Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Přenosová pásma Každý signál (diskrétní i analogový) vyžaduje pro přenos určitou šířku pásma: –základní pásmo baseband – pro přenos signálu s jednou.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Přenosová pásma Každý signál (diskrétní i analogový) vyžaduje pro přenos určitou šířku pásma: –základní pásmo baseband – pro přenos signálu s jednou."— Transkript prezentace:

1 1 Přenosová pásma Každý signál (diskrétní i analogový) vyžaduje pro přenos určitou šířku pásma: –základní pásmo baseband – pro přenos signálu s jednou frekvencí (není transponován do jiné frekvence) – typicky LAN –úzké pásmo narrowband – pro hlasové přenosy 50 – 64 kbps – typicky telefonní sítě –široké pásmo broadband pro multiplexované přenosové kanály (frekvenčně sdílené) – typicky WAN pro TV přenosy 6 MHz

2 2 Přenosová pásma Šířka přenosového pásma - propustnost komunikačního kanálu – přenosová rychlost Čím kvalitnější přenosové médium, tím má větší šířku pásma Dostatečná šířka pásma (měřená v Hz) – předpoklad vysoké přenosové rychlosti (měřené v b/s) Přenosová rychlost je úměrná modulační rychlosti (měřené v jednotkách „Baud“ – Bd)

3 3 Signál Periodický signál s(t + T) = s(t) Signál analogový –perioda - T –amplituda - A –fáze - Φ Signál diskrétní (digitální) –perioda - T –amplituda - A

4 4 Kódování - modulace Pojmy kódování, modulace – projekce dat do signálu –kódování – konverze do diskrétního signálu –modulace – konverze do analogového signálu Kódovací/modulační techniky –prvek dat (např. bit)prvek signálu –prvek signálu – taková část signálu, která zabere nejkratší interval signálového kódu diskrétní – napěťový puls konstantní amplitudy analogový – puls konstantní frekvence, fáze a amplitudy

5 5 Kódování - modulace Množství informace v prvku signálu – nejjednodušší případ 1:1 Úrovně signálu – nejjednodušší případ 2 Příklad jednofázového kódování Bi-fázové kódování - perioda bitu je rozdělena na dvě „fáze“, časování probíhá v každé fázi, tzn. perioda bitu je dvojnásobek periody prvku signálu BABA perioda bitu časování

6 6 Kódování - modulace Data se konvertují do prvků signálu bit po bitu po oktetech Pořadí bitů v signálu je specifikováno danou přenosovou technologií big-endian nebo little-endian např. technologie Ethernet používá „little-endian“ Měření charakteristiky přenosového kanálu –přenosová rychlost C [bps] –modulační rychlost M [baud] –počet bitů v prvku signálu b (např. bi-fázový kód Manchester b = ½ ) C = M x b

7 7 Počítačové sítě Možné konverze data signál digitální data kódování diskrétní signál síťová karta digitální datamodulaceanalogový signál modem analogová data kódování diskrétní signál CODEC analogová data modulace analogový signál analog. telefon

8 8 Počítačové sítě Důvody pro modulaci a kódování –technické - vysílání signálu musí být technologicky proveditelné – zvýšení účinnosti a využitelnosti spoje –zvýšení odolnosti přenosu – menší bitová chybovost (BER – Bit Error Ratio) –možnost detekce chyb –možnost synchronizace přenosu –zvýšení bezpečnosti přenosu – znemožnění odposlechu (zvláště u bezdrátových přenosů)

9 9 Kódování - modulace Příklady kódovacích technik digitální data diskrétní signál NRZ - L NRZ I Pseudoternary Bipolar. AMI Diff. Manchester Manchester

10 10 Kódování - modulace Principy modulace amplitudová frekvenční fázová

11 11 Kódování - modulace Modulace – digitálními nebo analogovými daty se mění (moduluje) nosný signál s nosnou frekvencí f c. „ Nosná“ určuje umístění signálu v rámci elektromagnetického spektra. Modulace – změna charakteristiky signálu Vlastnosti modulačních technik (u elektrických vodičů): –aplitudová – málo odolná proti vnějšímu rušení –kmitočtová – vhodná pro nižší rychlosti –fázová – nejodolnější, vhodná i pro vyšší rychlosti Modulace se používá –v bezdrátových technologiích –v přenosech optickými vlákny –v přenosech metalickými vodiči

