Логическое кодирование

Для улучшения потенциальных методов кодирования (исключение постоянной составляющей) применяются методы логического кодирования, которые заменяют длинные последовательности бит, приводящие к постоянному потенциалу вставками дополнительных бит (избыточные коды) или пересчёт последовательности бит, в соответствии с определённым законом (скремблирование).

Избыточные коды. Исходная последовательность бит разбивается на порции определённого размера. К каждой из них добавляются дополнительные биты и новая последовательность передаётся в сеть.

Метод 4B/5B

Данный метод устраняет постоянную составляющую и придаёт коду свойство самосинхронизации. Для обеспечения заданной пропускной способности передатчик, использующий избыточный код должен работать с повышенной тактовой частотой. Т.е. для метода 4В/5В для передачи на скорости 100 мб/с, передатчик должен работать на скорости 125 мб/с.

Скремблирование

Дискретная модуляция аналоговых сигналов

Дискретные способы модуляции основаны на дискретизации непрерывных процессов по амплитуде и по времени.

Амплитуда исходной и непрерывной функции измеряется с заданным периодом (дискретизация по времени). Затем каждый замер представляется в виде двоичного числа определённой разрядности (дискретизация по амплитуде). После этого замеры передаются по каналам связи в виде единиц и нулей.

Устройства, которые позволяют аналоговый сигнал преобразовать в цифровой, называются аналогово-цифровыми преобразователями (АЦП).

На приёмной стороне цифро-аналоговые преобразователи производят демодуляцию оцифрованных амплитуд непрерывного сигнала, восстанавливая непрерывную функцию.

Дискретная модуляция основана на теории отображения Найкреста-Котельникова:

Аналоговая непрерывная функция, переданная в виде последовательности её дискретных по времени значений, может быть точно восстановлена, если частота дискретизации была в 2 или более раз выше, чем частота самой высокой гармоники спектра исходной функции.

Преимуществом цифровых методов записи, воспроизведения и передачи информации является возможность контроля достоверности, считанных с носителя или полученных по линии связи данных.

Диапазон частоты голоса – 3400 Гц.

Для качественной передачи голоса используется частота квантования амплитудой звуковых колебаний в 8000 Гц. Данная частота выбрана, чтобы иметь некоторый запас надежности.

На качество сигнала после ЦАП влияет синхронность поступления на его вход замеров и погрешность дискретизации амплитуд. Использование для отображения значений амплитуд двоичных чисел с ограниченной разрядностью незначительно искажает реальные значения амплитуд. Это приводит к искажению восстановленного непрерывного сигнала, что называется шумом дискретизации.

Асинхронная и синхронная передачи

При обмене данными на физическом уровне единицей информацией является бит. Следовательно, средство физического уровня всегда поддерживают побитовую синхронизацию между приёмником и передатчиком. Канальный уровень оперирует кадрами данных и обеспечивает синхронизацию на уровне кадра. Для этого приёмник должен чётко распознавать байты начала и окончания кадров. Режим работы, при котором все кадры, передаваемые через сеть, содержит старт-стопные байты, называется асинхронным.

В асинхронном режиме каждый байт сопровождается специальным сигналом. Назначение этих сигналов состоит в том, чтобы известить приёмник о приходе данных и дать ему достаточно времени, для выполнения операции синхронизации. (Общение пользователя с компьютером (клавиатура и мышь)).

При синхронном режиме передачи старт-стопные биты между каждой парой байт отсутствуют. Пользовательские данные собираются в кадр, который претворяется байтом синхронизации.

Байт синхронизации – последовательность единиц и нулей, которая гарантированно не может появиться внутри передаваемых данных.