Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Эволюция технологий электросвязи. Учебное пособие практикум
.pdf
Рисунок 31 - Форматы кадров Ethernet
Количество обрабатываемых кадров Ethernet в секунду часто указывается
производителями мостов/коммутаторов и маршрутизаторов как основная характеристика
производительности этих устройств. В свою очередь, интересно знать чистую
максимальную пропускную способность сегмента Ethernet в кадрах в секунду в идеальном
случае, когда в сети нет коллизий и нет дополнительных задержек, вносимых мостами и
маршрутизаторами. Такой показатель помогает оценить требования к производительности
коммуникационных устройств, так как в каждый порт устройства не может поступать
больше кадров в единицу времени, чем позволяет это сделать соответствующий протокол.
В таблице 4 приведены значения основных параметров передачи кадра стандарта
802.3, которые не зависят от физической среды. Следует отметить, что каждый вариант
физической среды технологии Ethernet добавляет к этим ограничениям свои, часто более
строгие ограничения, которые также должны выполняться.
61
Таблица 4 - Параметры уровня MAC Ethernet
Параметры
Значения
Битовая скорость
10 Мбит/с
Интервал отсрочки
512 битовых интервала
Межкадровый, или межпакетный, интервал (IPG)
9,6 мкс
Максимальное число попыток передачи
16
Максимальное число возрастания диапазона паузы
10
Длина jam-последовательности
32 бит
Максимальная длина кадра (без преамбулы)
1518 байт
Минимальная длина кадра (без преамбулы)
64 байт (512 бит)
Длина преамбулы
64 бит
Минимальная длина случайной паузы после коллизии
0 битовых интервалов
Максимальная длина случайной паузы после
коллизии
524 000 битовых интервала
Максимальное расстояние между станциями сети
2500 м
Максимальное число станций в сети
1024
Номер варианта
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 72
256
512
768
896
932
1060
1188
1444
1526
Тип кадра
802/3/LLC
Тип кадра
Длина кадра, байт
Номер варианта
802/3/LLC
72
0
802.3
256
1
Ethernet II
512
2
Ethernet SNAP
768
3
802/3/LLC
896
4
802.3
932
5
Ethernet II
1060
6
Ethernet SNAP
1188
7
802/3/LLC
1444
8
802.3
1526
9
Отчет по работе:
- тема, цель занятия;
- краткие теоретические сведения;
- рассчитать пропускную способность сегмента сети Eth для кадров различной
длины и дать характеристику кадра соответствующего типа.
Таблица 5 – Исходные данные
Таблица 6 – Исходные данные
62
Контрольные вопросы:
1. Назначение заголовка пакета.
2. Для чего используется поле контроля в пакете?
3. От чего зависит пропускная способность сетей с коммутацией пакетов?
4. Какие методы коммутации используются для соединения абонентов?
5. Основные режимы работы в сетях с коммутацией пакетов.
6. Какое оборудование используется в сетях с коммутацией пакетов?
7. Как влияет размер пакета на производительность сети связи?
8. Приведите пакетные технологии реализующие передачу информации.
Список рекомендованной литературы
1. Олифер В.Г., Олифер Н.А., Компьютерные сети. Принципы, технологии,
протоколы: Учебник для вузов. 4-е изд. Спб.: Питер, 2010. – 943с.: ил.
2. Современные технологии / Б.И. Крук, В.Н. Попантонопуло,
В.П. Шувалов; под ред. профессора В.П. Шувалова. - Изд. 4-е, М.: Горячая линия -
Телеком, 2012. - 620 с: ил.
3. Стандарты и протоколы Интернета/Пер. с англ. – М.: Издательский отдел
«Русская Редакция» ТОО «Channel Traling Ltd.», 1999. 384 с. Ил.
63
Практическое занятие 7
Тема: Модуляция и манипуляция радиосигналов
Цель: Ознакомиться с модуляцией аналоговых и цифровых сигналов при развитии
систем связи. Проанализировать виды модуляции, используемые в радиосвязи.
Вопросы:
1. Аналоговая модуляция сигналов
2. Цифровая модуляция сигналов
3. Построение групповых сигналов при частотном и временном уплотнениях.
1 Аналоговая модуляция сигналов
При аналоговой модуляции несущий сигнал представляет собой непрерывные
гармонические колебания высокой частоты. Сообщение также представляется в виде
непрерывной функции времени.
Любой гармонический сигнал описывается формулой x(f) = = Asin(ῶt + φ).
Параметрами такого сигнала являются амплитуда А, круговая частота со и сдвиг фазы ф.
Изменяя эти параметры, можно превратить гармонический сигнал в носитель информации
(модулировать сигнал информацией). Возможны три основных типа аналоговой
модуляции.
Амплитудная модуляция (рисунок 32) предполагает изменение амплитуды сигнала
во времени:
причем закон изменения амплитуды определяется информационным сообщением и
часто является также гармоническим:
Частотная модуляция (рисунок 33) — это вид аналоговой модуляции, при котором
информационный сигнал управляет частотой несущего колебания. При этом амплитуда
несущего А сигнала, как правило, остается постоянной. Вид частотно-модулированного
сигнала можно представить функцией времени:
причем частота сама тоже нередко изменяется по гармоническому закону:
64
где соsΩt называется частотной девиацией.
Рисунок 32 - Пример амплитудной модуляции непрерывного сигнала
Рисунок 33 - Пример частотной модуляции непрерывного сигнала
Фазовая модуляция предполагает, что модулирующим параметром сигнала
является фазовый сдвиг:
65
Можно показать, что таким образом, частотная и
фазовая модуляция — это два варианта технической реализации одного вида модуляции,
называемого угловой модуляцией.
2 Цифровая модуляция сигналов
Цифровая модуляция сигналов, или манипуляция, имеет место, когда
высокочастотный несущий сигнал скачкообразно меняет свои параметры под
воздействием дискретного информационного сообщения. Параметры, которые могут
модулироваться информационным сообщением, те же самые — амплитуда, частота и
фаза. Таким образом, можно построить различные виды цифровой манипуляции.
При амплитудной манипуляции (рисунок 34) в процессе формирования сигнала
изменяется амплитуда несущего сигнала: Хам(t)=A(t)sin(ῶt + φ), где A(t) —
последовательность дискретных чисел, соответствующих символам вторичного алфавита,
в бинарном случае — 0 или 1.
Рисунок 34 - Пример амплитудной манипуляции при бинарном информационном
сообщении:
а - информационный сигнал; б - амплитудно-манипулированный сигнал
Частотная манипуляция (рисунок 35) предполагает, что изменяется частота
несущего сигнала при неизменной амплитуде. При получении бинарного
информационного сообщения модулятор генерирует результирующий сигнал,
характеризующийся двумя существенно различными значениями частоты. Высокая
66
частота, например, соответствует единичному символу сообщения, а низкая частота —
нулевому символу.
где k(t) — индекс модуляции, принимающий значения 1, если в момент t получен
единичный символ информационного сообщения и фиксированное значение меньше 1
(например, 0,5), если получен нулевой символ информационного сообщения. Частотная
манипуляция обладает высокой помехоустойчивостью, так как шумы искажают, как
правило, амплитуду, а не частоту сигнала.
Рисунок 35 - Пример частотной манипуляции при бинарном информационном
сообщении:
а - информационный сигнал; б - несущий сигнал;
в - частотно-манипулированный сигнал
При фазовой манипуляции скачкообразно изменяется фаза несущего колебания в
зависимости от поступившего информационного разряда. В бинарном случае изменение
разряда информационного сообщения сдвигает фазу несущего сигнала на π по сравнению
с предыдущим значением, т.е. знак сигнала меняется на противоположный (рисунок 36).
67
Имеются и некоторые другие способы цифровой модуляции сигналов:
квадратурная манипуляция (одновременное изменение амплитуды и фазы сигнала),
гауссовская манипуляция, мультиплексирование и т.д.
