Схема передачи – Передача информации — Компьютерные сети

Передача информации — Компьютерные сети

Используя ресурсы Интернет, найти ответы на вопросы:

Задание 1

1. Что представляет из себя процесс передачи информации?

Передача информации — физический процесс, посредством которого осуществляется перемещение информации в пространстве. Записали информацию на диск и перенесли в другую комнату. Данный процесс характеризуется наличием следующих компонентов:

  • Источник информации.
  • Приёмник информации.
  • Носитель информации.
  • Среда передачи.

    Схема передачи
    информации:

    Источник информации – информационный канал –
    приемник информации.

     

    Информация
    представляется и передается в форме последовательности сигналов, символов. От
    источника к приёмнику сообщение передается через некоторую материальную среду.
    Если в процессе передачи ис­пользуются технические средства связи, то их
    называют каналами передачи информации (информационными каналами). К ним
    относятся телефон, радио, ТВ. Органы чувств человека исполняют роль биологических
    информационных каналов.

    Процесс
    передачи информации по техническим каналам связи проходит по следующей схеме
    (по Шеннону):

     

     

     

    Термином «шум»
    называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к
    потере информации. Такие помехи, прежде всего, возникают по техническим причинам:
    пло­хое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков
    информации, передаваемой по одним и тем же ка­налам. Для защиты от шума
    применяются разные способы, например, применение разного рода фильтров,
    отделяющих полезный сигнал от шума.

  • Клодом Шенноном была разработана
    специальная теория ко­дирования, дающая методы борьбы с шумом. Одна из важных
    идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть
    избыточным. За счет этого потер

www.sites.google.com

Лекция 12. Передача информации в линии связи

  1. Общая схема
    передачи информации в линиии связи

  2. Характеристики
    канала связи

  3. Влияние шумов на
    пропускную способность канала

1. Общая схема передачи информации в линии связи

Использование информации для решения
каких-либо задач, безусловно, сопряжено
с необходимостью ее распространения,
то есть с необходимостью осуществления
процессов передачи и приема информации.
При этом приходится решать проблему
согласования метода кодирования с
характеристиками канала связи, а также
обеспечивать защиту передаваемой
информации от возможных искажений.

Источник информации определен как
объект или субъект, порождающий информацию
и имеющий возможность представить ее
в виде сообщения, то есть последовательности
сигналов в материальном носителе.
Другими словами, источник информации
связывает информацию с ее материальным
носителем. Передача сообщения от
источника к приемнику всегда связана
с некоторым нестационарным процессом,
происходящим в материальной среде– это условие является обязательным,
поскольку сама информация материальным
объектом не является.

Способов передачи информации существует
множество: почта, телефон, радио,
телевидение, компьютерные сети и пр.
Однако при всем разноообразии конкретной
реализации способов связи в них можно
выделить общие элементы: источник и
получатель информации, кодирующее и
декодирующее устройства, преобразователь
кодов в сигналы и преобразователь
сигналов в коды, канал связи, а также
источники шумов (помех) и факторы,
обеспечивающие защиту от шумов (см.
схему на рис. 4).

Понимать схему нужно следующим образом.
Источник, порождающий
информацию, для передачи должен
представить ее виде сообщения, то есть
последовательности сигналов. При этом
для представления информации он дожен
использовать некоторую систему
кодирования.Устройство, выполняющее
операцию кодирования
информации,
может являться подсистемой источника
информации. Например, наш мозг порождает
информацию и он же кодирует эту информацию
с помощью языка (например, русского), а
затем представляет информацию в виде
речевого сообщения посредством органов
речи. Компьютер обрабатывает и хранит
информацию в двоичном представлении,
но при выводе ее на экран монитора он
же – компьютер – производит ее
перекодировку пользователю виду.

Возможна ситуация, когда кодирующее
устройство оказывается внешним по
отношению к источнику информации,
например, телеграфный аппарат или
компьютер по отношению к человеку –
работающему на нем оператору. Далее
коды должны быть переведены в
последовательность материальных
сигналов, то есть помещены на материальный
носитель – эту операцию выполняет
преобразователь.
Преобразователь может бытьсовмещен
с кодирующим устройством
(например,
телеграфный аппарат), но может быть исамостоятельным элементомлиниии
связи (например, модем, преобразующий
электрические дискретные сигналы с
частотой компьютера в аналоговые сигналы
с частотой, на которой их затухание в
телефонных линиях будет наименьшим).

К преобразователям относят также
устройства, которые переводят сообщение
с одного носителя на другой
. Например:

  • телефонный аппарат, преобразующий
    звуковые сигналы в электрические;

  • радипередатчик, преобразующий звуковые
    сигналы в радиоволны;

  • телекамера, преобразующая изображение
    в последовательность электрических
    импульсов.

Рис. 4.
Общая схема передачи информации

В общем случае при преобразовании
выходные сигналы воспроизводят не
полностью все особенности входного
сообщения, а лишь его наиболее существенные
стороны, то есть при преобразовании
часть информации теряется. Например,
полоса пропускания частот при телефонной
связи находится в промежутке от 300 до
3400 Гц, в то время как частоты, воспринимаемые
человеческим ухом, лежат в интервале
от 16 до 20000 Гц.

Таким образом, телефонные линиии
«обрезают» высокие частоты, что приводитк
искажениям звука; в черно-белом телевидении
при преобразовании сообщения в сигналы
теряется цвет изображения. Именно в
связи с этими проблемами возникает
задача выработки такого способа
кодирования сообщения, который обеспечивал
бы возможно более полное представление
исходной информации при преобразовании,
и, в то же время, этот способ был бы
согласован со скоростью передачи
информации по данной линии связи.

После преобразователя сигналы поступают
в канал связии распространяются
в нем.Понятие канала связи включает
в себя
материальную среду,
а также физический или иной
процесс,
посредством которого осуществляется
передача сообщения, то есть распространение
сигналов в пространстве с течением
времени.

В табл. 20приведены
примеры некоторых каналов связи.

Табл. 20. Примеры
каналов связи

Канал
связи

Среда

Носитель
сообщения

Процесс,
используемый для передачи сообщения

Почта

Среда
обитания человека

Бумага

Механическое
перемещение носителя

Телефон,
компьютерные сети

Проводник

Электрические
заряды

Перемещение
зарядов (ток)

Радио,
телевидение

Электромагнитное

поле

Электромагнитные

волны

Распространение
электромагнитных волн

Зрение

Слух

Воздух

Звуковые
волны

Распространение
звуковых волн

Обоняние,
вкус

Воздух,
пища

Химические
вещества

Химические
реакции

Осязание

Поверхность
кожи

Ввоздействующий
на кожу объект

Теплопередача,
давление

Любой реальныйканал связи
подвержен внешним воздействиям, а также
в нем могут происходить внутренние
процессы, в результате которых искажаются
передаваемые сигналы, и, следовательно,
связанные с этими сигналами сообщения.
Такие воздействия называютсяшумами(помехами). Источники помех могут
бытьвнешнимиивнутренними.
Квнешнимпомехам относятся,
например, так называемые «наводки» от
мощных потребителей электричества или
атмосферных явлений; одновременное
действие нескольких близкорасположенных
однотипых источников сообщений
(одновременный разговор нескольких
человек). К помехам могут привоить ивнутренниеособенности данного
канала связи, например, физические
неоднородности носителя; процессы
затухания сигнала в линии связи,
существенные при большой удаленности
приемника от источника.

Если уровень помех оказывается соизмеримым
с мощностью несущего информацию сигнала,
то передача информации по данному каналу
оказывается невозможной. Даже шумы
относительно низких уровней могут
вызвать существенные искажения
передаваемого сигнала.

Существуют и применяются различные
методы защиты от помех.
Например, используется экранирование
элетрических линий связи; улучшение
избирательности примного устройства
и так далее Другим способом защиты от
помех является использование специальных
методов кодирования информации.

После прохождения сообщения по каналу
связи сигналы с помощью приемного
преобразователя
переводятся в
последовательность кодов, которыедекодирующим устройствомпредставляются в форме, необходимой
для примника информации (в воспринимаемой
приемником форме). На этапе приема, как
и при передаче, преобразователь может
быть совмещенным с декодирующим
устройством (например, радиоприемник
или телевизор) или существовать отдельно
от декодирующего устройства (преобразователь
модем может существует отдельно от
компьютера).

Понятие «линия связи»объединяет элементы представленной на
рис. 1 схемы между источником и приемником
информации.Характеристиками любой
линии
связи являютсяскорость,
с которой возможна передача сообщения
в ней, а такжестепень искажениясообщения в процессе передачи.

Далее рассмотрим те параметры линии
связи, которые относятся непосредственно
к каналу связи, то есть характеризуют
среду и процесс передачи.

studfiles.net

Схема передачи информации по различным техническим каналам

На сегодняшний день информация так быстро распространяется, что не всегда хватает времени ее осмыслить. Большинство людей редко задумываются о том, как и с помощью каких средств она передается, а уж тем более не представляют себе схему передачи информации.

Основные понятия

Передачей информации принято считать физический процесс перемещения данных (знаков и символов) в пространстве. С точки зрения информационных технологий процесс передачи данных – это спланированное заранее, технически оснащенное мероприятие по перемещению информационных единиц за установленное время от так называемого источника к приемнику посредством информационного канала, или канала передачи данных.

Канал передачи данных – совокупность средств или среда распространения данных. Другими словами, это та часть схемы передачи информации, которая обеспечивает движение информации от источника к получателю, а при определенных условиях и обратно.

Классификаций каналов передачи данных много. Если выделить основные из них, то можно перечислить следующие: радиоканалы, оптические, акустические или беспроводные, проводные.

Технические каналы передачи информации

Непосредственно к техническим каналам передачи данных относятся радиоканалы, оптоволоконные каналы и кабельные. Кабель может быть коаксиальный или на основе витых пар. Первые представляют собой электрический кабель с медным проводом внутри, а вторые – витые пары медных проводов, изолированные попарно, находящиеся в диэлектрической оболочке. Эти кабели довольно гибкие и удобные в использовании. Оптоволокно состоит из оптоволоконных нитей, передающих световые сигналы посредством отражения.

Основными характеристиками каналов связи являются пропускная способность и помехоустойчивость. Под пропускной способностью принято понимать тот объем информации, который можно передать по каналу за определенное время. А помехоустойчивостью называют параметр устойчивости канала к воздействию внешних помех (шумов).

Общее представление о передаче данных

Если не конкретизировать область применения, общая схема передачи информации выглядит несложно, включает в себя три компонента: «источник», «приемник» и «канал передачи».

Схема Шеннона

Клод Шеннон, американский математик и инженер, стоял у истоков теории информации. Им была предложена схема передачи информации по техническим каналам связи.

Понять эту схему несложно. Особенно если представить её элементы в виде знакомых предметов и явлений. Например, источник информации – человек, говорящий по телефону. Телефонная трубка будет являться кодирующим устройством, которое преобразует речь или звуковые волны в электрические сигналы. Каналом передачи данных в этом случае является телефонные провода, узлы связи, в общем, вся телефонная сеть, ведущая от одного телефонного аппарата к другому. Декодирующим устройством выступает трубка абонента. Она преобразует электрический сигнал обратно в звук, то есть в речь.

В этой схеме процесса передачи информации данные представлены в виде непрерывного электрического сигнала. Такая связь называется аналоговой.

Понятие кодирования

Кодированием принято считать преобразование информации, посылаемой источником, в форму, пригодную для передачи по используемому каналу связи. Самый понятный пример кодирования — это азбука Морзе. В ней информация преобразуется в последовательность точек и тире, то есть коротких и длинных сигналов. Принимающая сторона должна декодировать эту последовательность.

В современных технологиях используется цифровая связь. В ней информация преобразуются (кодируется) в двоичные данные, то есть 0 и 1. Существует даже бинарный алфавит. Такая связь называется дискретной.

Помехи в информационных каналах

В схеме передачи данных также присутствует шум. Понятие «шум» в данном случае означает помехи, из-за которых происходит искажение сигнала и, как следствие, его потеря. Причины помех могут быть различные. Например, информационные каналы могут быть плохо защищены друг от друга. Для предотвращения помех применяют различные технические способы защиты, фильтры, экранирование и т. д.

К. Шенноном была разработана и предложена к использованию теория кодирование для борьбы с шумом. Идея заключается в том, что раз под воздействием шума происходит потеря информации, значит, передаваемые данные должны быть избыточны, но в то же время не настолько, чтобы снизить скорость передачи.

В цифровых каналах связи информация делится на части – пакеты, для каждого из которых вычисляется контрольная сумма. Эта сумма передается вместе с каждым пакетом. Приемник информации заново вычисляет эту сумму и принимает пакет, только если она совпадает с первоначальной. В противном случае пакет отправляется снова. И так до тех пор, пока отправленная и полученная контрольные суммы не совпадут.

fb.ru

4. Структурная схема системы передачи информации

Структурная схема
системы передачи информации (СПИ)
наиболее общего вида представлена на
рисунке 4.1

Рис. 4.1 Структурная
схема СПИ

В данной схеме
можно выделить 3 основные части:

  • передающая сторона,

  • линия связи,

  • принимающая
    сторона.

Передающая сторона
в свою очередь состоит из следующих
устройств:

  1. ИДС – источник
    дискретного сообщения;

2)М – модулятор,
служащий
для согласования первичного сигнала
на выходе кодирующего устройства с
характеристиками линии связи (как
правило, преобразование низкочастотных
сигналов в высокочастотные).

3)Линия связи –
это среда распространения сигнала.

Принимающая сторона
содержит следующие основные элементы:

1)ДМ — демодулятор
превращает сигнал в импульсы постоянного
тока.

