Модуляция сигналов и мультиплексирование. Скорость передачи. Пропускная способность канала

Метод разностной импульсно кодовой модуляции. Идея сжатия в этом методе состоит в том, что если разность между последовательными замерами сигнала не превосходит например 8 уровней, в то время как собственно значения колеблются в диапазоне 64, то вместо 6 разрядов цифрового кода нам потребуется всего 3 уровня. Частный случай такого подхода - так называемая дельта модуляция. В этом методе предполагается, что соседние значения отличаются не более чем на 1.

Другой метод основан на экстраполяции очередного значения на основе предыдущих. Это так называемый метод статистической импульсно кодовой модуляции. В этом методе передается разница между предсказанием и фактическим значением. Очевидно, что на обоих концах канала должен быть использован один и тот же алгоритм предсказания.

TDM мультиплексирование позволяет мультиплексировать уже мультиплексированные каналы.

Среды передачи данных

Назначение физического уровня - передать данные в виде потока бит от одной машины к другой. Для передачи можно использовать разные физические среды. Каждая из сред имеет свои уникальные характеристики, такие как: полоса пропускания; пропускная способность; задержка; стоимость; простота прокладки; сложность в обслуживании. Кроме них важно учитывать также такие характеристики: достоверность передачи; затухание; помехоустойчивость и т.д.

Системы передачи данных (СПД) – это ключевой элемент сети как по стоимости, так и по сложности. Под СПД понимается физическая среда (ФС): среда, по которой распространяется сигнал (например, кабель, оптоволокно (световод), радиоэфир и т.д.). Передача данных через СПД осуществляется по каналам связи (КС). Канал связи = ФС + аппаратные средства, передающие информацию между узлами сети.

Связь может осуществляться как по проводным каналам (проводные линии, коаксиальный кабель, оптоволокно), так и по беспроводным (радиолиниям). Передача двоичной цифровой информации, как правило, осуществляется в аналоговой форме путём ее модуляции. Аппаратура передачи данных (АПД) позволяет строить ЭВМ с аналоговыми каналами связи.

Обнаружение ошибок при передаче данных

Выделяют две основные причины возникновения ошибок при передаче информации в сетях:

• сбои в части оборудования сети или возникновение неблагоприятных объективных событий в сети (например, коллизий при использовании метода случайного доступа в сеть). Как правило, система передачи данных готова к такого рода проявлениям и устраняет их с помощью предусмотренных средств;

• помехи, вызванные внешними источниками и атмосферными явлениями. Помехи - это электрические возмущения, возникающие в самой аппаратуре или попадающие в нее извне. Наиболее распространенными являются случайные помехи. Они представляют собой последовательность импульсов, имеющих случайную амплитуду и следующих друг за другом через различные промежутки времени. Помехи могут настолько ослабить информационный сигнал, что он либо вообще не будет обнаружен, либо искажен так, что “единица” может перейти в “нуль” и наоборот. Трудности борьбы с помехами заключаются в беспорядочности, нерегулярности и в структурном сходстве помех с информационными сигналами.

Среди многочисленных методов защиты от ошибок выделяются три группы методов: групповые методы, помехоустойчивое кодирование и методы защиты от ошибок в системах передачи с обратной связью.