Канал зв'язку - це система технічних засобів та середовище поширення сигналів для передачі повідомлень (не лише даних) від джерела до одержувача (і навпаки). Канал зв'язку, який розуміється у вузькому значенні, представляє лише фізичне середовище поширення сигналів, наприклад, фізичну лінію зв'язку.

Від джерела повідомлення (що говорить людини) повідомлення (мова) надходить на вхід пристрою (мікрофон). Передавальний пристрій перетворює повідомлення сигнали, які надходять на вхід каналу зв'язку. На виході каналу зв'язку приймальний пристрій (телефонний капсуль) за прийнятим сигналом відтворює передане повідомлення, останнє сприймається приймачем повідомлення (що слухає людиною). Передавач, канал зв'язку та приймач формують систему передачі інформації або систему зв'язку.

За призначенням системи зв'язку розмежовують канали телесигналізації, телевимірювання, телеуправління (телекомандні), телеграфні, телефонні, звукове мовлення, факсимільні, телевізійного мовлення тощо.

Канали зв'язку можуть мати багато форм, включаючи канали, що відповідають вимогам зберігання даних, які можуть передавати повідомлення, як тільки виникне ситуація.

Приклади каналів зв'язку включають:

• · З'єднання між ініціюючим та кінцевим вузлами ланцюга
• · Буфер, на який повідомлення можуть бути покладені та отримані
• · Виділений канал, що забезпечується середовищем або фізичним поділом, таким як багатопарний кабель, або електричним поділом, таким як частотне ущільнення каналів зв'язку або мультиплексування з тимчасовим поділом каналів
• · Шлях для переміщення електричного або електромагнітного сигналу зазвичай відрізняється від інших паралельних шляхів
• · Частина записуючого середовища, такий як доріжка або група доріжок, що дозволяє читати або записувати станцію або пристрій звуковідтворення.
• · У комунікаційних системах, частина, що з'єднує джерело даних та приймач даних
• · Специфічна радіочастота, пара або діапазон частот, що зазвичай позначається буквою, номером або кодовим словом і найчастіше виділена міжнародною угодою
• · Простір в Internet Relay Chat (IRC) мережі, в якій учасники можуть зв'язуватися один з одним

Всі ці комунікаційні канали поділяють ту властивість, що переносять інформацію, яка переноситься через канал сигналом.

Прикладом каналу зв'язку може бути специфічна радіочастота, пара частот чи діапазон частот, зазвичай позначений буквою, номером чи кодовим словом і найчастіше виділена міжнародним угодою. Морське УКХ радіо використовує деякі 88 каналів в УКХ діапазоні для двонаправленого частотно-модульованого голосового зв'язку. Канал 16, наприклад, означає частоту 156,800 МГц.

Телевізійні канали розташовані на частоті, визначальною фізичною величиною якого є мегагерці (МГц). Кожен канал має ширину 6 МГц. Крім цих фізичних каналів, телебачення також має віртуальні канали. Wi-Fi (бездротова мережа) є каналом зв'язку, що складається з неліцензованих каналів 1-13 в діапазоні від 2412 МГц до 2484 МГц з кроком в 5 МГц.

Лінія зв'язку та канал зв'язку - це не те саме.

Лінія звязку(ЛЗ) - це фізичне середовище, через яку передаються інформаційні сигнали. В одній лінії зв'язку може бути організовано кілька каналів зв'язку шляхом тимчасового, частотного кодового та інших видів поділу - тоді говорять про логічні (віртуальні) канали. Якщо канал повністю монополізує лінію зв'язку, він може називатися фізичним каналом й у разі збігається з лінією зв'язку. Хоча можна, наприклад, говорити про аналоговий або цифровий канал зв'язку, але абсурдно говорити про аналогову або цифрову лінію зв'язку, бо лінія - лише фізичне середовище, в якому можуть бути утворені канали зв'язку різного типу. Проте, навіть говорячи про фізичну багатоканальну лінію, її часто називають каналом зв'язку. Л є обов'язковою ланкою будь-якої системи передачі інформації.

Мал. 15. 2. Класифікація каналів Зв'язку

Класифікація каналів зв'язку (КС) показано на рис. 15. 2. За фізичною природою ЛЗ та КС на їх основі діляться на:

механічні - використовуються передачі матеріальних носіїв інформації

акустичні – передають звуковий сигнал;

оптичні – передають світловий сигнал;

електричні – передають електричний сигнал.

Електричні та оптичніКС можуть бути:

провідними, які використовують передачі сигналів провідникові лінії зв'язку (електричні дроти, кабелі, світловоди тощо. буд.);

бездротовими (радіоканали, інфрачервоні канали і т. д.), що використовують для передачі сигналів електромагнітні хвилі, що поширюються ефіром.

За формою подання інформації КС поділяються на:

аналогові- по аналогових каналах передається інформація, подана у безперервній формі, тобто у вигляді безперервного ряду значень будь-якої фізичної величини;

цифрові- Цифровими каналами передається інформація, представлена ​​у вигляді цифрових (дискретних, імпульсних) сигналів тієї чи іншої фізичної природи.

Залежно від можливих напрямів передачі розрізняють:

симплексніКС, що дозволяють передавати інформацію лише в одному напрямку;

напівдуплексніКС, що забезпечують поперемінну передачу інформації у прямому та зворотному напрямках;

дуплексніКС, що дозволяють вести передачу інформації одночасно і у прямому, і у зворотному напрямках.

Канали зв'язку можуть бути, нарешті:

комутованими;

некомутовані.

Комутованіканали створюються з окремих ділянок (сегментів) лише на час передачі за ними інформації; після закінчення передачі такий канал ліквідується (роз'єднується).

Некомутувані(Виділені) канали створюються на тривалий час і мають постійні характеристики по довжині, пропускної спроможності, перешкодозахищеності.

За пропускною здатністю їх можна поділити на:

низькошвидкісніКС, швидкість передачі в яких від 50 до 200 біт/с; це телеграфні КС, як комутовані (абонентський телеграф), і некоммутируемые;

середньошвидкісніКС, наприклад аналогові (телефонні) КС; швидкість передачі у яких від 300 до 9600 біт/с, а нових стандартах V 90-V. 92 Міжнародного консультативного комітету з телеграфії та телефонії (МККТТ) та до 56 000 біт/с

високошвидкісні(Широкополосні) КС, що забезпечують швидкість передачі інформації вище 56 000 біт/с.