2)ПДС – получатель
дискретного сообщения.

Функциональная
схема системы передачи информации

Рисунок 4.2.
Функциональная схема системы передачи
информации.

И – источник
информации,

ФМ – фазовый
модулятор сигнала,

Г – генератор
несущей,

ПФ – полосовой
фильтр,

ОА – ограничитель
амплитуды,

ФД – фазовый
демодулятор,

ФНЧ – фильтр нижних
частот,

ВУ – выходное
устройство,

П – приемник
информаци.

Дискретный сигнал
от источника поступает в преобразователь,
который будет обеспечивать относительное
кодирование (кодирование относительно
первого посланного элемента, который
не считается информативным, а является
лишь «точкой отсчета»).

Преобразователь
обеспечивает изменение фазы несущей
частоты.

Рисунок
4.3

В качестве примера
рассмотрим преобразование абсолютного
кода в относительный (относительный
кодер) для М2 (рис. 4.3). Здесь текущий
символ bkсообщения сравнивается с предыдущим
символомdk-1кодированной последовательности, Если
они равны, тоdk=1,
в противном случаеdk=0.
Это соответствует выполнению логических
операций

Здесь символ
означает сложение поmod2, а черта сверху — логическую операцию
дополнения.

Далее это сообщение
отправляется в модулятор, на выходе
которого получается последовательность
положительных и отрицательных импульсов,
умноженных на синусоидальное несущее
колебание, создаваемое генератором
импульсов Г. Несущая частота генератора
будет равна несущей частоте канала. При
ширине частот канала 3100 Гц несущая
частота будет 1800 Гц в соответствии с
протоколом V.26 МККТТ .

Полосовой фильтр
УПСперслужит для ограничения
спектра сигнала, передаваемого в канал
связи.

Частота
модуляции должна быть в 5-10 раз выше
частоты изменения модулирующего сигнала,
т. е. f5B6000
Гц. Принимаем f
= 6 кГц. Таким образом, полосовой фильтр
ПФ1 на выходе модулятора (см. рис. 4.2)
должен пропускать сигналы в диапазо­не
1,7 кГц при средней частоте 6 кГц (5,15—6,85
кГц).

Полоса пропускания
фильтра УПСпр
находится в пределах (1,80,85
кГц), т.е. от 0,95 до 2,65 кГц.

Ограничение
амплитуды ОА позволяет, во-первых, почти
полностью устранить влияние изменений
амплитуды сигнала в канале связи на
длительность принимаемых сигналов и,
во-вторых, значительно уменьшить
искажения элементов сигнала в результате
нестационарных процессов. Кроме того,
ОА уменьшает действие импульсных помех.

Демодулятор
превращает сигнал в импульсы постоянного
тока.

Фильтр нижних
частот ФНЧ подавляет в выпрямленном
сигнале высшие гармоники и остатки
несущей.

Выходное устройство
ВУ обеспечивает форму и амплитуду
сигналов на выходе, необходимую для
нормального функционирования приемника
информации П.

Временные
диаграммы

Изобразим временные
диаграммы операций при прохождении
сообщения по нашей системе передачи.

Сперва поступает
исходный сигнал в виде последовательности
нулей и единиц (рис. 4.4):

Рисунок 4.4

Первый символ «0»,
как было сказано выше, не несет информации.
После преобразования
мы получим следующую последовательность
(рис. 4.5):

Рисунок 4.5

Это сообщение
передается на фазовый манипулятор.

Рассмотрим принцип
работы системы передачи при ОФМ.

При ОФМ для передачи
информации по двоичному каналу
используются фазовые сдвиги 0 и π.

Фазовый модулятор
производит умножение несущей на
полученные импульсы (рис. 4.6)

Рисунок 4.6

Этот сигнал, пройдя
через линию связи, и ,поступив на фазовый
демодулятор, обратно преобразуется в
переведенное сообщение (рис. 4.7)

Рисунок 4.7

Демодулятор ОФМ
устроен так, что при сдвиге фаз между
предыдущим и последующим единичными
элементами на 0° на выходе канала
получаются нули, при ∆=
π — единицы

Далее обратный
преобразователь восстанавливает
исходное сообщение (рис.
4.8)

Рисунок 4.8

Заключение

при
выполнении данной курсовой работы были
рассчитаны характеристики системы
передачи информации для канала с
заданными характеристиками, обеспечивающие
передачу заданного объема информации
за сеанс связи при наиболее эффективном
использовании канала связи в согласии
с требованиями МККТТ.
В данном варианте была использована
система с ОФМ, так как она обеспечивает
требуемую скорость передачи для
двухпозиционного сигнала и исключает
ошибки, возникающие при «обратной
работе» ФМ. Были построены структурная
и функциональная схемы для заданной
системы передачи информации, также
построены временные диаграммы работы
блоков такой системы,
изучен теоретический материал.

