Модуляция непрерывных данных - раздел Связь, КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ По дисциплине Компьютерные сети и телекоммуникации Аналоговая Модуляция - Преобразование Непрерывного Низкочастотного Сиг...
Аналоговая модуляция - преобразование непрерывного низкочастотного сигнала x(t) (рис.3,а) в непрерывный высокочастотный сигнал y(t), называемый несущей и обладающий более высокими характеристиками в отношении дальности передачи и затухания. Аналоговая модуляция может быть реализована двумя способами:
1) амплитудная модуляция рис.3,б;
2) частотная модуляция (рис.3,в).
Аналоговая модуляция используется в радиовещании при работе множества радиостанций в одной общей среде передачи (радиоэфире): амплитудная модуляция для работы радиостанций в АМ-диапазоне (Amplitude Modulation) и частотная модуляция для работы радиостанций в FM — диапазоне (Frequence Modulatin).
Использование цифровых каналов связи для передачи телефонных данных (речевого сигнала) в начале 60-х годов прошлого века потребовало разработки методов преобразования непрерывных сигналов в дискретные, таких как:
1) амплитудно-импульсная модуляция;
2) импульсно-кодовая модуляция.
Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ) (Pulse Amplitude Modulation - РАМ) заключается в преобразовании непрерывного сигнала в совокупность дискретных сигналов (импульсов) с определенной амплитудой. Для этого исходная непрерывная функция x(t) подвергается дискретизации (квантуется) по времени так, как это показано на рис.4,а.
Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ) (Pulse Code Modulation - РСМ) - метод модуляции, при котором аналоговый сигнал кодируется сериями импульсов, представляющими собой цифровые коды амплитуд в точках отсчета аналогового сигнала.
Для этого исходный сигнал подвергается дискретизации (квантуется) по двум координатам:
• по оси абсцисс - дискретизация по времени;
• по оси ординат - дискретизация по уровню.
Стандартом была рекомендована частота дискретизации 8000 Гц, т. е. амплитуда аналогового сигнала должна измеряется 8000 раз в секунду (каждые 125 мкс).
Если передавать в каждый момент времени значение амплитуды (номер уровня) сигнала с помощью 8 битов, то результирующий дискретный поток данных передается со скоростью 8000 [раз в секунду]*8 [бит] = 64 000 бит/с, то есть для передачи оцифрованного аналогового сигнала требуется канал связи с пропускной способностью 64 кбит/с.
Для уменьшения требуемой для передачи оцифрованного голоса пропускной способности канала связи применяется модифицированный метод ИКМ - адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (АДИКМ) (по каналу связи передаётся не значение амплитуды, а разность между текущим значением непрерывного сигнала в точке квантования и предыдущим).
Более сложным вариантом дифференциальной импульсно-кодовой модуляции является кодирование с предсказанием, при котором кодируется и передаётся разница между реальным и предсказанным на основе нескольких предыдущих отсчётов значением сигнала. Это позволяет ещё больше уменьшить количество битов для кодирования одного замера сигнала и, следовательно, уменьшить требование к пропускной способности канала связи.
Все темы данного раздела:
Способы передачи пакетов
Пакеты в сети могут передаваться двумя способами (рис. 7):
При дейтаграммном способе пакеты о
Маршрутизация
Маршрутизация - одна из основных функций компьютерной сети, определяющая эффективность передачи данных. Проблема маршрутизации в компьютерных сетях аналогична проблеме организации автомобильного дв
Управление трафиком
Управление трафиком в сети необходимо для решения следующих задач:
1) обеспечение надежной передачи данных, предполагающей доставку данных абоненту без потерь и без искажен
Параметры и характеристики компьютерных сетей
Эффективность компьютерной сети может быть охарактеризована совокупностью величин, которые можно разделить на два класса (рис. 3):
Многоканальные системы связи
Системы связи, в которых по одной линии связи осуществляется одновременная независимая передача сигналов между несколькими парами абонентов, называются многоканальными.
Использование общей
Модуляция и кодирование данных
Передача данных осуществляется в виде физических сигналов различной природы (электрические, оптические, радиоволны) в зависимости от среды передачи. Для обеспечения качественной передачи используют
Модуляция дискретных данных
Процесс представления дискретных (цифровых) данных в виде непрерывного высокочастотного синусоидального сигнала (несущей) по своей сути является аналоговой модуляцией дискретных данных. Однако, для
Цифровое кодирование
Потенциальный код без возврата к нулю – NRZ (Non Return to Zero) - рис.6,а. В этом методе высокий потенциал соответствует значению бита «1», а низкий - значению «0».