Слід особливо відзначити, що телефонний КС є більш вузькосмуговим, ніж телеграфний, але швидкість передачі даних по ньому вище завдяки обов'язковому наявності модему, що істотно знижує F з сигналу, що передається. При простому кодуванні максимально досяжна швидкість передачі по аналоговим каналам вбирається у 9600 бод = 9600 біт/с. Складні протоколи кодування переданих даних, що застосовуються в даний час, використовують не два, а кілька значень параметра сигналу для відображення елемента даних і дозволяють досягти швидкості передачі даних по аналогових телефонних лініях зв'язку 56 кбіт/с = 9600 бод.

За цифровими КС, організованими на базі телефонних ліній, швидкість передачі даних завдяки зменшенню F з і збільшенню Н з оцифрованого сигналу також: може бути вищою (до 64 кбіт/с), а при мультиплексуванні декількох цифрових каналів в один в такому складеному КС швидкість передачі може подвоюватися, потроюватись і т. д.; існують подібні канали зі швидкостями десятки та сотні мегабіт на секунду.

Фізичним середовищемпередачі інформації в низькошвидкісних і середньошвидкісних КС зазвичай є провідні лінії зв'язку: групи або паралельних, або скручених ("кручена пара") проводів.

Для організації широкосмугових КС використовуються різні кабелі, зокрема:

неекрановані з крученими парами з мідних проводів (Unshielded Twisted Pair - UTP);

екрановані з крученими парами з мідних проводів (Shielded Twisted Pair - STP);

волоконно-оптичні (Fiber Optic Cable – FOC);

коаксіальні (Coaxial Cable – CC);

бездротові радіоканали.

Кручена пара- це ізольовані провідники, попарно звиті між собою зменшення перехресних наведень між провідниками. Такий кабель, що складається зазвичай з невеликої кількості кручених пар (іноді навіть двох), характеризується меншим загасанням сигналу при передачі на високих частотах і меншою чутливістю до електромагнітних наведень, ніж паралельна пара проводів.

UTP-кабеліНайчастіше використовуються в системах передачі даних, зокрема в обчислювальних мережах. Виділяють п'ять категорій кручених пар UTP: перша та друга категорії використовуються при низькошвидкісній передачі даних; третя, четверта і п'ята - при швидкостях передачі відповідно до 16, 25 і 155 Мбіт/с (а при використанні стандарту технології Gigabit Ethernet на кручений парі, введеного в 1999 році, і до 1000 Мбіт/с). За хороших технічних характеристик ці кабелі порівняно недорогі, вони зручні в роботі, не вимагають заземлення.

STP-кабелімають хороші технічні характеристики, але мають високу вартість, жорсткі і незручні в роботі, вимагають заземлення екрану. Вони діляться на типи: Туре 1, Туре 2, Туре 3, Туре 5, Туре 9. З них Туре 3 визначає характеристики неекранованого телефонного кабелю, а Туре 5 - волоконно-оптичного кабелю. Найбільш популярний кабель Туре 1 стандарту IBM, що складається з двох пар скручених проводів, екранованих провідною обплетенням, яку належить заземлювати. Його характеристики приблизно відповідають характеристикам кабелю UTP категорії 5.

Коаксіальний кабельявляє собою мідний провідник, покритий діелектриком і оточений свитою з тонких мідних провідників захисною оболонкою, що екранує. Коаксіальні кабелі для телекомунікацій поділяються на дві групи:

товсті коаксіали;

тонкі коаксіали.

Товстийкоаксіальний кабель має зовнішній діаметр 12, 5 мм і досить товстий провідник (2, 17 мм), що забезпечує хороші електричні та механічні характеристики. Швидкість передачі даних по товстому коаксіальному кабелю досить висока (до 50 Мбіт/с), але з огляду на певну незручність роботи з ним та його значну вартість, рекомендувати його для використання в мережах передачі даних можна далеко не завжди. Тонкийкоаксіальний кабель має зовнішній діаметр 5-6 мм, він дешевший і зручніший у роботі, але тонкий провідник у ньому (0, 9 мм) обумовлює гірші електричні (передає сигнал з допустимим загасанням на меншу відстань) та механічні характеристики. Рекомендовані швидкості передачі даних "тонкого" коаксіалу не перевищують 10 Мбіт/с.

Основу волоконно-оптичного кабелюскладають "внутрішні підкабелі" - скляні або пластикові волокна діаметром від 5 (одномодові) до 100 (багатомодові) мікрон, оточені твердим заповнювачем і поміщені в захисну оболонку діаметром 125-250 мкм. В одному кабелі може утримуватися від одного до кількох сотень таких "внутрішніх кабелів". Кабель, у свою чергу, оточений заповнювачем і покритий більш товстою захисною оболонкою, всередині якої прокладено один або кілька силових елементів, що приймають забезпечення механічної міцності кабелю.

По одномодовому волокну (діаметр їх 5-15 мкм) оптичний сигнал поширюється, майже відбиваючись від стінок волокна (входить у волокно паралельно його стінкам), чим забезпечується дуже широка смуга пропускання (до сотень гігагерц на кілометр). По многомодовому волокну (діаметр його 40-100 мкм) поширюються відразу багато сигналів, кожен із яких входить у волокно під своїм кутом (своєї модою) і, відбивається від стінок волокна у різних місцях (смуга пропускання багатомодового волокна 500-800 МГц/ км).

Джерелом поширюваного по оптоволоконному кабелю світлового променя є перетворювач електричних сигналів в оптичні, наприклад, світлодіод або напівпровідниковий лазер. Кодування інформації здійснюється зміною інтенсивності світлового променя. Фізичною основою передачі світлового променя по волокну є принцип повного внутрішнього відбиття променя від стінок волокна, що забезпечує мінімальне згасання сигналу, найвищий захист від зовнішніх електромагнітних полів та високу швидкість передачі. По оптоволоконному кабелю, що має велику кількість волокон, можна передавати величезну кількість повідомлень. На іншому кінці кабелю приймаючий прилад перетворює світлові сигнали на електричні. Швидкість передачі по оптоволоконному кабелю дуже висока і сягає величини 1000 Мбіт/с, але дуже дорогий і використовується зазвичай лише прокладання відповідальних магістральних каналів зв'язку. Такий кабель пов'язує столиці та великі міста більшості країн світу, а прокладений дном Атлантичного океану кабель пов'язує Європу з Америкою. Оптоволоконний кабель з'єднує Санкт-Петербург із Москвою, прибалтійськими та скандинавськими країнами, крім того, він прокладений у тунелях метро та пов'язує всі райони міста. У обчислювальних мережах оптоволоконний кабель використовується на найбільш відповідальних ділянках, зокрема в мережі Інтернет. Можливості оптоволоконних каналів воістину безмежні: по одному товстому магістральному оптоволоконному кабелю можна одночасно організувати кілька сотень тисяч телефонних каналів, кілька тисяч відеотелефонних каналів і близько тисячі телевізійних каналів.

