1.3. Способи передавання сигналів

В системах цифрового зв’язку (СЦЗ) цифрові сигнали можуть передаватися різними способами. Розглянемо їх детальніше.

1.3.1. Послідовне і паралельне передавання сигналів

При послідовному передаванні цифрового сигналу одиничні елементи цифрового сигналу йдуть у каналі по черзі. При паралельному передаванні одиничні елементи цифрового сигналу об’єднуються в групи, які передаються одночасно (зазвичай по різних смугах частот) окремими каналами. При заданій швидкості передавання послідовні (одночастотні) системи мають ряд переваг перед паралельними (багаточастотними) системами. Такі системи краще використовують потужність передавача, менше критичні до нелінійності каналу, простіше реалізуються і т.ін.

1.3.2. Синхронне та асинхронне передавання сигналів

При синхронному* передаванні цифрового сигналу його миттєве значення (МЗ) знаходиться в постійному фазовому співвідношенні (співвідношення, яке вимагається) з МЗ будь-якого передаваного сигналу. При асинхронному передаванні цифрового сигналу його МЗ можуть знаходитися в будь-яких фазових співвідношеннях із МЗ іншого сигналу.

1.3.3. Поелементне передавання сигналів

П ри поелементному передаванні** на приймальному боці спочатку визначається вид елемента (“0” або “1”), а потім з елементів формуються кодові

* Синхронізація – це процес встановлення і підтримки певних часових співвідношень між двома або декількома процесами.

**. Поелементна синхронізація – це синхронізація переданого та прийнятого цифрових сигналів, при якій встановлюються і підтримуються необхідні часові співвідношення між миттєвими значеннями переданих і прийнятих елементів цих сигналів.

комбінації, декодування яких дозволяє визначити символи повідомлення, яке передається. Тип переданого елемента зазвичай визначається шляхом порівняння його з еталоном. Для двоїчних сигналів досить мати один або два еталони. На прийомі для правильного відновлення елементів кодових комбінацій необхідно правильно відокремлювати один елемент від іншого. Для цього можуть використовуватися різні методи поелементної синхронізації.

1.3.4. Передавання сигналів кодовими комбінаціями

При кодовому передаванні правильне відокремлення однієї кодової комбінації від іншої здійснюється методами групової синхронізації, яка дозволяє встановити і підтримувати фазові співвідношення, що вимагаються між МЗ початку груп переданих та груп прийнятих елементів. Відокремити на прийомі одну кодову комбінацію від іншої можна, наприклад, якщо ввести в початок і кінець групи спеціальні стартовий та стоповий елементи. Така послідовність елементів, що передається має назву стартстопної. Розглянутий спосіб передавання є асинхронним, оскільки передавання будь-якої кодової комбінації можна почати в будь-який момент часу.

1.4. Особливості каналів зв’язку

Для передавання голосових повідомлень і даних можуть використовуватися як аналогові, так і цифрові канали зв’язку. Розглянемо їх особливості на прикладі телефонного зв’язку.

1.4.1. Особливості аналогових каналів зв’язку

Однією з основних проблем передавання повідомлень є проблема правильності їх передавання, яка полягає у визначенні: чи передаються повідомлення по каналу зв’язку без спотворень, та у випадку їх спотворення, чи можуть вони бути правильно відтворені одержувачем. Аналоговий сигнал, який безпосередньо передається по каналу зв’язку, може бути спотворений за амплітудою, фазою, частотою або часовим масштабом. Ці спотворення - наслідок природних або штучних обмежень каналу зв’язку, наприклад, таких як динамічний діапазон та/або смуга пропускання, а також вплив зовнішніх завад.

При передаванні повідомлень на великі відстані енергетично вигідно використовувати як сигнали високочастотну несучу, параметри якої модулюються предаваним повідомленням. Для передавання по каналу зв’язку голосових повідомлень зазвичай використовують два методи модуляції несучої: амплітудну (АМ) та частотну (ЧМ). Нехай – частота несучої, а – основна смуга частот, яку займає сигнал. Також візьмемо до уваги, що модуляція є нелінійним процесом, в результаті якого з’являються додаткові гармоніки (ліві і праві бокові частоти) (де залежить від індексу модуляції). Тоді смуга частот, яку займає модульований сигнал (або його спектр), які і визначають ширину смуги частот, що вимагається для каналу зв’язку дорівнює для АМ – , а для ЧМ – . Виходячи з цього, бачимо, що ЧМ вимагає значно більшої ширини частот каналу зв’язку. Проте ЧМ дозволяє суттєво зменшити спотворення передаваного сигналу. Наприклад, сьогодні найбільш розвинутою системою зв’язку є система телефонного зв’язку, яка останнім часом у зв’язку з розповсюдженням персональних комп’ютерів стала використовуватися для передавання даних. З економічних міркувань системи телефонного зв’язку використовували різні методи ущільнення каналів і будувалися як багатоканальні системи, що забезпечують можливість одночасного передавання великої кількості телефонних розмов по одному кабелю. Основна смуга частот передаваного мовного спектра була оптимізована за індексом артикуляції 0.7, що відповідає рівню розрізнення слів 85-90 %. При використанні такого критерію ширина смуги дорівнює 3100 Гц. Ця смуга розміщувалася в діапазоні 300-3400 Гц. Враховуючи, що сигнал з такою смугою частот фільтрується реальним аналоговим смуговим фільтром, який має кінцеву крутизну спаду частотної характеристики (має деяке пропускання за межами цієї смуги), як розрахункову ширину основної смуги стандартного телефонного каналу взята смуга в 4 кГц (захисна смуга між двома сусідніми каналами при цьому складає 900 Гц).