Список использованных
источников:

  1. Б.Скляр. Цифровая
    связь. – М.: «Вильямс», 2004.

  2. Юкио Сато. Обработка
    сигналов. – М: «ОДЭК», 2000

  3. Л.М. Финк. Сигналы,
    помехи, ошибки. М.: Радио и связь, 1984

  4. А.А. Харкевич.
    Борьба с помехами. М.: «Наука», 1965

  5. Л. Френкс. Теория
    сигналов. – М.: «Сов. радио», 1974

  6. А.Г. Зюко, Д.Д.
    Кловский, В.И. Коржик, М.В. Назаров. Теория
    электрической связи. М.: Радио и связь,
    1999

  7. А.Б. Сергиенко.
    Цифровая обработка сигналов. Спб.:
    «Питер», 2002

studfiles.net

Схема передачи информации по различным техническим каналам — RUUD

На сегодняшний день информация так быстро распространяется, что не всегда хватает времени ее осмыслить. Большинство людей редко задумываются о том, как и с помощью каких средств она передается, а уж тем более не представляют себе схему передачи информации.

Основные понятия

Передачей информации принято считать физический процесс перемещения данных (знаков и символов) в пространстве. С точки зрения информационных технологий процесс передачи данных – это спланированное заранее, технически оснащенное мероприятие по перемещению информационных единиц за установленное время от так называемого источника к приемнику посредством информационного канала, или канала передачи данных.

Вам будет интересно:Как настроить VPN-соединение на Windows 7 между двумя компьютерами?

Канал передачи данных – совокупность средств или среда распространения данных. Другими словами, это та часть схемы передачи информации, которая обеспечивает движение информации от источника к получателю, а при определенных условиях и обратно.

Классификаций каналов передачи данных много. Если выделить основные из них, то можно перечислить следующие: радиоканалы, оптические, акустические или беспроводные, проводные.

Технические каналы передачи информации

Непосредственно к техническим каналам передачи данных относятся радиоканалы, оптоволоконные каналы и кабельные. Кабель может быть коаксиальный или на основе витых пар. Первые представляют собой электрический кабель с медным проводом внутри, а вторые – витые пары медных проводов, изолированные попарно, находящиеся в диэлектрической оболочке. Эти кабели довольно гибкие и удобные в использовании. Оптоволокно состоит из оптоволоконных нитей, передающих световые сигналы посредством отражения.

Основными характеристиками каналов связи являются пропускная способность и помехоустойчивость. Под пропускной способностью принято понимать тот объем информации, который можно передать по каналу за определенное время. А помехоустойчивостью называют параметр устойчивости канала к воздействию внешних помех (шумов).

Общее представление о передаче данных

Если не конкретизировать область применения, общая схема передачи информации выглядит несложно, включает в себя три компонента: «источник», «приемник» и «канал передачи».

Схема Шеннона

Клод Шеннон, американский математик и инженер, стоял у истоков теории информации. Им была предложена схема передачи информации по техническим каналам связи.

Понять эту схему несложно. Особенно если представить её элементы в виде знакомых предметов и явлений. Например, источник информации – человек, говорящий по телефону. Телефонная трубка будет являться кодирующим устройством, которое преобразует речь или звуковые волны в электрические сигналы. Каналом передачи данных в этом случае является телефонные провода, узлы связи, в общем, вся телефонная сеть, ведущая от одного телефонного аппарата к другому. Декодирующим устройством выступает трубка абонента. Она преобразует электрический сигнал обратно в звук, то есть в речь.

В этой схеме процесса передачи информации данные представлены в виде непрерывного электрического сигнала. Такая связь называется аналоговой.

Понятие кодирования

Кодированием принято считать преобразование информации, посылаемой источником, в форму, пригодную для передачи по используемому каналу связи. Самый понятный пример кодирования — это азбука Морзе. В ней информация преобразуется в последовательность точек и тире, то есть коротких и длинных сигналов. Принимающая сторона должна декодировать эту последовательность.

В современных технологиях используется цифровая связь. В ней информация преобразуются (кодируется) в двоичные данные, то есть 0 и 1. Существует даже бинарный алфавит. Такая связь называется дискретной.

Помехи в информационных каналах

В схеме передачи данных также присутствует шум. Понятие «шум» в данном случае означает помехи, из-за которых происходит искажение сигнала и, как следствие, его потеря. Причины помех могут быть различные. Например, информационные каналы могут быть плохо защищены друг от друга. Для предотвращения помех применяют различные технические способы защиты, фильтры, экранирование и т. д.