Рисунок 36 - Пример фазовой манипуляции при бинарном информационном сообщении:
а - информационный сигнал; б - несущий сигнал;
в - фазо-манипулированный сигнал
АМ, ЧМ и ФМ являются базисом и достаточно редко применяются на практике
поодиночке. Чаще применяются их модификации или в сочетании друг с другом. В
частности в на радио интерфейсе применяется модуляция GMSK (Gaussian modulation with
Minimum Shift Keying) – гауссовская манипуляция с минимальным фазовым сдвигом.
Главное ее преимущество заключается в том, что манипулированный этим
методом сигнал занимает гораздо меньшую частотную полосу, чем при обычной фазовой
манипуляции. Однако в основу GMSK положена, рассмотренная выше
обычная фазовая манипуляция, и это видно даже из названия.
При передаче сигналов цифрового телевидения по радиоканалу модуляцию
несущей совмещают с помехоустойчивым кодированием, при котором вводится
дополнительная избыточность, обеспечивающая повышение помехоустойчивости. Такую
модуляцию, совмещенную с кодированием, называют кодированной модуляцией (Coded
Modulation). В частности, сочетание помехоустойчивого кодирования с OFDM (Orthogonal
68
Frequency Division Multiplexing) называют COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division
Multiplexing).
Таким образом, выбор того или иного метода манипуляции обусловлен
требованиями по помехозащищенности, пропускной способности канала связи,
стоимостью реализации оборудования и т.п.
Отчет по работе:
- тема, цель занятия;
- краткие теоретические сведения;
- представить число 595973 в цифровом виде в коде AMI и показать различные
виды модуляции.
Контрольные вопросы:
1. Где используется амплитудная модуляция?
2. Основные параметры амплитудная модуляция?
3. Где используется частотная модуляция?
4. Основные параметры частотной модуляция?
5. Модуляция в мобильных системах радиосвязи.
6. Модуляция в отечественном телевидении.
Список рекомендованной литературы
1. Крухмалев В. В., Гордиенко В.Н., А. Д. Моченов. Цифровые системы передачи:
Учебное пособие для вузов - Издание 2-е, перераб. и доп. М.: Горячая линия - Телеком,
2012. – 376 с.
2. Крухмалев В.В., Гордиенко В.Н., Моченов А.Д., Иванов В.И., Бурдин В.А.,
Крыжановский А.В., Марыкова Л.А. Основы построения телекоммуникационных систем
и сетей: Учебник для вузов / Под ред. В. Н. Гордиенко и В. В. Крухмалева - М.: Горячая
линия – Телеком, 2008. – 424с.
3. В.В. Величко, Г.П. Катунин, В.П. Шувалов Основы инфокоммуникационных
технологий: Учебное пособие для вузов / Под ред. профессора В.П. Шувалова - М.:
Горячая линия – Телеком, 2009. – 718с.
4. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. В 3томах. Том 2 Радиосвязь, радиовещание, телевидение / Катунин Г.П., Мамчев В.П.,
Попантонопуло В.Н., Шувалов В.П.; под ред. профессора В.П. Шувалова. - Изд. 2-е, М.:
Горячая линия - Телеком, 2004. - 672 с: ил.
69
Практическое занятие 8
Тема 6 Расчет протяженности радиолинии
Цель: Уяснить понятие радиолинии. Изучить основные характеристики и уметь
рассчитывать протяженность радиолинии.
Вопросы:
1. Общие сведения о радиолинии.
2. Особенности распространения радиоволн.
3. Основные характеристики радиолинии.
4. Расчет протяженности радиолинии
1 Общие сведения о радиолинии
Радиолиния это совокупность средств связи, антенно-фидерных устройств,
участвующих в приеме и передаче информации, а также физическая среда, в которой
происходит распространение сигналов от пункта передачи к пункту приема.
Распространение сигналов происходит посредством радиоволн. Радиоволны или волны
Герца: Электромагнитные волны, частоты которых произвольно ограничены величинами
ниже 3000 ГГц, распространяющиеся в пространстве без искусственного волновода [1].
В радиолиниях связи средой распространения электромагнитных волн в
подавляющем большинстве случаев (за исключением случая связи между космическими
аппаратами) является атмосфера Земли. На рисунке 37 приведено упрощенное строение
атмосферы Земли.
Рисунок 37 – Строение атмосферы земли
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]