Презентация на тему Основы передачи дискретных данных

конце линии (NEXT)
Пропускная способность
Достоверность передачи данных
Удельная стоимость

линиях связи

сигнала

быть переданы в секунду

С(бит/с) = F × log2(1

+ Pc/Pm)
F - полоса пропускания (Гц)
Типичные значения пропускной способности (bandwidth) линий связи вычислительных сетей:
2400, 4800, 9600, 14400, 28800, 33600 б/с
56, 64 Кб/c; 1.544, 2.048, 10, 16, 34, 45, 155, 622 Мб/c

а) сигнал имеет 2 состояния;
б) сигнал имеет 4

состояния

C = , где М - количество состояний одного элемента данных

средой и возникающих в самой линии
низкая ⇒

хорошая ⇒ отличная

Кабельные линии

Радиолинии

Оптоволоконные линии

данных (10-3 ÷ 10-9 без дополнительных средств, 10-9

- оптоволокно)
Удельная стоимость линии:
затраты на создание 1 км линии - от $0.4 до $8

широкий спектр, по аналоговым линиям связи с узкой полосой

пропускания

Аналоговая модуляция
Кодирование (дискретная модуляция)

Методы передачи дискретных данных

данных импульсными сигналами для передачи по широкополосным линиям (без

модуляции)
Цели кодирования:
Сужение полосы частот результирующего сигнала. Чем меньше изменений потенциала сигнала в единицу времени (измеряется в бодах), тем уже спектр сигнала, тем выше может быть битовая скорость на линии с фиксированной полосой пропускания
Синхронизация приемника и источника

(бод ≤ б/с) (4 бода)
Самосинхронизация плохая
б)

Потенциальный код с инверсией при единице NRZI

в) Биполярный код (импульсы разной полярности)

Полоса широкая (бод ~ 2 б/с) (14 бод) Самосинхронизация отличная

г) Манчестерский код (кодирование перепадами)

Полоса средняя (б/с ≤ бод ≤ 2 б/с) (9 бод) Самосинхронизация хорошая

исходного кода добавляется 1 избыточный бит, значение которого выбирается

так, чтобы потенциал гарантированно менял свое значение через каждые 2N бит Код 4В/5В:

Bi-3 ⊕ Bi-5
- сложение по модулю 2

Обратное

преобразование:
Ci = Bi ⊕ Bi-3 ⊕ Bi-5 = Bi = (Ai ⊕ Bi-3 ⊕ Bi-5) + Bi = Ai ⊕ Bi-3 ⊕ Bi-5 ⊕ Bi-3 ⊕ Bi-5 = Ai

по линиям связи, имеющим широкую полосу пропускания, достаточную для

передачи импульсов

2f0
Кодирование (дискретная модуляция)
Дискретизация непрерывного сигнала по амплитуде и по

времени

Division Multiplexing, TDM или STM)

Division Multiplexing, WDM или Dense WDM)
Внутри волны –

TDM или пакеты

с постоянной скоростью и чувствительного к задержкам. Пример: речь

Недостатки - в случае временного не использования канала абонентами его пропускную способность нельзя отдать другим абонентам – отсутствует адресная информация в потоке данных

Коммутация пакетов применяется
для передачи пульсирующего трафика с переменной скоростью и не чувствительного к задержкам. Пример: передача текстовых документов, просмотр Web-страниц
Недостатки - нет гарантий пропускной способности, переменные задержки – сложно передавать потоковый трафик реального времени – речь, видео

передачи пользовательских данных и коммутации пакетов для передачи служебной

Сеть с коммутацией пакетов – SS7

Сеть с коммутацией каналов

сетях с коммутацией пакетов

Устойчивые маршруты перемещения пакетов
Вместо адреса

конечного узла используется условный номер виртуального канала
Имеется процедура предварительного установления канала

1
Тайм-слот 2
Тайм-слот 3
Тайм-слот 4




Поток тайм-слота 4 делится на пакеты

- метод коммутации пакетов вложен в метод коммутации каналов

Поток тайм-слота 1 делится на более мелкие тайм-слоты – иерархия каналов PDH/SDH

Синхронизация приемника и источника
Асинхронная и синхронная передача

установлением соединения (connection-oriented)

Установление соединений

паритету - применяется для байтов
Обнаруживает только одиночные ошибки

символов
Биты паритета байтов (нечётность)
Биты паритета столбцов (четность)
Обнаруживает

большинство двойных ошибок, но не все

Redundancy Check)
Биты кадра
2 или 4 байта контрольного циклического кода

(CRC)

как двоичное число, на заданное двоичное число (например, на

216+215+22+1)
При получении кадра с кодом CRC общая последовательность бит (данные + CRC) снова делится на общий делитель.
Если ошибок нет, то результат деления должен быть равен 0.

При делителе длинной R бит обнаруживаются:
все однократные битовые ошибки
все двойные битовые ошибки
все ошибки в нечетном количестве бит
все ошибочные последовательности длиной < R (последовательность бит между двумя соседними ошибочными битами)

источника

синхронном способе передачи

2 метода:
♦      Символьно-ориентированная передача
♦      Бит-ориентированная передача

1 0 0 0 0 1 1 0 1

0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0. . .

Направление передачи

Содержимое кадра

Получатель вошел в синхронизацию

Получатель детектирует символ SYN

Получатель входит в режим “охотника”

б)

SYN

SYN

SYN

STX

Время

DLE STX . . . DLE DLE. .

. DLE ETX

Направление передачи

Время

Дополнительно вставленный DLE

Бит-стаффинг


11111110
1046
01111……….110
Открывающий флаг
Данные
Длина поля данных
Фиксиро- ванный заголовок

а) Открывающий и закрывающий

флаги

б) Открывающий флаг и поле длины

Бит-стаффинг не нужен
в) Открывающий и закрывающий флаги с особыми

кодами

данные?
2. Каким будет теоретический предел скорости передачи данных в

бит/c c по каналу с шириной полосы пропускания в 20 кГц, если мощность передатчика составляет 0,01 мВт, а мощность шума в канале равна 0,0001 мВт?
3. Определите пропускную способность канала связи для каждого из направлений дуплексного режима, если известно, что его полоса пропускания равна 600 кГц, а метода кодирования использует 10 состояний сигнала.
4. Рассчитайте задержку распространения сигнала и задержку передачи данных для случая передачи пакета в 128 байт по:
·       кабелю витой пары длиной в 100 м при скорости передачи данных 100 Мбит/с, ·       коаксиальному кабелю длиной в 2 км при скорости передачи в 10 Мбит/с,
·       спутниковому геостационарному каналу протяженностью в 72 км при скорости передачи данных 128 Кбит/с.
Считайте скорость распространения сигнала равной скорости света в вакууме 300 000 км/с.

Вопросы