К. Шенноном была разработана и предложена к использованию теория кодирование для борьбы с шумом. Идея заключается в том, что раз под воздействием шума происходит потеря информации, значит, передаваемые данные должны быть избыточны, но в то же время не настолько, чтобы снизить скорость передачи.

В цифровых каналах связи информация делится на части – пакеты, для каждого из которых вычисляется контрольная сумма. Эта сумма передается вместе с каждым пакетом. Приемник информации заново вычисляет эту сумму и принимает пакет, только если она совпадает с первоначальной. В противном случае пакет отправляется снова. И так до тех пор, пока отправленная и полученная контрольные суммы не совпадут.

Источник

ruud.ru

популярные способы и альтернативные варианты

Электричество не относится к накопительным ресурсам. На сегодняшний день нет эффективных технологий, позволяющих аккумулировать энергию, выработанную генераторами, поэтому передача электроэнергии потребителям относится к актуальным задачам. В стоимость ресурса входят затраты на его производство, потери при транспортировке и расходы на монтаж и обслуживание ЛЭП. При этом от схемы передачи напрямую зависит эффективность системы электроснабжения.

Высокое напряжение, как способ уменьшения потерь

Несмотря на то, что во внутренних сетях большинства потребителей, как правило, 220/380 В, электроэнергия передается к ним по высоковольтным магистралям и понижается на трансформаторных подстанциях. Для такой схемы работы есть весомые основания, дело в том, что наибольшая доля потерь приходится на нагрев проводов.

Мощность потерь описывает следующая формула: Q = I2 * Rл ,

где I – сила тока, проходящего через магистраль, RЛ – ее сопротивление.

Исходя из приведенной формулы можно заключить, что снизить затраты можно путем уменьшения сопротивления в ЛЭП или понизив силу тока. В первом случае потребуется увеличивать сечения провода, это недопустимо, поскольку приведет к существенному удорожанию электропередающих магистралей. Выбрав второй вариант, понадобится увеличить напряжение, то есть, внедрение высоковольтных ЛЭП приводит к снижению потерь мощности.

Классификация линий электропередач

В энергетике принято разделять ЛЭП на виды в зависимости от следующих показателей:

  1. Конструктивные особенности линий, осуществляющих передачу электроэнергии. В зависимости от исполнения они могут быть двух видов:
  • Воздушными. Передача электричества осуществляется с использованием проводов, которые подвешиваются на опоры.
    Воздушные линии электропередач
  • Кабельными. Такой способ монтажа подразумевает укладку кабельных линий непосредственно в грунт или в специально предназначенные для этой цели инженерные системы.
    Обустройство блочной кабельной канализации
  1. Вольтаж. В зависимости от величины напряжения ЛЭП принято классифицировать на следующие виды:
  • Низковольтные, к таковым относятся все ВЛ с напряжением не более 1-го кВ.
  • Средние – от 1-го до 35-ти кВ.
  • Высоковольтные – 110,0-220,0 кВ.
  • Сверхвысоковольтные – 330,0-750,0 кВ.
  • Ультравысоковольтные – более 750-ти кВ.
    Ультравысоковольтная ЛЭП Экибастуз-Кокчетав 1150 кВ
  1. Разделение по типу тока при передаче электричества, он может быть переменным и постоянным. Первый вариант более распространен, поскольку электростанции, как правило, оборудованы генераторами переменного тока. Но для уменьшения нагрузочных потерь энергии, особенно на большой дальности передачи, более эффективен второй вариант. Как организованы схемы передачи электричества в обоих случаях, а также преимущества каждого из них, будет рассказано ниже.
  2. Классификация в зависимости от назначения. Для этой цели приняты следующие категории:
  • Линии от 500,0 кВ для сверхдальних расстояний. Такие ВЛ связывают между собой отдельные энергетические системы.
  • ЛЭП магистрального назначения (220,0-330,0 кВ). При помощи таких линий осуществляется передача электричества, вырабатываемого на мощных ГЭС, тепловых и атомных электростанциях, а также их объединения в единую энергосистему.
  • ЛЭП 35-150 кВ относятся к распределительным. Они служат для снабжения электроэнергией крупных промышленных площадок, подключения районных распределительных пунктов и т.д.
  • ЛЭП с напряжением до 20,0 кВ, служат для подключения групп потребителей к электрической сети.

Способы передачи электроэнергии

Осуществить передачу электроэнергии можно двумя способами:

  • Методом прямой передачи.
  • Преобразуя электричество в другой вид энергии.