Кроме потенциальных ко
Электрические кабельные линии связи
В сетях передачи данных применяются следующие типы электрических кабелей (рис.48):
1) витая пара:
• неэкранированная;
• экранированная;
2) коаксиальный кабель:
Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС)
Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) используются для высокоскоростной передачи данных, представляемых в виде оптических сигналов, по оптическим диэлектрическим световодам.
Оптич
Общие принципы организации беспроводной связи
Для построения беспроводных сетей передачи данных необходимо иметь специальные технические и программные средства. Кроме того, необходимо иметь лицензию Государственной инспекции электросвязи на пр
Радиорелейные линии связи
Радиорелейные линии связи (РРЛС) представляют собой цепочку приемно-передающих станций, антенны которых отстоят друг от друга на расстоянии прямой видимости. РРЛС использует принцип ретрансл
Спутниковые системы связи
В общем случае, под спутниковой связью понимают связь между земными станциями (ЗС) через космические станции (КС), представляющие собой пассивные искусственные спутники Земли (ИСЗ), реализующие фун
Беспроводные сети на ИК-лучах
Одно из назначений беспроводных сетей - быстрое развертывание сетей и ноутбуков.
Особенности построения и функционирования сетей на ИК-лучах:
1) нет необходимости тянуть кабели, к
Цифровые сети с интегральным обслуживанием (ISDN-технология)
Цифровые сети с интегральным обслуживанием — ЦСИО (Integrated Services Digital Networks - ISDN) - цифровая сеть, построенная на базе телефонной сети связи, в которой могут передаваться сообщения ра
Мобильная телефонная связь
Мобильная телефонная связь относится к средствам беспроводной связи и может быть двух типов:
• домашние радиотелефоны;
• мобильные сотовые телефоны.
Радиотелефоны обеспеч
Характерные особенности и топологии ЛВС
Локальная вычислительная сеть (ЛВС, локальная сеть / Local Аrеа Network, LAN) - компьютерная сеть, обеспечивающая передачу данных на небольшие расстояния со скоростью, как правило, не менее 1 Мбит/
Архитектуры ЛВС
Различают следующие архитектуры ЛВС:
• одноранговые сети;
• сети типа "клиент-сервер";
• комбинированные сети, в которых могут функционировать оба типа операцио
Многосегментная организация ЛВС
Основной недостаток ЛВС - наличие ограничения на общую протяженность кабельной сети, составляющую несколько сотен метров.
Максимальное расстояние между двумя наиболее удаленными друг от др
ЛВС Ethernet
Ethernet - технология ЛВС, разработанная совместно фирмами DEC, Intel и Хеroх (DIX) в 1980 году в виде стандарта Ethernet II для сети с пропускной способностью 10 Мбит/с, построенной на основе коак
VG-AnуLAN
100VG-AnуLAN - технология, разработанная фирмами IВM и Неwlеtt-Расkаrd на основе технологии 100Base-VG (Voice Grade) для передачи данных со скоростью 100 Мбит/с с использованием протоколов (
Gigabit Ethernet и 100Gigabit Ethernet
В июне 2010 года IEEE принял новый стандарт IEEE 802.3bа в виде дополнения к стандарту IEEE 802.3 Ethernet, в котором предусмотрены две скорости передачи данных по сети Ethernet - 40 Гбит/с и 100 Г
ЛВС Token Ring
Token Ring (маркерное кольцо) - сетевая технология, в которой станции могут передавать данные только тогда, когда они владеют маркером, непрерывно циркулирующим по кольцу.
Существуют два в
ЛВС FDDI
FDDI (Fiber Distributed Data Interface - оптоволоконный интерфейс распределения данных) - одна из первых высокоскоростных технологий ЛВС с пропускной способностью 100 Мбит/с, реализованная на волок
Общие принципы построения беспроводных ЛВС (БЛВС)
Существует два способа организации БЛВС (рис.4):
1) с базовой станцией (рис.4,а);
2) без базовой станции (рис.4,б).
Методы передачи данных в БЛВС
Основными методами передачи данных в беспроводных ЛВС, основанными на технологии расширения спектра, являются (рис.5):
• ортогональное частотное мультиплексирование (ОFDМ);
• расш
Беспроводные персональные сети
Персональные сети (Personal Агеа Networks - PAN) предназначены для взаимодействия устройств, принадлежащих одному владельцу и расположенных территориально на небольшом расстоянии (около 10м).
