Модуляция параметров импульсного сигнала.

АИМ-амплитудно-импульсная модуляция(PAM-pulse-ampli-tudemodulation)

ЧИМ-частотно-импульсная модуляция(PFM-pulse-frequencymodulation)

ШИМ-широтно-импульсная

модуляция(PDM-pulse-durationmodulation)

ФИМ-фазово-импульсная модуляия(PPM-pulse-phasemodulation)

ИКМ-импульсно-кодовая модуляция(PCM-pulse-codemodulation)

Сигнал переносчика:

,где

-амплитуда импульса,

f-описывает форму импульса,

t-текущее время,-начальная фаза,

-период следования импульсной последовательности.

Сигнал переносчика в виде ряда Фурье:

Амплитудно- импульсная модуляция:

Изменение амплитуды импульсов сигнала переносчика при модуляции приводит к появлению низкочастотной составляющей в спектре АИМ сигнала, соответствующей спектру модулирующего сигнала. Спектр АИМ сигнала представлен ниже:

Спектр модулирующего

сигнала

ФНЧ

Поэтому выделение модулирующего сигнала – детектирование из АИМ, в котором наряду со спектром полезного сигнала присутствуют высокочастотные составляющие ,часто осуществляют с помощью фильтра нижних частот.

Широтно- импульсная модуляция.

Пусть длительность импульса меняется по гармоническому закону. Для нашего случая можно записать о положении фронтов при односторонней ШИМ таким образом:

сигнал несущий полезную информацию

искажение спектра

Так как в спектре сигнала ШИМ также присутствует низкочастотная составляющая полезного сигнала, его выделение при приеме осуществляют точно также как и в случае с АИМ – с помощью ФНЧ.

Фазово-импульсная модуляция.

Пусть также f(t)- гармоническая функция,

опережает отстает

Так как в спектре сигнала ФИМ отсутствует низкочастотная составляющая полезного сигнала необходимо при приеме ФИМ преобразовать в ШИМ, а затем с помощью ФНЧ выделить полезный сигнал.

Телефонная , факсимильная и телексная связь.

Мы уже указывали , что каналы связи можно классифицировать по назначению : телеграфные , телевизионные , телеметрические, передачи данных и т.д.

В настоящее время широко используются сети передачи данных, в которых могут передаваться практически все виды информации : звук , изображение , различные документы и т.д..

С этой целью широкое применение нашли 3 вида связи :

1. связь по телефонным каналам с помощью модемов;

2. факсимильная связь;

3. телексная и телетайпная связь;

1.Связь между компьютерами осуществляется с помощью модемов, преобразующих дискретные сигналы данных в непрерывные с помощью различного рода модуляций частоты, фазы синусоидального сигнала или использующий сложную многопозиционную модуляцию. Единственная причина , сдерживающая широкое распространение этой связи у нас является еще достаточно низкое качество наших отечественных телефонных сетей и их низкую пропускную способность. Самый дешевый и медленный способ организации глобальных вычислительных сетей (ГВС) – применение обычных ТЛФ коммутируемых линий и модемов для них . Устройство , называемое дистанционный асинхронный маршрутизатор (ARR) фирмыNovell, является примером одного из средств этой категории . Для его использования достаточно установить программное обеспечение на ПК с обеих сторон и подключить, входящие в состав компьютеров последовательные порты к модемам . После набора одним из модемов ТЛФ номера другого программное обеспечение маршрутизаторов на обоих ПК приступает к обмену пакетамиIPXпо установленному каналу связи .ARRобычно работает с модемом на скорости 9600 бод.

Альтернативный, по отношению к модемной среде , вариант передачи данных с большой скоростью предлагается сетью ISDN(IntegratedServicesDigitalNetwork) -- цифровая сеть с интегрированными услугами , которая , правда, в России практически отсутствует . Вместо модема в такой сети требуется специальная платаISDN. ПлатаISDNработает со скоростями 64 Кбит/сек.

2. Факсимильная связь - один из немногих видов связи для передачи копий документов и фотографий. Причем документы, принятые по факсимильной связи являются официальными, т.к. несут в себе точную графическую копию оригинала. Факсимильная связь – это подвид связи с помощью модемов, т.к. факсимильные аппараты представляют собой комплекс из фотосчитывающего устройства , графического печатывающего устройства и модема для связи по ТЛФ линии . Отправляемый документ считывается фотосчитывателем по строкам с некоторой разрешающей способностью (порядка 4-8 линий на 1 мм) , данная строка графической информации преобразовывается в двоичный код , а затем передается с помощью модема по ТЛФ линии на принимающий факсимильный аппарат. .Принимаемая информация с ТЛФ линии преобразовывается модемом в двоичную информацию , а затем также построчно печатается графическим печатающим устройством . Для этих целей были специально разработаны модемы к компьютеру для передачи информации в FAX- формате (факс-модем). Для того чтобы превратить компьютер в факсимильный аппарат, необходимо подключить к нему такое периферийное оборудование , как сканер и графический принтер ( например лазерный ). Такой компьютерный комплекс имеет даже ряд преимуществ по сравнению с обычным факсимильным аппаратом.

В России развита самая крупнейшая в мире система децентрализованного печатания газет на основе факсимильной передачи печатных форм газетных полос по каналам связи, охватывающая более 50 городов по всей территории. Система построена в основном на базе факсимильной аппаратуры «Газета-2» с использованием аналоговых методов передачи и наземных каналов связи, для чего используются модемы, работающие в диапазоне частот вторичной группы каналов ТЛФ 312-552 Кгц. Комплекс «Газета-3» имеет в своем составе оборудование спутникового канала. За время 2,5 минуты он реализует цифровую передачу изображения газетной полосы размером 420 на 630 мм., с разрешением до 36 линий на газетную строку при скорости развертки 6000 строк в минуту в цифровом канале спутниковой системы «Орбита» со скоростью 2048 Кбит в секунду.

.В настоящее время создаются даже специальные сети передачи данных для трансляции факсимильных документов.

3. Телексная и телетайпная (телеграфная) связь (телекс телеграфная коммутируемая связь) – является одной из самых первых сетей для передачи текстовой информации .

По сравнению с модемной и факсимильной связью она имеет достаточно низкую скорость передачи информации ( как правило 50 бод ) , ограниченную разрядную сетку ( один знак -5 бит ; МТК-2) . И как следствие ограниченный набор передаваемых символов . Но при этом она использует свою собственную физическую сеть , которая достаточно надежна , обеспечивает быстрое соединение с абонентом и высокую достоверность передаваемой информации. Поэтому документы , полученные при помощи телексной или телетайпной связи являются официальными , а достаточно широкое развитие данных сетей (практически ничем не уступают телефонным) позволяет их достаточно широко использовать. Расширение сервиса аппаратов и самой сети , повышение скорости и надежности связи делает ее конкурентоспособной с ТЛФ и факсимильной связью .

Стандарты на модемы

Модем – устройство преобразования сигналов обеспечивающее передачу данных на большие расстояния по ТЛФ линии связи. В соответствии с ГОСТ 20855 - 83 обозначение устройства преобразования сигналов содержит сведения о скорости передачи , режиме обмена данными и типе канала связи, например:

УПС - 0.3 ТЧ /ТФ - Д - стандарт МККТТ V.21 ( МККТТ—международный координационный комитет по телефонии и телеграфии).

Здесь - УПС – устройство преобразования сигнала;

0.3-- максимальная скорость передачи сигналов в Кбит/сек.

ТЧ – некоммутируемый, ТФ – коммутируемый - тип ТЛФ канала связи ;

Д – дуплексный , ПД – полудуплексный - тип связи , реализуемый с помощью данного метода;

Реализации серии протоколов «V» МККТТ описывают передачу данных по ТЛФ сетям . Они включают спецификации для модемов, интерфейсов, оборудования для тестирования и характеристики линии связи , т.е. параметры , обеспечивающие совместимость между модемами . Совместимость реализуется на базе протоколов обмена с системой «АТ-команд» , разработанных фирмойHayesМicrocomputerProducts. В начале 80-х г. фирмаHayesМicrocomputerProductsразработала модем, который получил названиеHayesSmartmodem. Он был назван интеллектуальным, потому что автоматически мог набирать номер .Smartmodemпревратился стандарт, на который стали ориентироваться разработчики модемов . Вскоре возник терминHayes- совместимый, точно также как ПК фирмыIBMдал жизнь термину «IBM- совместимый».

Для автоматического распознавания протокола все модемы реализуются на основе микропроцессоров . Внутри модема есть 2 интерфейса :

• между модемом и аналоговой ТЛФ линии;

• между модемом и компьютером ;

Интерфейс между модемом и линией должен удовлетворять установленным нормам в подключении телекоммуникационного оборудования :

• надежная гальваническая развязка с сетью;

• минимальный уровень внеполосных и радиочастотных помех в линию;

• номинальный уровень передачи (-6 дБ относительно уровня 1Мвт на эквиваленте в 600 Ом);

• чувствительность приема не хуже - 45 дБ ;

Цифровой интерфейс между модемом и компьютером должен отвечать требованиям стандарта МККТТ - V.24/28 – стандарт на подключение к компьютеру устройств по последовательному индексу (RS-232 - С), ( до 20 Кбит/сек. – 25 контактный разъем типаD).

При синхронном обмене данными по стыку С2 по цепи 1/3 - синхронизация элементов передаваемого сигнала передаются синхронизирующие импульсы , которые должны соответствовать середине информационных элементов сигнала.

Модемы могут работать , как по 2-х проводным , так и по 4-х проводным линиям связи . 4-х проводные окончания имеют ширину полосы частот в 2 раза большую , чем 2-х проводные . Модемы обеспечивающие только синхронные операции (по сравнению с асинхронно - синхронными модемами ) и работающие со скоростями от 2400 до 19200 бит/сек. всегда требуют 4-х проводного окончания , когда подключается к выделенной телефонной линии . Все 4-х проводные модемы могут работать в дуплексном режиме по 4-х проводным 2-х точечным окончаниям , поскольку используют всю полосу частот каждой пары проводов (не необходимости включать запрос передачи перед каждой передачей).

Если ваш модем может передавать со скоростью 14400 бит/сек. и вы установили связь с модемом , имеющим скорость 9600 бит/сек. , то максимальная скорость передачи данных составит 9600 бит/сек. Основные характеристики УПС работающих по интерфейсу каналу телефонного типа V.24/V.28 (до 20000 бит/сек.) сведены в таблицу.