Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Февраля 2016 в 18:23, реферат
В настоящее время развитие технологий связи сопровождается активным ростом «аппетита» абонентов, использующих ресурсоемкие приложения, все более требовательные к производительности и пропускной способности сетей передачи данных. Современный человек уже не может представить свою жизнь без доступа к сети интернет. Сначала это были модемы, которые подключались к компьютеру, теперь же человечество имеет возможность пользоваться прелестями всемирной паутины прямо со своих гаджетов: смартфонов, планшетов, часов и т.д. Такая возможность появилась благодаря сетям с высокой скоростью передачи данных.
Федеральное агентство связи
Федеральное государственное бюджетное учреждение образовательное
высшего образования
«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и
информатики»
(СибГУТИ)
Кафедра Передача дискретных сообщений и метрологии (ПДСиМ)
11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи,
профиль Сети связи и системы коммутации
(очная форма обучения)
Пути обеспечения высокой скорости передачи информации
реферат
по дисциплине «Основы инфокоммуникационных технологий»
Выполнил:
студент ФАЭС,
гр. А-54 /А.К.Словягин/
«__» _________ 2015 г. (подпись)
Проверил:
проф. каф. ПДСиМ /О.Г Мелентьев/
«__» _________ 2015 г. (подпись)
Новосибирск
2015
Содержание
Введение
В настоящее время развитие технологий связи сопровождается активным ростом «аппетита» абонентов, использующих ресурсоемкие приложения, все более требовательные к производительности и пропускной способности сетей передачи данных. Современный человек уже не может представить свою жизнь без доступа к сети интернет. Сначала это были модемы, которые подключались к компьютеру, теперь же человечество имеет возможность пользоваться прелестями всемирной паутины прямо со своих гаджетов: смартфонов, планшетов, часов и т.д. Такая возможность появилась благодаря сетям с высокой скоростью передачи данных.
1.1
где: R – Скорость передачи информации (количество информации, передаваемое за 1 секунду) [бит/сек];
B – скорость модуляции (телеграфирования) (количество единичных элементов, передаваемых в одну секунду) [Бод];
I – среднее количество информации, переносимое одним единичным элементом [бит/ед. элемент]. [1]
Пропускная способность канала, то есть максимальная скорость передачи данных можно найти, используя закон Шеннона – Хартли.
1.2
где: С – пропускная способность канала [бит/сек];
В – полоса пропускания канала [Гц];
Pc – мощность сигнала [Вт];
Pп – мощность помех[Вт]. [1]
В данной теореме определено, что достичь максимальной скорости (бит/с) можно путем увеличения полосы пропускания и мощности сигнала и, в то же время, уменьшения мощности помех (шума).
Теорема Шеннона — Хартли ограничивает информационную скорость (бит/с) для заданной полосы пропускания и отношения «сигнал/шум». Для увеличения скорости необходимо увеличить уровень полезного сигнала, по отношению к уровню шума. [1]
Из теоремы Шеннона следует, что при нулевом уровне шума можно получить сколь угодно высокую скорость передачи при сколь угодно низкой полосе пропускания канала. Реальные каналы имеют ограниченные размеры и в них всегда присутствует шум.
В канале, который рассматривает теорема Шеннона — Хартли, шум и сигнал дополняют друг друга. Таким образом, приёмник воспринимает сигнал, который равен сумме сигналов, кодирующего нужную информацию и непрерывную случайную, которая представляет шум. Шум может возникнуть при воздействии случайных источников энергии, а также быть связан с ошибками, возникшими при кодировании. [1]
Модуляция — процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала, единица измерения [Бод].
Передаваемая информация заложена в управляющем (модулирующем) сигнале, а роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим. Модуляция, таким образом, представляет собой процесс «посадки» информационного колебания на заведомо известную несущую.
В результате модуляции спектр низкочастотного управляющего сигнала переносится в область высоких частот. Это позволяет при организации вещания настроить функционирование всех приёмо-передающих устройств на разных частотах с тем, чтобы они «не мешали» друг другу. [1]
Различают несколько видов модуляции, вот некоторые из них
Амплитудная модуляция - это изменение несущей частоты по амплитуде, в соответствии с характером изменения полезного сигнала.
Частотная модуляция- это изменение частоты, несущей (качание, около средней несущей частоты) в соответствии с характером изменения полезного сигнала.
Фазовая модуляция-это изменение несущей частоты по фазе, в соответствии с характером изменения полезного сигнала.
В любом случае, модуляция, это изменение каких-либо параметров несущей частоты, путем воздействия на нее полезного сигнала. [1]
Полоса пропускания — диапазон частот, в пределах которого амплитудно-частотная характеристика устройства достаточно равномерна для того, чтобы обеспечить передачу сигнала без существенного искажения его формы. Иногда вместо термина «полоса пропускания» используют термин «эффективно передаваемая полоса частот». В эффективно передаваемой полосе частот сосредоточена основная энергия сигнала (не менее 90 %).
Дискретные сигналы характеризуются бесконечным спектром частот и могут быть представлены в виде бесконечной суммы синусоидальных сигналов.
Для качественной передачи сигнала по каналу связи с возможностью его восстановления (распознавания) в точке приёма необходимо, чтобы выполнялись следующие условия:
1) полоса пропускания (частот) канала связи должна быть не менее чем спектр частот сигнала
2) ослабление (затухание) сигнала не превышало некоторой пороговой величины, необходимой для его корректного восстановления (распознавания) в точке приема сигнала (искажение амплитуды сигнала). [2]
При прохождении сигналов через канал связи атомы и молекулы в среде передачи вибрируют и излучают случайные электромагнитные волны в виде шума. Обычно сила передаваемого сигнала велика по сравнению с шумовым сигналом. Однако по мере продвижения и затухания сигнала его уровень может сравняться с уровнем шума. Когда полезный сигнал незначительно превышает фоновый шум, приемник не может отделить данные от шума и возникают ошибки связи.
Помехоустойчивость линии определяет ее способность уменьшать уровень помех, создаваемых во внешней среде, на внутренних проводниках. Помехоустойчивость линии зависит от типа используемой физической среды, а также от экранирующих и подавляющих помехи средств самой линии. Наименее помехоустойчивыми являются радиолинии, хорошей устойчивостью обладают кабельные линии и отличной - волоконно-оптические линии, малочувствительные ко внешнему электромагнитному излучению. Обычно для уменьшения помех, появляющихся из-за внешних электромагнитных полей, проводники экранируют и/или скручивают.
Перекрестные наводки на ближнем конце (Near End Cross Talk - NEXT) определяют помехоустойчивость кабеля к внутренним источникам помех, когда электромагнитное поле сигнала, передаваемого выходом передатчика по одной паре проводников, наводит на другую пару проводников сигнал помехи. Показатель NEXT, выраженный в децибелах, равен
2.1
где NEXT – затухание сигнала [дБ];
Рвых - мощность выходного сигнала [дБ];
Рнав - мощность наведенного сигнала [дБ].
Чем меньше значение NEXT, тем лучше кабель. Так, для витой пары категории 5 показатель NEXT должен быть меньше -27 дБ на частоте 100 МГц.
Показатель NEXT обычно используется применительно к кабелю, состоящему из нескольких витых пар, так как в этом случае взаимные наводки одной пары на другую могут достигать значительных величин. Для одинарного коаксиального кабеля (то есть состоящего из одной экранированной жилы) этот показатель не имеет смысла, а для двойного коаксиального кабеля он также не применяется вследствие высокой степени защищенности каждой жилы. Оптические волокна также не создают сколь-нибудь заметных помех друг для друга.
Основные причины высокого уровня шума в сигнальных системах:
1) рассогласованные линии передачи сигнала,
2) тепловой шум в компонентах системы,
3) недостаточная разрядность АЦП,
4) резонансные явления,
5) паразитные связи,
6) самовозбуждение системы,
7) нелинейность передаточных характеристик.
Чаще всего улучшения шумовых характеристик системы можно добиться правильным согласованием входов и выходов её составных частей. Тогда паразитная ЭДС помехи, включённая последовательно с высоким внутренним сопротивлением источника шума будет подавлена.
Если спектр полезного сигнала отличается от спектра шума, улучшить отношение сигнал/шум можно ограничением полосы пропускания системы.
Шум квантования
устраняется повышением разрядности АЦП.
Заключение
Для обеспечения высокой скорости передачи данных, требуется использовать среды передачи с широкой полосой пропускания канала, а также с создаваемой в них достаточно высокой мощностью полезного сигнала, по отношению к мощности шума, наилучшим образом под эти характеристики подходят оптоволоконные кабели
В данное время создаются материалы и технологии, обеспечивающие достаточно высокую скорость передачи информации, а в обозримом бедующем эта скорость будет постоянно расти. Высокая скорость передачи информации – вот, что нужно современному человеку.
Библиография
Информация о работе Пути обеспечения высокой скорости передачи информации