В первом случае электроэнергия передается по проводникам, в качестве которых выступает провод или токопроводящая среда. В воздушных и кабельных ЛЭП применяется именно этот метод передачи. Преобразование электричества в другой вид энергии открывает перспективы беспроводного снабжения потребителей. Это позволит отказаться от линий электропередач и, соответственно, от расходов, связанных с их монтажом и обслуживанием. Ниже представлены перспективные беспроводные технологии, над совершенствованием которых ведутся работы.

Технологии беспроводной передачи электричества

К сожалению, на текущий момент возможности транспортировки электричества беспроводным способом сильно ограничены, поэтому об эффективной альтернативе методу прямой передачи говорить пока рано. Исследовательские работы в этом направлении позволяют надеяться, что в ближайшее время решение будет найдено.

Схема передачи электроэнергии от электростанции до потребителя

Ниже на рисунке представлены типовые схемы, из которых первые две относятся к разомкнутому виду, остальные – к замкнутому. Разница между ними заключается в том, что разомкнутые конфигурации не являются резервированными, то есть, не имеют резервных линий, которые можно задействовать при критическом увеличении электрической нагрузки.

Пример наиболее распространенных конфигураций ЛЭП

Обозначения:

  1. Радиальная схема, на одном конце линии находится электростанция производящая энергию, на втором – потребитель или распределительное устройство.
  2. Магистральный вариант радиальной схемы, отличие от предыдущего варианта заключается в наличии отводов между начальным и конечным пунктами передачи.
  3. Магистральная схема с питанием на обоих концах ЛЭП.
  4. Кольцевой тип конфигурации.
  5. Магистраль с резервной линией (двойная магистраль).
  6. Сложнозамкнутый вариант конфигурации. Подобные схемы применяются при подключении ответственных потребителей.

Теперь рассмотрим более подробно радиальную схему для передачи вырабатываемой электроэнергии по ЛЕП переменного и постоянного тока.

Рис. 6. Схемы передачи электроэнергии к потребителям при использовании ЛЭП с переменным (А) и постоянным (В) током

Обозначения:

  1. Генератор, где вырабатывается я электроэнергия с синусоидальной характеристикой.
  2. Подстанция с повышающим трехфазным трансформатором.
  3. Подстанция с трансформатором, понижающим напряжение трехфазного переменного тока.
  4. Отвод для передачи электироэнергии распределительному устройству.
  5. Выпрямитель, то есть устройство преобразующее трехфазный переменный ток в постоянный.
  6. Инверторный блок, его задача сформировать из постоянного напряжение синусоидальное.

Как видно из схемы (А), с источника энергии электричество подается на повышающий трансформатор, затем при помощи воздушных линий электропередач производится транспортировка электроэнергии на значительные расстояния. В конечной точке линия подключается к понижающему трансформатору и от него идет к распределителю.

Метод передачи электроэнергии в виде постоянного тока ( В на рис.6) от предыдущей схемы отличается наличием двух преобразовательных блоков (5 и 6).

Закрывая тему раздела, для наглядности приведем упрощенный вариант схемы городской сети.

Наглядный пример структурной схемы электроснабжения

Обозначения:

  1. Электростанция, где электроэнергия производится.
  2. Подстанция, повышающая напряжение, чтобы обеспечить высокую эффективность передачи электроэнергии на значительные расстояния.
  3. ЛЭП с высоким напряжением (35,0-750,0 кВ).
  4. Подстанция с понижающими функциями (на выходе 6,0-10,0 кВ).
  5. Пункт распределения электроэнергии.
  6. Питающие кабельные линии.
  7. Центральная подстанция на промышленном объекте, служит для понижения напряжения до 0,40 кВ.
  8. Радиальные или магистральные кабельные линии.
  9. Вводный щит в цеховом помещении.
  10. Районная распределительная подстанция.
  11. Кабельная радиальная или магистральная линия.
  12. Подстанция, понижающая напряжение до 0,40 кВ.
  13. Вводный щит жилого дома, для подключения внутренней электрической сети.

Передача электроэнергии на дальние расстояния

Основная проблема, связанная с такой задачей – рост потерь с увеличением протяженности ЛЭП. Как уже упоминалось выше, для снижения энергозатрат на передачу электричества уменьшают силу тока путем увеличения напряжения. К сожалению, такой вариант решения порождает новые проблемы, одна из которых коронные разряды.

С точки зрения экономической целесообразности потери в ВЛ не должны превышать 10%. Ниже представлена таблица, в которой приводится максимальная протяженность линий, отвечающих условиям рентабельности.

