25) Цифровое кодирование
При передаче дискретной информации посредством модуляции единицы и нули кодируются изменением амплитуды, частоты или фазы несущего синусоидального сигнала,
Устройство, которое выполняет функцию модуляции несущей синусоиды на передающей стороне и обратную функцию демодуляции на приемной стороне носит название модем.
На рис. 9.3 показаны различные типы модуляции, применяемые при передаче дискретной информации. Исходная последовательность битов передаваемой информации приведена на диаграмме, представленной на рис, 9.3, а.
При амплитудной модуляции для логической единицы выбирается один уровень амплитуды синусоиды несущей частоты, а для логического нуля — другой (рис. 9.3, б). Этот способ редко используется в чистом виде на практике из-за низкой помехоустойчивости, но часто применяется в сочетании с другим видом модуляции — фазовой модуляцией.
При частотной модуляции значения нуля и единицы исходных данных передаются синусоидами с различной частотой (рис. 9.3, в}. Этот способ модуляции не требует сложных схем и обычно применяется в низкоскоростных модемах, работающих на скоростях 300 и 1200 бит/с.
При фазовой модуляции значениям данных 0 и 1 соответствуют сигналы одинаковой частоты, но различной фазы, например 0 и 180° или 0, 90, 180 и 270° (рис. 9.3, г).
26) Требования к методам цифрового кодирования
При выборе способа кодирования нужно одновременно стремиться к достижению нескольких целей:
- минимизировать ширину спектра сигнала, полученного в результате кодирования;
- обеспечивать синхронизацию между передатчиком и приемником;
- обеспечивать устойчивость к шумам;
- обнаруживать и по возможности исправлять битовые ошибки;
- минимизировать мощность передатчика.
Более узкий спектр сигнала позволяет на одной и той же линии (с одной и той же полосой пропускания) добиваться более высокой скорости передачи данных. Спектр сигнала в общем случае зависит как от способа кодирования, так и от тактовой частоты передатчика.
Синхронизация передатчика и приемника нужна для того, чтобы приемник точно знал, в какой момент времени необходимо считывать новую порцию информации с линии связи. При передаче дискретной информации время всегда разбивается на такты одинаковой длительности, и приемник старается считать новый сигнал в середине каждого такта, то есть синхронизировать свои действия с передатчиком.
30) Манчестерский код. Потенциальный код 2b1q.
Манчестерский код – один из самых распространенных методов кодирования, который применяется в технологиях Ethernet и Token Ring. В манч. коде для кодирования единиц и нулей используется перепад потенциала, т.е. фронт импульса. При манчестерском кодировании каждый так делится на 2 части. Инфа кодируется перепадами потенциала, происходящими в середине каждого такта. Единица кодируется перпадом от низкого уровня сигнала к высокому, а ноль – обратным перепадом. В начале каждого такта может происходить служебный перепад сигнала, если нужно представить несколько единиц или нулей подряд. Т.к. сигнал изменяется по крайней мере один раз за такт передачи одного бита данных, то манчестерский код обладает хорошими самосинхронизирующ. свойствами. Полоса пропускания манч. кода уже, чем у биполярного импульсного. У него также нет постоянной составляющей, а основная гармоника в худшем случае (при передаче последовательности единиц и нулей) имеет частоту N Гц, а в лучшем (при передаче чередующихся нулей и единиц) – N/2 Гц, как и у кодов AMI и NRZ. В среднем ширина полосы манч. кода в полтора раза уже, чем у биполярного импульсного кода, а основная гармоника вблизи значения 3N/4. Манч. код имеет еще одно преимущество перед биполярным импульсным кодом. В последнем для передачи данных используются три уровня сигнала, а в манчестерском – 2.
Потенциальный код 2B1Q – 4 уровня сигнала для кодирования данных. Расшифровка названия: каждые 2 бита (2B) передаются за 1 так (1) сигналом, имеющие 4 состояния (Q-Quadra). Паре битов 00 соответствует потенциал -2,5 В, паре 01 – потенциал -0,833 В, паре 11 – потенциал +0,833, а паре 10 – потенциал +2,5 В. При этом способе кодирования требуются дополнительные меры по борьбе с длинными последовательностями одинаковых пар битов, так как при этом сигнал превращается в постоянную составляющую.