Network telecommunication - 2
Цифровой сигнал - это всего лишь частный случай аналогово сигнала
(с) Марникс Госсенс
О некоторых моментах, на которые нужно обратить внимание:
1. Синусоида имеет самый маленький спектр (бесконечная синусоида -> отрезок бесконечной высоты на частоте сигнала). Если мы хотим передавать сигнал, состоящий из единичек и нулей, то проще сделать его такой квадратной "синусоидой". Но вот проблема, так как чтобы получить "идеальные" квадратные края сигнала, нужно "вложить" в результирующий сигнал "бесконечное" число синусоид. То есть спектр такого сигнала будет последовательностью из затухающих, но бесконечных синусоид -> бесконечный спектр.
- Так как полной идеальности не нужно, то сигнал пропускают через cutoff-фильтр, чтобы обрезать слкишком высокие гармоники.
2. Частота среза (cutoff) - когда идет переход от "0" к "1", то есть время задержки (rise time), за которое сигнал наберет нужную высоту. Не существует электрического сигнала, который мог бы немедленно стать "1" после "0".
3. Звуковой сигнал имеет свою полосу пропускаяния, так как это голос, то Capacity (С): 20 Гц - 20 кГц
Но в реальности она 0 - 4кГц.
Если взять формулу Шеннона-Наквиста: С = 2*F*Log M
М - количество состояний (у нас 1 и 0 =>2)
F - ширина полосы пропускаяни
Log - тут это всегда значит по основанию 2.
Для нашего случая C = 2*F (bandwith)
Modem = MOdulator + DEModulator
Мультиплексирование
Сигнал имеет вид F(t) = A * sin(2π f t + φ), где следующими параметрами можно варьировать:
A - амплитуда
f - частота
φ - фаза
В приложении к сетям будем рассматривать следующие варианты
|-> FDM - Frequency division multiplexing (there are Analog and Digital versions)
|-> WDM - Wave division multiplexing (Analog, for the light)
|-> TDM - Time division multiplexing (Only digital, Analog version is very difficult in implementation)
|-> Static (synchronious)
|-> Statistical
|-> Central
|-> Distributed
|-> MAC
|-> Ethernet
....
Как мы уже выяснили в предыдущем, для FDM необходимо, чтобы сигнал умещался в предложенный спектр (соответственно сжат и соответствует предложенному спектру) и не пересекался с другим сигналом (сдиг). Чтобы принимаемый и передаваемый сигнал одновременно умещались в одном спектре - они должны быть сдвинуты относительно друг друга и сжаты. Поэтому (для аналогового варианта) применяем два фильтра: низкочастотный для одного и высокочастотный для другого сигнала. Если же мы модулируем аналоговый сигнал цифровой информацией, то все чуть сложнее: сдвигаем, сжимаем, FDM.
Для общего развития:
Интересно глянуть на кривую затухания сигнала в воздухе (air attenuation) в зависимости от частоты. От максимального значения она стремится вниз и где-то начиная с 50кГц идти паралелльно абсциссе, а далее начинаются волнообразные колебания. Так вот, удобнее (легче) всего передавать сигнал близкий по частоте к параллельному отрезку. То бишь (возьмем GSM) наш голос модулируют и сдвигают туда. Но, существует такая штука как VLF - very low frequency transmitter - используется только военными для передачи под водой для связи с атомными подлодками. У них антенны примерно 1 км.
Внимание вопрос: Некий вид модуляции используется при работе с факсом. Когда мы посылаем факс, мы всегда слышим такой резкий характерный звук. Что это за модуляция?