45497

Теоретические основы передачи данных

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Ограничения на пропускную способность передачи данных.5c ∑ n sin2pnft∑ bncos2pnft f – частота nbn – амплитуды nой гармоники t – время передачи сигнала gt – определенное ограничение на пропускную способность. При этом скорость передачи информации зависит от способа кодирования и скорости изменения кодирования.

Русский

2013-11-17

378.5 KB

14 чел.

Теоретические основы передачи данных.

Ограничения на пропускную способность передачи данных.

Любой сигнал имеет ограничение в связи с распределенной пропускной способностью по закону Пуассона.

g(t) = 0.5*c + ∑ an sin(2pnft)+∑ bncos(2pnft)

f – частота

an,bn – амплитуды n-ой гармоники

t – время передачи сигнала

g(t) – определенное ограничение на пропускную способность.

Коэффициенты гармоники могут быть получены через амплитуду сигнала. При этом скорость передачи информации зависит от способа кодирования и скорости изменения кодирования. Скорость передачи ограниченна максимальной частотой.

Частота равна 3 МГц.

Максимальная скорость вычисляется по теореме Найквиста.

Vmax=2H log2V

H – пропускная способность канала

V – количество уровней в сигнале

Но теорема Найквиста  не учитывает шум в канале.

Шум измеряется как отношение мощности полезного сигнала к мощности шума:

S/N(%) – в дицебеллах

При этом количество уровней не учитывается

Для измерения Vmax используется теорема Шенана:

Vmax=H log2(1+S/N) – теоретические значения на практике не достигаются.

Телефонные сети.

- служат для организации связи между объектами находящимися на значительном расстоянии. Назначение этих сетей это передача голоса, но с развитием телекоммуникационных систем телефонные сети стали  применяться для передачи цифровой информации.

Структура телефонной сети.

Телефонная сеть разработал в 1876г  Александр Белл.

Каждый абонент соединялся по неизолированному кабелю по принципу точка к точке.

В 1978г. для связи абонентов были придуманы различные методы коммуникации и начали применять первые цифровые телефонные сети.

Задачей цифровых телефонных сетей является снижение количества линий от одного абонента до другого.

В настоящее время цифровому телефону приходит на смену API телефония(голосовые сигналы по верх цифровых сигналов)

Преимущества цифровой передачи данных:

  •  Возможность передачи сигнала без нарушения формы сигнала;
  •  При трансляции цифрового сигнала ошибка не накапливается;
  •  Цифровая передача данных имеет более высокую надежность;
  •  Цифровая передача данных  дешевле и проще в эксплуатации;

Недостатки цифровой связи:

  •  Изменение диапазона передаваемой информации (GSM)
  •  Решение данного недостатка – это использование канала большой пропускной способности.

  •  Запаздывание связано с установкой соединения занимает время – человеческий фактор.

Современная телефонная сеть состоит из компонентов:

  1.  локальная петля;
    1.  магистраль (оптоволокно, микроволны);
    2.  станции коммутации.

В качестве магистральных каналов используют каналы на базе технологий ATM. В качестве станций коммутаций используют hab и sweetch.

Локальная  петля.

При передаче сигнала возникают искажения на участке аналоговой сети. Искажения трех видов:

- затухание;

- искажение форм;

- шум.

Затухание.

Возникает из-за потери энергии сигнала при его распространении в другой среде. Затухание зависит от типа проводника, от частоты передаваемого согнала. Для уменьшения затухания в сеть может быть установлены усилители, но усилители не позволяют полностью восстанавливать исходную форму сигнала, поэтому на все каналы накладывается ограничение на расстояние передачи данных.

Искажение форм.

Происходит из-за разницы в скорости распределения сигналов разной частоты. Следствие этого, что гармоники одного сигнала могут быть покрыты гармониками предыдущего сигнала, что вызовет искажение. Для передачи данных могут быть использованы между сигналами паузы.

Шум.

Возникает вследствие действия посторонних источников энергии, кроме передатчика. Источниками шума могут быть соседние линии, атмосферные явления и тепловой шум. Тепловой шум присутствует во всех схемах передачи данных. Решением проблемы искажения сигнала является  использование несущей частоты с разными способами модуляции сигнала. Существует три вида модуляции:

- амплитудная;

- частотная;

- фазовая.

При фазовой модуляции несущая частота сдвигается периодически на 45, 135, 225, 315 градусов. Изменение несущей частоты производится в тот момент когда изменяется уровень сигнала. На изменение скорости передачи данных изменение несущей частоты не влияет.

На изменение скорости влияет число бит на асциляцию. Для каждого типа модуляции используются свои методы асциляции(представления) сигналов. При комбинировании этих методов скорость передачи информации может быть увеличена.

В данном случае локальной петлей является участок передачи сигнала по аналоговым сигналам связи. Максимальная скорость передачи  с помощью модема 56Кбит в секунду. Для повышения скорости может быть использована петля из оптоволокна, которая позволяет сократить аналоговую петлю до 100м. Локальная петля будет составлять участок от узла АТС до абонента, в этом случае на последних 100м может быть использована витая пара. Скорость тогда будет от 10 до 100 Мбит. Другим способом -  применения сетей кабельного телевидения.

Если используется оптоволокно:

Если применяется кабельное телевидение

Сети FastEthernet и GigabitEthernet.

На базе стандартного протокола Ethernet для обеспечения высокоскоростной связи между абонентами было разработано два стандарта:

  •  FastEthernet
  •  GigabitEthernet.

Основой создания сети Ethernet было построение сетей со скоростью передачи данных 10 Мбит/сек.Для передачи видео- и звуковых сигналов данной скорости недостаточно, так как сеть Ethernet не резервирует канал с заданной скоростью передачи.Реальная скорость зависит от количества абонентов.

Второй тенденцией развития высокоскоростных сетей стало появление возможности передачи данных по оптическим кабелям с применением ATM, передача данных со скоростью 622 Мбит/сек. А также развитие существующих коммуникаций, в том числе железнодорожных кабелй связи.

По этим каналам передается Е1 и так далее. В связи с этим для вычислительных сетей был разработан стандарт FastEthernet.

FastEthernet позволяет осуществить передачу данных по кабелю медных пар со скоростью 100 Мбит/сек. Особенностью этого протокола является применение при передаче большого количества интервалов времени, на которое отводится взаимодействие узлов. Соответственно, повышается частота обработки данных сетевым узлом. При взаимодействии с помощью FastEthernet необходимо, чтобы передающее и принимающие устройства обеспечивали скорость 100 Мбит/сек. Это связано с тем, что на конечных устройствах обработка сигнала должна выполняться по единому алгоритму. Основным отличием FastEthernet от Ethernet является различия первого и второго уровней TCP/IP стека. На switch’ах класса 10/100 согласование уровней производится с помощью аппаратных компонентов.

GigabitEthernet.

Сеть GigabitEthernet реализует возможность передачи информации по каналам витой пары, либо оптическим, со скоростью передачи до 1 Гбит/сек.

Этот вид сетей реализуется по принципу «точка – к – точке».

Поэтому требует, чтобы участники сети передавали данные на одной согласованной скорости. Для GigabitEthernet изменены первый и второй уровень TCP/IP стека; для обеспечения передачи согласование выполняется на аппаратном уровне. Существуют адаптеры 10/100/1000 Мбит/сек. Позволяет передавать данные на любой из указанных скоростей, но только на одной.

При передаче данных по GigabitEthernet требуется наличие четырех пар медного кабеля.

Сети GigabitEthernet начали развиваться с 2000 года и в основном использовались для магистральных каналов связи в пределах локальной сети. И для передачи большого объёма видеоинформации.

При этом адаптеры для передачи данных по витой паре и оптическому волокну различны. Совмещение каналов связи реализовано только для скоростей передачи 10 Мбит/сек.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

70565. Науково-технічна революція як прояв перетворення науки в продуктивну силу виробництва 128.51 KB
  Науково-технічна революція знаходить прояв у докорінних якісних змінах в системі сучасних продуктивних сил на основі застосування найновіших наукових досягнень дедалі більшого перетворення науки на безпосередню продуктивну силу. Вплив науковотехнічної революції розповсюджується...
70566. Загальні відомості про наукове пізнання 198.36 KB
  Загальні відомості про наукове пізнання Наукове пізнання суспільно-історичний процес творчої діяльності людини що формує її знання про навколишній світ і саму себе. У філософії пізнання визначено як діалектичний процес взаємодії суб’єкта з об’єктом. Суб’єктом пізнання може бути...
70567. Методи наукового пізнання 279.67 KB
  Метод від грецького –шлях до чого-небудь –у найбільш загальному випадку означає спосіб досягнення мети певним чином впорядкована діяльність. Науковий метод –це спосіб пізнання явищ дійсності їх взаємозв’язку і розвитку. Метод як засіб пізнання є спосіб відтворення в мисленні...
70568. Стихійні лиха та небезпечні природні явища 136.5 KB
  Атмосферні бурі смерчі урагани грози зливи та снігопади град ожеледь посухи пожежі заморозки екстремально низькі температури обмерзання високих споруд та літальних апаратів. За останні роки пожежі стали все частішим явищем які призводять до виникнення трагічних надзвичайних ситуацій.
70569. Целевые аудитории паблик рилейшнз в политической коммуникации 141 KB
  Взаимоотношения со СМИ в рамках избирательной кампании. Учитывается и роль таких факторов как деятельность СМИ характер ведения избирательной кампании влияние друзей знакомых экономическая и политическая конъюнктура. с включением поэтапно субъективных факторов личных оценок...
70570. Вычислительная математика 4.17 MB
  Для оценок погрешностей при вычислении функций аргументами которых являются приближенные числа более полным оказывается общее правило основанное на вычислении приращения погрешности функции при заданных приращениях погрешностях аргументов.
70572. Системы линейных уравнений 693.5 KB
  Запишем систему линейных алгебраических уравнений с неизвестными: Совокупность коэффициентов этой системы запишем в виде таблицы: Данная таблица элементов состоящая из строк и столбцов называется квадратной.
70573. УПРАВЛЕНИЕ БАЗАМИ ДАННЫХ 1.38 MB
  Теперь когда многообразный компьютерный мир стал столь коммуникабельным разработчики и пользователи хотят без особых проблем взаимодействовать с множеством баз данных разработанных индивидуально. Пользователи вводят команды SQL в интерактивных программах с целью выборки данных...