Радіоканал- це бездротовий канал зв'язку, що прокладається через ефір. Система передачі даних (СПД) по радіоканалу включає радіопередавач і радіоприймач, налаштовані на той самий радіохвильовий діапазон, який визначається частотною смугою електромагнітного спектра, що використовується для передачі даних. Часто таку СПД називають просто радіоканалом. Швидкості передачі даних по радіоканалу практично не обмежені (вони обмежуються смугою пропускання приймально-передавальної апаратури). Високошвидкісний радіодоступ надає користувачам канали зі швидкістю передачі 2 Мбіт/с і вище. У найближчому майбутньому очікуються радіоканали зі швидкостями 20-50 Мбіт/с.

Таблиця 15. 1. Діапазони радіохвиль

Для комерційних телекомунікаційних систем найчастіше використовуються частотні діапазони 902-928 МГц та 2, 4-2, 48 ГГц (у деяких країнах, наприклад США, за малих рівнів потужності випромінювання - до 1 Вт - дозволено використовувати ці діапазони без державного ліцензування).

Бездротові канали зв'язку мають погану перешкодозахисність, але забезпечують користувачеві максимальну мобільність і оперативність зв'язку. У обчислювальних мережах бездротові канали зв'язку передачі даних використовуються найчастіше там, де застосування традиційних кабельних технологій утруднено чи навіть неможливо. Але найближчим часом ситуація може змінитися - активно ведеться розробка нової технології бездротового зв'язку Bluetooth.

Bluetooth- це технологія передачі даних по радіоканалах на короткі відстані, що дозволяє здійснювати зв'язок бездротових телефонів, комп'ютерів та різної периферії навіть у випадках, коли порушується вимога прямої видимості.

Загальновживальними і вже досить відомими є з'єднання електронної апаратури між собою інфрачервоним каналом зв'язку. Але ці сполуки потребують прямої видимості. Наприклад, пультом дистанційного керування телевізором неможливо скористатися, якщо між вами та телевізором опинився хоча б аркуш газетного паперу.

Спочатку Bluetoothрозглядалася виключно як альтернатива використанню інфрачервоних з'єднань між різними портативними пристроями. Але зараз фахівці пророкують уже два напрями широкого використання Bluetooth. Перший напрямок - це домашні мережі, що включають різну електронну техніку, зокрема комп'ютери, телевізори і т. п. Друге, набагато важливіший напрямок - локальні мережі офісів невеликих фірм, де стандарт Bluetooth може прийти на зміну традиційним дротовим технологіям.

Недоліком Bluetooth є порівняно низька швидкість передачі - вона не перевищує 720 кбіт/с, тому ця технологія не здатна забезпечити передачу відеосигналу.

Телефонні лінії зв'язкує найбільш розгалуженими та широко використовуються. По телефонних лініях зв'язку здійснюється передача звукових (тональних) та факсимільних повідомлень, є основою побудови інформаційно-довідкових систем, систем електронної пошти та обчислювальних мереж.

По телефонних лініях можуть бути організовані і аналогові, і цифрові канали передачі. Розглянемо це питання, зважаючи на його високу актуальність, дещо докладніше.

"Проста стара телефонна система", в англомовній абревіатурі POTS (Primitive Old Telephone System), складається з двох частин: магістральної системи зв'язку та мережі доступу абонентів до неї. Найбільш простий варіант доступу абонентів до магістральної системи – використання абонентського аналогового каналу зв'язку. Більшість телефонних апаратів підключаються до автоматичної телефонної станції (АТС), що є елементом магістральної системи, саме так.

Телефонний мікрофон перетворює звукові коливання на аналоговий електричний сигнал, який і передається по абонентській лінії в АТС. Необхідна для передачі голосу смуга частот становить приблизно 3 кГц, в діапазоні від 300 Гц до 3, 3 кГц. При знятті трубки формується сигнал "off-hook", що повідомляє АТС про виклик, і, якщо телефонна станція не зайнята, набирається потрібний телефонний номер, який передається в АТС у вигляді послідовності імпульсів (при імпульсному наборі) або у вигляді комбінації сигналів звукової частоти (При тональному наборі). Завершується розмова сигналом on-hook, що формується при опусканні трубки. Такий тип процедури виклику називається "in band", оскільки передача сигналів виклику здійснюється по тому каналу, що і передача мови.

Характеристика каналів зв'язку скрутна. Куди зарахувати можливість певного чиновника отримати інформацію? Майстерно маніпулюючи зв'язками, ділок купує вигідно товар. Сарафанне (народне) радіо швидко розносить погані звістки, часто плітки. Ще Висоцький був обдурений чутками про швидку заборону… Використовуючи свої канали, екстрасенси зцілюють, доводять цікаву інформацію масам. Іноді безбожно брешуть. Мозок сьогодні керує комп'ютерами, японці вчаться читати думки, куди віднести новий канал?

Класифікація

Сьогодні вся інформація поширюється у вигляді коливань – єдиний спосіб існування матерії, сприймається людиною, приладами. Тесла вважав світобудову зітканим із вібрацій. Складно помилитися, назвавши канали зв'язку коливальними. Класифікація тісно стосується досліджень гармонійних процесів. Фур'є показав – хвиля будь-якої форми уявна сумою елементарних коливань.

За природою хвиль

Напрошується перша класифікація:

Думки можуть бути періодичними. Встановленням природи сигналів сьогодні займається наука. Наведені вище приклади становлять малу дещицю досягнень людської цивілізації. Виявивши мінімум розумового напруження, читачі зрозуміють: електромагнітні, механічні хвилі поширюються повсюдно. Поступово згасаючи. Електромагнітним зазвичай вдається поринути далі. Природним механічним обмежувачем виступає навколишній вакуум вакуум.

Електромагнітне випромінювання прийнято класифікувати згідно з типом модуляції несучої:

1. Амплітудна.
2. Частотна.
3. Фазова.
4. Односмугова.
5. Кодово-імпульсна.
6. Маніпуляція:

• Частоти.
• Фази.
• Амплітуди.

За формою хвиль

Людина спочатку намагалася використати електрику. Завдання передачі інформації вимагало змінювати форму сигналів:

1. Аналогові, що змінюються плавно.
2. Імпульсні, що відрізняються короткою тривалістю.
3. Дискретні штучно розірвані. Цифровий сигнал відрізняється нормуванням рівнів символів 0, 1.

