способной удовлетворить требованиям и региональных сетей связи, и локальных вычислительных сетей. Такая база уже существует: например, асинхронная система передачи (АТМ) может использоваться для построения как региональных, так и локальных вычислительных сетей. Все перечисленные аспекты определяют различные стороны проблемы построения мультисервисных сетей, способных передавать трафик различного типа как в периферийной части сети, так и в ее ядре. Мультисервисные сети позволяют операторам расширить свои сетевые магистрали в направлении предоставления новых сервисов, предлагая дополнительные услуги для широкого круга корпоративных клиентов. Под мультисервисными сетями мы понимаем предоставление разнородных телекоммуникационных услуг по единой инфраструктуре передачи данных.Что касается проектирования сети, то мультисервисные сети требуют совершенно иного подхода. Доставка видео и голоса должна осуществляться в реальном времени — с необходимостью приоритетности в случае перегрузок транспортной сети. Однако сетевая индустрия никогда не ориентировалась на сети реального времени, данные доставлялись в соответствии с возможностями сети в конкретный промежуток времени.Архитектура: Существует множество вариантов построения мультисервисной сети. Один из них предусматривает построение гомогенной инфраструктуры — это или полностью пакетная, не ориентированная на соединения сеть, или ориентируемые на соединения сети (типа АТМ). Ни одна из перечисленных архитектур в отдельности практически не способна удовлетворить пользователей при построении мультисервисной сети из-за различий в экономических и функциональных требованиях для локальных вычислительных сетей и региональных сетей связи. Мультисервисная сеть, простирающаяся на большие расстояния, должна иметь ядро — региональную сеть связи, — окруженное периферийными локальными вычислительными сетями. В общем случае, периферийные локальные сети используют различные технологии. Одна сеть может быть основана на коммутируемой Ethernet-технологии (без устройств маршрутизации), другая — на маршрутизируемых сегментах Ethernet-сети, и третья — на технологии АТМ ЛВС. Ядро сети может быть построено на основе технологий frame relay, асинхронной системы передачи или Internet.Сети, основанные на передаче пакетов, типа большей части Internet, обеспечивают хорошее качество потокового, не чувствительного к задержкам трафика обслуживания, но не подходят для трафика с высокими требованиями к полосе пропускания, задержке и «дрожанию» частоты. Ориентированные на соединения сети типа асинхронной системы передачи, наоборот, обеспечивают хорошее качество сервиса для трафика с высокими требованиями к полосе пропускания, задержке и «дрожанию» частоты.Для магистралей сети наилучшим решением, обеспечивающим масштабируемую пропускную способность и гарантированное качество услуг QoS, в настоящее время является технология ATM. NGN (сети следующего или нового поколения) — это мультисервисные сети связи, ядром которых являются опорные IP-сети, поддерживающие полную или частичную интеграцию услуг передачи речи, данных и мультимедиа. Реализует принцип конвергенции услуг электросвязи. Основное отличие сетей следующего поколения от традиционных сетей в том, что вся информация, циркулирующая в сети, разбита на две составляющие. Это сигнальная информация, обеспечивающая коммутацию абонентов и предоставление услуг, и непосредственно пользовательские данные, содержащие полезную нагрузку, предназначенную абоненту (голос, видео, данные). Пути прохождения сигнальных сообщений и пользовательской нагрузки могут не совпадать. Сети NGN базируются на интернет технологиях включающих в себя IP протокол и технологию MPLS. На сегодняшний день разработано несколько подходов к построению сетей IP-телефонии.Первый в истории подход к построению сети IP-телефонии на стандартизованной основе предложен Международным союзом электросвязи в рекомендации Н.323. Сети, построенные на базе протоколов H.323, ориентированы на интеграцию с телефонными сетями и могут рассматриваться как наложенные на сети передачи данных сети ISDN. Например, процедура установления соединения в данных сетях базируется на Рекомендации ITU-T Q.931. SIP: Изначально предпочтение отдавалось протоколу H.323, но после выявления ряда проблем с NAT traversal и «local loop», более широкое применение стал получать протокол SIP. На данный момент протокол SIP широко применяется для предоставления VoIP услуг. Одной из важнейших особенностей протокола SIP является именно его