Способы передачи данных

При передаче данных от источника к адресату необходимо знать:

  • ? природу данных;
  • ? реальные физические средства, используемые для передачи данных;
  • ? необходимую в процессе передачи обработку или корректировку, способную обеспечить разборчивость получаемых данных.

Основным моментом при этом является то, с какими объектами приходится работать — с аналоговыми или цифровыми. Эти два термина часто используются в трех ситуациях, а именно при рассмотрении:

  • ? данных;
  • ? передачи сигналов;
  • ? передачи данных.

Определим данные как объекты, передающие смысл или информацию. Сигналы — это электрическое или электромагнитное представление данных. Передача сигнала — это процесс физического распространения сигнала по соответствующей среде. Передача данных означает собственно передачу данных путем передачи и обработки сигналов.

Аналоговые данные принимают непрерывные значения в некотором диапазоне (звук, видеосигналы, температура, давление, частота), цифровые данные принимают только дискретные значения (текст, целые числа).

В общем случае аналоговые данные являются функцией времени и имеют ограниченный спектр частот; следовательно, такие данные можно представить электромагнитным сигналом, имеющим аналогичный спектр. Цифровые же данные можно представить цифровыми сигналами, имеющими разные уровни напряжения для каждого из двух двоичных чисел.

Различают два типа передач — цифровую и аналоговую. Аналоговая передача является средством передачи аналоговых сигналов x(t). Аналоговый сигнал с постоянной частотой, называемой несущим сигналом, составляет основу такой передачи. Его частота выбирается совместимой с используемой передающей средой. Причем передаваемые данные g(t), представляемые этим сигналом, могут быть как аналоговыми, например речь, так и цифровыми, например двоичные данные, проходящие через модем. В любом случае исходные данные преобразуются передатчиком в непрерывный по структурному параметру сигнал с такими характеристиками, которые обеспечивают его прохождение по данному каналу связи. Передача данных с помощью несущего сигнала обеспечивается модуляцией — процессом кодирования исходных данных несущим сигналом с частотой fH. Канал, обеспечивающий передачу непрерывных (аналоговых) сигналов, называется непрерывным каналом.

Основными характеристиками непрерывных каналов связи являются:

  • ? амплитудно-частотная характеристика;
  • ? полоса пропускания;
  • ? затухание;
  • ? помехоустойчивость;
  • ? шумы;
  • ? пропускная способность;
  • ? достоверность передачи данных.

Наибольший интерес из них представляют пропускная способность и достоверность передачи данных, поскольку они прямо влияют на производительность и надежность системы передачи и являются характеристиками как канала связи, так и способа передачи данных. В любом случае аналоговый сигнал после прохождения некоторого расстояния становится слабее (затухает).

Цифровая передача является средством передачи цифровых сигналов x(t). При цифровой передаче исходные данные g(t), которые также могут быть как аналоговыми, так и цифровыми, кодируются цифровым сигналом x(t). Конкретная форма этого передаваемого сигнала зависит от метода кодирования и выбирается с точки зрения оптимального использования передающей среды. Канал, по которому передаются цифровые (дискретные) сигналы, называется дискретным или цифровым. Это комплекс технических средств, обеспечивающих передачу дискретного сигнала. В цифровых каналах на выходе передатчика x(t) и входе приемника x'(t) действует дискретный по структурному параметру сигнал. Способ представления дискретной информации в виде сигналов, подаваемых в линию связи, называется физическим или линейным кодированием. От способа кодирования зависит спектр сигналов и соответственно пропускная способность линии. Для передачи цифровых данных по дискретному каналу используют самосинхронизиру- ющиеся коды, а для передачи аналоговых сигналов — ИКМ. Для качественной передачи оцифрованных непрерывных сигналов (голоса, изображения) сегодня применяют специальные цифровые сети, такие как ISDN, ATM и сети цифрового телевидения.

Таким образом, возможны четыре варианта передачи данных (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Аналоговая и цифровая передача данных

Данные g(t)

Сигнал x(t)

Канал

Передана

1. Аналоговые

Аналоговый:

U(f)t -

  • —,—L*.
  • 0 f„ f
  • а) имеет тот же спектр, что

и аналоговые данные;

б) аналоговые данные кодируются с целью получения сигнала в другой области спектра

Аналоговый: передача сигнала через усилители

Аналоговая

2. Цифровые: кодируются на несущей частоте с использованием модема, преобразующего серию двоичных импульсов напряжения в аналоговый сигнал, занимающий определенный спектр частот с центром на несущей частоте

Аналоговый: переносчик цифровой информации — поток нулей и единиц, закодированных аналоговыми данными — амплитудой, фазой, частотой несущего сигнала

Аналоговый: передача сигнала через ретрансляторы, которые восстанавливают цифровую информацию из аналогового сигнала и создают новый, чистый аналоговый сигнал, препятствуя таким образом накоплению помех

Аналоговая: на другом конце линии другой модем демодулирует сигнал x'(t) и восстанавливает исходные цифровые данные gl(t)

3. Аналоговые: кодируются с использованием кодека (кодер-декодер), аппроксимирующего данные потоком битов

Цифровой: имеет разные уровни напряжения для представления двоичного нуля и двоичной единицы

Цифровой

Цифровая: приемник использует поток битов для воспроизведения аналоговых данных

  • 86
  • 3. СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

Окончание

Данные «(t)

Сигнал x(t)

Канал

Передана

4. Цифровые

Цифровой:

U(t)A

  • --—1_1!_?
  • 0 t

использует два уровня постоянного напряжения, один из которых представляет 1, а другой 0

Цифровой

Цифровая: сигнал передается через ретрансляторы, на каждом из которых поток нулей и единиц восстанавливается из поступающего сигнала и используется для создания нового отправляемого цифрового сигнала

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >