Содержание

Введение….……………..……………….……. ……………..……………….……....4

1. Общие сведения о системе передачи данных…………..…………….…….…….5

2. Задания и методические рекомендации по их выполнению.…………….….…..9

2.1 Задание №1 Сжатие информации..……….……………………………..….. 9

2.1.1. Методические рекомендации и примеры……………….……………..10

2. Задание №2 Эффективное кодирование методом Хаффмана....................12

2.2.1 Методические рекомендации и пример………..……………………… 12

2.3 Задание №3 Скрэмблирование……………………………………………...16

2.3.1 Методические рекомендации и пример……………………..…………16

2.4 Задание №4 Расчет параметров модема…………………………………... 18

2.4.1 Методические рекомендации и пример………………………………..19

3 Методические указания по оформлению курсового проекта………….……....21

Список используемых источников…..………………………………………..........22

Введение

В настоящее время средства связи приобретают все большее значение в нашей жизни. Причем неэлектронные средства связи не выдерживают конкуренции с сетями электросвязи, или, как их еще называют - «информационными сетями и передачи данных», главным образом из-за неизбежных временных задержек и медленно снижающейся стоимости доставки информации.

Сами информационные сети также претерпевают существенные изменения вследствие использования новой всё более совершенной техники, при этом основными тенденциями их развития является интеграция сервисов обслуживания пользователей, совместное использование коммуникационных и вычислительных ресурсов, а так же растущие скорости передачи данных.

Методическая разработка предназначена для освоения научно-технической дисциплины, предметом которой являются методы и средства передачи данных на расстояния, существенно превышающие линейные размеры площади, занимаемой участниками связи, и называется: «Сетевые технологии высокоскоростной передачи данных».

Эта дисциплина должна обеспечить:

- формирование у обучающихся профессиональных компетенций в области построения и функционирования сетей передачи данных, базовых технологий организации локальных и территориальных компьютерных сетей, стека протоколов TCP/IP, принципов расчета характеристик отдельных участков сетей передачи данных, методов защиты от ошибок при передаче данных.

Исходя из выше указанных требований, в данной контрольной работе представлены задачи, позволяющие рассчитать основные параметры каждого блока системы передачи данных.

1. Общие сведения о системе передачи данных

Источник и получатель сообщений (ИС, ПС) вместе с преобразователем сообщения в сигнал в состав системы передачи (СПД) данных не входят [4]. Символы от ИС поступают в виде кодовых комбинаций, которые состоят из единичных элементов (посылок). Кодовая ком­бинация характеризуется основанием кода m и числом единичных элементов, составляющих кодовую комбинацию (длиной кода n) отображающую передаваемый символ a_i. Основание кода харак­теризует возможное число различимых значащих позиций посту­пающего от ИС сигнала.

ПОМЕХА

УПС

УПС

Декодер

канала

Декодер

источника

Кодер

канала

Кодер

источника

Источник

сообщений

Канал связи

Получатель

сообщений

Рисунок 1 - Структурная схема системы СПД

В технике систем передачи данных (рис.1) наибольшее распространение получили коды с основанием 2. Такие коды часто называют двоичными, или би­нарными. Основными причинами широкого использования двоич­ных кодов являются простота реализации, надежность элементов двоичной логики, малая чувствительность к действию внешних помех и т. д. Поэтому в дальнейшем во всех случаях (если это не будет оговорено особо) рассматриваются двоичные коды. При­мером двоичного кода является Международный телеграфный код № 2 (МТК-2), в котором каждому переданному символу соответ­ствует пятиэлементная кодовая комбинация.

Используя пятиэлементные комбинации, можно организовать передачу только 32 символов - русский алфавит со­стоит из 32 букв, но кроме того, необходимо обес­печить передачу цифр, латинских букв, знаков препинания и т. п. По­этому в коде МТК-2 одна и та же пятиэлементная кодовая ком­бинация используется до 3 раз в зависимости от режима переда­чи, который определяется так называемым регистром. В коде МТК-2 три регистра: русский, латинский и цифровой. Прежде чем вести передачу конкретных знаков, передатчик сообщает прием­нику с помощью специального служебного знака тот регистр, в ко­тором будет вестись последующая передача. Тогда в зависимости от регистра каждая пятиэлементная кодовая комбинация, посту­пившая от ИС, может иметь одно из трех значений. Так, комби­нация 11101 в русском регистре означает букву Я, в цифровом — 1, в латинском — Q. Такой подход позволяет значительно расширить объем передаваемых символов притом же числе элементов в ко­довой комбинации (в рассмотренном примере за счет использо­вания трех регистров число различных передаваемых символов возрастает примерно в 3 раза).

Набор символов, предусмотренный кодом МТК-2, является до­статочным для написания телеграмм, а в некоторых случаях даже для передачи данных. Как правило, для передачи данных требует­ся использовать больше символов. В связи с этим был разработан семиэлементный код МТК-5, рекомендованный МККТТ. Он полу­чил название стандартного кода передачи данных (СКПД). Код имеет два регистра.

Коды МТК-2 и МТК-5 в технике СПД называются первичными кодами.

Сообщение, поступающее от ИС, в ряде случаев содержит из­быточность. Последнее обусловлено тем, что символы, со­ставляющие сообщение, могут быть статистически связаны. Это позволяет часть сообщения не передавать, восстанавливая его на приеме по известной статистической связи. Так, кстати, поступают при передаче телеграмм, исключая из текста союзы, пред­логи, знаки препинания, поскольку они легко восстанавливаются при чтении телеграммы на основании известных правил построе­ния фраз и слов. Конечно, избыточность в принимаемой телеграм­ме позволяет легко исправить часть искаженных слов (правиль­но их прочитать). Однако избыточность приводит к тому, что за заданный промежуток времени будет передано меньше сообще­ний и, следовательно, менее эффективно будет использоваться канал СПД. Задачу устранения избыточности на передаче в си­стеме НДС выполняет кодер источника, а восстановление приня­того сообщения — декодер источника. Часто кодер и декодер ис­точника включают в состав ИС и ПС.

В канале связи всегда действуют помехи - случайные или преднамеренные, которые влияют на передаваемые сигналы и мешают их верному (правильному) распознанию на входе приёмника.

С целью повышения верности передачи используется избыточ­ное кодирование, позволяющее на приеме обнаружить или даже исправлять ошибки. В процессе кодирования, осуществляемого кодером канала, исходная кодовая комбинация преобразуется и в нее вносится избыточность. На приемном конце декодер канала выполняет обратное преобразование (декодирование), в резуль­тате которого получаем комбинацию исходного кода. Часто кодер и декодер канала называют устройствами защиты от ошибок (УЗО).

С целью согласования кодера и декодера канала с средой, используются устройства преобразования сигналов (УПС), включаемые на передаче и приеме. В частном случае — это модулятор и демодулятор. Совместно с каналом связи УПС образуют канал, предназначен­ный для передачи тех видов электрических сигналов, которые используются в СПД (цифровые, оптические, радио).

Различают синхронные и асинхронные дискретные каналы. В синхронных дискретных каналах — каждый единичный элемент вводится в строго определенные моменты времени. Эти каналы предназначены для передачи только изохронных сигналов. По асинхронному каналу можно передавать любые сигналы — изо­хронные, анизохронные. Поэтому такие каналы получили название прозрачных, или кодонезависимых. Синхронные каналы являются непрозрачными, или кодозависимыми.

Дискретный канал в совокупности с кодером и декодером ка­нала (УЗО) называется расширенным (РДК). Если применитель­но к дискретному каналу рассматривается передача единичных элементов, принимающих значение “О” или “1” и алфавит “источ­ника”, работающего на дискретный канал, можно считать рав­ным 2, то применительно к РДК рассматривается передача ко­довых комбинаций длиной п элементов и при использовании дво­ичного кода число возможных комбинаций равно 2ⁿ. Следователь­но, алфавит “источника”, работающего на РДК, можно считать равным 2^п, отсюда и название “расширенный” (элемент алфавита называется символом.) Таким образом, символами являются “0” и “1” для двоичного дискретного канала и кодовые комбинации применительно к РДК. В современной литературе по теории кодирования чаще всего под термином символ принято понимать элемент кодовой комбинации, т. е. “0” или “1”.

В технике пере­дачи данных РДК называют каналом передачи данных.

Дискретный канал характеризуется скоростью передачи информации, измеряемой в битах в секунду (бит/с). Другой характери­стикой дискретного канала является скорость телеграфирования В. измеряемая в бодах. Она определяется числом единичных, эле­ментов, передаваемых в секунду. В технике ПД вместо термина скорость телеграфирования используется термин скорость модуляции.

При определении эффективной скорости учитывается, что не все комбинации, поступающие на вход канала ПД, выдаются по­лучателю. Часть комбинаций может быть забракована. Кроме того, учитывается, что не все элементы, передаваемые в канал, несут информацию.

Другой характеристикой дискретного канала является верность передачи единичных элементов. Она определяется через коэффициент ошибок по элементам Rош = n_ош/ N _пер) т. е. отношением числа ошибочно принятых элементов п_ош к об­щему числу переданных N_nep за интервал анализа.

Для характеристики канала ПД используются следующие па­раметры — коэффициент ошибок по кодовым комбинациям и эф­фективная скорость передачи информации. Коэффициент ошибок по кодовым комбинациям характеризует верность передачи и определяется отношением числа ошибочно принятых кодовых ком­бинаций к числу переданных в заданном интервале времени.

В данной контрольной работе представлены задачи, иллюстрирующие работу каждого из блоков СПД.