независимость от транспортных технологий. MGCP: Третий метод построения сетей NGN связан с принципом декомпозиции шлюзов. При использовании протокола MGCP, каждый шлюз разбивается на три функциональных блока: Media Gateway — отвечает за передачу пользовательских данных, Signalling Gateway — отвечает за передачу сигнальной информации, Call Agent — устройство управления, где заключен весь интеллект декомпозированного шлюза. При построении сети NGN, может использоваться как отдельный подход, так и их сочетание. На сегодняшний день, основным устройством для голосовых услуг в сетях NGN является Softswitch — так называется программный коммутатор, который управляет VoIP сессиями. Также немаловажной функцией программного коммутатора является связь сетей следующего поколения NGN с существующими традиционными сетями ТфОП, посредством сигнального(SG) и медиа-шлюзов(MG), которые могут быть выполнены в одном устройстве. В терминах сети на базе протокола H323, Softswitch выполняет функции gatekeeper, в терминах сети на базе MGCP, он выполняет функции Call Agent.В настоящее время проблема перехода от традиционных сетей с коммутацией каналов к сетям с коммутацией пакетов (NGN) является одной из наиболее актуальных для операторов связи. Перспективные разработки в области IP-коммуникаций связаны с созданием комплексных решений, позволяющих при развитии сетей следующего поколения сохранять существующие подключения и обеспечить бесперебойную работу в любой сети телефонного доступа: на инфраструктуре медных пар, по оптическим каналам, на беспроводной (WiMAX, WiFi) и проводной (ETTH, PLC и т. д.) сети. Концепция Глобальной информационной инфраструктуры: Глобальную информационную инфраструктуру можно определить как перекресток ряда базовых индустрий, к числу которых относятся: компьютерная, телекоммуникационная, индустрия бытовых электронных приборов и индустрия информационных содержаний или приложений. С функциональной точки зрения Глобальная информационная инфраструктура состоит из следующих уровней: сетевой инфраструктуры; программного обеспечения среднего уровня; уровня приложений. Сетевая инфраструктура предоставляет надежный сервис для транспортировки различных видов информации, включая: данные, текст, факсимильные сообщения, аудио- и видеоинформацию, документы гипермультимедиа, графические образы, различные информационные контейнеры. На нижнем уровне она базируется на бесшовной интеграции базовых телекоммуникационных технологий: узкополосного и широкополосного ISDN (N-ISDN, B-ISDN); компьютерных сетей пакетной коммутации (PSDN) как, например, Internet и X.25; сетей кабельного телевидения (CATV); сетей мобильной связи; современных локальных сетевых технологий. Средний уровень включает функции, реализующие универсальные стандартизированные сервисы, используемые многими приложениями. К числу характерных функций Middleware относятся средства обеспечения защиты информации, служба справочника, служба имен, сервисы управления данными, учет стоимости обслуживания (биллинг) и т.п. Первоочередной задачей создания коллекции универсальных системных сервисов является стандартизация их функциональностей. Только в этом случае они смогут выполнить отводимую им роль и поддержать принципы открытых систем. Уровень приложений охватывает широкий спектр стандартных информационных и телекоммуникационных проблемно-ориентированных сервисов, предоставление которых конечному пользователю и составляет основное назначение Глобальной информационной инфраструктуры. GII представляет собой чрезвычайно сложную комплексную технологию. Специалисты, занимающиеся этой проблемой, пришли к выводу, что для спецификации технологий GII, не представляется возможным обойтись некоторой единой эталонной моделью. Рассмотрим некоторые модельные представления GII. Одной из таких моделей является модель доступа пользователей к прикладным и коммуникационным сервисам GII. В качестве основного системообразующего элемента GII показана сетевая инфраструктура GII, образующаяся как бесшовное объединение в единую всеобъемлющую телекоммуникационную среду разнообразных современных сетевых технологий. Сетевые технологии, являющиеся компонентами сетевой инфраструктуры GII, показаны на модели в виде эллипсов, внутри которых указаны типы сетей. Например, сетевыми компонентами GII могут быть системы узкополосного и широкополосного ISDN (N-ISDN, B-ISDN), сети передачи данных пакетной коммутации (PSDN), сети кабельного телевидения (CATV), современные локальные сетевые технологии (LAN) и пр.

