Федеральное агентство связи
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирский государственный университет
телекоммуникаций и информатики»
Е.В. Кокорева
А.Ф. Ярославцев
основы построения телекоммуникационных систем и сетей
методы физического кодирования
Методические указания
к лабораторным работам
Новосибирск
2011
Федеральное агентство связи
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирский государственный университет
телекоммуникаций и информатики»
Е.В. Кокорева
А.Ф. Ярославцев
основы построения телекоммуникационных систем и сетей
Методы физического кодирования
Методические указания к лабораторным работам
Новосибирск
2011
УДК
А.Ф. Ярославцев, Е.В. Кокорева
В методических указаниях описан цикл лабораторных работ по дисциплине «Основы построения телекоммуникационных сетей и систем» для специальностей 210402 и 210405. Лабораторные работы основаны на использовании программы для финансовых научных и инженерных расчетов Mathcad.
Кафедра беспроводных информационных систем и сетей Таблиц - 1, иллюстраций - 13, литературы - 3 Рецензент – д.т.н., профессор Носов В.И. |
|
Утверждено редакционно-издательским советом СибГУТИ в качестве методических указаний.
© Сибирский государственный университет
телекоммуникаций и информатики, 2011
Содержание Введение
Настоящие методические указания предназначены для использования в процессе лабораторного практикума по курсу «Основы построения телекоммуникационных сетей и систем» студентами специальностей 210402 и 210405.
В данном руководстве к лабораторным работам рассмотрены девять основных методов физического кодирования, применяемых в различных цифровых системах передачи данных.
В результате выполнения описанного в методических указаниях цикла лабораторных работ студенты должны ознакомиться с основными правилами физического кодирования и изучить влияние параметров канала на параметры качества передачи данных.
Лабораторные работы реализованы в системе финансовых научных и инженерных расчетов Mathcad.
Лабораторная работа №3 Методы цифрового кодирования. Кодирование без возвращения к нулю nrz
Цель работы: Изучение методов цифрового кодирования сигналов на примере кода NRZ. Исследование процесса передачи данных на физическом уровне.
Подготовка к лабораторной работе:
Повторить программирование в системе Mathcad.
Изучить соответствующие разделы в литературе [1-3].
Краткая теория:
Для представления информации в телекоммуникационных системах используется двоичный код, нулям и единицам которого в приемно-передающей аппаратуре соответствуют дискретные электрические сигналы.
Цифровое кодирование информации
Существуют различные способы представления двоичных чисел (рисунок 3.1):
потенциальный: единице соответствует один уровень напряжения, нулю – другой;
импульсный: для представления цифр используется импульс определённой полярности или фронт импульса – перепад потенциала в определенном направлении;
модуляция: дискретная информация представляется синусоидальным сигналом той частоты, которую поддерживает имеющаяся линия связи.
Рисунок 3.1 – Примеры представления дискретной информации
Потенциальное или импульсное кодирование применяется в каналах высокого качества, а модуляция в том случае, когда канал вносит сильные искажения в передаваемый сигнал.
Требования, предъявляемые к методу кодирования
На выбор метода кодирования влияют такие параметры как полоса канала связи, используемая кабельная система, скорость передачи данных и др. Таким образом, для оптимального кодирования нужно стремиться к достижению одновременно нескольких целей:
Минимизировать ширину спектра сигнала, полученного в результате кодирования.
Обеспечить синхронизацию между приемником и передатчиком.
Обеспечить устойчивость к шумам.
Обнаруживать и исправлять битовые ошибки.
Минимизировать мощность передатчика.
Для достижения этих целей при кодировании должны выполняться определенные требования:
Малая полоса цифрового сигнала для возможности передачи большого объема данных по имеющемуся физическому каналу (примеры спектральных характеристик некоторых кодов приведены не рисунке 3.2).
Невысокий уровень постоянного напряжения в линии.
Достаточно высокие перепады напряжения для возможности использования сигнальных импульсов (переходов напряжения) для синхронизации приемника и передатчика без добавления в поток сигналов дополнительной информации.
Неполяризованный сигнал для того, чтобы можно было не обращать внимания на полярность подключения проводников в каждой паре.
Рисунок 3.2 – Примеры спектров сигналов для различных схем кодирования