2. Линейное кодирование и скорость передачи данных по линии

Выбор способа представления битов в виде группы изменений сигнала в линии связи называется физическим или линейным кодированием. От выбранного способа кодирования зависит спектр сигналов и, соответственно, пропускная способность линии. Возможны разные способы кодирования с использованием амплитудной, фазовой и комбинированных методов модуляции. За один цикл изменения модулированного сигнала может быть передано некоторое количество бит. Количество циклов изменений сигнала в секунду измеряется в бодах (boud). Бод используется для измерения скорости передачи символов.

Различают бодовую (модуляционную) и информационную скорости. Бодовая скорость измеряется в бодах, т.е. числом изменений дискретного сигнала в единицу времени, а информационная - числом битов информации, переданных в единицу времени. Именно бодовая скорость определяется полосой пропускания линии.

Если на бодовом интервале (в цикле изменений сигнала) передается N бит, то число градаций модулируемого параметра несущей в течение цикла равно 2^N. Например, при числе градаций 16 и скорости 1200 бод одному боду соответствует 4 бит/с и информационная скорость составит 4800 бит/с.

				00	01	00	10	00	11	00
0	1	0

Чем больше частота несущего передаваемого сигнала (фундаментальной частоты сигнала), тем больше информации в единицу времени передается по линии и тем выше пропускная способность линии при выбранном способе физического кодирования. Однако, с увеличением частоты несущего сигнала увеличивается и ширина спектра этого сигнала. При этом сигнал будет искажаться за счет дисперсии. Физические характеристики канала ограничивают скорость передачи данных. Фундаментальный предел максимальной скорости передачи данных C в бесшумном канале с ограниченной полосой частот W установил Х.Найквист:

,

где M – число дискретных уровней кодирования сигнала.

Например, W=3кГц, С=6000 бит/с

Верхний предел скорости передачи данных в канале с шумом определяется теоремой Шеннона:

, где

С - скорость передачи информации в битах в сек,

W - ширина полосы пропускания канала в Гц,

S - мощность сигнала в Вт,

N - мощность шума в Вт.

W=3кГц, уровень шума 30 дБ (S/N=1000), С=30000 бит/с

Числа в среде передачи передаются в закодированном виде, то есть каждому биту соответствует свой набор уровней электрических сигналов в среде передачи

Существует много различных способов кодирования, используемых при передаче данных.

Правильный выбор кода позволяет повысить достоверность передачи информации, увеличить скорость передачи или снизить жесткость требований к выбору среды. Например, при разных кодах предельная скорость передачи по одному и тому же кабелю может отличаться в два раза. От выбранного кода напрямую зависит также сложность сетевой аппаратуры (узлы кодирования и декодирования кода). Код должен в идеале обеспечивать хорошую синхронизацию приема, низкий уровень ошибок, работу с любой длиной передаваемых информационных последовательностей.

На рисунке 4.3 представлены несколько простых и распространенных способов кодирования