Сетевая инфраструктура GII представляет собой пространственную среду, реализующую следующие основные функции:интеграцию разнообразных информационных, коммуникационных, проблемно-ориентированных сервисов и ресурсов, включая такие прикладные сервисы как, например: электронная почта, видеоконференции и т.п.;обеспечение гарантированного персонального доступа к сервисам и ресурсам GII независимо от времени и места нахождения потребителя с помощью применения пользовательских информационных приборов, в качестве которых могут использоваться различные терминалы, устройства ввода/вывода данных, коммуникационные приборы, оборудование по обработке информации, а также их комбинации;все организационно-технологические аспекты, необходимые для поддержки функционирования GII.

Мобильная связь.

Сотовая связь, сеть подвижной связи — один из видов мобильной радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть. Ключевая особенность заключается в том, что общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия отдельных базовых станций (БС). Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть. На идеальной (ровной и без застройки) поверхности зона покрытия одной БС представляет собой круг, поэтому составленная из них сеть имеет вид сот с шестиугольными ячейками (сотами).Сеть составляют разнесённые в пространстве приёмопередатчики, работающие в одном и том же частотном диапазоне, и коммутирующее оборудование, позволяющее определять текущее местоположение подвижных абонентов и обеспечивать непрерывность связи при перемещении абонента из зоны действия одного приёмопередатчика в зону действия другого. Принцип действия сотовой связи: Основные составляющие сотовой сети — это сотовые телефоны и базовые станции, которые обычно располагают на крышах зданий и вышках. Будучи включённым, сотовый телефон прослушивает эфир, находя сигнал базовой станции. После этого телефон посылает станции свой уникальный идентификационный код. Телефон и станция поддерживают постоянный радиоконтакт, периодически обмениваясь пакетами. Связь телефона со станцией может идти по аналоговому протоколу (AMPS, NAMPS, NMT-450) или по цифровому (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS). Если телефон выходит из поля действия базовой станции (или качество радиосигнала сервисной соты ухудшается), он налаживает связь с другой. Сотовые сети могут состоять из базовых станций разного стандарта, что позволяет оптимизировать работу сети и улучшить её покрытие. Сотовые сети разных операторов соединены друг с другом, а также со стационарной телефонной сетью. Это позволяет абонентам одного оператора делать звонки абонентам другого оператора, с мобильных телефонов на стационарные и со стационарных на мобильные. Операторы могут заключать между собой договоры роуминга. Благодаря таким договорам абонент, находясь вне зоны покрытия своей сети, может совершать и принимать звонки через сеть другого оператора. Как правило, это осуществляется по повышенным тарифам. Возможность роуминга появилась лишь в стандартах 2G и является одним из главных отличий от сетей 1G. Операторы могут совместно использовать инфраструктуру сети, сокращая затраты на развертывание сети и текущие издержки.

IP-телефония.

IP-телефония технология, позволяющая использовать сеть Интернет или любую другую сеть на основе протокола IP в качестве средства организации, обмена голосовой информации и передачи факсов в режиме реального времени. Она является одним из приложений технологии передачи информации с использованием протокола IP с устоявшимся названием Voice оver IP (VOIP). IP-телефония объединяет телефонные сети и сети передачи данных в единую коммуникационную сеть, которая обеспечивает мощное и экономичное средство связи. В начале 90-х годов крупнейшие телекоммуникационные компании начали исследования, с целью лучше понять открывающиеся перспективы VOIP. Решения IP-телефонии позволили комбинировать голос и данные в одной сети и снизили стоимость на международные и междугородные звонки и целый набор коммуникационных услуг для конечного пользователя.

Провайдеры IP-телефонии, работают по следующей схеме: в особое устройство (шлюз) с одной стороны подключаются телефонные линии связи, а с другой – IP-сеть. Звонок, поступающий из сети телефонной связи города А на шлюз в городе А, оцифровывается, сжимается при помощи определенного алгоритма, и в виде IP пакетов передается в Интернет. В заголовках пакетов содержится информация о том, на какой шлюз в IP-сети должны поступать эти пакеты. На шлюзе в городе В происходит обратное преобразование приходящих IP-пакетов в телефонный сигнал, после чего абонент в этом городе поднимает трубку и разговаривает с абонентом А. Так как при IP-телефонном звонке не задействована международная (междугородняя) телефонная компания, стоимость этого звонка гораздо меньше, чем при традиционном телефонном соединении, например, по прямому московскому номеру. Выбор канала связи.

Для работы узла IP-телефонии необходим шлюз IP-телефонии, канал связи до оборудования головного оператора сети и телефонные линии чтобы осуществить привязку к местной телефонной сети общего пользования. Сначала необходимо определиться, по какому каналу будет передаваться трафик. Здесь возможны несколько вариантов: Выбор канала связи. 1. Наилучшим вариантом является передача трафика до оборудования головного оператора сети по выделенному каналу, арендованному у какого-либо канального оператора. Качество передачи речи в этом случае будет высоким. 2. Работа по публичному каналу сети Интернет, в том числе, по выделенной линии интернет. При этом канал интернет-провайдера должен соответствовать определенным требованиям, а скорость подключения к провайдеру по публичным каналам сети Интернет на всем канале не гарантирована. 3. Работа через спутниковые каналы. Здесь следует учитывать большую вероятность задержек, что, естественно, отразится на качестве услуг. IP-канал должен иметь (гарантированную полосу пропускания) минимум 64 Кб/с и, соответственно, как минимум 4 телефонные линии. Количество линий означает количество одновременно разговаривающих абонентов. Принципы работы IP-телефонии: Phone-to-phone (Телефон - Телефон) Comp-to-phone (Компьютер - Телефон) Surf-n-call (Сайт - Телефон). Услуга Phone-to-Phone (телефон - телефон): Серверы(шлюзы) IP-телефонии с одной стороны подключены к городским телефонным линиям (они могут быть аналоговыми, цифровыми, серийными) и могут обеспечить соединение с любым (или страны/города пребывания) телефоном мира. С другой стороны они подключены к IP-сети и могут связаться с любым компьютером в мире. Услуга Comp-to-Phone (компьютер-телефон): При оказании услуги компьютер-телефон пользователь обращается со своего компьютера непосредственно на VGK Компании оказывающей Услугу с запросом на соединение с абонентом. Компьютер Пользователя при этом выступает в роли Сервера 1 (смотри выше Услугу Phone-to-Phone) и должен иметь хорошую голосовую плату (в идеале - дуплексную), колонки (наушники) и микрофон. Услуга оказывается с использованием специальной программы. Как правило, компании, оказывающие услугу компьютер-телефон, предоставляют программу бесплатно с web-страниц с уже настроенными параметрами на свой VGK, что упрощает получение Услуги для Пользователя. Преимущества: 1.Пользователь может получать Услугу из любой страны (любого города) где есть выход в сеть Интернет. Это удобно для командировок, путешествий в места, где нет телефона вообще или нет автоматической междугородней связи. Таких мест много даже в Москве, особенно в районах новостроек. 2.Пользователь должен знать только свой PIN-код и адрес web-страницы обслуживающей его Компании. Скачав программу на свой компьютер, Пользователь настраивает ее под свой компьютер (под голосовую плату, колонки-наушники и микрофон) и он готов к работе за 2-5 минут. 3.Эта Услуга дешевле услуги Phone-to-phone в Вашем городе и во много раз дешевле при сравнении с тарифами в гостинице или бизнес - центре в другом городе и тем более стране. Так, например, звонок в Москву из гостиницы в Европе или Азии Вам обойдется от 1 до 3 $/мин, а через наш сервер с Вашего компьютера 0,08$ (плюс плата за интернет). 4.Ваши разговоры максимально конфиденциальны. 5.Услуга Surf-n-call: Эта услуга позволяет Посетителю Web-страницы позвонить со своего компьютера на указанный телефон Владельца Web-страницы при этом он может и не знать настоящий номер телефона.6. Для оказания этой услуги Владелец Web-страницы заключает договор с Провайдером оказывающей эту услугу и получает программный блок, встраиваемый в Web-страницу.7. Соединение с телефоном Владельца Web-страницы происходит через Серверы Провайдера и качество связи аналогично качеству услуги Comp-to-Phone. При этом телефон Владельца Web-страницы может быть любым. Тарифы на эту услугу зависят от местонахождения Владельца Web-страницы и Провайдера.8. Главное преимущество данной услуги в привлекательности для Посетителя. Он может обратиться в Владельцу Web-страницы из любого города не неся никаких затрат на междугородние и международные телефонные разговоры. Соединение Посетителя осуществляется с Владельцем Web-страницы в течении 2-10 секунд нажатием кнопки "ПОЗВОНИТЬ". Недостатки данной услуги аналогичны Услуге Comp-to-Phone.

