Kako se signali dejansko prenašajo

Kako se signali dejansko prenašajo

Signalni kanal

Zmogljivost kanala

　　Kanal: na splošno se nanaša na medij za prenos informacij v določeni smeri. In informacije so razdeljene na analogne in digitalne informacije.

　　Bandwidth: Največja pasovna širina signala, ki lahko učinkovito prehaja skozi kanal. Glede na posredovane informacije se deli na analogno pasovno širino in digitalno pasovno širino.

Analogna pasovna širina: Za analogno pasovno širino, znano tudi kot pasovna širina, je najvišja frekvenca, skozi katero lahko prehaja kanal – najnižja frekvenca, skozi katero lahko prehaja kanal. Oboje določajo fizične značilnosti kanala. Ko je izdelano vezje, ki sestavlja kanal, se določi pasovna širina kanala. Da bi se signal prenašal z manj popačenja, mora imeti kanal zadostno pasovno širino.

Digitalna pasovna širina: Pasovna širina je količina podatkov, ki lahko preide skozi povezavo na časovno enoto. Prenos digitalnih signalov se izvaja z modulacijo analognih signalov. Da bi jo razlikovali od analogne pasovne širine, je pasovna širina digitalnih kanalov na splošno opisana neposredno v smislu hitrosti prenosa ali simbolne hitrosti.

Element kode: V digitalni komunikaciji se pogosto uporablja isti časovni interval simbolov za predstavitev binarnega števila, takšen časovni interval signala imenujemo (binarni) kodni element. In ta interval se imenuje dolžina elementa kode. Če ima diskretno stanje kodnega elementa več kot 2 (kot je M več kot 2), je kodni element M binarni kodni element.

Stopnja kodnega elementa: označuje število transformacij valovne oblike signala na časovno enoto , tj. število elementov kode, ki se prenašajo skozi kanal.

　　Pri uporabi binarnega kodiranja obstajata samo dva različna elementa kode, eden predstavlja stanje 0, drugi pa stanje 1.

　　Višja kot je stopnja prenos kodnega elementa ali daljša kot je razdalja prenosa signala ali večja kot je motnja hrupa ali slabša kot je kakovost prenosnega medija, resnejše je popačenje valovne oblike na sprejemnem koncu.

Valovna oblika, sprejeta na sprejemni konec tako izgubi jasno mejo med elementi kode, pojav, imenovan medkodni presluh;

　　Po Nyejevem kriteriju: v katerem koli kanalu obstaja zgornja meja hitrosti, s katero se lahko prenašajo elementi kode, in kdaj hitrost prenosa preseže to mejo, se bodo pojavile resne težave s preslušavanjem med kodami, zaradi česar bo identifikacija elementov kode na sprejemnem koncu nemogoča.

　　Če je pasovna širina kanala širša, kar pomeni, da lahko več visokofrekvenčnih komponent signala prenesejo, se lahko elementi kode prenašajo z višjo hitrostjo brez presluha med kodami. Pasovna širina kanala določa najvišjo hitrost, pri kateri se lahko niz impulzov prenaša v kanalu brez popačenja.

　　To pojasnjuje, zakaj večja kot je pasovna širina omrežja, hitrejša je hitrost prenosa.

Signal-to- razmerje šuma:

  Šup: Energijsko polje, ki moti prenos signala, se imenuje šum. Vir tega energijskega polja lahko izvira iz notranjih sistemov ali pa se ustvari iz zunanjega okolja. Hrup je prisoten v vseh elektronskih napravah in komunikacijskih kanalih. Tega tukaj ne bomo ponavljali (za tiste, ki vas to zanima, lahko poiščete informacije, da se jih naučite), samo zapomnite si.

　　Shannonova formula kaže, da večja kot je pasovna širina kanala ali razmerje med signalom in šumom v kanalu, višja je končna hitrost prenosa informacij.

　　Zato je bila pasovna širina določena za kanal, če razmerja signal/šum ni več mogoče povečati, in hitrost prenosa kode element je dosegel zgornjo mejo, če še vedno želite povečati hitrost prenosa informacij, potem morate uporabiti metodo kodiranja, tako da bo vsak element kode prenašal več bitov informacij.

Fizični medij za prenos signala

Prenosni medij:

  Kot fizična pot med oddajnikom in sprejemnikom je prenosni medij bistveni del. Obstajata dve glavni kategoriji:

Vodeni mediji za prenos: elektromagnetni valovi so vodeni, da se širijo vzdolž trdnega medija (baker ali optično vlakno).

   Zvit par: ožičenje za splošen namen, izdelano z navijanjem dveh medsebojno izoliranih žic ena okoli druge v skladu z določenimi specifikacijami (običajno v smeri urinega kazalca). Prepleteni parni kabel se je včasih uporabljal predvsem za prenos analognih signalov, zdaj pa se uporablja tudi za prenos digitalnih signalov.

  Princip: dve izolirani bakreni žici sta zviti skupaj v skladu z določenimi specifikacijami, da se zmanjša stopnja motenj signala. , bo vsaka žica pri prenosu sevanih valov izravnana z valovi, ki jih oddaja druga žica. Zunanja ovojnica žice, ovita dva za dvema, je zvita in tvorita zvit par.

