Download
1 / 30
320 likes | 555 Views
Сети ЭВМ и телекоммуникации. Среда передачи Кодирование данных Пакетная передача данных Стандарты Ethernet. Элементы систем цифровой связи. Канал с аддитивным шумом. s ( t ) – передаваемый сигнал; n ( t ) – аддитивный шум; r ( t ) – принимаемый сигнал.
E N D
Среда передачи • Кодирование данных • Пакетная передача данных • Стандарты Ethernet
Канал с аддитивным шумом • s(t) – передаваемый сигнал; • n(t) – аддитивный шум; • r(t) – принимаемый сигнал. f(x) - тригонометрический ряд Фурье.
Полоса пропускания • Полоса пропускания — диапазон частот, в пределах которого амплитудно- частотная характеристика (АЧХ) акустического, радиотехнического, оптического или механического устройства достаточно равномерна для того, чтобы обеспечить передачу сигнала без существенного искажения его формы.
Скорость передачи информации • Скорость передачи информации — скорость передачи данных, выраженная в количестве бит передаваемых за единицу времени. • Теоретическая верхняя граница скорости передачи информации определяется теоремой Шеннона-Хартли.
Теорема Шеннона-Хартли • где • C— ёмкость канала бит в секунду; • B — полоса пропускания канала в герцах; • S — полная мощность сигнала над полосой пропускания, измеренной в ваттах или вольтах в квадрате; • N — полная шумовая мощность над полосой пропускания, измеренной в ваттах или вольтах в квадрате; • S/N — отношение сигнала к шуму(SNR) сигнала к гауссовскому шуму, выраженное как отношение мощностей.
Проблемы аналоговых сигналов • Затухание; • Искажение; • Задержка; • Шум.
Полоса пропускания среды • Полоса пропускания среды – диапазон частот, которые могут передаваться в этой среде с минимальным затуханием. • Это физическое свойство материала. • Полоса варьируется обычно от 0 до какого-то максимального значения и измеряется в герцах (Гц).
Определения • Скорость двоичной передачи, boudrate (в бодах) - это число отсчетов (символов), совершаемых за одну секунду. • Битовой скоростью называется объем информации, передаваемый по каналу за секунду. • Все хорошие модемы используют комбинированные методы модуляции сигналов для передачи максимального количества бит в одном боде.
Различные методы модуляции • а) метод QPSK. • б) QAM-16 (QuadratureАшрlitudеModulation) для передачи 9600 бит/с по линии с пропускной способностью 2400 бод. • в) Метод QAM-64.
Стандарт v.32 bis • Скорость передачи 33.6 Кбит
ADSL технология • Разделение местной линии шириной 1,1 МГц на 256 независимых каналов по 4312,5 Гц в каждом. • Канал 0 - это POTS. • Каналы с 1 по 5 не используются, чтобы голосовой сигнал не имел возможности интерферировать с информационным. • Из оставшихся 250 каналов один занят контролем передачи в сторону провайдера, один - в сторону пользователя, а все прочие доступны для передачи пользовательских данных.
Развитие ADSL технологии • Стандарт ADSL (ANSI Т1.413 и IТU G.992.1) позволяет принимать входящий трафик со скоростью 8 Мбит/с и отправлять исходящий со скоростью 1 Мбит/с. • Ограниченная пропускная способность в сетях ADSL2+ до 29 Мбит/с . • Тем не менее, лишь немногие провайдеры обеспечивают работу с такими параметрами.
Проблемы выбора кода • Требуемая полоса пропускания кабеля при заданной скорости передачи; • Синхронизация приёма битов; • Детектирование начала передачи; • Детектирование окончания передачи; • Требуемая аппаратура кодирования/декодирования; • Количество уровней сигнала кода; • Количество требуемых линий передачи; • Возможности использования гальванической развязки; • Возможности использования разных сред передачи.
Код NRZ • Достоинства: • Простота реализации; • Минимальная пропускная способность канала. • Недостатки NRZ: • Плохая синхронизация; • Фиксированная длина сообщений.
Код RZ • Достоинство: • Синхронизация при любой длине пакета. • Недостатки: • Большая полоса пропускания; • Сложная передающая и принимающая аппаратура.
Манчестерский код • Достоинства: • Самосинхронизирующийся (не требует стартового и конечного бита); • двухуровневая система кодирования, соответствующая ширина пропускания канала (50 МГц и 100МГц ); • легко убираются помехи в канале; • это код используется в Ethernet.
Код 8В/6Т (100BASE-T4) • 8 бит преобразуются в 6 трехуровневых сигналов, которые передаются по трем парам одновременно (за 2 такта по 40 нс.). • 12.5 МГц полоса пропускания (3 категория кабеля) пропускная способность 100МГц.
Код 5В/6В (100VG-AnyLAN) • 5 бит передаваемой информации передается кодированием 6 бит по 4 витым парам (12 бит за 3 такта). • Полоса пропускания 15 МГц (третья категория) для 100 Мбит в секунду.
Дополнительные коды NRZI и MLT-3 • Код NRZI: при нуле уровень не меняется, при единице — меняется на противоположный (при кодировании 4b\5b дает хорошую синхронизацию – нет больше трех нулей подряд). • Код MLT-3: при нуле уровень не меняется, при единице — меняется по цепочке: +U, 0, -U, 0 +U, 0, -U и т.д. (не трогает последовательности нулей, будет хорошо синхронизироваться при 4b\5b кодировании).
Трёхуровневый самосинхронизирующийся код • Полоса пропускания как в NRZ, но есть самосинхронизация в каждом бите.
Код PAM 5 (1000BASE-T) • Код для GigabinEthrnetс пятью уровнями; • средний уровень нет передачи; • для двух бит есть синхронизация; • постоянный уровень сигнала для двух бит. • Для гигабита требуется полоса пропускания 125 МГц. (используется по две пары в каждую сторону и кабель пятой категории). Но хуже помехоустойчивость.
Принципы создания новых кодов • Обеспечение самосинхронизации: • Введение дополнительных переходов: • в пределах битового интервала; • между битами; • Введение дополнительных битов; • Увеличение скорости передачи (или снижение требований к среде передачи при заданной скорости): • Увеличение количества уровней сигнала (до 3-5); • Увеличение количества линий передачи (до 2-4).
Ethernet • Ethernét — стандарт пакетнойтехнологии компьютерных сетей. • Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне. • Ethernet в описывается стандартами IEEE группы 802.3. • Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС.