Беспроводные сенсорные сети
Беспроводная сенсорная сеть (WSN - Wireless Sensor Network) представляет собой распределённую самоорганизующуюся устойчивую к отказу отдельных элементов сеть, состоящую из множества необслуживаемых
ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ
Совокупность различных сетей (подсетей, ЛВС), расположенных на значительных расстояниях друг от друга и объединенных в единую сеть с помощью телекоммуникационных средств, представляет собой террито
Принципы организации глобальных сетей
В отличие от ЛВС характерными особенностями глобальных сетей являются следующие.
1. Неограниченный территориальный охват.
2. Сеть объединяет ЭВМ самых разных классов (от персональ
Маршрутизаторы
Маршрутизаторы, как и мосты, позволяют эффективно объединять сети и увеличивать их размеры, но, в отличие от последних, работают на сетевом уровне ОSI-модели, то есть оперируют сетевыми адресами, и
Методы и протоколы маршрутизации
Все методы маршрутизации, применяемые в маршрутизаторах, можно разбить на две группы (рис.1).
Статическая марш
Коммутаторы
Коммутатор по функциональным возможностям занимает промежуточное положение между мостом и маршрутизатором и при объединении сегментов локальных сетей работает на 2-м канальном уровне, то есть комму
З.1 Принцип передачи пакетов на основе виртуальных каналов
Существуют два типа виртуальных каналов:
• коммутируемый виртуальный канал (Switched Virtual Circuit, SVC);
• постоянный виртуальный канал (Permanent Virtual Circuit, РVС).
Сети Х.25
Стандарт Х.25 «Интерфейс между оконечным оборудованием данных и аппаратурой передачи данных для терминалов, работающих в пакетном режиме в сетях передачи данных общего пользования» наилучшим образо
Сети Frame Relay
Сети Frame Relay по сравнению с сетями Х.25 гораздо лучше подходят для передачи пульсирующего трафика локальных сетей в тех случаях, когда каналы связи приближаются по качеству к каналам локальных
Технология АТМ
АТМ (Asynchronous Transfer Mode) - технология асинхронного режuма передачи, использующая маленькие пакеты фиксированного размера, называемые ячейками (cells), предназначенная для передачи в сети ра
Краткая история создания и архитектурная концепция Internet
Появлению сети Internet и стека протоколов TCP/IP предшествовала в середине 1960-х годов разработка сети, получившей название ARPANET. Разработчики - Стэндфордский исследовательский институт, Калиф
Протоколы межсетевого уровня
IP (Internet Protocol) основной протокол стека TCP/IP, реализующий передачу пакетов по IР-сети от узла к узлу.
В настоящее время на смену протоколу IP версии 4 (IPv4) приходит протокол вер
Сетевые IP-адреса
IР-адрес идентификатор сетевого соединения (сетевого интерфейса). IР-адреса представляют собой 32-битовые ориентированные на решение основной задачи идентификаторы, протокола IP-маршрутизации. Для
Протоколы разрешения адресов ARP и RARP
Определение физического адреса устройства (МАС-адреса) по его IР-адресу и наоборот, IР-адреса по МАС-адресу, решают входящие в IP-стек два протокола:
• ARP (Address Resolution Protocol - П
Коммуникационный протокол IPv4
Пакет IP состоит из заголовка и блока данных (рис.1,а).
В настоящее время в сети Интернет могут циркулировать IР-пакеты двух версий:
• IР-пакет версии 4 (IPv4);
• IР-паке
Адресация в IPv6
Необходимость расширения адресного пространства в сетях TCP/IP была одной из основных целей перехода на новую версию протокола IP. Для этого длина IР-адреса была увеличена до 16 байт.
Для
Фрагментация
В объединяемых сетях разных технологий допустимая максимальная длина пакетов различна и варьируется от 53 байт до 65535 байт. При объединении таких сетей возникает проблема, связанная необходимость
Управляющий протокол ICMP
Internet Control Message Protocol (ICМP) - протокол межсетевых управляющих сообщений предназначен для выявления и обработки не штатных событий (например, потеря пакета), заключающейся в определении
Безопасность компьютерных сетей
Широкое применение компьютерных сетей во всех областях человеческой деятельности, оказывающее существенное влияние на нашу жизнь, делает весьма актуальной проблему информационной безопасности. Защи
Новости и инфо для студентов