2.6. Ограничения на передачу сигнала и информационная емкость канала.

Пропускная способность линий связи - это количество бит, передаваемых по линиям связи за единицу времени. Измеряется: бит/сек, Кбит/сек, Мбит/сек, Гбит/сек.

Полоса пропускания линий связи - это диапазон частот, гарантированно воспринимаемых приемником. Это физическая характеристика среды передачи данных и зависит обычно от конструкции, толщины и длины носителя. Сетевой трафик - поток информации, передаваемый по сети. Кроме полезной информации, включает и служебную ее часть - неизбежные накладные расходы на организацию взаимодействия узлов сети.

Каналы связи имеют ограниченную пропускную способность. Она связана с его полосой пропускания и соотношением сигнал/шум в канале. Первым фактором, определяющим количество информации, которая может быть передана по каналу, является максимальная скорость передачи сигнала, поддерживаемая этим каналом связи.

Наличие изменения в сигнале может рассматриваться как сигнализирующее событие вне зависимости от природы сигнала (аналогового или цифрового).

Для широкополосных систем изменение одной частоты или амплитуды на другую свидетельствует о сигнализирующем событии.

Для узкополосных систем переход от одного дискретного состояния в другое (например, от +12V к -12V) также является подобным событием. Такие сигнализирующие события обычно носят специальное название - боды.

Таким образом, максимальная скорость передачи сигналов, поддерживаемая каналом, эквивалентна максимальной скорости передачи в бодах, поддерживаемых этим каналом связи.

На уровне физических сигналов вместо битовой скорости (бит/сек) оперируют понятием изменения сигнала в линии, измеряемой в бодах. Под ней понимается число изменений различных состояний линии за единицу времени.

В 1924 г. Гарольд Найквист (Bell Telephone Laboratories) открыл зависимость между полосой пропускания канала связи и его максимальной скоростью передачи в бодах.

Скорость в бодах не может превышать полосу пропускания канала более чем вдвое, т.е. для телефонной лини с полосой пропускания 3000 Гц, скорость передачи в бодах не может быть выше, чем 6000 бод.

Во многих схемах кодирования каждый переход сигнала в канале соответствует передаче бита от передатчика (Tx) к приемнику (Rx). Тогда скорость в бодах и битах совпадает (1 бит за один бод).

Другие схемы кодирования (для аналоговой и цифровой) могут передать более одного бита в течение одного сигнализирующего события (несколько бит за один бод). В них скорость в битах будет больше скорости в бодах.

Такие схемы классифицируются в терминах, характеризующих количество бит информации, переданных за каждый переход сигнала.

• dibit - 2 бита/бод

• tribit - 3 бита/бод

• quadbit - 4 бита/бод

Сейчас широко распространена схема кодирования DPSK - относительная фазовая модуляция.

Если демодулятор может распознать разницу между двумя фазами синусоидальной волны, он передает один бит информации с каждым изменением фазы. Для создания такого модема можно назначить ноль одной фазе (например, со сдвигом 0 градусов), а цифровое значение 1 - другой фазе (со сдвигом 180 градусов). Каждый раз при переключении модема между фазами 0 и 180 передается один бит информации. Чувствительность демодулятора можно повысить, чтобы он различал промежуточные фазы (90 и 270 градусов), т.е. при распознавании 4-х фаз волны мы можем назначить каждой фазе 2-х битовое значение.

• 0 градусов - 00

• 90 градусов - 01

• 180 градусов - 10

• 270 градусов - 11