Вимоги мінімізації вартості, енерговитрат постійно народжують методики покращення якості. Сьогодні найвищим досягненням людської думки вважають цифровий сигнал, який став окремою галуззю сегмента передачі. Сказане дозволяє класифікувати канали:

1. Шифрований – відкритий.
2. Кодований (наприклад, псевдошумовий сигнал) – некодований.
3. Широкосмуговий – вузькосмуговий.
4. Дуплексний – односторонній.
5. Мультиплексний – без стиску.
6. Швидкісний – звичайний.
7. Висхідний – низхідний.
8. Широкомовний – індивідуальний.
9. Прямий – зворотний (поворотний).

Крім того мережні протоколи утворюють ієрархію OSI, кожен рівень можна представити каналом. Можливі інші критерії розбиття.

За коригуючою дією

Канали змінюють інформацію, що проходить. Іноді навмисно:

1. Лінійні. Вихідний сигнал легко відновити, знаючи характеристики каналу.
2. Нелінійні. Частина інформації безповоротно губиться.
3. Стохастичні. Перешкоди реальних каналів рідко піддаються прогнозу, навіть статистичними методами.

За середовищем поширення

Підрозділ класифікації стосується електромагнітної енергії:

1. Провідні.
2. Бездротові.

Принцип дії

Інформаційні дані проходять шлях між локаціями, долаючи середовище. Траєкторію прийнято називати каналом зв'язку. Сучасна техніка користується останнім типом класифікації, розглядаючи методи:

1. Дротові (кручена пара, кабель, оптичне волокно, мідний провід).
2. Бездротові (супутники, радіо, теплове випромінювання, світло).

Матеріалом провідних середовищ стала переважно мідь через найкраще поєднання ціна/опір. Скло, полімери обіцяють стати гідною заміною: факт, позначений експертами середини 80-х (ХХ століття). В інформатиці розглядають поняття каналу набагато ширше, включаючи сюди пристрої для зберігання, самописці, накопичувачі, плівку.

Модуляція

Спочатку форма сигналів була максимально простою, частіше дискретною (азбука Морзе, код Шиллінга, візуальні знаки семафорів). Дослідники швидко зрозуміли неефективність елементарних прийомів. Вже Попов здогадався застосовувати амплітудну модуляцію несучої. Частотна народжена Едвіном Армстронгом (30-ті роки). Інженери Дженерал Електрик переконливо показали відмінну стійкість прийому мовлення за умов спалахів блискавок.

Цифрова ера

Друга світова війна принесла світу більш витончені варіанти, включаючи кодування псевдошумових сигналів, частотну маніпуляцію. Вжиті заходи дозволили значно знизити спектральну щільність сигналу. Засікнути передачу стало неймовірно складно, розшифрувати практично неможливо. Досягнення воєнних років розвивалися наступні кілька десятиліть. Нині панують цифрові технології, завтрашні кроки примхливої ​​історії складно передбачити.

Мережі

Основні сучасні канали стосуються безпосередньо сегмента мереж, тобто ліній, що об'єднують електронні об'єкти, що активно взаємодіють: комп'ютери, телефони, модеми. Раніше створення ARPANET обміну інформацією завідувала людина. Бурхливе зростання мережевих технологій уможливило створення глобальних конформацій: інтернет, послуги стільникових операторів. Міжнародна взаємодія уможливила тотальна стандартизація протоколів. Зокрема, спочатку (RFC 733) інтернет отримав визначення мережі, що користується стеком TCP/IP. Сьогодні поняття стало набагато ширшим, маючи на увазі планетарну систему взаємопов'язаних хостів, що несуть програмне забезпечення HTTP-серверів.

Персональні комп'ютери

Окремим рядком є ​​шини персональних комп'ютерів. Ері зародження багатоядерних процесорів передували такі сьогодні малознайомі абревіатури, як PCI, ISA. Своїм народженням Фідонет зобов'язаний карті розширення S-100. Неправильно забувати історичні передумови. Приклад - розвал Фідонета, кинутого власним розробником, який раніше обгрунтував економічну доцільність застосування телефонних ліній. Пішов автор – розвалилася система, позбавлена ​​опори у вигляді доречності технології, відповідності вимогам, що зростають, піднесеним конкуруючими методами інтернету. Технічний рівень користувачів був недостатнім, був безсилий продовжити агонію вмираючої концепції.

Відсутність інформаційної підтримки

Західні телекомунікаційні засоби утворюють сукупність економічно обґрунтованих типів передачі. Немає вітчизняних еквівалентів термінів, переданих англомовним доменом павутини. За телекомунікаційними технологіями параметрами доводиться брати закордонну довідку. Відсутність інформаційної підтримки назвемо черговою слабкою ланкою, що заважає розвитку промисловості.

Моделі каналів

Фізичне середовище прийнято моделювати. Дослідники намагаються передбачити результат майбутніх дій, вважаючи мінімізувати витрати, збільшити користь. Часто поштовхом проведення робіт стають екстремальні ситуації, війни, революції. Першу роботу, що стосується реальних каналів передачі інформації, з моделями шумів, перешкод випустив (1948) Клод Шеннон. Вчений розглянув рухи дискретних сигналів, запропонував методики оптимізації.

Математики невпинно розробляють моделі інтерференції, рефракції, відбиття, шумів, згасання, резонансу. Наприклад, розробники мобільного зв'язку впроваджують адитивну перешкоду. Точних методик розрахунку немає. Модель каналу враховує сферу застосування, має різні цілі. Бувають потреби, шукані величини такі:

1. Оцінка смуги пропускання.
2. Обчислення бітрейту.
3. Коефіцієнт використання каналу.
4. Спектральна густина сигналу.
5. Рівень тремтіння.
6. Відсоток помилково переданих бітів.
7. Оцінка відношення сигнал/шум.
8. Затримка лінії.

Стільникові вишки поділяють канал між фіксованим набором абонентів. Найчастіше сигнал зазнає сильної інтерференції. Складний канал є сумою взаємодій типу «точка-точка». Прийнято виділяти групи відповідних моделей, що описують з'єднання, призначати кожній області стандартний набір методик «для звітування».

Цифрові

Дискретні канали легше моделювати. Повідомлення є цифровим сигналом вибраного шару протоколу (ієрархії OSI). Часто фізичний канал замінюють спрощеними уявленнями:

• кадр.
• Пакет.
• Датаграма.

