Transmisja danych w sieciach komputerowych - Kodowanie
1. Wyróżniamy następujące podstawowe działania w zakresie kodowania i modulacji:
- kodowanie cyfrowych danych na sygnał cyfrowy (kodowanie dwupoziomowe lub bardziej złożone
- kodowanie analogowych danych na sygnał cyfrowy (zastosowany konwerter np. PCM)
- kodowanie cyfrowych danych na sygnał analogowy (zastosowany modem np. BPSK)
- kodowanie analogowych danych na sygnał analogowy (takie samo widmo)
2. Modulacja w sieciach komputerowych to proces zmiany parametrów fali nośnej umożliwiający przesyłanie informacji (komunikację). Modulacja jest konieczna, ponieważ sygnał musi nadawać się do realizacji transmisji poprzez sieć telekomunikacyjną. Kodowanie natomiast polega na przekształceniu sygnału wejściowego w sposób umożliwiający jego transmisję i odbiór przez urządzenie docelowe.
3. Sygnał zmodulowany może być przesyłany w kablach miedzianych lub drogą radiową na znaczne odległości. Sygnał zakodowany przesyłany w kablach miedzianych -> na kilkadziesiąt metrów. Sygnał zakodowany przesyłany w światłowodowych -> na setki kilometrów.
4. Kodery transmisyjne używa się po to, aby otrzymać pożądane własności sygnału cyfrowego z punktu widzenia toru lub własności kanału transmisyjnego:
- dla systemów przewodowych kable miedziane (kody pierwotne, kody dwufazowe, kody 3-wartościowe, kody wielopozoiomowe, kody alfabetowe)
- dla systemów światłowodowych (kody nB-mB)
5. Podstawowe problemy transmisji cyfrowej:
- błędy (wykrywanie, korygowanie)
- sposoby dopasowania do medium transmisyjnego (kodowanie, przekodowywanie)
6. Kodowanie liniowe - proces przekształcenia sygnału binarnego na cyfrowy sygnał liniowy. Kod liniowy dobiera się odpowiednio do dysponowanego toru telekomunikacyjnego tak, aby było odpowiednie ukształtowanie widma energetycznego.
7. Kody transmisyjne stosowane są w celu utrzymania odpowiednich z punktu widzenia kanału transmisyjnego własności sygnału cyfrowego. Celem jest przetworzenie informacji binarnej na sygnał cyfrowy (elektryczny) lub optyczny, wprowadzany do medium transmisyjnego.
Właściwości kodu:
- składowa stała,
- pasmo częstotliwości,
- samosynchronizacja,
- wykrywanie błędów,
- mała moc sygnału,
- prosty sposób realizacji.
8. Wymagane własności kodów:
- Dopasować widmo do charakterystyki toru,
- Przenosić informację o sygnale taktowania,
- Umożliwić nadzór nad jakością transmisji – wykrywanie błędów,
- Dla systemów przewodowych nie może być składowej stałej (transformatory),
- Dla systemów światłowodowych musi być składowa stała.
9. Kody transmisyjne czasem zmniejszają szerokość używanego pasma, zwiększają odporność na błędy, unikają składowej stałej dla kabli miedzianych.
10. Szczególnie w przypadku transmisji w torze kablowym wymagane jest aby:
- Widmo sygnału kodowego było dopasowane do charakterystyki kanału.
- Sygnał kodowy nie zawierał składowej stałej.
- Suma cyfrowa sygnału powinna być najmniejsza.
- Widmo energetyczne zbiorczego sygnału liniowego powinno zajmować jak najwęższe pasmo.
11. Mamy 2 sposoby klasyfikacji kodowania:
- kodowanie blokowe (do konwersji binarnej bitów dwu poziomowego systemu do Xbitu na X-poziomie systemu; im większa liczba poziomów tym jest większa poprawa właściwości widmowych, ale jednocześnie zmniejsza się odporność na szumy)
- kodowanie liniowe (konwersja sygnału binarnego na cyfrowy sygnał liniowy. Kod liniowy dobiera się odpowiednio do dysponowanego toru telekomunikacyjnego, tak aby było odpowiednie ukształtowanie widma energetycznego)
12. Kody NRZ (Non-Return-to-Zero) i RZ (Return-to-Zero) to dwie podstawowe metody kodowania sygnału. W przypadku kodowania NRZ, stan wysoki jest reprezentowany przez jedno napięcie, a stan niski przez drugie napięcie. W przypadku kodowania RZ, stan wysoki jest reprezentowany przez jedno napięcie, a stan niski przez dwa napięcia o przeciwnych znakach.
13. Kod 2B-1Q (2 Binary - 1 Quaternary) to metoda kodowania sygnału, w której dwa bity są kodowane jako jeden symbol czterobitowy.
