Физический уровень

На физическом уровне сигналы, как носители информации, могут быть представлены в двух видах:

• как аналоговые;

• как цифровые.

Сравним аналоговые и цифровые параметры по ряду параметров. С точки зрения практической реализации цифровой сигнал значительно проще и дешевле воспроизводится, чем аналоговый сигнал на уровне схем. Кроме того, формально двухуровневые цифровые сигналы представлены в виде простого аппарата алгебры логики, где логическая переменная имеет всего два значения: 1 и 0, и где процедуры анализа и создания электронных схем хорошо известны и доступны. По этим причинам вся компьютерная техника строится на базе цифровой электроники.

Н

А. с.

Ц. с.

о цифровой сигнал имеет и недостатки. Основной неприятностью является то, что он подвержен значительным искажениям (затуханиям) при передаче сигнала по линиям связи.

У аналоговых сигналов при передаче по линиям связи затухает, уменьшается только амплитуда сигнала, а форма сигнала при этом не изменяется. Это – преимущество, так как в процессе передачи достаточны только периодические усиления амплитуды сигнала.

У цифровых сигналов изменения сильнее: помимо уменьшения амплитуды сигнала искажается его форма, что требует доплнительных затрат на восстановление сигнала. По этому при передаче на небольшие расстояния (десятки метров) используют цифровые сигналы, а при передаче на значительные расстояния (сотни метров и более) используют аналоговые сигналы.

Необходимо преобразование сигнала. Это происходит дважды: на передающей стороне от компьютера, перед тем как быть переданным по телефонной линии связи. И на приёмной стороне, где происходит обратное преобразование.

Описанное двойное преобразование сигнала выполняет специальный прибор, который подключается к компьютеру как на передающей так и на принимающей стороне и который называется модемом.

Для передачи цифрового сигнала в аналоговом виде шире всего распрстронена модуляция. Т. о. модем выполняет двойную роль.

• на передающей стороне модем осуществляет модуляцию цифрового сигнала;

• на принимаемой стороне другой модем производит демодуляцию сигнала, выделяя переданный цифровой сигнал.

При передаче на небольшие расстояния цифровой сигнал может кодироваться с помощью не аналогового модулированного сигнала, а такого же цифрового сигнала, но с другими параметрами.

Кодирования – при этом напрямую, используя, например, метод NRZ –сигнала. Non-Return to Zero (без возврата к нулю).

1. П овышение помехозащищенности (помехи группируются как правило около нулевого уровня напряжения).

2. Повышается запас по мощности, что лучше при передаче на большие расстояния.

Внутри одного комплекта аппаратуры расстояние между отдельными элементами не велико и провода, соединяющие эти элементы, имеют не большуюю длину. Поэтому, не затрагивая слишком длинных проводов можно ускорить передачу сигналов, организовав передачу каждого бита информации по отдельному проводу. В этом случае образуется параллельная передача данных. При параллельной передаче информация передаётся одновременно либо по 8 бит, либо по 16 бит (2 байта).

Поскольку стоимость соединительных проводов по мере их удаления значительно возрастает и, кроме того, увеличивается разброс в скоростях передачи в отдельных жилах кабеля, то при соединении компонентов аппаратуры, удалённых на несколько и более, для передачи применяется один провод. В этом случае применяется последовательный режим передачи, когда биты каждого байта передаются последовательно друг за другом (цепочка бит).

При передаче сигналов, как аналоговых так и цифровых, необходим механизм, который фиксировал бы каждый сигнал относительно временных тактов управления процессом передачи и кроме того умел бы различать начало каждого сигнала. Таким механизмом - является синхронизация.

Различают три способа синхронизации при подаче цифрового сигнала.