Prenos digitálnych signálov

Prenos digitálnych signálov predstavuje spôsob, akým sa dáta vo forme bitov prenášajú cez komunikačné kanály (kábel, optické vlákno, bezdrôtovo). Pre spoľahlivý prenos je potrebné riešiť synchronizáciu, šírku pásma, rušenie, odrazy na vedení a chybovosť. Dôležitú úlohu preto hrá linkové kódovanie (line coding), ktoré určuje, ako sa bity mapujú na napäťové/časové zmeny signálu.

Čo má dobré linkové kódovanie zabezpečiť?
(1) dostatok prechodov pre obnovu hodín (clock recovery), (2) minimálnu/žiadnu DC zložku, (3) čo najmenšie spektrálne nároky (šírka pásma), (4) odolnosť voči chybám a ISI.

Linkové kódy (line codes) — rozšírený prehľad

Linkové kódovanie je „posledný krok“ pred fyzickým médiom: z bitov urobí priebeh napätia/prúdu/optického výkonu. Niektoré kódy sú binárne (2 úrovne), iné ternárne (3 úrovne: −, 0, +), aby sa znížila DC zložka a zlepšila detekcia.

Binárne kódy
2 úrovne (napr. 0 a 1).
+ jednoduché, lacné
− často DC problém / menej prechodov

Bifázové kódy
Prechod uprostred bitu (Manchester).
+ výborná synchronizácia
− vyššie nároky na pásmo

Ternárne kódy
3 úrovne (−, 0, +).
+ menšia DC zložka, menej problémov s transformátorom
− zložitejšie prijímanie

Ukážková bitová sekvencia: 1011001110
Klikni pre zmenu na inú:

Animácie linkových kódov

NRZ-L

binárny jednoduchý

NRZ-L (level): 1 = vysoká úroveň, 0 = nízka úroveň. Problém: dlhé série bez prechodu → zlá synchronizácia.

NRZ-I

binárny prechod na „1“

NRZ-I (invert): „1“ spôsobí zmenu úrovne (invertuje), „0“ nechá úroveň rovnakú. Lepšie pri dlhých sériách 1.

RZ

binárny návrat do nuly

RZ: bit ide do úrovne (1 alebo 0) len na polovicu intervalu a potom sa vráti do „nuly“ → viac prechodov, ale väčšie pásmo.

Manchester

bifázový samosynchronizácia

Manchester: prechod uprostred bitu je vždy. (Tu: 1 = nízka→vysoká, 0 = vysoká→nízka.) Výborné pre clock recovery.

Differential Manchester

bifázový odolné na polaritu

Differential Manchester: prechod v strede je vždy, význam bitu je daný prechodom na začiatku: 0 = prechod na začiatku, 1 = bez prechodu. Výhoda: ak sa otočí polarita, dá sa stále dekódovať.

AMI

ternárny menšia DC zložka

AMI (Alternate Mark Inversion): 0 = 0 úroveň, 1 = strieda sa +A a −A. Výhodné pre transformátorové väzby, menšia DC zložka.

Pseudoternary

ternárny striedanie na „0“

Pseudoternary: 1 = 0 úroveň, 0 = strieda sa +A a −A. Podobné AMI, len „význam“ je obrátený.

Tip k učeniu:
Sleduj, kde vznikajú prechody (pomáhajú synchronizácii) a či má kód DC zložku (dlhé držanie jednej polarity). Pri ternárnych kódoch si všimni striedanie +/−.

⬅ Späť na úvod