Аппаратура связи, реализующая функции передачи речевой информации по сетям с маршрутизацией пакетов по протоколу IP, классифицируется на:аппаратуру маршрутизации пакетов IP с функциями преобразования речевой информации в пакеты IP и взаимодействия с ТФОП (шлюз);аппаратуру контроля и авторизации (гейткипер);шлюз со встроенными функциями гейткипера;оконечное оборудование пользователя. Шлюз предназначен для взаимодействия сети с маршрутизацией пакетов IP и телефонной сети общего пользования. В шлюзе также могут быть реализованы транспортные функции и функции сигнализации. Гейткипер предназначен для управления шлюзами и оконечным оборудованием пользователя в сетях, работающих по протоколу IP. Он обеспечивает:- регистрацию, аутентификацию и авторизацию пользователя, оконечного оборудования пользователя или шлюза;- управление выделением ресурсов сети IP для передачи речевой информации;- сбор информации тарификации.

 

 

Цветовые модели

Спектральное распределение энергии источников света:

цвет={(1E1),(λ2E2)m...(λnEn)}.Спектральное распределение энергии источников представляет собой бесконечное число чисел, каждое из которых предст. опред. длине волны видимого спектра. Сокращённая модель цвета: На практике визуальный эффект любого спектр. распределения можно описать более кратко с помощью 3х величин: доминирующая длина волны,чистота цвета и яркости. Под доминирующей длиной волны подразумев. длина волны света, котор мы воспринимаем когда видим цвет. Она соотв. субьектив понятию цветового тона. Чистота характ. насыщенность цвета. Яркость-кол-во цвета.

Спектральное распределение энергии, иллюстрирующее понятие доминирующей длины волны, чистоты и яркости. При доминирующей лямбде имеет место пик энергии уровня е1. Белый свет представляемый равном. распред.энергии уровня е2. Чистота определяется соотноешнием между е1 и е2, когда е1=е2 то чистота составляет 0%, если е2=0 то чистота =100%. Яркость представляется как площадь под кривой спектрального распределения. Психофизиологическая трёх компонентная теория цвета. Она основана на гипотезе, что в сегменте нлаза имеются палочки, обеспечивающие ахроматическое зрение(в сумерках) и 3 типа колбочек, причём пик чувствительности каждого из этих типов приходится либо на карсный, либо на зелёный, либо на синий цвет.

Кривые реакции глаза. Спектр.чувствит.глаза предст.собой сумму 3х кривых реакций. 3х компонентная теория не явл. единств. теорией для объяснения цветового видения(есть зональная теория). В технике примин. этой модели (цвет = сумме 3х кривых *на коэф-т) затруднительно, так как некотор. коэф-ты могут получится отрицательными. Цветовая модель МКО. В 1931 году междунар.комис.по освещению(МКО) ввела 3 основных искусств. цвета X,Y,X. Комбинацией этих цветов с полож.весами можно описать любые цветовые ощущения, котор. использует зрение человека. Эти основные цвета, хотя их и нельзя увидеть в действительности приняты в качестве стандарта для для задания цвета. Эти основные цвета опред. как три спектр.распределении энергии, причём основной цвет У задаётся таким образом, чтобы его распределение энергии в точности совпадало с кривой спектральной чувствит. глаза. Для удобства рассмотрения вводится величина цветности, котор. опред. доминирующей лямбдой и насыщенностью и не зависит от кол-ва излуч-й энергии. Определение цветности:

x+y+z=1

Если изобразить х и у для всех видимых цветов, получится цветовой график МКО.

Все воспринимаемые цвета имеющие одинаковую цветность, но различные яркости отображаются в 1 и туже точку внутри области. Абсолютно чистые цвета спектра лежат на криволинейной части границы. В колориметрии источник цвета (белого) определяется как излучение абсолю чёрного ела при температуре равной 6504 К. График МКО позволяет реально измерить доминир. длину волны и чистоту любого цвета, урпанивая цвет при помощи смеси 3х основных цветов МКО. Сущ-т приборы, которые позвол. это делать. Цветовая модель RGB.

Цвета модели RGB адаптивны, т.е. некоторый результирующий цвет можно получить путём суммы опред. пол-ва опред.цветов. На главной диагонали куба лежат серые цвета. Голубой пурпурный и жёлтый цвета явл. дополнительными соот-но к красному зелёному и синему цветам соответственно. Они наз. основными субтрактивными цветами, т.к. получаются вычитанием из белого цвета.

