15. Теоретические основы передачи данных на физическом уровне. Декомпозиция и восстановление периодической функции при передаче сигналов по каналу с ограниченной полосой пропускания.
При передачи дискретных данных применяются 2 типа кодирования: на основе синусоидального несущего сигнала (наз. также аналоговой модуляцией) и на основе последовательности прямоугольных импульсов (наз. также цифровым кодированием).
При использовании прямоугольных импульсов спектр результирующего сигнала получается весьма широким. Применение синусоиды приводит к спектру гораздо меньшей ширины при той же скорости передачи информации. Однако для реализации синусоидальной модуляции требуется более сложная и дорогая аппаратура, чем для реализации прямоугольных импульсов.
В настоящее время все чаще данные (имеющие аналоговую форму) передаются по каналам связи в дискретном виде (в виде 1 или 0). Аналоговую информацию представляют в дискретной форме – это называется дискретной модуляцией.
17. Максимальная скорость передачи данных в канале с шумами. Уровнения Найквиста и Шеннона.
Связь между полосой пропускания линии и ее максимально возможной пропускной способностью, вне зависимости от принятого способа физического кодирования, по формуле Клода Шеннона: C=Flog2(l + Рс/Рш),
где С - максимальная пропускная способность линии в битах в секунду, F - ширина полосы пропускания линии в герцах, Рс -- мощность сигнала, Рш -- мощность шума.
Чтобы повысить пропускную способность надо либо увеличить мощность передатчика или же уменьшить мощность шума.
Формула Найквиста С = 2F Iog2 M
где М — количество различимых состояний информационного параметра
Чтобы увеличить количества состояний сигнала, необходимо уменьшить шум, иначе приемник не сможет устойчиво распознать передаваемые данные.
18. Способы модуляции аналоговых и цифровых сигналов.
Источниками аналоговых данных являются компьютеры и т.п., аналоговых – телефоны и т.д. Дискретные данные преобразовываются в аналоговую форму с помощью модемов. Но передача данных в аналоговой форме не позволяет улучшить качество принятых на другом конце линии данных, т.к. сигнал не дает никаких указаний об его искажении (т.к. форма сигнала может быть любой). Поэтому используют дискретную модуляцию непрерывного процесса
Устройство, которое выполняет подобную функцию, называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП). После этого замеры передаются по каналам связи в виде последовательности единиц и нулей. На приемной стороне линии коды преобразуются в исходную последовательность бит, а специальная аппаратура, называемая цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП), производит демодуляцию оцифрованных амплитуд непрерывного сигнала, восстанавливая исходную непрерывную функцию времени.
19. Частотное мультиплексирование- fdm/wdm. Иерархия уплотненных каналов.
Для создания высокоскоростных каналов, которые мультиплексируют несколько низкоскоростных аналоговых абонентских каналов, используют технику частотного мультиплексирования FDM.
Все абонентские каналы идут в одном диапазоне частот, из-за чего они смешиваются. Чтобы их разделить используют технику модуляции высокочастотного несущего синусоидального сигнала низкочастотным речевым сигналом. Наподобие аналоговой модуляции при передаче дискретных сигналов модемами, только вместо дискретного исходного сигнала используются непрерывные сигналы, порождаемые звуковыми колебаниями. В результате спектр модулированного сигнала переносится в другой диапазон, который симметрично располагается относительно несущей частоты и имеет ширину, приблизительно совпадающую с шириной модулирующего сигнала.
Разделение по длине волны WDM. В волоконно-оптических кабелях данные в одну сторону передаются с одной длиной волны, в другую с другой (2 – 16 каналов).
В FDM используется несколько уровней уплотнения каналов. 1й – 12 каналов (ширина в 48 кГц, границы от 60 до 108 кГц); 2й – супергруппа (5*1й, 240 кГц, 312-552 кГц); 3й – главная группа (10*2й, 2520 кГц, 564-3084 кГц) для связи между коммутаторами на больших расстояниях.
Коммутаторы FDM могут выполнять как динамическую (динамически выделяется свободная полоса уплотненного канала), так и постоянную коммутацию (за абонентом закрепляется полоса в 4 кГц на длит. срок).
