Выводы

случае скорости передачи информации в каждом направлении различаются (популярный примертакого подхода —технология ADSL, служащая для широкополосного доступа в Ин­ тернет). Вслучае, когда техника FDM обеспечивает дуплексный режим работы, ее называ­ ютдуплексной связью с частотным разделением (Frequency Division Duplex, FDD).

При цифровом кодировании дуплексный режим на двухпроводной линии организуется с помощьютехники TDM. Часть тайм-слотов служит для передачи данных в одном направ­ лении, часть —в другом. Обычно тайм-слоты противоположных направлений чередуются, из-зачего такой способ иногда называют «пинг-понговой» передачей. Дуплексный режим TDM получил название дуплексной связи с временном разделением (Time Division Duplex, TDD).

В волоконно-оптических кабелях с одним оптическим волокном для организации ду­ плексного режима работы может применяться технология DWDM. Передача данных

водном направлении осуществляется с помощью светового пучка одной длины волны,

вобратном —другой длины волны. Собственно, решение частной задачи —создание двух независимых спектральных каналов в одном окне прозрачности оптического волокна — и привело к рождению технологии WDM, которая затем трансформировалась в DWDM.

Появление мощных процессоров для цифровой обработки сигналов (Digital Signal Processor, DSP), способных выполнять сложные алгоритмы обработки сигналов в реаль­ ном времени, сделало возможным еще один вариант дуплексной работы. Два передатчика работают одновременно навстречу друг другу, создавая в канале суммарный аддитивный сигнал. Так как каждый передатчик знает спектр собственного сигнала, то он вычитает его изсуммарного сигнала, получая в результате сигнал, посылаемый другим передатчиком.

Выводы

Для представления дискретной информации применяются сигналы двух типов: прямоугольные импульсы и синусоидальные волны. В первом случае используют термин «кодирование», во вто­ ром —«модуляция».

При модуляции дискретной информации единицы и нули кодируются изменением амплитуды, ча­ стотыили фазы синусоидального сигнала.

Аналоговая информация может передаваться по линиям связи в цифровой форме. Это повышает качество передачи, так как позволяет применять эффективные методы обнаружения и исправления ошибок, недоступныедля систем аналоговой передачи. Для качественной передачи голоса в цифро­ вой формеиспользуется частота оцифровывания в 8 кГц, когда каждое значение амплитуды голоса представляется 8-битным числом. Это определяет скорость голосового канала в 64 Кбит/с.

При выборе способа кодирования нужно одновременно стремиться кдостижению нескольких целей: минимизировать возможную ширину спектра результирующего сигнала, обеспечивать синхрониза­ циюмежду передатчиком и приемником, обеспечивать устойчивость к шумам, обнаруживать и по возможности исправлять битовые ошибки, минимизировать мощность передатчика.

Спектр сигнала является одной из наиболее важных характеристик способа кодирования. Более узкий спектр сигналов позволяетдобиваться более высокой скорости передачи данных при фикси­ рованной полосе пропускания среды.

Код должен обладать свойством самосинхронизации, то есть сигналы кода должны содержать признаки, по которым приемник может определить, в какой момент времени нужно осуществлять распознавание очередного бита.

Пидискретном кодировании двоичная информация представляется различными уровнями посто­ янного потенциала или полярностью импульса.

Наиболее простым потенциальным кодом является кодбез возвращения к нулю (NRZ), однако он не является самосинхронизирующимся.

Для улучшения свойств потенциального кода NRZ используются методы, основанные на введении избыточных битов в исходные данные и на скрэмблировании исходныхданных.

КодыХэмминга и сверточные коды позволяют нетолько обнаруживать, но и исправлять многократ­ ные ошибки. Эти коды наиболее часто используются для прямой коррекции ошибок (FEC).

Для повышения полезной скорости передачиданных в сетях применяется динамическая компрессия данных на основе различныхалгоритмов. Коэффициент сжатия зависит оттипа данных и применяе­ мого алгоритма и может колебаться в пределах от 1:2до 1:8.

Для образования нескольких каналов в линии связи используются различные методы мультиплек­ сирования, включая частотное (FDM), временнбе (TDM) и волновое (WDM) мультиплексирование, а также множественный доступ с кодовым разделением (CDMA). Техника коммутации пакетов со­ четается только с методом TDM, а техника коммутации каналов позволяет использоватьлюбой тип мультиплексирования.

Вопросы и задания

1.Сколько частот используется в методе модуляции BFSK?

2.Какие параметры синусоиды изменяются в методе QAM? Варианты ответов: а) амплитуда и фаза; б) амплитуда и частота; в) частота и фаза.

3.Для какой цели в решетчатых кодах добавляется 5-й бит?

4.Сколько битов передает один символ кода, имеющий 10 состояний?

5.Поясните, из каких соображений выбрана частота дискретизации 8 кГц в методе кван­ тования РСМ?

6.При каком методе кодирования/модуляции спектр сигнала симметричен относительно основной гармоники? Варианты ответов:

а) потенциальное кодирование; б) амплитудная модуляция; в) фазовая модуляция.

7.Какой способ применяется для улучшения самосинхронизации кода B8ZS?

8.Чем логическое кодирование отличается от физического?

9.Каким образом можно повысить скорость передачи данных по кабельной линии связи? Варианты ответов:

а) сузить спектр сигнала за счет применения другого метода кодирования/модуляции

иповысить тактовую частоту сигнала;

б) применить кабель с более широкой полосой пропускания и повысить тактовую частоту сигнала;

в) увеличить спектр сигнала за счет применения другого метода кодирования и повы­ сить тактовую частоту сигнала.

10.По каким причинам код NRZ не применяется в телекоммуникационных сетях?

11.Какими способами можно улучшить свойство самосинхронизации кода NRZI? Вари­ анты ответов:

а) скремблировать данные;

б) использовать логическое кодирование, исключающее появление длинных последо­ вательностей единиц;

в) использовать логическое кодирование, исключающее появление длинных последо­ вательностей нулей.

12.Какое значение бита кодируется в манчестерском коде перепадом от низкого уровня сигнала к высокому? Варианты ответов:

а) единица; б) нуль.

13.Какой принцип лежит в основе методов обнаружения и коррекции ошибок? Варианты ответов:

а) самосинхронизация; б) избыточность;

в) максимизация отношения мощности сигнала к мощности помех.

14.Каково расстояние Хемминга в схемах контроля по паритету?

15.Предложите избыточный код с расстоянием Хемминга, равным 3.

16.Какой режим временного мультиплексирования используется в сетях с коммутацией пакетов?

17.Найдите первые две гармоники спектра NRZ-сигнала при передаче последовательности 110011001100..., если тактовая частота передатчика равна 100 МГц.

18.Какие из 16-ти кодов ЗВ/4В вы выберете для передачи пользовательской информа­

19.Могут ли данные надежно передаваться по каналу с полосой пропускания от 2,1 до 2,101 ГГц, если для их передачи используются несущая частота 2,1005 ГГц, амплитуд­ ная манипуляция с двумя значениями амплитуды и тактовая частота 5 МГц?

20.Предложите коды неравной длины для каждого из символов А, В, С, D, F и О, если нужно передать сообщение BDDACAAFOOOAOOOO. Будет ли достигнута компрес­ сия данных по сравнению с использованием:

а) традиционных кодов ASCI;

б) кодов равной длины, учитывающих наличие только данных символов.

21.Во сколько раз увеличится ширина спектра кода NRZ при увеличении тактовой ча­ стоты передатчика в 2 раза?