Prenos digitálnych sign álov v základnom pásme (Linkové signály)

Prenos digitálnych signálov v základnom pásme(Linkové signály)

Linkovékódovanie Prevod postupnosti „1“ a „0“ na digitálny signál, ktorý sa prenáša zvoleným prenosovým médiom Prenos v základnom pásme Nemení sa frekvenčná poloha dátového signálu, upravujú sa úrovňové resp. impedančné pomery

Vplyv prenosovej cesty na linkový signál • Prenášaný signál je ovplyvnený útlmom • spôsobený odporom ktorý kladie prenosové médium prenášanému signálu • útlm je úmerný dĺžke prenosovej cesty • útlm je spravidla vyšší pre vyššie f (pri vyšších modulačných rýchlostiach) • a skreslený z dôvodu prítomnosti „rušenia“ • 1 vnútorné rušenie • tepelný šum kábla, resp. zosilňovača • fázová nestabilita dĺžky trvania symbolov (jitter) • impedančné odrazy na nehomogenitách pren. média • 2 vonkajšie rušenie • presluchy vznikajúce pri súbežnom vedení metalických vedení • impulzné rušenia (vplyv napájacích obvodov, elektrických spotrebičov) • Použitie opakovačov pre obnovenie tvaru signálu

Požiadavky na vlastnosti linkových signálov • Problém č. 1 – jednosmerná zložka • pri prenose dát metalickými vedeniami sú v opakovačoch použité oddeľovacie transformátory – nie je možné preniesť js. zložku • js. zložka je zbytočná energia – „vykurujeme kanál“

Požiadavky na vlastnosti linkových signálov • Problém č. 2 – synchronizácia medzi vysielačom a prijímačom • taktovací signál v prijímači (opakovači) musí byť v presnom fázovom vzťahu s taktovacím signálom vysielača • ak nie je k dispozícii samostatný kanál so synchronizačným signálom je potrebné odvodiť taktovací signál priamo z dátového signálu

Požiadavky na vlastnosti linkových signálov • Problém č. 3 – medzisymbolová interferencia • vplyvom tvarového skreslenia symbolov (predĺženia dobehových hrán) signál zasahuje do susedných bitových intervalov a pripočítava sa • Ďalšie problémy • dostupná šírka pásma • nebezpečenstvo presluchov pri vysokých prenášaných výkonoch

bitový interval b. Three signal levels, two data levels Typy linkových kódov (signálov) unipolárny bipolárny

Porovnanie linkových signálov • Unipolárny • obsahuje js. zložku – nevhodný pre prenos po metalických kábloch • používa sa u optických vláken (svetlo vs. „nič“) • nenulová rozhodovacia úroveň – problém pri kolísaní výšky signál. prvkov • problém odvodiť taktovací signál pri dlhšej postupnosti rovnakých symbolov • Polárny • obsahuje js. zložku • nulová rozhodovacia úroveň • problém synchronizácie • Bipolárny • označenie AMI (Alternate Mark Inversion) • neobsahuje js. zložku • 2 rozhodovacie úrovne • problém synchronizácie pri dlhšej postupnosti 0 • umožňuje odhaliť chybu – v prípade, že dôjde k porušeniu bipolarity

Porovnanie linkových signálov v časovej oblasti Binárna informácia: 1 0 1 1 1 0 0 1

Porovnanie linkových signálov vo frekvenčnej oblasti (vp=1kbps) js. zložka nulový bod 1/T0

W=1kHz W=2kHz W=4kHz Unipolárny signál vs. šírka pásma (prenosový kanál bez šumu)

W=1kHz W=2kHz W=4kHz Unipolárny signál vs. šírka pásma (prenosový kanál so šumom)

Linkové signály s návratom k nule (RZ) • označenie RZ (Return to Zero) • polovica bitového intervalu je nulová úroveň • potlačenie vplyvu medzisymbolovej interferencie • možnosť získať synchronizačný signál aj pri postupnosti rovnakých sym. • nevýhoda: dvojnásobná šírka pásma Polar - RZ

Linkové signály s návratom k nule (RZ) Binárna informácia: 1 0 1 1 1 0 0 1 U-RZ P-RZ B-RZ

Porovnanie RZ linkových signálov vo frekvenčnej oblasti (vp=1kbps)

RZ signál vs. šírka pásma (U-RZ) W=1kHz W=2kHz W=4kHz

Špeciálne typy linkových signálov - Manchester • prenos signálov v sieti typu Ethernet 802.3 • nazýva sa aj dvojfázový • neobsahuje js. zložku • je z neho možné odvodiť taktovací signál • väčšia šírka pásma

Dvojfázový linkový signál - Manchester

Dvojfázový linkový signál - Manchester W=1kHz W=2kHz W=4kHz

Špeciálne typy linkových signálov • podobné vlastnosti ako Manchester • použitie u sietí typu Token Ring

Špeciálne typy linkových signálov – HDB3 • HDB3 – High Density Bipolar Order 3 • použitie u PDH systémov vyššieho rádu (2. a 3.) • vychádza z AMI, rieši problém dlhších postupností núl ako 3 • používajú sa doplnkové symboly V (violation) a B (balancing) • V – zachováva polaritu impulzu • B – zabezpečuje zmenu polarity za sebou nasledujúcich symbolov V

Špeciálne typy linkových signálov – CMI • CMI – Coded Mark Inversion • unipolárny • použitie – optické vlákna, SDH systémy • 0 – prechod 0 -> +A • 1 – striedavo +A, -A podľa predchádzajúceho stavu

Špeciálne typy linkových signálov – NRZI Použitie – USB, FDDI (Fiber Distributed Data Interface) k zmene úrovni dochádza vždy keď nasleduje „1“

Viacstavové - 2B1Q – two binary, one quaternary „klasický“ 4-stavový signál

Blokové linkové kódy MBNB • typ MBNB • blok M-bitov sa nahradí blokom N-bitov (M<N) • vyberajú sa bloky obsahujúce 0 aj 1-tky (dostatočne prestriedané) • potlačenie js. zložky, lepšia synchronizácie • je potrebné zvýšenie modulačnej rýchlosti v pomere N/M

Blokové linkové kódy MBNT • 8B/6T Block Coding – M=8 binary, N=6 ternary (3-jkový) • nahradenieskupiny 8 bitov – 6-timibitmi (symbolmi) • každý symbol je vyjadrený kombináciou 3 úrovní (+1, 0, -1) • 8 bit = 28 = 256 kombinácií • 6 bit ternary = 36 = 729 – počet možných symbolov • potlačenie js. zložky, zníženie modulačnej rýchlosti v pomere N/M

Ďakujem za pozornosť

Prenos digitálnych sign álov v základnom pásme (Linkové signály)