Добавлен: 04.05.2024
Просмотров: 13
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Таким образом, обеспечивается исключение комбинаций, которые имеют свыше трех нулей
Кодирование данных решает две задачи — синхронизации и улучшения помехоустойчивости. Синхронизация происходит за счет исключения последовательности более трех нулей. Высокая помехоустойчивость достигается контролем принимаемых данных на пяти-битовом интервале.
Цена кодирования данных — снижение скорости передачи полезной информации. В результате добавления одного избыточного бита на четыре информационных, эффективность использования полосы частот в протоколах с кодом MLT-3 и кодированием данных 4B5B уменьшается соответственно на 25%.
При совместном использовании кодирования сигналов MLT-3 и данных 4В5В четвертая передача работает фактически как третья — 3 бита информации на 1 герц несущей частоты сигнала. Такая схема используется в протоколе TP-PMD.
Рассмотренные выше схемы кодирования сигналов были битовыми. При битовом кодировании каждому биту соответствует значение сигнала, определяемое логикой протокола.
Рисунок 5 - Пятиуровневый код PAM 5
При байтовом кодировании уровень сигнала задают два бита и более.
В пятиуровневом коде PAM 5 используется 5 уровней амплитуды и двухбитовое кодирование. [3]
Для каждой комбинации задается уровень напряжения. При двухбитовом кодировании для передачи информации необходимо четыре уровня (два во второй степени — 00, 001, 110, 111). Передача двух битов одновременно обеспечивает уменьшение в два раза частоты изменения сигнала.
Пятый уровень ориентирован на формирование создания избыточности кода, назначение которого состоит в устранении выявленных недостатков и ошибок.
Кодирование сигналов — это способ преобразования тактовой частоты в скорость передачи данных.
В некоторых случаях в сетях используется и другой способ кодирования - модуляция информационными импульсами высокочастотного аналогового синусоидального сигнала.
Такое аналоговое кодирование позволяет при переходе на широкополосную передачу увеличить пропускную способность канала связи (доступна передача несколько бит одновременно). [6]
Самые простые типы аналогового кодирования можно представить:
- амплитудной модуляцией, при которой логической единице соответствует наличие сигнала (сигнал большей амплитуды), а логическому нулю – отсутствие сигнала (сигнал меньшей амплитуды).
Частота сигнала при этом не изменяется.
Основополагающим недостатком амплитудной модуляции является подверженность действию помех и шумов и повышенные требования к затуханию сигнала в канале связи.
Основные преимущества можно представить:
- простотой аппаратурной реализации;
- узким частотным диапазоном.
- частотной модуляцией, при которой логическому нулю соответствует сигнал более низкой частоты, а логической единице сигнал более высокой частоты (или наоборот).
Амплитуда сигнала при частотной модуляции остается постоянной.
- фазовой модуляцией, при которой смене логического нуля на логическую единицу и наоборот соответствует резкое изменение фазы синусоидального сигнала неизменной частоты и амплитуды.
Применяются и значительно более сложные методы кодирования и модуляции, которые являются комбинацией перечисленных методов. [2]
3 Анализ особенностей манчестерского кодирования информации
Предварительное условие - разница между схемами кодирования униполярных, полярных и биполярных линий
Манчестерское кодирование - это метод кодирования синхронных часов, используемый физическим уровнем взаимодействия открытых систем [OSI] для кодирования часов и данных синхронного потока битов.
Рисунок 6 – Манчестерское кодирование
Двоичные данные, передаваемые по кабелю, не отправляются как NRZ [Non-return-to-zero]. [3]
Невозврат к нулю [NRZ] - Уровень напряжения кода NRZ постоянен в течение битового интервала. Когда есть длинная последовательность нулей и единиц, на принимающей стороне есть проблема. Проблема в том, что синхронизация теряется из-за отсутствия передач.
Бывает 2-х видов:
Кодирование на уровне NRZ - Полярность сигналов изменяется, когда входящий сигнал изменяется с «1» на «0» или с «0» на «1». Он рассматривает данные первого бита как изменение полярности.
NRZ-инвертированное / дифференциальное кодирование - При этом переходы в начале битового интервала равны 1, а при отсутствии перехода в начале битового интервала - 0.
Характеристики манчестерского кодирования -
Логический 0 обозначается переходом от 0 к 1 в центре бита, а логический 1 - переходом от 1 к 0.
Переходы сигналов не всегда происходят на «границе бита», но всегда есть переход в центре каждого бита.
При дифференциальной передаче физического уровня не используется инвертирующий драйвер линии для преобразования двоичных цифр в электрический сигнал. И поэтому сигнал на проводе не противоположен выходному сигналу энкодера.
Манчестерское кодирование также называется двухфазным кодом, поскольку каждый бит кодируется положительным фазовым переходом на 90 градусов или отрицательным фазовым переходом на 90 градусов.
Цепь цифровой фазовой автоподстройки частоты (DPLL) извлекает тактовый сигнал и освобождает значение и синхронизацию каждого бита. Переданный битовый поток должен содержать высокую плотность битовых переходов.
Манчестерское кодирование потребляет вдвое большую полосу пропускания, чем исходный сигнал. [5]
Преимущества манчестерского кода заключаются в том, что компонент постоянного тока сигнала не несет никакой информации. Это делает возможным, что стандарты, которые обычно не несут мощность, могут передавать эту информацию.
Например: для LAN со скоростью 10 Мбит / с спектр сигнала находится между 5 и 20
Еще один пример, чтобы узнать биты, наблюдая за переходами представлен на рисунке 7.
Рисунок 7 – Пример манчестерского кодирования
Заключение
Для передачи информации в любых локальных сетях, в целях обеспечения информационной безопасности, требуется передача данных в предварительно закодированном виде.
По результатам проведенной работы становится очевидно, что на современном этапе развития информационных систем имеет место целый ряд методов кодирования, применяемых в сетях LAN.
Особенности основных из указанных методов были рассмотрены в рамках настоящей работы. Автором выделены особенности указанных методов, рассмотрены ключевые принципы их использования, проведен анализ преимуществ и недостатков каждого из рассмотренных методов кодирования.
Таким образом, в ходе проведения исследования автором достигнута цель работы и решены все поставленные в начале исследования задачи.
Анализ методов кодирования позволяет сделать вывод о том, что системы категории 5 имеют дефицит ресурсов даже для приложений своего класса. Современные информационные магистрали требуют более тщательной подготовки для перехода от десятимегабитных приложений к высокоскоростным протоколам.
Список литературы и источников
-
Баринов, В.В. Компьютерные сети: Учебник / В.В. Баринов, И.В. Баринов, А.В. Пролетарский. - М.: Academia, 2018. - 192 c. -
Ги, К. Введение в локальные вычислительные сети / К. Ги. - М.: Радио и связь, 2021. - 176 c. -
Кузьменко, Н.Г. Компьютерные сети и сетевые технологии / Н.Г. Кузьменко. - СПб.: Наука и техника, 2013. - 368 c. -
Куроуз, Д. Компьютерные сети. Нисходящий подход / Д. Куроуз, К. Росс. - М.: Эксмо, 2016. - 912 c. -
Олифер, В. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник / В. Олифер, Н. Олифер. - СПб.: Питер, 2016. - 318 c. -
Смелянский, Р.Л. Компьютерные сети. В 2 т.Т. 2. Сети ЭВМ / Р.Л. Смелянский. - М.: Academia, 2016. - 448 c. -
Таненбаум, Э. Компьютерные сети / Э. Таненбаум. - СПб.: Питер, 2019. - 960 c.