План лекции 13 1 2 Характеристики линий связи

План лекции 13 1. 2. Характеристики линий связи Передача дискретных данных по каналам связи

Волновое сопротивление

Пропускная способность линии Формула Найквиста: C=2 Flog 2 М Здесь: М — количество различимых состояний информационного параметра; F — ширина полосы пропускания линии в герцах.

Повышение скорости передачи за счет дополнительных состояний сигнала Формула Найквиста определяет предельную скорость передачи данных в том случае, когда количество состояний уже выбрано с учетом возможностей устойчивого распознавания приемником.

Пропускная способность линии Формула Шеннона С = F log 2 (1+Рс/Рш). Здесь: С —пропускная способность линии в битах в секунду, F — ширина полосы пропускания линии в герцах, Рс — мощность сигнала, Рш — мощность шума.

Помехоустойчивость линии Перекрёстные наводки NEXT (Near End Cross Talk) определяют помехоустойчивость кабеля к внутренним источникам помех, когда электромагнитное поле сигнала, передаваемого выходом передатчика по одной паре проводников, наводит на другую пару проводников сигнал помехи. Если ко второй паре будет подключен приемник, то он может принять наведенную внутреннюю помеху за полезный сигнал. Показатель NEXT, выраженный в децибелах, равен NEXT = 10 lg Рвых/Рнав где: Рвых ~ мощность выходного сигнала, Рнав — мощность наведенного сигнала. Чем меньше значение NEXT, тем лучше кабель.

Достоверность передачи данных Определяется показателем - интенсивность битовых ошибок (Bit Error Rate, BER) Величина BER характеризует вероятность искажения каждого передаваемого бита данных. Величина BER для каналов связи без дополнительных средств защиты от ошибок (например, самокорректирующихся кодов или протоколов с повторной передачей искаженных кадров) составляет, как правило, 10 -4 -10 -6, в оптоволоконных линиях связи — 10 -9. Значение достоверности передачи данных, например, в 10 -4 говорит о том, что в среднем из 10 000 бит искажается значение одного бита.

Передача дискретных данных по каналам связи

Типа физического кодирования Для передачи дискретной или цифровой информации ее необходимо физически кодировать. Физическое кодирование - способ представления двоичной информации в виде дискретных сигналов, подаваемых на линию связи При передачи дискретных данных по каналам связи применяются два основных типа физического кодирования: -на основе синусоидального несущего сигнала; - на основе последовательности прямоугольных импульсов. Первый способ называется аналоговой модуляцией, второй цифровым кодированием.

Аналоговая модуляция Модуляция - процесс преобразования первичного сигнала, заключающийся в изменении одного или нескольких параметров несущего колебания по закону изменения первичного сигнала. При физическом кодировании способом аналоговой модуляции информация кодируется: l изменением амплитуды синусоидального сигнала несущей частоты –(амплитудная модуляция), l изменением частоты ( частотная модуляция), l изменением фазы (фазовая модуляция).

Дискретная модуляция аналоговых сигналов Процесс представления аналоговой информации в дискретную форму называется дискретной модуляцией.

Принципы дискретной модуляции (оцифровки) на примере импульсно-кодовой модуляции- ИКМ Процесс оцифровки включает два этапа: l дискретизацию; l квантование.

Дискретизация

Теореме Найквиста—Котельникова Аналоговая непрерывная функция, переданная в виде последовательности ее дискретных по времени значений, может быть точно восстановлена, если частота дискретизации в два или более раз выше, чем частота самой высокой гармоники спектра исходной функции. Fд ≥ 2 Fм

Квантование – процесс представления каждого замера (выборки) в виде двоичного числа определенной разрядности. Устройство, выполняющее подобную функцию, называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП).

Пример кодирования речевой информации Для передачи голоса выбран диапазон от 300 до 3400 Гц. Частота дискретизации должна в два раза превышать самую высокую гармонику непрерывного сигнала, то есть 2 х 3400 = 6800 Гц. Выбранная в действительности частота дискретизации 8000 Гц обеспечивает некоторый запас качества. Для представления амплитуды одного замера используется 8 бит Пропускную способность метода ИКМ для передачи голоса равна: 8000 х 8 = 64000 бит/с или 64 кбит/с. Цифровой канал 64 кбит/с называется элементарным каналом цифровых телефонных сетей. Количество градаций звукового сигнала: 2 8=256

Цифровое кодирование

Требования к способу кодирования: l l l при одной и той же битовой скорости иметь наименьшую ширину спектра результирующего сигнала; обеспечение синхронизации между передатчиком и приемником; низкая стоимость реализации.