Методы передачи дискретных данных на физическом уровне. Виды аналоговой модуляции. Модемы.

При передаче дискретных данных по каналам связи применяются два основных типа физического кодирования - на основе синусоидального несущего сигнала и на основе последовательности прямоугольных импульсов. Первый способ называют также модуляцией, или аналоговой модуляцией, второй способ обычно называют цифровым кодированием. Аналоговая модуляция применяется для передачи дискретных данных по каналам с узкой полосой частот, типичным представителем которых является канал тональной частоты, представляемый в распоряжение пользователям общественных телефонных сетей. Строгое ограничение полосы пропускания тонального канала связано с использованием аппаратуры уплотнения и коммутации каналов в телефонных сетях. Устройство, которое выполняет функции модуляции несущей синусоиды на передающей стороне и демодуляции на приемной стороне, носит название модем (модулятор-демодулятор). Методы аналоговой модуляции. При физическом кодировании способом аналоговой модуляции информация кодируется изменением амплитуды, частоты или фазы синусоидального сигнала несущей частоты. Основные способы аналоговой модуляции показаны на рис. ниже:

а) Потенциальное кодирование - представляется потенциалами высокого уровня для единицы и потенциалом нулевого уровня для нуля. б) Амплитудная модуляция - для логической единицы выбирается один уровень амплитуды синусоиды несущей частоты, а для логического нуля другой. Используется редко из-за низкой помехоустойчивости. в) Частотная модуляция - значения 0 и 1 исходных данных передаются синусоидами с различной частотой f1 и f2. Обычно применяется в низкоскоростных модемах, работающих на скорости 300 или 1200 бит/с. г) Фазовая модуляция - при данном способе значениям 0 и 1 соответствуют сигналы одинаковой частоты, но различной фазы, например 0 и 1800 или 0, 90, 180 и 2700. Модемы. В различных линиях передачи данных используются различные методы передачи: асинхронные и синхронные. Тип модема зависит от метода передачи и назначения сети. Асинхронные модемы. Стандартные телефонные линии наиболее часто используют асинхронную связь, при которой данные передаются последовательным потоком. Асинхронная передача (последовательный поток) данных. При старт-стопной передаче отсутствует синхронизация между приемником и передатчиком. Передающий модем просто шлет данные, а принимающий - принимает, а затем проверяет, что они приняты без ошибок. Для обнаружения ошибок выделяется дополнительный бит - бит четности. Если информационные биты имеют нечетное число "1", то в бит четности заносится "1", если четное - "0". При приеме осуществляется контроль четности. Если в процессе передачи произошло искажение какого-либо разряда ("1" > "0" или "0" > "1"), то будет получено нечетное количество "1" и обнаружена ошибка. Синхронные модемы. Синхронная связь основана на согласованной работе двух устройств. Ее цель - выделить биты из группы при передаче их блоками. Эти блоки называют кадрами. Для установки синхронизации и периодической проверки ее правильности используются специальные символы.Поскольку биты передаются в синхронном режиме, стартовые и стоповые биты не нужны. Передача завершается в конце одного кадра и начинается вновь на следующем кадре. Этот метод более эффективнее, чем асинхронная передача, т. к. доля передаваемой полезной информации может превышать 95% (в то время как при асинхронной передаче не более 75 - 80%). В случае обнаружения ошибки синхронная схема распознавания и коррекции ошибок просто повторяет передачу кадра. Синхронные протоколы: разбивают данные на блоки; добавляют управляющую информацию; устанавливают соединение; проверяют данные на наличие ошибок. Синхронная связь используется практически во всех цифровых системах связи.

 

16. Типы линий связи. Характеристики линий связи.(также см вопрос 18)

Характеристики линий связи можно разделить на две группы:

параметры распространения характеризуют процесс распространения полезного сигнала в зависимости от собственных параметров линии, например погонной индуктивности медного кабеля;

параметры влияния описывают степень влияния на полезный сигнал других сигналов - внешних помех, наводок от других пар проводников в медном кабеле.

В свою очередь, в каждой из этих групп можно выделить первичные и вторичные параметры. Первичные — характеризуют физическую природу линии связи: например, погонное активное сопротивление, погонную индуктивность, погонную емкость и погонную проводимость изоляции медного кабеля или зависимость коэффициента преломления оптического волокна от расстояния от оптической оси. Вторичные параметры выражают некоторый обобщенный результат процесса распространения сигнала по линии связи и не зависят от ее природы — например, степень ослабления мощности сигнала при прохождении им определенного расстояния вдоль линии связи, так называемое затухание сигнала. Для медных кабелей не менее важен и такой вторичный параметр влияния, как степень ослабления помехи от соседней витой пары.

 

Вторичные параметры определяются по отклику линии передачи на некоторые эталонные воздействия. Подобный подход позволяет достаточно просто и однотипно определять характеристики линий связи любой природы, не прибегая к сложным теоретическим исследованиям и построению аналитических моделей