На практике в полиграфии в такой модели плохо получается чёрный цвет, поэтому исп. модель CMYK(CMYK: Cyan, Magenta, Yellow, Key color). Цветовая модель YIQ исп. в цветном телевизионном вещании. Это повышает эффект передачи а так же для обеспечения совместимости с чёрно-белыми телевизорами. Координаты У в этой модели означает тоже самое что и координата У в МКО, т.е. это основн.цвета. На экране чёрно белого телевизора отображаются именно компонента У:

В этой модели исп-ся следующее свойство системы человеческого видения: она более чувствительна к изменению светлоты, чем к перемене чувствительности тона или насыщенности. Поэтому для передачи коорд. У следует перед. большее число битов или большую ширину частоты, чем для представл. коорд.Q. Модель HSV:

Основание конуса представляет яркие цвета и соответствует V = 1. Однако цвета основания V = 1 не имеют одинаковой воспринимаемой интенсивности. Тон (H) измеряется углом, отсчитываемым вокруг вертикальной оси OV. При этом красному цвету соответствует угол 0°, зелёному – угол 120° и т. д. Цвета, взаимно дополняющие друг друга до белого, находятся напротив один другого, т. е. их тона отличаются на 180°. Величина S изменяется от 0 на оси OV до 1 на гранях конуса. Конус имеет единичную высоту (V = 1) и основание, расположенное в начале координат. В основании конуса величины H и S смысла не имеют. Белому цвету соответствует пара S = 1, V = 1. Ось OV (S = 0) соответствует ахроматическим цветам (серым тонам). Процесс добавления белого цвета к заданному можно представить как уменьшение насыщенности S, а процесс добавления чёрного цвета – как уменьшение яркости V. Основанию шестигранного конуса соответствует проекция RGB куба вдоль его главной диагонали. Еще одним примером системы, построенной на интуитивных понятиях тона насыщенности и яркости, является система HLS (Hue, Lightness, Saturation). Здесь множество всех цветов представляет собой два шестигранных конуса, поставленных друг на друга (основание к основанию).

Световой тон задаётся углом поворота вокруг вертикальной оси. Красный цвет уголН=0. Для серых цветов S=0. Макс насыщ. цветовые тона получ при S=1, L=0.5.

 

 

Модуляция.

Для передачи информации на расстояние применяются сигналы, обладающие способностью распространяться в среде, разделяющей отправителя и получателя информации. Такими сигналами являются высокочастотные (ВЧ) колебания. Передаваемая информация должна быть тем или иным образом заложена в ВЧ колебание, называемое несущим. Частота w₀ этого колебания выбирается в зависимости от расстояния, условий распространения в среде и другие факторы. Но в любом случае w₀ должна быть велика по сравнению с наивысшей частотой спектра передаваемого сообщения. В общем случае сигнал, несущий в себе информацию, можно представить в виде a(t) = A(t)cos[w₀t + q(t)] = A(t)cosy(t), в котором амплитуда A или фаза q изменены по закону передаваемого сообщения. Если A или q = const, то a(t) - простое гармоническое колебание, не содержащее в себе никакой информации. Если A или q подвергаются принудительному изменению для передачи сообщения, то колебание становится модулированным. Наибольшее распространение получили амплитудная (модуляции подвергается A) и угловая (модулируется q) модуляция. Угловая модуляция подразделяется на фазовую и частотную. При этом A(t) и q(t) - “медленные” функции времени.Аналоговые методы модуляции:

Основные аналоговые методы модуляции: 1. Амплитудная модуляция Amplitude modulation (AM).Амплитудной модуляцией (АМ) называется образование сигнала путем изменения амплитуды гармонического колебания пропорционально мгновенным значением напряжения или тока другого электрического сигнала (сообщения). 2.Угловая модуляция (Angle modulation). Углова́я модуля́ция — вид модуляции, при которой передаваемый сигнал изменяет либо частоту ω, либо начальную фазу φ, амплитуда не изменяется. Подразделяется соответственно на частотную и фазовую модуляцию. Названа так потому что полная фаза гармонического колебания Ψ(t) = ωt + φ определяет текущее значение фазового угла. Амплитудная модуляция (AM): 1. (DSB) – Две боковых полосы, 2. (DSB-WC) – Две боковые полосы и несущая - Используется в аналоговом АМ-вещании, 3. (DSB-SC) Две боковые полосы без несущей, 4. (DSB-RC) Две боковые полосы с уменьшенной несущей, 5. (SSB, or SSB-AM) Однополосная АМ, 6. (SSB-WC) Однополосная АМ с несущей, 7.(SSB-SC) Одна боковая полоса с подавлением несущей (ОБПН), 8. (VSB, or VSB-AM) модуляция с частично подавленной боковой полосой. Угловая модуляция: 1.Частотная модуляция (ЧМ) - Frequency modulation (FM), 2.Фазовая модуляция (ФМ) - Phase modulation (PM).