Поведінка складніших структур простіше відстежити, підраховуючи продуктивність, швидкість, ймовірність помилок. Приклади:

• Симетричний цифровий канал – найпростіший приклад передачі бітів, що враховує вплив шумів.
• Помилка пакета бітів (модель Гільберта Елліота). Описує випадок обов'язкової наявності неправильно прийнятих першого, останнього символів при довжині відрізка вибірки вище деякого значення m, що називається захисною смугою. "Невдалі" ділянки зазвичай розділені порівняно довгими (перевищують m) областями впевненого прийому.
• Стертий біт. Модель введена Петером Еліасом (Масачусетський технологічний інститут, 1955), що описує випадок системи, де періодично сигнал пропадає. Вводиться певна ймовірність «прання». Здається простота оманлива, широке коло реальних проблем вирішується рядом припущень зазначеним шляхом.
• Стертий пакет. Іноді пропадає шмат коду.
• Канал, що довільно змінюється, імітує реальні непередбачувані умови. Експерти протиставляють методику симетричної цифрової, запропонованої Шенноном.

Аналогові

Самі моделі можуть бути:

1. Лінійними – нелінійними.
2. Безперервними – дискретними.
3. Постійної – динамічної ймовірності.
4. Вузькосмугові – широкосмугові.
5. Інваріантні – змінні у часі.
6. Справжні (реальні) – комплексні.

1. Шумова модель:
   • Адитивна (білий Гаусівський шум) – лінійна безперервна постійна.
   • Фазове тремтіння.
2. Інтерференційна система: перехресні, міжсимвольні перешкоди.
3. Спотворення – нелінійні канали.
4. Імітація амплітудно-частотної характеристики.
5. Групова (фазова) затримка.
6. Моделювання умов фізичного каналу.
7. Розрахунок поширення радіохвиль.
   • Згасання потужності, спричинене зростанням дальності.
   • Завмирання: Релеєвські, Райсівські, частотно-виборчі, тіньові.
   • Доплерівське зрушення, доповнене завмираннями.
   • Трасування променів.
   • Моделювання стільникового зв'язку.

Стільникові

Стосуються рухливих абонентів: постійно змінюються швидкість, прискорення, координати. Моделювання бездротових децентралізованих систем, що самоорганізуються, вимагає обліку специфічних умов: шаблону трафіку, особливостей регламенту зв'язку, поведінки передплатників.

• Широкомовний варіант часто називають типом «точка-три крапки». Єдиний передавач надсилає кілька повідомлень. Відстань вузлів неоднакова. Представима більшість бездротових каналів, виключаючи радіоаматорський, двосторонній зв'язок. Добре вписується низхідна гілка трафіку стільникових мереж, особливо за відсутності перешкод сусідньої вежі.
• Множинний доступ передбачає паралельне надсилання повідомлень кількома передавачами. Число приймачів варіюється. Існуюча схема доступу до ресурсів доповнюється методами контролю середовища, включаючи схеми мультиплексування. Прийнятно описує висхідну гілку трафіку мобільних мереж.
• Релейний канал доповнює передавач взаємозалежною системою репітерів. Модель чудово визначає стандарт LTE.
• Інтерференційний канал передбачає наявність взаємних перешкод двох базових станцій. Крім перехресних утворюються канальні. Концепція прямо натякає на стільникові осередки мобільних операторів. Ситуація посилюється відсутністю ортогональних методик кодування.
• Індивідуальна передача визначає поведінка мобільного телефону, який отримав виділений ресурс вежі.
• Широкомовна схема використовувалася пейджерами. Система Хамелеон є непоганим прикладом.
• Групове мовлення визначає випадок передачі повідомлення фіксованій групі абонентів. Тісно стосується стандарту LTE.

Канали зв'язку (КС)служать передачі сигналу і є загальною ланкою будь-який системи передачі.

За фізичною природою канали зв'язку поділяються на механічні,використовувані передачі матеріальних носіїв інформації, акустичні, оптичніі електричні, що передають відповідно звукові, світлові та електричні сигнали.

Електричні та оптичні канали зв'язку в залежності від способу передачі сигналів можна поділити на дротяні, що використовують для передачі сигналів фізичні провідники (електричні дроти, кабелі, світловоди), і бездротові електромагнітні хвилі, що використовують для передачі сигналів (радіоканали, інфрачервоні канали).

За формою подання інформації, що передається, канали зв'язку діляться на аналогові, якими інформація передається у безперервній формі, тобто. у вигляді безперервного ряду значень будь-якої фізичної величини, та цифрові,що передають інформацію, подану у вигляді цифрових (дискретних, імпульсних) сигналів різної фізичної природи.

Залежно від можливих напрямів передачі інформації канали зв'язку поділяються на симплексні,що дозволяють передавати інформацію лише в одному напрямку; напівдуплексні, Що забезпечують поперемінну передачу інформації як у прямому, і у зворотному напрямах; дуплексні, що дозволяють вести передачу інформації одночасно у прямому та зворотному напрямках.

Канали зв'язку бувають комутовані, що створюються з окремих ділянок (сегментів) тільки на час передачі за ними інформації, а після закінчення передачі такий канал ліквідується (роз'єднується), та некомутовані(Виділені), створювані на тривалий час і мають постійні характеристики по довжині, пропускної спроможності, перешкодозахищеності.

Широко використовувані в автоматизованих системах обробки інформації та управління електричні дротяні канали зв'язку різняться за пропускною здатністю:

низькошвидкісні,швидкість передачі в яких від 50 до 200 біт/с. Це телеграфні канали зв'язку, як комутовані (абонентський телеграф), і некоммутируемые;

середньошвидкісні,які використовують аналогові (телефонні) канали зв'язку; швидкість передачі в них від 300 до 9600 біт/с, а в нових стандартах V.32 - V.34 Міжнародного консультативного комітету з телеграфії та телефонії (МККТТ) та від 14400 до 56 000 біт/с;

високошвидкісні(широкосмугові), що забезпечують швидкість передачі інформації понад 56 000 біт/с.

Для передачі інформації в низькошвидкісних та середньошвидкісних КСфізичним середовищем зазвичай є провідні лінії зв'язку: групи або паралельних, або скручених проводів, званих кручена пара.Вона являє собою ізольовані провідники, попарно звиті між собою для зменшення перехресних електромагнітних наведень, так і загасання сигналу при передачі на високих частотах.

Для організації високошвидкісних (широсмугових) КС використовуються різні кабелі:

Екрановані з крученими парами з мідних проводів;

Неекрановані з крученими парами з мідних проводів;

Коаксіальні;

Оптоволоконні.

STP-кабелі(екрановані з крученими парами з мідних проводів) мають хороші технічні характеристики, але незручні в роботі та дороги.

UTP-кабелі(неекрановані з крученими парами з мідних проводів) досить широко використовуються в системах передачі даних, зокрема в обчислювальних мережах.

Виділяють п'ять категорій кручених пар: перша та друга категорії використовуються при низькошвидкісній передачі даних; третя, четверта та п'ята - при швидкостях передачі відповідно до 16,25 та 155 Мбіт/с. Ці кабелі мають хороші технічні характеристики, порівняно недорогі, зручні в роботі, не вимагають заземлення.

Коаксіальний кабельявляє собою мідний провідник, покритий діелектриком і оточений свитою з тонких мідних провідників захисною оболонкою, що екранує. Швидкість передачі даних по коаксіальному кабелю досить висока (до 300 Мбіт/с), але недостатньо зручний у роботі і має високу вартість.

Оптоволоконний кабель(рис. 8.2) складається із скляних або пластикових волокон діаметром кілька мікрометрів (світло-провідна жила) з високим показником заломлення п с,оточених ізоляцією з низьким показником заломлення n 0та поміщених у захисну поліетиленову оболонку. На рис. 8.2, апоказано розподіл показника заломлення по перерізу оптоволоконного кабелю, але в рис. 8.2, б- Схема поширення променів. Джерелом випромінювання, що поширюється оптоволоконним кабелем, є світлодіод або напівпровідниковий лазер, приймачем випромінювання - фотодіод, який перетворює світлові сигнали в електричні. Передача світлового променя по волокну заснована на принципі повного внутрішнього віддзеркалення променя від стінок жили, що світоведить, за рахунок чого забезпечується мінімальне згасання сигналу.

Мал. 8.2.Розповсюдження променів по оптоволоконному кабелю:

а- Розподіл показника заломлення по перерізу оптоволоконного кабелю;

б -схема розповсюдження променів

Крім того, оптоволоконні кабелі забезпечують захист інформації, що передається, від зовнішніх електромагнітних полів і високу швидкість передачі до 1000 Мбіт/с. Кодування інформації здійснюється за допомогою аналогової, цифрової або модуляції імпульсної світлового променя. Оптоволоконний кабель досить дорогий і зазвичай використовується лише для прокладання відповідальних магістральних каналів зв'язку, наприклад, прокладений дном Атлантичного океану кабель пов'язує Європу з Америкою. У обчислювальних мережах оптоволоконний кабель використовується найбільш відповідальних ділянках, зокрема, в Internet. За одним товстим магістральним оптоволоконним кабелем можна одночасно організувати кілька сотень тисяч телефонних, кілька тисяч відеотелефонних та близько тисячі телевізійних каналів зв'язку.

Високошвидкісні КСорганізовуються з урахуванням бездротових радіоканалів.

Радіоканал -це бездротовий канал зв'язку, що прокладається через ефір. Для формування радіоканалу використовуються радіопередавач та радіоприймач. Швидкості передачі даних по радіоканалу практично обмежуються смугою пропускання приймальної апаратури. Радіохвильовий діапазон визначається частотною смугою електромагнітного спектру, що використовується для передачі даних. У табл. 8.1 представлені діапазони радіохвиль та відповідні їм частотні смуги.

Для комерційних телекомунікаційних систем найчастіше використовуються частотні діапазони 902 – 928 МГц та 2,40 – 2,48 ГГц.

Бездротові канали зв'язку мають погану перешкодозахисність, але забезпечують користувачеві максимальну мобільність і швидкість реакції.

Телефонні лінії зв'язкунайбільш розгалужені та поширені. Вони здійснюють передачу звукових (тональних) та факсимільних повідомлень. На базі телефонної лінії зв'язку побудовано інформаційно-довідкові системи, системи електронної пошти та обчислювальних мереж. На базі телефонних ліній можуть бути створені аналогові та цифрові канали передачі інформації.

У аналогових телефонних лініяхтелефонний мікрофон перетворює звукові коливання аналоговий електричний сигнал, який і передається по абонентської лінії в АТС. Необхідна для передачі голосу смуга частот становить приблизно 3 кГц (діапазон 300 Гц -3,3 кГц). Передача сигналів виклику здійснюється по тому каналу, що і передача мови.

У цифрових каналів зв'язкуаналоговий сигнал перед введенням дискретизується - перетворюється на цифрову форму: кожні 125 мкс (частота дискретизації дорівнює 8 кГц); поточне значення аналогового сигналу відображається 8-розрядним двійковим кодом.

Таблиця 8.1

Діапазони радіохвиль та відповідні їм частотні смуги

Використовують такі характеристики каналу

• Смуга частот, що ефективно передається $\backslash Delta\; F$;
• Динамічний діапазон $D\; =\; 10\; \backslash lg\; (P\_(max)\; \backslash over\; P\_(min))$;
• Перешкоднозахищеність $A$;
• Об `єм $V\_k$.

Перешкодостійкість

Перешкоднозахищеність $A\; =\; 10\; \backslash lg\; (P\_(min~signal)\; \backslash over\; P\_(noise))$. Де $(P\_(min~signal)\; \backslash over\; P\_(noise))$- мінімальне відношення сигнал/шум;

Об'єм каналу

Об'єм каналу $V$визначається за формулою: $V\_k=\backslash Delta\; F\_k\backslash cdot\; T\_k\backslash cdot\; D\_k$,

де $T\_k$- час, протягом якого канал зайнятий сигналом, що передається;

Для передачі сигналу каналом без спотворень обсяг каналу $V\_k$повинен бути більшим або дорівнює обсягу сигналу $V\_s$, тобто $V\_k\; \backslash geqslant\; ~V\_s$. Найпростіший випадок вписування обсягу сигналу обсяг каналу - це досягнення виконання нерівностей $\backslash Delta\; F\_k\backslash geqslant~\backslash Delta\; F\_s$, $T\_k\; \backslash geqslant~T\_s$> і $\backslash Delta\; D\_k\; \backslash geqslant~\backslash Delta\; D\_s$. Проте, $V\_k\; \backslash geqslant\; ~V\_s$може виконуватися і в інших випадках, що дає можливість досягти необхідних характеристик каналу зміною інших параметрів. Наприклад, із зменшенням діапазону частот можна збільшити смугу пропускання.

Класифікація

Існує безліч видів каналів зв'язку, серед яких найчастіше виділяють канали провідного зв'язку (повітряні, кабельні, світловодні та ін.) та канали радіозв'язку (тропосферні, супутникові та ін.). Такі канали у свою чергу прийнято кваліфікувати на основі характеристик вхідного та вихідного сигналів, а також зміни характеристик сигналів залежно від таких явищ, що відбуваються в каналі, як завмирання і згасання сигналів.

За типом середовища поширення канали зв'язку діляться на провідні, акустичні, оптичні, інфрачервоні та радіоканали.

Канали зв'язку також класифікують на

• безперервні (на вході та виході каналу - безперервні сигнали),
• дискретні або цифрові (на вході та виході каналу - дискретні сигнали),
• безперервно-дискретні (на вході каналу - безперервні сигнали, а на виході - дискретні сигнали),
• дискретно-безперервні (на вході каналу - дискретні сигнали, але в виході - безперервні сигнали).

Канали можуть бути лінійними та нелінійними, тимчасовими та просторово-часовими. Можлива класифікація каналів зв'язку діапазону частот.

Моделі каналу зв'язку

Канал зв'язку описується математичною моделлю, завдання якої зводиться до визначення математичних моделей вихідного та вхідного $S\_2$і $S\_1$, а також встановлення зв'язку між ними, що характеризується оператором $L$, тобто

$S\_2\; =\; L\; (S\_1)$.

Моделі безперервних каналів

Моделі безперервних каналів можна класифікувати на модель каналу з адитивним шумом Гауса, модель каналу з невизначеною фазою сигналу і адитивним шумом і модель каналу з міжсимвольною інтерференцією і адитивним шумом.

Модель ідеального каналу

Модель ідеального каналу використовується тоді, коли можна знехтувати наявністю перешкод. При використанні цієї моделі вихідний сигнал $S\_2$є детермінованим, тобто

$S\_2(t)=\backslash gamma\; ~S\_1(t-\backslash tau)$

де - константа, що визначає коефіцієнт передачі, - постійна затримка.

Модель каналу з невизначеною фазою сигналу та адитивним шумом

Модель каналу з невизначеною фазою сигналу та адитивним шумом відрізняється від моделі ідеального каналу тим, що $\backslash tau$є випадковою величиною. Наприклад, якщо вхідний сигнал $S\_1(t)$є вузькосмуговим , то сигнал $S\_2(t)$на виході каналу з невизначеною фазою сигналу та адитивним шумом визначається наступним чином:

$S\_2(t)=\backslash gamma\; (cos(\backslash theta)\; u(t)-sin(\backslash theta)\; H(u(t))\; +\; n(t)$,

де враховано, що вхідний сигнал $S\_1(t)$може бути представлений у вигляді:

$S\_1(t)=cos(\backslash theta)\; u(t)-sin(\backslash theta)\; H(u(t))$,

Моделі дискретно-безперервних каналів зв'язку

Також існують моделі дискретно-безперервних каналів зв'язку

Див. також

Напишіть відгук про статтю "Канал зв'язку"

Примітки

Література

• Зюко А. Г., Кловський Д.Д., Коржік Ст І., Назаров М.В.,.Теорія електричного зв'язку/За ред. Д. Д. Кловського. - Підручник для ВНЗ. – М.: Радіо та зв'язок, 1999. – 432 с. - ISBN 5-256-01288-6.
• Радіотехніка / За ред. Мазор Ю.Л., Мачуського Є.А., Правди В.І.. - Енциклопедія. – М.: ВД «Додека-XXI», 2002. – С. 488. – 944 с. - ISBN 5-94120-012-9.
• Прокіс, Дж.Цифровий зв'язок = Digital Communications / Кловський Д. Д.. – М.: Радіо та зв'язок, 2000. – 800 с. - ISBN 5-256-01434-X.
• Скляр Б.Цифровий зв'язок. Теоретичні основи та практичне застосування = Digital Communications: Fundamentals and Applications. - 2-ге вид. – М.: Вільямс, 2007. – 1104 с. - ISBN 0-13-084788-7.
• Феєр До.Бездротовий цифровий зв'язок. Методи модуляції та розширення спектра = Wireless Digital Communications: Modulation and Spread Spectrum Applications. – М.: Радіо та зв'язок, 2000. – 552 с. - ISBN 5-256-01444-7.

Посилання

• Канал зв'язку- стаття з Великої радянської енциклопедії.