   Koaksialni kabli: Koaksialni kabli so sestavljeni iz bakrenega jedra notranjega prevodnika (enožilna polna žica ali večžilna vijačna žica), izolacijske plasti, oklop zunanjega prevodnika iz mrežaste pletenice (tudi enožilni) in zaščitna plastična zunanja plast.

　　Koaksialni kabli za kratke razdalje se uporabljajo tudi v domači avdio in video opremi ter amaterski radijski opremi. Veliko se je uporabljal tudi za povezave Ethernet, dokler ga niso nadomestili kabli s prepletenimi paricami.

　　Koaksialni kabli na dolge razdalje se pogosto uporabljajo za televizijske signale v radijskih in televizijskih omrežjih. V prihodnosti ga bo postopoma nadomeščala druga visokotehnološka oprema, kot so optična vlakna, T1, sateliti itd. Ker pa je koaksialni kabel razmeroma poceni in že dolgo položen, je v uporabi še danes.

   Optični kabel: Kabel, ki vsebuje optična vlakna, imenujemo optični kabel.

  Optično vlakno ali na kratko optično vlakno je vlakno iz stekla ali plastike, ki uporablja prenos svetlobe v teh vlaknih po principu popolni notranji odboj kot sredstvo za prenos svetlobe. Obstajajo enomodna vlakna in večmodna vlakna.

　　Glede na najnovejše rezultate raziskav je svetloba tako visokofrekvenčno elektromagnetno valovanje kot tok delcev, imenovanih osnovni delci.

Svetloba ima lastnosti delcev in nihanja. Zaradi svoje nihajoče narave je zato svetlobo mogoče uporabiti kot nosilec za širjenje signala.

Nevodeni prenosni mediji: prosti prostor, ki se kaže kot neomejen prenos.

  Ta del je pravzaprav radijski prenos, prek različnih pasov frekvenc za oddajanje signalov, je poudarek na tem, da bodite pozorni na pas opreme pošiljatelja, da bo skladen s sprejemnikom, na primer komunikacija A in B, A uporablja delovno frekvenco 2,4 GHz, nato pa sprejem B uporablja tudi frekvenco opremo za sprejem, če uporaba drugih frekvenčnih pasov ni sprejeta.

Način prenosa signala

Tako serijski kot vzporedni prenos sta pogosta načina prenosa podatkov v digitalnih komunikacijah. Serijski prenos vključuje prenos podatkov enega za drugim v zaporedju bitov, medtem ko vzporedni prenos vključuje razdelitev podatkov na več delov hkrati in njihov hkratni prenos.

1. Serijski prenos

Glavna prednost serijskega prenosa je visoka hitrost prenosa, ki omogoča enostaven prenos na dolge razdalje. Natančneje, ker se podatki prenašajo bit za bitom z le kratkim časovnim intervalom med vsakim bitom, je hiter prenos možen z uporabo hitre ure. Poleg tega lahko serijski prenos zmanjša stopnjo bitnih napak med prenosom, ker se interferenca med različnimi podatkovnimi biti med prenosom izniči in s tem izboljša kakovost prenosa. Poleg tega lahko serijski prenos zlahka podpira popoln dupleksni prenos, tj. hkratno pošiljanje in prejemanje podatkov, kar izboljša učinkovitost prenosa podatkov.

Vendar pa ima serijski prenos tudi slabosti. Prvič, razdalja prenosa je omejena, saj pri prenosu na velike razdalje impedanca prenosnega voda ni enakomerna, razmerje med signalom in šumom ter drugi dejavniki lahko povzročijo popačenje oddanega signala, kar vpliva na kakovost prenosa podatkov. Poleg tega ima sam serijski prenos razmeroma velike stroške, ker se podatki prenašajo drug za drugim in vsak podatkovni bit zahteva prenos krmilnih informacij, kot so ura in sinhronizacijski signali, s čimer se povečajo stroški prenosa.

2. Vzporedni prenos

Glavna prednost vzporednega prenosa je, da je hitrost prenosa visoka in da je mogoče prenašati več bitov hkrati, zaradi česar je primeren za hiter prenos na kratke razdalje. Natančneje, ker so podatki razdeljeni na več delov, se lahko vsak del prenaša z eno samo prenosno linijo in med različnimi deli ni medsebojnih motenj, zato se lahko hitrost prenosa močno poveča. Poleg tega lahko vzporedni prenos podpira sinhroni prenos podatkov, med katerim ni treba uporabljati posebnih sinhronih krmilnih signalov, s čimer se lahko zmanjšajo stroški nadzora.

Vendar pa ima vzporedni prenos tudi slabosti. Prva je omejena razdalja prenosa, ki lahko povzroči popačenje prenesenega signala in poslabša kakovost prenosa podatkov zaradi težav, kot sta dolžina in neenotnost impedance vodov za prenos signala na dolge razdalje. Poleg tega je vzporedni prenos drag za izvedbo in zahteva razmeroma zapleteno zasnovo in postavitev strojne opreme, vključno s komponentami, kot so krmilniki DMA, multiplekserji itd., s čimer se povečajo režijski stroški in porabi več energije.

Avtor HornmicLink_Henry @230412 16 :42