Таблица 1. Максимальная протяженность ЛЭП с учетом рентабельности (не более 10% потерь)

Напряжение ВЛ (кВ) Протяженность (км)
0,40 1,0
10,0 25,0
35,0 100,0
110,0 300,0
220,0 700,0
500,0 2300,0
1150,0* 4500,0*

* – на текущий момент ультравысоковольтная ВЛ переведена на работу с напряжением в половину от номинального (500,0 кВ).

Постоянный ток в качестве альтернативы

В качестве альтернативы электропередачи переменного тока на большое расстояние можно рассматривать ВЛ с постоянным напряжением. Такие ЛЭП обладают следующими преимуществами:

  • Протяженность ВЛ не влияет на мощность, при этом ее максимальное значение существенно выше, чем у ЛЭП с переменным напряжением. То есть при увеличении потребления электроэнергии (до определенного предела) можно обойтись без модернизации.
  • Статическую устойчивость можно не принимать во внимание.
  • Нет необходимости синхронизировать по частоте связанные энергосистемы.
  • Можно организовать передачу электроэнергии по двухпроводной или однопроводной линии, что существенно упрощает конструкцию.
  • Меньшее влияние электромагнитных волн на средства связи.
  • Практически отсутствует генерация реактивной мощности.

Несмотря на перечисленные способности ЛЭП постоянного тока, такие линии не получили широкого распространения. В первую очередь это связано с высокой стоимостью оборудования, необходимого для преобразования синусоидального напряжения в постоянное. Генераторы постоянного тока практически не применяются, за исключением электростанций на солнечных батареях.

С инверсией (процесс  полностью противоположный выпрямлению) также не все просто, необходимо допиться качественных синусоидальных характеристик, что существенно увеличивает стоимость оборудования. Помимо этого следует учитывать проблемы с организацией отбора мощности и низкую рентабельность при протяженности ВЛ менее 1000-1500 км.

Кратко о свехпроводимости.

Сопротивление проводов можно существенно снизить, охладив их до сверхнизких температур. Это позволило бы вывести эффективность передачи электроэнергии на качественно новый уровень и увеличить протяженность линий для использования электроэнергии на большом удалении от места ее производства. К сожалению, доступные на сегодняшний день технологии не могут позволить использования сверхпроводимости для этих целей ввиду экономической нецелесообразности.

www.asutpp.ru

Общая схема передачи и приема черно-белого телевизионного изображения

Схема передачи и приема телевизионного изображения представлена на рис…

Изображение объекта при помощи оптической системы (1) проецируют на оптико-электронный преобразователь — передающую трубку (2) (или ПЗС1). В передающей трубке оптическое изображение преобразуется в электрический сигнал, несущий информацию об изображении, который называют видеосигналом. Он усиливается в видеоусилителе (5) и

поступает на передающее устройство (6), где видеосигнал модулирует по амплитуде высокочастотные колебания (несущую частоту), вырабатываемые генератором высокой частоты.

В результате модуляции образуются амплитудно-моду-лированные высокочастотные колебания — телевизионный сигнал (ТВ-сигнал). Этот сигнал направляют на антенну, где он преобразуется в электромагнитные колебания и излучается в пространство. Роль канала связи могут выполнять радиопередатчики, ретрансляторы, кабельная, радиорелейная, спутниковая, световодная и другие линии связи, удовлетворяющие требованиям неискаженной передачи ТВ-сигнала.

Совместно с телевизионным сигналом при помощи отдельного радиопередатчика передают сигнал звукового сопровождения.

Электромагнитные колебания в приемной телевизионной антенне преобразуются в электрические и поступают в приемное устройство (7) телевизора. Здесь они усиливаются и детектируются, в результате чего из телевизионного сигнала выделяется видеосигнал. Его усиливают в видеоусилителе (8) и направляют на кинескоп (9), где он преобразуется в оптическое изображение.

Развертку телевизионного изображения по горизонтали и по вертикали на передающей и принимающей сторонах осуществляют блоки строчной и кадровой разверток (3) и (11). Для одновременного синхронного движения электронного луча при развертке изображения в передающей и приемной трубках используют — на передающей стороне синхрогенератор (4), а в телевизоре — селектор импульсов синхронизации (блок синхронизации) (10).

Синхрогенератор создает специальные импульсы (синхроимпульс), управляющие работой блоков развертки. Одновременно синхроимпульсы подают на видеоусилитель, где они вливаются в телевизионный сигнал для передачи в его составе. В телевизоре синхроимпульсы выделяются блоком синхронизации (селектором импульсов синхронизации) (10) и

при помощи блоков строчной и кадровой разверток (3) управляют движением луча по экрану кинескопа, обеспечивая синхронность и синфазность движения сканирующих элементов анализирующего и синтезирующих устройств.

Похожие статьи

znaytovar.ru

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о