Уривок, що характеризує канал зв'язку

– Де Анферові! – сказала баба. – Анферові ще зранку поїхали. А це чи Мар'ї Миколаївни, чи Іванови.
– Він каже – жінка, а Марія Миколаївна – пані, – сказав дворовий чоловік.
- Та ви знаєте її, зуби довгі, худа, - говорив П'єр.
– І є Мар'я Миколаївна. Вони пішли в сад, як тут вовки ці налетіли, – сказала баба, вказуючи на французьких солдатів.
– О, господи помилуй, – додав знову диякон.
- Ви пройдіть ось туди те, вони там. Вона є. Все вбивалася, плакала, – сказала знову баба. – Вона і є. Ось сюди щось.
Але П'єр не слухав бабу. Він уже кілька секунд, не зводячи очей, дивився на те, що робилося за кілька кроків від нього. Він дивився на вірменське сімейство і двох французьких солдатів, що підійшли до вірмен. Один із цих солдатів, маленький вертлявий чоловічок, був одягнений у синю шинель, підперезану мотузкою. На голові його був ковпак, і ноги були босі. Інший, який особливо вразив П'єра, був довгий, сутулий, білявий, худий чоловік з повільними рухами та ідіотичним виразом обличчя. Цей був одягнений у фризовий капот, у сині штани та великі рвані ботфорти. Маленький француз, без чобіт, у синій шипіли, підійшовши до вірмен, одразу, сказавши щось, узявся за ноги старого, і старий відразу ж поспішно став знімати чоботи. Інший, у капоті, зупинився проти красуні вірменки і мовчки, нерухомо, тримаючи руки в кишенях, дивився на неї.
- Візьми, візьми дитину, - промовив П'єр, подаючи дівчинку і наказово і поспішно звертаючись до баби. - Ти віддай їм, віддай! - закричав він майже на бабу, саджаючи дівчину, що закричала на землю, і знову озирнувся на французів і на вірменське сімейство. Старий уже сидів босий. Маленький француз зняв з нього останній чобіт і поплескував чоботами один про одного. Старий, схлипуючи, говорив щось, але П'єр тільки мигцем бачив це; вся увага його була звернена на француза в капоті, який у цей час, повільно розгойдуючись, посунувся до молодої жінки і, вийнявши руки з кишень, взявся за її шию.
Красуня вірменка продовжувала сидіти в тому ж нерухомому становищі, з опущеними довгими віями, і ніби не бачила і не відчувала того, що робив із нею солдат.
Поки П'єр пробіг ті кілька кроків, які відділяли його від французів, довгий мародер у капоті вже рвав з шиї вірменки намисто, яке було на ній, і молода жінка, хапаючись руками за шию, кричала пронизливим голосом.
- Laissez cette femme! [Залишіть цю жінку!] – шаленим голосом прохрипів П'єр, схоплюючи довгого, мідного солдата за плечі і відкидаючи його. Солдат упав, підвівся і побіг геть. Але товариш його, кинувши чоботи, вийняв тесак і грізно насунувся на П'єра.
- Voyons, pas de betises! [Ну ну! Не дури!] – крикнув він.
П'єр був у тому захопленні сказу, в якому він нічого не пам'ятав і в якому сили його вдесятьох. Він кинувся на босого француза і, перш ніж той встиг вийняти свій тесак, уже збив його з ніг і молотив кулаками. Почувся схвальний крик навколишнього натовпу, в той же час з-за рогу з'явився кінний роз'їзд французьких уланів. Улани риссю під'їхали до П'єра та француза і оточили їх. П'єр нічого не пам'ятав, що було далі. Він пам'ятав, що він бив когось, його били і що під кінець він відчув, що руки його пов'язані, що натовп французьких солдатів стоїть навколо нього і обшукує його сукню.
— Il a un poignard, lieutenant, — були перші слова, які зрозумів П'єр.
- Ah, une arme! [А, зброя!] – сказав офіцер і звернувся до босого солдата, якого взяли з П'єром.
— Добре, добре, на суді все розкажеш, — сказав офіцер. І потім повернувся до П'єра: — Parlez vous francais vous? [Чи говориш французькою? ]
П'єр озирався навколо себе очима, що налилися кров'ю, і не відповідав. Ймовірно, обличчя його здалося дуже страшним, бо офіцер щось пошепки сказав, і ще чотири улани відокремилися від команди і стали по обидва боки П'єра.
– Parlez vous francais? - повторив йому запитання офіцер, тримаючись далеко від нього. [Faites venir l"interprete.] - З-за лав виїхав маленький чоловічок у цивільному російському платті.
— Він не схожий на простолюдина, — сказав перекладач, оглянувши П'єра.
– Oh, oh! ca 'a bien l'air d'un des incendiaires, – змастив офіцер. – Demandez lui ce qu'il est? [О, о! він дуже схожий на палія. Запитайте його, хто він?] – додав він.
- Ти хто? – спитав перекладач. - Ти маєш відповідати начальство, - сказав він.
- Je ne vous dirai pas qui je suis. Je suis votre prisonnier. Emmenez moi, [Я не скажу вам, хто я. Я ваш полонений. Виводьте мене,] – раптом французькою мовив П'єр.
– Ah, Ah! - промовив офіцер, насупившись. - Marchons!
Біля уланів зібрався натовп. Ближче за всіх до П'єра стояла ряба баба з дівчинкою; коли об'їзд рушив, вона посунулася вперед.
- Куди ж це ведуть тебе, голубчику ти мій? - сказала вона. - Дівчинку то, дівчинку то куди я подіну, коли вона не їхня! – казала баба.
– Qu'est ce qu'elle veut cette femme? [Чого їй потрібно?] - Запитав офіцер.
П'єр був як п'яний. Захоплений стан його ще посилився побачивши дівчинки, яку він врятував.
- Ce qu'elle dit? - промовив він. - Adieu! [Чого їй потрібно? Вона несе мою дочку, яку я врятував з вогню. Прощай!] – і він, сам не знаючи, як вирвалася в нього ця безцільна брехня, рішучим урочистим кроком пішов між французами.
Роз'їзд французів був один із тих, які були послані за розпорядженням Дюронеля різними вулицями Москви для припинення мародерства і особливо для затримання паліїв, які, за загальним, в той день виявився, думку у французів вищих чинів, були причиною пожеж. Об'їхавши кілька вулиць, роз'їзд забрав ще чоловік п'ять підозрілих росіян, одного крамаря, двох семінаристів, мужика та дворового чоловіка та кількох мародерів. Але з усіх підозрілих людей найпідозріліше здавався П'єр. Коли їх усіх привели на нічліг до великого будинку на Зубівському валу, в якому було засновано гауптвахту, то П'єра під суворою варти помістили окремо.

У Петербурзі в цей час у вищих колах, з великим жаром, ніж коли-небудь, точилася складна боротьба партій Румянцева, французів, Марії Феодорівни, цесаревича та інших, що заглушується, як завжди, трубінням придворних трутнів. Але спокійне, розкішне, стурбоване лише привидами, відображеннями життя, петербурзьке життя йшло по старому; і з-за цього життя треба було робити великі зусилля, щоб усвідомлювати небезпеку і той важкий стан, в якому знаходився російський народ. Ті самі були виходи, бали, той самий французький театр, самі інтереси дворів, самі інтереси служби та інтриги. Тільки найвищих колах робилися зусилля у тому, щоб нагадувати труднощі справжнього становища. Розповідалося пошепки про те, як протилежно одна одній вчинили, за таких важких обставин, обидві імператриці. Імператриця Марія Феодорівна, стурбована добробутом підвідомчих їй богоугодних та виховних закладів, зробила розпорядження про відправлення всіх інститутів до Казані, і речі цих закладів уже було укладено. Імператриця ж Єлизавета Олексіївна питанням, які їй завгодно створити розпорядження, з властивим їй російським патріотизмом зволила відповісти, що державні установи вона може робити розпоряджень, оскільки це стосується государя; про те, що особисто залежить від неї, вона хотіла сказати, що вона остання виїде з Петербурга.
У Анни Павлівни 26 серпня, у самий день Бородінської битви, був вечір, квіткою якого мало бути читання листа преосвященного, написаного при посилці государеві образу преподобного угодника Сергія. Лист цей вважався взірцем патріотичного духовного красномовства. Прочитати його мав сам князь Василь, який славився своїм мистецтвом читання. (Він же читав і в імператриці.) Мистецтво читання вважалося в тому, щоб голосно, співуче, між відчайдушним завиванням і ніжним ремствуванням переливати слова, незалежно від їх значення, так що зовсім випадково на одне слово потрапляло завивання, на інші - ремствування. Читання це, як і всі вечори Анни Павлівни, мало політичне значення. Цього вечора мало бути кілька важливих осіб, яких треба було засоромити за їхні поїздки до французького театру та надихнути до патріотичного настрою. Вже досить багато зібралося народу, але Ганна Павлівна ще не бачила у вітальні всіх тих, кого треба було, і тому, не приступаючи до читання, заводила спільні розмови.