12 12 Kódování - modulace Modulační techniky digitální data – analogový signál (modem) – víceúrovňové techniky b = 2 nebo 4: –Kvadraturní fázová modulace –Kombinace fázové a amplitudové modulace Techniky pro bezdrátové přenosy – rozprostřené spektrum (spread spectrum) – zabezpečení proti odposlechům a kolizím – FHSS a DSSS (dále na semináři)

13 13 Modulační techniky QPSK – Kvadraturní fázová modulace – 4 fázové posuny přenáší 2 bity fáze referenčního signálu Π/2 Π/4 3Π/4 Π 7Π/4 3Π/2 5Π/4 0 ~ 2Π 00… … … …

14 14 Modulační techniky QAM – Kvadraturní amplitudová modulace (např. 256 QAM přenáší v jednom prvku signálu 8 bitů) fáze referenčního signálu 16 úrovní amplitud 16 fázových posunů …………

15 15 Kódování - modulace Modulace analogová data digitální signál –Multimediální data, přenosy hlasu – CODEC –Modulační technika PCM (Pulse Code Modulation) – princip „vzorkování“ – snímání amplitudy signálu v pevných časových periodách, vyhodnocení vzorků hodnotou (určitý počet úrovní). Např. : 16 úrovní …. 4 bity 256 úrovní …..8 bitů Pro přenos hlasu je postačující vzorkování v periodě 125  s s rozlišením 256 úrovní (8 bitová informace), tj. přenosová rychlost 64 kbps (šířka pásma 4 kHz) –Alternativa PCM – DM (Delta Modulation) – diferenciální impulsní kódová modulace

16 16 Přenos signálu Problémy při přenosech signálu –zkreslení –útlum –zpoždění –rušení – parazitní signál – šum Řešení – přenosové technologie –specifikace elektrických a světelných charakteristik přenosových médií –specifikace maximálních délek segmentů vodičů –volba vhodného typu modulace nebo kódování –atd.

17 17 Přenos signálu Prostředky pro obnovu signálu: zesilovače, opakovače (repeaters) HUB Repeater Deformovaný signál Obnovený signál

18 18 Přenos signálu Kapacita přenosového kanálu – maximální přenosová rychlost v bitech za vteřinu [b/s] nebo [bps] –ideální (podle Nyquista) C = 2 W log 2 M C …… přenosová rychlost [bps] W…….šířka přenosového pásma [Hz] M…….modulační rychlost - počet diskrétních pulsů nebo napěťových úrovní za sec [Bd]

19 19 Přenos signálu –reálná (podle Shannona) C = W log 2 ( 1 + S/N ) S/N…poměr signál/šum P S - výkon signálu (S/N) dB = 10 log 10 P S /P N P N - výkon šumu 3 dB – 50 % ztrát 10 dB – 10 % ztrát 20 dB – 1 % ztrát 30 dB – 0,1 % ztrát S S´ N

20 20 Přenos signálu Přenosový kanál – soubor prostředků mezi dvěma uzly sítě umožňující přenos signálu (vysílací rozhraní, přenosové médium, přijímací rozhraní) Přenosový kanál vytvářejí přenosové technologie, které specifikují –rychlost přenosu –pořadí bitů little endian – bit s nejmenší váhou v oktetu je vyslán první big endian – bit s největší váhou v oktetu je vyslán první –přenosové médium (typ, max. a min. délku…) –koncovky (typy konektorů, označení pinů…) –fyzikální charakteristiky signálu –zařízení pro regeneraci signálů –……

21 21 Přenos signálu Požadavky na přenosové technologie : –vysoká přenosová rychlost –nulová chybovost –dlouhé vzdálenosti bez nutnosti obnovy signálu –nízké náklady


Stáhnout ppt "1 Přenosová pásma Každý signál (diskrétní i analogový) vyžaduje pro přenos určitou šířku pásma: –základní pásmo baseband – pro přenos signálu s jednou."

Podobné prezentace


Reklamy Google