Основные цифровые методы модуляции: 1.Амплитудная манипуляция АМн (телеграфия АТ) - (ASK). Амплитудная манипуляция (англ. Amplitude-shift keying (ASK)) – это один из самых простых видов модуляции цифровых сигналов. Амплитудная манипуляция подразумевает, что для передачи "0" и "1" применяются разные уровни несущего сигнала по напряжению. Например, передаче "0" будет соответствовать 5В, а "1" - 1В. При этом частота и фаза несущего сигнала остаются постоянными. Для повышения помехоустойчивости часто применяют уровни различной полярности (например, "0": 5В, а "1": -5В). Это наиболее простой из всех видов манипуляции. Устройства для реализации амплитудной манипуляции также просты и недороги. Кроме того, амплитудная манипуляция требует минимальной ширины полосы пропускания канала связи.

2.Частотная манипуляция ЧМн (телеграфия ЧТ) - (FSK). При частотной манипуляции каждому цифровому символу сопоставляется своя частота несущего сигнала. Амплитуда и фаза манипулированного сигнала не меняются.На рисунке ниже приведен график двоичной бинарной последовательности нулей и единиц и, соответствующий ему, график частотно-манипулированного сигнала. Низкому уровню бинарного двоичного сигнала соответствует частота 1 КГц, а высокому - частота 0,5 КГц несущего сигнала синусоидального типа.

3.Фазовая манипуляция ФМн (телеграфия ФТ) –Phase-Shift Keying (PSK). При фазовой манипуляции каждому цифровому символу сопоставляется своя начальная фаза несущего сигнала при неизменной амплитуде. Данный вид манипуляции наиболее сложен в реализации, но и наиболее помехоустойчив по сравнению с двумя другими видами манипуляции. На рисунке ниже приведен график двоичной бинарной последовательности нулей и единиц и, соответствующий ему, график фазо-манипулированного сигнала. Низкому уровню бинарного сигнала сопоставляется начальная фаза 180 градусов, высокому уровню – фаза 0 градусов несущего сигнала синусоидального типа.

 

 

уровни различной полярности (например, "0": 5В, а "1": -5В). Это наиболее простой из всех видов манипуляции. Устройства для реализации амплитудной манипуляции также просты и недороги. Кроме того, амплитудная манипуляция требует минимальной ширины полосы пропускания канала связи.

2.Частотная манипуляция ЧМн (телеграфия ЧТ) - (FSK). При частотной манипуляции каждому цифровому символу сопоставляется своя частота несущего сигнала. Амплитуда и фаза манипулированного сигнала не меняются.На рисунке ниже приведен график двоичной бинарной последовательности нулей и единиц и, соответствующий ему, график частотно-манипулированного сигнала. Низкому уровню бинарного двоичного сигнала соответствует частота 1 КГц, а высокому - частота 0,5 КГц несущего сигнала синусоидального типа.

3.Фазовая манипуляция ФМн (телеграфия ФТ) –Phase-Shift Keying (PSK). При фазовой манипуляции каждому цифровому символу сопоставляется своя начальная фаза несущего сигнала при неизменной амплитуде. Данный вид манипуляции наиболее сложен в реализации, но и наиболее помехоустойчив по сравнению с двумя другими видами манипуляции. На рисунке ниже приведен график двоичной бинарной последовательности нулей и единиц и, соответствующий ему, график фазо-манипулированного сигнала. Низкому уровню бинарного сигнала сопоставляется начальная фаза 180 градусов, высокому уровню – фаза 0 градусов несущего сигнала синусоидального типа.

4.Квадратурная амплитудная модуляция (КАМ) - (QAM). Квадратурная (амплитудная) модуляция (КАМ, КАМн; англ. Quadrature Amplitude Modulation (QAM)) — разновидность амплитудной модуляции сигнала, которая представляет собой сумму двух несущих колебаний одной частоты, но сдвинутых по фазе относительно друг друга на 90°, каждое из которых модулировано по амплитуде своим модулирующим сигналом: