Usimbaji wa msimbo wa Manchester. Madhumuni na muundo wa msimbo wa Manchester-2. Kutatua Matatizo ya Vikwazo

Utaratibu wa usimbaji

Uhamisho wa data wa kidijitali unahitaji shughuli kadhaa za lazima:

· maingiliano ya mzunguko wa saa ya transmita na mpokeaji;

Kubadilisha mlolongo wa bits kwenye ishara ya umeme;

· kupunguza mzunguko wa wigo wa ishara ya umeme kwa kutumia vichungi;

· Usambazaji wa wigo uliopunguzwa kupitia njia ya mawasiliano;

· ukuzaji wa ishara na urejesho wa sura yake na mpokeaji;

· Kubadilisha mawimbi ya analogi kuwa ya dijitali.

Hebu fikiria uhusiano kati ya mzunguko wa saa na mlolongo kidogo. Mtiririko mdogo hupitishwa kwa kasi iliyoamuliwa na idadi ya biti kwa wakati wa kitengo. Kwa maneno mengine bits kwa sekunde ni idadi ya mabadiliko tofauti ishara kwa muda wa kitengo. Mzunguko wa saa, kipimo katika hertz, ni idadi ya mabadiliko ya sinusoidal ishara kwa muda wa kitengo.

Mawasiliano haya dhahiri yamezua dhana potofu juu ya utoshelevu wa maadili ya hertz na bits kwa sekunde. Katika mazoezi, kila kitu ni ngumu zaidi. Kiwango cha uhamishaji data kawaida huwa juu kuliko masafa ya saa. Ili kuongeza kasi ya maambukizi, ishara inaweza kwenda sambamba juu ya jozi kadhaa. Data inaweza kusambazwa kwa biti au baiti. Ishara iliyosimbwa inaweza kuwa na viwango viwili, vitatu, vitano au zaidi. Baadhi ya mbinu za usimbaji wa mawimbi zinahitaji usimbaji wa ziada wa data au ulandanishi, ambayo hupunguza kasi ya utumaji wa mawimbi ya habari.

Kama inavyoonekana kwenye jedwali, hakuna mawasiliano ya moja kwa moja kati ya MHz na Mbit/s.

Jedwali 1. Uhusiano kati ya kategoria ya kituo, masafa ya masafa na kiwango cha juu zaidi cha data

Kila itifaki inahitaji upana fulani wa wigo au, ikiwa unapendelea, upana wa barabara kuu ya habari . Mipango ya usimbaji inazidi kuwa ngumu zaidi ili kutumia vyema barabara kuu za habari. Kama ilivyo katika mlinganisho na injini, sio lazima kabisa kuizunguka hadi kasi ya juu; inashauriwa zaidi kuhusisha gia.

Gia ya kwanza - nambari za RZ na Manchester-II

Nambari ya RZ

RZ ni msimbo wa ngazi tatu ambao hurudi hadi kiwango cha sifuri baada ya kila habari kutumwa. Hii inaitwa Return to Zero coding. Sufuri ya kimantiki inalingana na msukumo mzuri, moja ya mantiki - hasi.

Mpito wa habari unafanywa mwanzoni mwa kidogo, kurudi kwa kiwango cha sifuri ni katikati ya kidogo. Kipengele maalum cha msimbo wa RZ ni kwamba daima kuna mpito (chanya au hasi) katikati ya kidogo. Kwa hivyo, kila kipande kimeandikwa. Mpokeaji anaweza kuangazia mapigo ya kusawazisha (strobe), ambayo ina kasi ya kurudia mapigo kutoka kwa ishara yenyewe. Ufungaji unafanywa kwa kila biti, ambayo inahakikisha kuwa kipokeaji kimelandanishwa na kisambazaji. Vile misimbo ambayo hubeba strobe inaitwa kujisawazisha.

Kasoro Msimbo wa RZ ni nini yeye haitoi faida yoyote katika kasi ya uhamishaji data. Ili kusambaza kwa 10 Mbps, mzunguko wa carrier wa 10 MHz inahitajika. Zaidi ya hayo, kutofautisha kati ya viwango vitatu kunahitaji uwiano bora wa mawimbi kati ya mawimbi na kelele kwenye ingizo kwa mpokeaji kuliko misimbo ya ngazi mbili.

Matumizi ya kawaida ya nambari ya RZ ni mitandao ya fiber optic. Wakati wa kupitisha mwanga, hakuna ishara nzuri na hasi, kwa hiyo viwango vitatu vya nguvu vya mipigo ya mwanga hutumiwa.

Kanuni ya Manchester-II

Msimbo wa Manchester-II au msimbo wa Manchester ndio unaotumika sana katika mitandao ya ndani. Pia inatumika kwa misimbo ya kusawazisha yenyewe, lakini tofauti na kanuni ya RZ, haina tatu, lakini ngazi mbili tu, ambayo hutoa kinga bora ya kelele.

Zero ya kimantiki inafanana na mpito kwa ngazi ya juu katikati ya muda kidogo, na moja ya mantiki inafanana na mpito kwa ngazi ya chini. Mantiki ya usimbaji inaonekana wazi katika mfano wa kusambaza mlolongo wa moja au sufuri. Wakati wa kusambaza biti zinazobadilishana, kiwango cha kurudia mapigo hupunguzwa kwa nusu.

Mabadiliko ya habari katikati ya biti yanabaki, lakini mabadiliko ya mipaka (kwenye mpaka wa vipindi kidogo) haipo wakati wa kubadilishana na sifuri. Hii inafanywa kwa kutumia mlolongo wa kuzuia mapigo. Mipigo hii inasawazishwa na mipigo ya habari na kuhakikisha kuwa mabadiliko ya mipaka yasiyotakikana yamepigwa marufuku.

Kubadilisha ishara katikati ya kila biti hufanya iwe rahisi kutenga ishara ya saa. Usawazishaji wa kibinafsi hufanya iwezekanavyo kusambaza pakiti kubwa za habari bila kupoteza kutokana na tofauti katika masafa ya saa ya mtoaji na mpokeaji.

Faida kubwa ya nambari ya Manchester ni kutokuwepo kwa sehemu ya mara kwa mara wakati wa kupitisha mlolongo mrefu wa moja au sifuri. Shukrani kwa hili, kutengwa kwa galvanic ya ishara hufanyika kwa njia rahisi, kwa mfano, kwa kutumia transfoma ya pulse. Kinga nzuri ya kelele. Kigezo cha makosa ni "kufungia" kwa ishara kwenye moja ya viwango kwa muda unaozidi muda wa maambukizi ya biti moja ya habari, kwani ishara daima "huzunguka" na kamwe "hufungia".

Wigo wa masafa ya mawimbi yenye usimbaji wa Manchester inajumuisha pekee masafa mawili ya carrier. Kwa itifaki ya megabit kumi, hii ni 10 MHz wakati wa kusambaza ishara inayojumuisha zero zote au zote, na 5 MHz kwa ishara yenye zero zinazobadilishana na zile. Kwa hivyo, kwa kutumia vichungi vya bendi, unaweza kuchuja kwa urahisi masafa mengine yote.

Msimbo wa Manchester-II umepata matumizi katika mitandao ya fiber optic na umeme. Itifaki ya LAN ya kawaida, 10 Mbit/s Ethernet, hutumia msimbo huu.

Vituo vinavyotumia msimbo "Manchester II"

Mchoro huu unaonyesha katika hatua gani majumuisho ya ishara kidogo na strobe inafanywa na kinyume chake - mtengano wa Manchester.

Nambari ya RZ

Nambari ya RZ (Rudi kwa sifuri - na kurudi kwa sifuri) - nambari hii ya ngazi tatu ilipokea jina hili kwa sababu baada ya kiwango kikubwa cha ishara katika nusu ya kwanza ya muda kidogo kuna kurudi kwa "sifuri" fulani, kiwango cha wastani ( kwa mfano, hadi uwezo wa sifuri). Mpito kwake hutokea katikati ya kila muda kidogo. Kwa hivyo, sifuri ya kimantiki inalingana na msukumo mzuri, na mantiki moja kwa mpigo hasi (au kinyume chake) katika nusu ya kwanza ya muda kidogo.

Daima kuna mpito wa ishara (chanya au hasi) katikati ya muda kidogo, kwa hivyo, mpokeaji anaweza kutoa kwa urahisi mpigo wa saa (strobe) kutoka kwa nambari hii. Rejea ya wakati inawezekana sio tu kwa mwanzo wa pakiti, kama ilivyo kwa nambari ya NRZ, lakini pia kwa kila biti ya mtu binafsi, kwa hivyo upotezaji wa maingiliano hautatokea kwa urefu wowote wa pakiti.

Faida nyingine muhimu ya msimbo wa RZ ni wakati rahisi wa mapokezi, wote hadi mwanzo wa mlolongo na mwisho wake. Mpokeaji anapaswa kuchambua ikiwa kuna mabadiliko katika kiwango cha ishara wakati wa muda kidogo au la. Kipindi cha kwanza kidogo bila kubadilisha kiwango cha ishara kinalingana na mwisho wa mlolongo wa bit uliopokea (Mchoro.). Kwa hiyo, msimbo wa RZ unaweza kutumia maambukizi ya mlolongo wa kutofautiana-urefu.

Kuamua mwanzo na mwisho wa mapokezi na msimbo wa RZ

Ubaya wa nambari ya RZ ni kwamba inahitaji kipimo data cha chaneli mara mbili kwa kiwango sawa cha biti ikilinganishwa na NRZ (kwa kuwa kuna mabadiliko mawili ya kiwango cha ishara kwa muda kidogo). Kwa mfano, kiwango cha uhamisho wa data cha 10 Mbit/s kinahitaji kipimo data cha kiungo cha 10 MHz, na si 5 MHz, kama ilivyo kwa msimbo wa NRZ.

Kiwango cha Baud na matokeo kwa kutumia msimbo wa RZ

Upungufu mwingine muhimu ni uwepo wa viwango vitatu, ambavyo kila wakati huchanganya vifaa vya mtoaji na mpokeaji.

Nambari ya RZ haitumiwi tu kwenye mitandao kulingana na nyaya za umeme, lakini pia katika mitandao ya fiber optic. Kweli, hakuna viwango vya ishara vyema na hasi ndani yao, hivyo viwango vitatu vifuatavyo vinatumiwa: hakuna mwanga, mwanga "wa kati", "nguvu" mwanga. Hii ni rahisi sana: hata wakati hakuna maambukizi ya habari, mwanga bado upo, ambayo inafanya kuwa rahisi kuamua uadilifu wa mstari wa mawasiliano ya fiber optic bila hatua za ziada.

Matumizi ya msimbo wa RZ katika mitandao ya fiber optic

Msimbo wa Manchester (au msimbo wa Manchester-II) hutumiwa sana katika mitandao ya ndani. Pia ni ya kanuni za kusawazisha binafsi, lakini tofauti na RZ haina tatu, lakini ngazi mbili tu, ambayo inachangia kinga yake bora ya kelele na kurahisisha kupokea na kupitisha nodes. Sufuri ya kimantiki inalingana na mpito chanya katikati ya muda kidogo (ambayo ni, nusu ya kwanza ya muda kidogo ni ya chini, nusu ya pili ni ya juu), na ya kimantiki inalingana na mpito mbaya katikati ya a. muda kidogo (au kinyume chake).

Kama ilivyo kwa RZ, uwepo wa lazima wa mpito katikati ya biti huruhusu mpokeaji wa nambari ya Manchester kuchagua kwa urahisi ishara ya ulandanishi kutoka kwa ishara inayoingia na kusambaza habari kwa mlolongo mkubwa wa kiholela bila hasara kwa sababu ya upatanisho. Tofauti inayokubalika kati ya saa za mpokeaji na kisambaza data inaweza kufikia 25%.

Kama msimbo wa RZ, msimbo wa Manchester unahitaji mara mbili ya uwezo wa laini wa msimbo rahisi zaidi wa NRZ. Kwa mfano, kiwango cha maambukizi ya 10 Mbit / s inahitaji 10 MHz ya bandwidth (Mchoro 3.15).

Kasi ya uhamisho na upitishaji kwa kutumia msimbo wa Manchester

Kama ilivyo kwa nambari ya RZ, katika kesi hii mpokeaji anaweza kuamua kwa urahisi sio tu mwanzo wa mlolongo wa kupitishwa, lakini pia mwisho wake. Ikiwa hakuna mpito wa ishara wakati wa muda kidogo, basi mapokezi yanaisha. Katika msimbo wa Manchester, inawezekana kusambaza mlolongo wa bits ya urefu wa kutofautiana (Mchoro 3.16). Mchakato wa kuamua muda wa maambukizi pia huitwa udhibiti wa carrier, ingawa mzunguko wa carrier haupo wazi katika kesi hii.

Kuamua mwanzo na mwisho wa mapokezi kwa kutumia msimbo wa Manchester

Nambari ya Manchester hutumiwa katika nyaya za umeme na fiber optic (katika kesi ya mwisho, ngazi moja inafanana na kutokuwepo kwa mwanga, na nyingine kwa uwepo wake).

Faida kuu ya msimbo wa Manchester ni sehemu ya mara kwa mara katika ishara (nusu ya muda ishara iko kwenye kiwango cha juu, nusu nyingine kwa kiwango cha chini). Sehemu ya DC ni sawa na thamani ya wastani kati ya viwango viwili vya ishara.

Ikiwa kiwango cha juu kina thamani nzuri na kiwango cha chini kina thamani hasi sawa, basi sehemu ya mara kwa mara ni sifuri. Hii inafanya uwezekano wa kutumia kwa urahisi transfoma ya pulse kwa kutengwa kwa galvanic. Katika kesi hii, hakuna chanzo cha ziada cha nguvu kinachohitajika kwa mstari wa mawasiliano (kama, kwa mfano, katika kesi ya kutumia kutengwa kwa galvanic ya optocoupler), ushawishi wa kuingiliwa kwa mzunguko wa chini ambao haupiti kupitia transformer hupunguzwa sana, na tatizo la kulinganisha linatatuliwa kwa urahisi.

Ikiwa moja ya viwango vya ishara katika msimbo wa Manchester ni sifuri (kama, kwa mfano, katika mtandao wa Ethernet), basi thamani ya sehemu ya DC wakati wa maambukizi itakuwa sawa na takriban nusu ya amplitude ya ishara. Hii inafanya kuwa rahisi kugundua migongano ya pakiti kwenye mtandao (migogoro, mgongano) kwa kupotoka kwa thamani ya sehemu ya mara kwa mara zaidi ya mipaka iliyowekwa.

Wigo wa masafa ya ishara iliyo na usimbuaji wa Manchester ni pamoja na masafa mawili tu: kwa kasi ya upitishaji ya 10 Mbit / s ni 10 MHz (sambamba na mnyororo uliopitishwa wa zero zote au zote) na 5 MHz (sambamba na mlolongo wa kubadilishana). zero na zile: 1010101010.. .). Kwa hivyo, kwa kutumia vichungi rahisi zaidi vya bendi, unaweza kujiondoa kwa urahisi masafa mengine yote (kuingilia, kuingiliwa, kelele).

Aina mbili kuu za encoding ya kimwili hutumiwa - kulingana na ishara ya carrier ya sinusoidal na kulingana na mlolongo wa mapigo ya mstatili. Njia ya kwanza mara nyingi huitwa urekebishaji au moduli ya analog, kusisitiza ukweli kwamba encoding inafanywa kwa kubadilisha vigezo vya ishara ya analog. Njia ya pili inaitwa kawaida usimbaji wa kidijitali. Njia hizi hutofautiana katika upana wa wigo wa ishara inayosababisha na ugumu wa vifaa vinavyohitajika kwa utekelezaji wao.

Wakati wa kusimba habari tofauti kidijitali, misimbo inayoweza kutokea na mipigo hutumiwa. Katika nambari zinazowezekana, tu thamani ya ishara hutumiwa kuwakilisha zile zenye mantiki na zero, na matone yake, ambayo huunda mapigo kamili, hayazingatiwi. Misimbo ya mapigo ya moyo hukuruhusu kuwakilisha data ya jozi kama mipigo ya polarity fulani, au sehemu ya mpigo kama tofauti inayoweza kutokea katika mwelekeo fulani.

Wakati wa kutumia mapigo ya mstatili kusambaza habari tofauti, ni muhimu kuchagua njia ya kuweka coding ambayo wakati huo huo inafikia malengo kadhaa:

ilikuwa na upana mdogo zaidi wa wigo wa ishara inayosababisha kwa kiwango sawa cha biti;
ilitoa maingiliano kati ya transmita na mpokeaji;
alikuwa na uwezo wa kutambua makosa;
ilikuwa na bei ya chini ya kuuza.

Wigo mwembamba wa mawimbi huruhusu laini moja na ile ile (yenye kipimo data sawa) kufikia kiwango cha juu cha uhamishaji data. Kwa kuongeza, wigo wa ishara mara nyingi huhitajika kuwa hakuna sehemu ya DC, yaani, uwepo wa sasa wa DC kati ya mtoaji na mpokeaji. Usawazishaji wa transmitter na mpokeaji ni muhimu ili mpokeaji ajue ni wakati gani kwa wakati ni muhimu kusoma habari mpya kutoka kwa mstari wa mawasiliano. Mitandao hutumia kinachojulikana kama nambari za kusawazisha, ishara ambazo hubeba habari kwa kisambazaji kuhusu wakati gani ni muhimu kutambua kidogo inayofuata.

Mahitaji ya mbinu za usimbaji yanapingana, kwa hivyo kila moja ya njia za usimbaji za dijiti zilizojadiliwa hapa chini zina faida na hasara zake ikilinganishwa na zingine.

Katika Mtini. Njia maarufu zaidi za encoding ya kimwili hutolewa.

Msimbo unaowezekana bila kurudi hadi sifuri (Kutorudi kwa Sifuri, NRZ)

Njia ya NRZ ni rahisi kutekeleza, ina utambuzi mzuri wa makosa (kutokana na uwezekano mbili tofauti), lakini haina mali ya maingiliano ya kibinafsi. Wakati wa kusambaza mlolongo mrefu wa zile au sufuri, ishara kwenye laini haibadilika, kwa hivyo mpokeaji hawezi kuamua kutoka kwa mawimbi ya pembejeo wakati ambapo data inahitaji kusomwa tena. Ili kusawazisha mwanzo wa mapokezi ya pakiti, biti ya huduma ya kuanzia, kwa mfano, moja, hutumiwa. Itifaki ya kawaida, RS232, inayotumiwa kwa miunganisho kupitia bandari ya serial ya PC, pia hutumia msimbo wa NRZ. Habari hupitishwa kwa baiti za biti 8, ikifuatana na bits za kuanza na kuacha.

Uwezekano kanuni NRZI (Siyo Kurudi kwa Sufuri Iliyogeuzwa)

Nambari hii ni rahisi katika hali ambapo matumizi ya kiwango cha ishara ya tatu haifai sana, kwa mfano katika nyaya za macho, ambapo hali mbili za ishara zinatambuliwa mara kwa mara - mwanga na giza. Msimbo wa NRZI hauna maingiliano. Hii ni drawback yake kubwa zaidi. Ikiwa masafa ya saa ya mpokeaji ni tofauti na masafa ya kisambazaji, maingiliano yanapotea, biti hubadilishwa, na data inapotea. Ili kusawazisha mwanzo wa mapokezi ya pakiti, biti ya huduma ya kuanzia, kwa mfano, moja, hutumiwa. Utumizi unaojulikana zaidi wa msimbo wa NRZI ni kiwango cha ATM155.

Njia ya usimbaji ya bipolar yenye ubadilishaji mbadala ( Bipolar Alternate Mark Inversion, AMI )

Njia hii (Mchoro 1, c) hutumia viwango vitatu vinavyowezekana - hasi, sifuri na chanya. Ili kusimba kitengo cha mantiki, uwezo wa sifuri hutumiwa, na kitengo cha mantiki kinasimbwa ama kwa uwezo chanya au hasi, na uwezo wa kila kitengo kipya kuwa kinyume na uwezo wa uliopita.

Msimbo wa AMI huondoa DC kwa kiasi na ukosefu wa matatizo ya usawazishaji yaliyomo katika msimbo wa NRZ. Hii hutokea wakati wa kupitisha mlolongo mrefu wa wale. Katika matukio haya, ishara kwenye mistari ni mlolongo wa mapigo ya polar mbalimbali yenye wigo sawa na msimbo wa NRZ, ikitoa zero zinazobadilishana na zile, yaani, bila sehemu ya mara kwa mara.

Kwa ujumla, kwa mchanganyiko tofauti kidogo kwenye mstari, kwa kutumia msimbo wa AMI husababisha wigo wa ishara nyembamba kuliko msimbo wa NRZ, na kwa hiyo uwezo wa juu wa mstari.

Nambari ya kunde ya bipolar

Mbali na nambari zinazowezekana, mitandao pia hutumia nambari za mapigo, wakati data inawakilishwa na pigo kamili au sehemu yake - makali. Kesi rahisi zaidi ya njia hii ni msimbo wa pulse ya bipolar, ambayo moja inawakilishwa na pigo la polarity moja, na sifuri kwa mwingine (Mchoro 1, d). Kila pigo hudumu nusu ya mpigo. Njia hii ina sifa bora za kujisawazisha, lakini sehemu ya mara kwa mara inaweza kuwapo, kwa mfano, wakati wa kusambaza mlolongo mrefu wa moja au sifuri. Kwa kuongezea, wigo wake ni mpana zaidi kuliko ule wa nambari zinazowezekana.

Nambari ya Manchester (Manchester II)

Inatumika katika teknolojia za Ethernet na Token Ring. Msimbo wa Manchester hutumia tofauti inayoweza kutokea, yaani, ukingo wa mpigo, kusimba zile na sufuri. Kwa usimbaji wa Manchester, kila kipimo kimegawanywa katika sehemu mbili. Taarifa imesimbwa na matone yanayoweza kutokea katikati ya kila mzunguko wa saa. A moja imesimbwa kwa kushuka kutoka kwa kiwango cha chini cha ishara hadi cha juu, na sifuri imewekwa na kushuka kwa nyuma. Mwanzoni mwa kila mzunguko wa saa, kushuka kwa ishara ya juu kunaweza kutokea ikiwa unahitaji kuwakilisha kadhaa au zero mfululizo. Kwa kuwa mawimbi hubadilika angalau mara moja kwa kila mzunguko wa utumaji wa biti moja ya data, msimbo wa Manchester una sifa nzuri za kujisawazisha. Bandwidth ya msimbo wa Manchester ni finyu kuliko ile ya mpigo wa mshtuko wa moyo. Pia haina sehemu ya mara kwa mara. Ngazi mbili za ishara hutumiwa kwa maambukizi. Msimbo wa Manchester umepata matumizi katika mitandao ya fiber optic na umeme.

Msimbo wa MLT-3

Nambari ya MLT-3 (Usambazaji wa Ngazi Nyingi - 3) ya kiwango cha tatu (e) inafanana sana na msimbo wa NRZ. Tofauti muhimu zaidi ni viwango vitatu vya ishara. Moja inalingana na mpito kutoka ngazi moja ya ishara hadi nyingine. Kiwango cha ishara hubadilika kwa mlolongo, kwa kuzingatia mpito uliopita. Upeo wa mzunguko wa ishara unafanana na maambukizi ya mlolongo wa wale. Wakati wa kusambaza zero, ishara haibadilika. Mabadiliko ya habari yanarekodiwa kwenye mpaka kidogo. Mzunguko mmoja wa ishara una biti nne. Hasara ya msimbo wa MLT-3, pamoja na msimbo wa NRZ, ni ukosefu wa maingiliano. Tatizo hili linatatuliwa kwa kutumia mabadiliko ya data ambayo huondoa mlolongo mrefu wa zero na uwezekano wa desynchronization.

Msimbo unaowezekana 2B1Q (PAM 5)

Kielelezo cha 1, g kinaonyesha msimbo wa ngazi tano unaotumia viwango vya amplitudo 5 na usimbaji wa biti mbili. Huu ni msimbo wa 2B1Q (au PAM 5), jina ambalo linaonyesha kiini chake - kila biti mbili (2B) hupitishwa katika mzunguko wa saa moja kwa ishara yenye hali nne (1Q). Bit pair 00 inalingana na uwezo wa -2.5 V, biti 01 inalingana na uwezo wa -0.833 V, jozi 11 inalingana na uwezo wa +0.833 V, na jozi 10 inalingana na uwezo wa +2.5 V. Njia hii ya kuweka msimbo. inahitaji hatua za ziada ili kupambana na mlolongo mrefu wa jozi za biti zinazofanana, kwani katika kesi hii ishara inageuka kuwa sehemu ya mara kwa mara. Kwa kuingilia kwa nasibu kwa bits, wigo wa ishara ni nyembamba mara mbili kuliko ule wa nambari ya NRZ, kwani kwa kiwango sawa cha muda wa mapigo huongezeka mara mbili. Kwa hivyo, kwa kutumia msimbo wa 2B1Q, unaweza kuhamisha data kwa njia ile ile mara mbili haraka kuliko kutumia msimbo wa AMI au NRZI. Walakini, wakati wa kuitekeleza, nguvu ya kisambazaji lazima iwe ya juu zaidi ili viwango vinne vitofautishwe wazi na mpokeaji dhidi ya msingi wa kuingiliwa. Kiwango cha tano kinaongezwa ili kuunda upungufu katika msimbo unaotumika kusahihisha makosa. Hii inatoa hifadhi ya ziada ya uwiano wa mawimbi kwa kelele ya 6 dB.

Hakuna machapisho yanayofanana...

Kimancuniankanuni inarejelea misimbo ya mapigo ya kujisawazisha na ina viwango viwili, ambayo hutoa kinga nzuri ya kelele. Kila mzunguko wa saa (kipindi kidogo) umegawanywa katika sehemu mbili. Taarifa imesimbwa na matone yanayoweza kutokea katikati ya kila mzunguko wa saa.

A moja imesimbwa kwa makali kutoka kwa kiwango cha juu cha mawimbi hadi ya chini, na sifuri imesimbwa kwa ukingo wa nyuma. Mwanzoni mwa mzunguko wa saa, kushuka kwa ishara ya huduma kunaweza kutokea (wakati wa kusambaza kadhaa au zero mfululizo).

Wacha tuzingatie kesi maalum za kuweka coding, kama katika kesi zilizopita.

Katika Manchester kusimba, mabadiliko ya mawimbi ya lazima katikati ya kila muda kidogo hufanya iwe rahisi kutenga ishara ya saa. Ndiyo maana Kimancuniankanuni ina nzuri kujisawazisha mali.

Ishara haina sehemu ya mara kwa mara, mzunguko wa harmonic ya msingi ya ishara iko katika safu kutoka fo=N/2 Hz kwa fo=N Hz, inatofautiana kulingana na aina ya mtiririko kidogo.

Usimbaji wa Manchester ulitumika katika matoleo ya awali ya teknolojia ya Ethaneti yenye kiwango cha uhamisho cha 10 Mbit/s.

Nambari tofauti ya Manchester

Thamani za kimantiki "0" na "1" hupitishwa kwa mtiririko huo upatikanaji au Upungufu wa zamu kiwango cha ishara ndani mwanzo saa (bit) muda. Katikati ya muda kidogo kuna mabadiliko ya lazima katika thamani ya ishara.

Uwekaji misimbo tofauti wa Manchester

Nambari hii ina faida na hasara sawa na Kimancunian.

Kati ya nambari zote ambazo tumezingatia, uwekaji misimbo wa Manchester una upatanishi bora zaidi wa kibinafsi, kwani mpito wa ishara hufanyika angalau mara moja kwa mzunguko wa saa.

Msimbo wa Manchester unatumika katika mitandao ya Ethaneti yenye kasi ya maambukizi ya 10 Mbit/s (10Base-T). Msimbo tofauti wa Manchester - katika mitandao yenye teknolojia ya Token Ring.

Hivi sasa, watengenezaji wamefikia hitimisho kwamba katika hali nyingi ni busara zaidi kutumia utunzi unaowezekana, kuondoa mapungufu yake kwa kutumia kinachojulikana. mantiki kusimba (sentimita. baadaye katika sehemu hii).

Msimbo wenye kurudi kwa sufuri rz (Rudi kwa Sufuri)

Kidogo "1" - mapigo moja polarity katika nusu ya kwanza ya muda kidogo, katika nusu ya pili ya muda kidogo ishara ina uwezo wa sifuri.

Kidogo "0" - mapigo mwingine polarity katika nusu ya kwanza ya muda kidogo, katika nusu ya pili ya muda kidogo ishara ina uwezo wa sifuri. Msimbo una sifa nzuri za kusawazisha.

Kwa nambari hii muda kidogo
.

Msimbo ulio na ubadilishaji wa maadili ya msimbo wa cmi.

Kwa njia hii ya maambukizi, bit 1 inawakilishwa kulingana na sheria nusu-ternary coding, na kidogo 0 - kwa namna ya mapigo mawili ya polarity kinyume na mabadiliko ya ishara katikati. Nambari pia ina sifa nzuri za kusawazisha.

Nambari inayowezekana 2b1q

Huu ni msimbo unaowezekana na viwango vinne vya mawimbi kwa data ya usimbaji. Jina linaonyesha kiini cha usimbuaji - kila biti mbili (2B) hupitishwa katika mzunguko wa saa moja kwa ishara ya kiwango fulani (1Q) . Ishara ya mstari ina hali nne. Kwa maneno mengine, kiwango cha uwasilishaji wa habari N kwa njia hii ya usimbaji ni mara mbili ya kiwango cha urekebishaji B.

Kuandika 2B1Q

Mawimbi katika msimbo 2B1Q

Takwimu inaonyesha ishara inayolingana na mlolongo kidogo: 01 01 10 00. Mzunguko wa msingi wa ishara katika msimbo wa 2B1Q hauzidi thamani. fo=N/4 Hz

Walakini, ili kutekeleza njia hii ya usimbaji, nguvu ya kisambazaji lazima iwe ya juu zaidi ili thamani nne zinazowezekana zitofautishwe wazi na mpokeaji dhidi ya kelele ya chinichini.

Kanuni MLT3 (Usambazaji wa Ngazi nyingi - 3) .

Viwango vitatu vya maambukizi hutumiwa: "-1", "0", "+1".

Kitengo inalingana inahitajika mpito kutoka ngazi moja ya ishara hadi nyingine kwenye mpaka wa muda wa saa.

Sufuri inalingana kutokuwepo mabadiliko katika kiwango cha ishara ya mstari.

Wakati wa kusambaza mlolongo wa wale, kipindi cha mabadiliko ya kiwango cha ishara ni pamoja na bits nne. Kwa kesi hii fo=N/4 Hz Huu ndio mzunguko wa juu wa msingi wa ishara katika msimbo MLT-3. Katika kesi ya mlolongo mbadala wa sifuri na zile, harmonic ya msingi ya ishara iko kwenye mzunguko. fo=N/8 Hz, ambayo ni mara mbili chini ya msimbo NRZI.

Mawimbi katika msimbo wa MLT-3

Uwekaji kumbukumbu wa kimantiki

Uwekaji kumbukumbu wa kimantiki kutekelezwa na transmita hadi kimwiliusimbaji uliojadiliwa hapo juu kwa kutumia chaneli au njia za safu halisi. Kwenye jukwaa mantikikusimba mapambano na mapungufu ya mbinu kimwilikidijitalikusimba - kutokuwepoulandanishi, Upatikanajimara kwa marasehemu. Kwa hivyo, kwanza kwa njia mantikikusimba mlolongo kidogo uliorekebishwa huundwa, ambao basi, kwa kutumia rahisi mbinukimwilikusimba hupitishwa kupitia njia za mawasiliano.

Booleankusimba inahusisha kubadilisha biti za mlolongo wa taarifa asilia na mlolongo mpya wa biti ambazo hubeba taarifa sawa, lakini pia ina sifa za ziada, kwa mfano, uwezo wa upande unaopokea kugundua makosa katika data iliyopokelewa au kudumisha kwa uthabiti maingiliano na ishara inayoingia. .

Tofautisha njia mbili za usimbaji za kimantiki:

- kusimba kanuni isiyohitajika;

- kutamba.

Isiyohitajika kanuni (misimbo ya jedwali) inategemea kugawanya mlolongo wa biti asilia katika vikundi na kisha kubadilisha kila kikundi cha asili na neno la msimbo kwa mujibu wa jedwali. Neno la msimbo huwa lina biti zaidi kuliko kundi asilia.

Nambari ya mantiki 4V/5V hubadilisha vikundi vya asili vya 4-bit na maneno ya siri-5. Matokeo yake, jumla ya idadi ya mchanganyiko wa biti unaowezekana kwao (2 5 = 32) ni kubwa kuliko kwa vikundi vya asili (2 4 =16). Kwa hiyo, jedwali la msimbo linaweza kujumuisha mchanganyiko 16 ambao hauna zaidi ya sifuri mbili mfululizo, na uzitumie kuhamisha data. Nambari hiyo inahakikisha kwamba kwa mchanganyiko wowote wa maneno ya msimbo, si zaidi ya sufuri tatu mfululizo zinaweza kuonekana kwenye mstari.

Mchanganyiko wa msimbo uliobaki hutumiwa kusambaza ishara za huduma (maingiliano ya maambukizi, kuanza kwa kuzuia data, mwisho wa kuzuia data, udhibiti wa maambukizi katika ngazi ya kiungo). Maneno ya msimbo ambayo hayajatumiwa yanaweza kutumiwa na mpokeaji kugundua hitilafu katika mtiririko wa data. Bei ya faida zilizopatikana kwa njia hii ya encoding data ni kupunguza kasi ya maambukizi ya habari muhimu kwa 25%.

Msimbo wa mstari	Alama	Kikundi cha asili

Usimbaji wa kimantiki wa 4V/5V hutumiwa katika mitandao ya Ethaneti yenye kasi ya uhamishaji ya 100Mbps:

pamoja na msimbo wa NRZI (uainishaji wa 100Base FX, kati ya maambukizi - fiber ya macho);

pamoja na msimbo wa MLT-3 (vipimo vya 100Base TX, UTP Cat 5e njia ya upitishaji).

Pia kuna kanuni zilizo na hali tatu za ishara, kwa mfano, katika kanuni 8V/6T Ili kusimba biti 8 za habari ya chanzo, maneno ya nambari ya nambari ya tatu ya vitu 6 hutumiwa. Kila kipengele kinaweza kuchukua moja ya maadili matatu (+1, 0, -1). Upungufu wa kanuni 8V/6T juu kuliko kanuni 4V/5V, tangu 28 = 256 wahusika chanzo walihesabiwa 3 6 =729 codewords kusababisha. Mbinu hii ya usimbaji inatumika katika vipimo vya 100Base T4 - wakati wa kupanga Ethernet 100 Mbit/s kupitia kebo ya UTP Cat3 (vielelezo vilivyopitwa na wakati). Hapa, jozi 3 zilizosokotwa hutumiwa wakati huo huo kusambaza mkondo kidogo. Kiwango cha uwasilishaji wa taarifa kwa kila jozi ni N=100 Mbit/s / 3 = 33.3 Mbit/s, kiwango cha urekebishaji cha mawimbi ya laini ni 25 M Baud (8:6=1.33; 33.3:1.33=25) , kuruhusu matumizi. ya UTP Cat3 jozi jozi iliyosokotwa isiyo na kinga.

Katika kanuni8B/10V Kila biti 8 za mlolongo wa asili hubadilishwa na biti kumi za neno la msimbo. Katika kesi hii, kwa mchanganyiko wa awali 256 kuna mchanganyiko 1024 unaosababishwa. Wakati wa kuchukua nafasi kwa mujibu wa jedwali la kanuni, sheria zifuatazo huzingatiwa:

hakuna mchanganyiko unaotokana (neno la msimbo) unapaswa kuwa na bits zaidi ya 4 zinazofanana mfululizo;

hakuna mchanganyiko unaosababishwa lazima uwe na zero zaidi ya 6 au 6;

Msimbo 8B/10B(+NRZI) hutumika katika kiwango cha Gigabit Ethernet 1000Base-X (wakati nyuzi macho zinapotumika kama njia ya kusambaza data).

Adapta za mtandao hufanya usimbaji wa kimantiki. Kwa kuwa matumizi ya meza ya kuangalia ni operesheni rahisi sana, njia ya uwekaji wa urejeshaji wa kimantiki haina magumu mahitaji ya kazi ya vifaa hivi.

Ili kuhakikisha upitishaji uliowekwaNKisambazaji cha bit/s kinachotumia msimbo wa kupunguza lazima kifanye kazi kwa kasi ya juu zaidi ya saa. Kwa hivyo, kusambaza ishara kwa nambari 4V/5V kwa kiwango cha uhamishaji taarifa N= 100 Mbit / s, transmitter lazima ifanye kazi kwa mzunguko wa saa 125 MHz (yaani.B=125 MBd). Katika kesi hii, wigo wa ishara ya mstari huongezeka. Walakini, wigo wa mawimbi ya msimbo unaowezekana usiohitajika unageuka kuwa mwembamba kuliko wigo wa mawimbi katika Manchesterkanuni, ambayo inahalalisha hatua ya ziada ya encoding ya kimantiki, pamoja na uendeshaji wa mpokeaji na mtoaji kwa mzunguko wa saa ulioongezeka.

Kurukaruka inawakilisha "mchanganyiko" kama huo wa mlolongo wa awali wa biti ambayo uwezekano wa kuonekana kwa wale na sifuri kwenye pembejeo ya moduli ya encoding ya kimwili inakuwa karibu na 0.5. Vifaa (au moduli za programu) zinazofanya operesheni kama hiyo huitwa scramblers (scramble - dampo, mkusanyiko usio na utaratibu).

Mpango wa kuunganisha kinyang'anyiro kwenye chaneli ya mawasiliano

Kinyang'anyiro kwenye kisambaza data hubadilisha muundo wa mkondo asilia wa dijiti. Kiondoaji kwenye kipokezi hurejesha mlolongo wa biti asilia. Takriban oparesheni pekee inayotumika katika scramblers na descramblers ni XOR - "kipekee kidogo AU"(kuongeza na moduli 2).

Sehemu kuu ya scrambler na descrambler ni jenereta ya mlolongo wa pseudo-random (PSG) katika mfumo wa rejista ya mabadiliko ya K-bit yenye maoni.

Kuna aina 2 kuu za jozi za scrambler-descrambler:

kujisawazisha;

na ufungaji wa awali (nyongeza).

Mizunguko ya muda wa kujitegemea inaendeshwa na mlolongo uliopigwa. Miradi hii ina hasara ya kuzidisha makosa. Ushawishi wa ishara yenye makosa huonekana mara nyingi kama kuna miunganisho ya maoni katika mzunguko.

Lahaja ya kutekeleza uchakachuaji katika saketi ya kujisawazisha.

Hebu, kwa mfano, mpiga kura atekeleze uhusiano B i =A i +B i -5 +B i -7 .

Hapa Bi ni tarakimu ya binary ya msimbo unaopatikana unaopatikana katika mzunguko wa saa wa i-th wa scrambler; Ai - tarakimu ya binary ya msimbo wa chanzo, iliyopokea katika transmitter kwenye pembejeo ya scrambler kwenye mzunguko wa saa ya i-th; B i -5 na B i -7 ni tarakimu za binary za msimbo unaotokana uliopatikana katika mizunguko ya saa ya awali ya scrambler, kwa mtiririko huo, kwenye mzunguko wa saa "i-5" na "i-7".

Descrambler katika mpokeaji hurejesha mlolongo wa asili kwa kutumia uhusiano

C i =B i +B i-5 +B i-7 =(A i +B i-5 +B i-7)+B i-5 +B i-7 =A i

Katika mizunguko ya kuongeza, mlolongo uliopigwa hauingii kwenye rejista za mabadiliko, hakuna uenezi wa makosa, lakini maingiliano ya uendeshaji wa jozi ya scrambler-descrambler inahitajika.

Fungua Viwango vya Cabling Fungua viwango vya kebo, utaratibu wa kuweka msimbo http://www.site/lan/standard_otkritih_kabeljnih_sistem http://www.site/@@site-logo/logo.png

Fungua Viwango vya Cabling

Fungua viwango vya kebo, utaratibu wa kuweka msimbo

Dhana za kimsingi: mbinu za usimbaji, mpango wa upokezaji, wigo wa mawigo, ukanda mmoja na ishara za bendi mbili

Mifumo ya taarifa za mtandao wa eneo wakati mwingine hulinganishwa na miundombinu ya usafiri. Cables ni barabara kuu, viunganishi ni makutano ya barabara, kadi za mtandao na vifaa ni vituo. Itifaki za mtandao zinahusishwa na sheria za trafiki, ambazo pia huamua aina, muundo na sifa za magari.

Viwango vya kufungua cabling, pia huitwa zile zilizopangwa, hufafanua vigezo na sheria za kujenga mazingira ya maambukizi ya ishara. Njia ya upitishaji ni nyaya za umeme na fiber optic zilizounganishwa kwenye chaneli kwa kutumia viunganishi. Katika mawasiliano ya wireless, ishara hupitishwa kupitia mawimbi ya redio, ikiwa ni pamoja na infrared. Walakini, nafasi ya bure bado haijazingatiwa kama njia ya mitandao ya ndani.

Viwango hufafanua mzunguko na safu za nguvu za vipengele - nyaya, viunganishi, mistari na njia.

Kundi jingine la viwango, lililoundwa na mashirika ya viwango kama vile Taasisi ya Wahandisi wa Umeme na Elektroniki (IEEE) na mashirika ya umma kama vile Jukwaa la ATM na Gigabit Ethernet Alliance, hufafanua vigezo vya tabaka halisi la itifaki za mtandao. Hizi ni pamoja na marudio ya saa, mbinu ya usimbaji, mpango wa usambazaji na wigo wa mawimbi.

Mfumo wa kubadilishana habari wazi OSI (Open System Interconnect), ambayo hufafanua viwango vya mawasiliano na uhamisho wa data katika mtandao wowote, hugawanya kazi zote za mwingiliano wa mfumo katika ngazi saba.

Safu ya chini au halisi hutoa ubadilishaji wa data kuwa mawimbi ya sumakuumeme yaliyokusudiwa kwa njia maalum ya upokezaji, na kinyume chake. Ishara zinazopitishwa kutoka kwa safu ya kimwili hadi ya pili au safu ya kiungo cha data hazijitegemea kati ya maambukizi. Itifaki za mtandao zinazofanya kazi katika viwango vya kwanza na vya pili hufafanua vigezo vya mawimbi yaliyotumwa kwenye barabara kuu.

Baadhi ya milinganisho iliyotolewa katika makala huturuhusu kuelewa vyema uhusiano kati ya mzunguko wa saa, wigo wa ishara na kasi ya uhamishaji data.

Ikiwa unafikiri kwamba mzunguko wa saa ni kasi ya injini ya gari, basi kasi ya uhamisho wa data ni kasi ya harakati. Uongofu kutoka kwa moja hadi nyingine unahakikishwa na coding au gearbox.

Utaratibu wa usimbaji

Uhamisho wa data wa kidijitali unahitaji shughuli kadhaa za lazima:

maingiliano ya mzunguko wa saa ya transmitter na mpokeaji;
kubadilisha mlolongo wa bits kwenye ishara ya umeme;
kupunguza mzunguko wa wigo wa ishara ya umeme kwa kutumia filters;
uhamisho wa wigo uliopunguzwa juu ya njia ya mawasiliano;
amplification ya ishara na urejesho wa sura yake na mpokeaji;
Kubadilisha mawimbi ya analogi kuwa ya dijitali.

Hebu fikiria uhusiano kati ya mzunguko wa saa na mlolongo kidogo. Mtiririko mdogo hupitishwa kwa kasi iliyoamuliwa na idadi ya biti kwa wakati wa kitengo. Kwa maneno mengine, bits kwa sekunde ni idadi ya mabadiliko ya mawimbi tofauti kwa kila wakati wa kitengo. Mzunguko wa saa, unaopimwa katika hertz, ni idadi ya mabadiliko ya sinusoidal katika ishara kwa kila wakati wa kitengo.

Mawasiliano haya dhahiri yamezua dhana potofu juu ya utoshelevu wa maadili ya hertz na bits kwa sekunde. Katika mazoezi, kila kitu ni ngumu zaidi. Kiwango cha uhamishaji data kawaida huwa juu kuliko masafa ya saa. Ili kuongeza kasi ya maambukizi, ishara inaweza kwenda sambamba juu ya jozi kadhaa. Data inaweza kusambazwa kwa biti au baiti. Ishara iliyosimbwa inaweza kuwa na viwango viwili, vitatu, vitano au zaidi. Baadhi ya mbinu za usimbaji wa mawimbi zinahitaji usimbaji wa ziada wa data au ulandanishi, ambayo hupunguza kasi ya utumaji wa mawimbi ya habari.

Kama inavyoonekana kwenye jedwali, hakuna mawasiliano ya moja kwa moja kati ya MHz na Mbit/s.

Jedwali 1. Uhusiano kati ya kategoria ya kituo, masafa ya masafa na kiwango cha juu zaidi cha data

Kila itifaki inahitaji upana fulani wa wigo au, ikiwa unapendelea, upana wa barabara kuu ya habari. Mipango ya usimbaji inazidi kuwa ngumu zaidi ili kutumia vyema barabara kuu za habari. Kama ilivyo katika mlinganisho na injini, sio lazima kabisa kuizunguka hadi kasi ya juu; inashauriwa zaidi kuhusisha gia.

Gia ya kwanza - nambari za RZ na Manchester-II

Nambari ya RZ

Mpito wa habari unafanywa mwanzoni mwa kidogo, kurudi kwa kiwango cha sifuri ni katikati ya kidogo. Kipengele maalum cha msimbo wa RZ ni kwamba daima kuna mpito (chanya au hasi) katikati ya kidogo. Kwa hivyo, kila kipande kimeandikwa. Mpokeaji anaweza kutoa mapigo ya saa (strobe), ambayo ina kiwango cha kurudia mapigo, kutoka kwa ishara yenyewe. Ufungaji unafanywa kwa kila biti, ambayo inahakikisha kuwa kipokeaji kimelandanishwa na kisambazaji. Nambari kama hizo, ambazo zina strobe, huitwa kujisawazisha.

Hasara ya msimbo wa RZ ni kwamba haitoi faida yoyote katika kasi ya uhamisho wa data. Ili kusambaza kwa 10 Mbps, mzunguko wa carrier wa 10 MHz inahitajika. Zaidi ya hayo, kutofautisha kati ya viwango vitatu kunahitaji uwiano bora wa mawimbi kati ya mawimbi na kelele kwenye ingizo kwa mpokeaji kuliko misimbo ya ngazi mbili.

Matumizi ya kawaida ya msimbo wa RZ ni katika mitandao ya fiber optic. Wakati wa kupitisha mwanga, hakuna ishara nzuri na hasi, kwa hiyo viwango vitatu vya nguvu vya mipigo ya mwanga hutumiwa.

Kanuni ya Manchester-II

Msimbo wa Manchester-II au msimbo wa Manchester umeenea zaidi katika mitandao ya ndani. Pia ni ya kanuni za kusawazisha binafsi, lakini tofauti na kanuni ya RZ haina tatu, lakini ngazi mbili tu, ambayo hutoa kinga bora ya kelele.

Wigo wa masafa ya mawimbi yenye usimbaji wa Manchester hujumuisha masafa mawili pekee ya mtoa huduma. Kwa itifaki ya megabit kumi, hii ni 10 MHz wakati wa kusambaza ishara inayojumuisha zero zote au zote, na 5 MHz kwa ishara yenye zero zinazobadilishana na zile. Kwa hivyo, kwa kutumia vichungi vya bendi, unaweza kuchuja kwa urahisi masafa mengine yote.

Msimbo wa Manchester-II umepata matumizi katika mitandao ya fiber optic na umeme. Itifaki ya LAN ya kawaida, 10 Mbit/s Ethernet, hutumia msimbo huu.

Gia ya pili - nambari ya NRZ

Msimbo wa NRZ (Non Return to Zero) ndio msimbo rahisi zaidi wa ngazi mbili. Zero inalingana na kiwango cha chini, moja hadi ngazi ya juu. Mabadiliko ya habari hutokea kwenye mipaka kidogo. Chaguo la msimbo NRZI (Isiyorudi kwa Sufuri Iliyopinduliwa) - inalingana na polarity ya nyuma.

Faida isiyo na shaka ya kanuni ni unyenyekevu wake. Ishara haina haja ya kusimba na kusimbua.

Kwa kuongeza, kiwango cha uhamisho wa data ni mara mbili ya mzunguko. Masafa ya juu zaidi yatarekodiwa wakati wa kubadilishana na sufuri. Kwa mzunguko wa 1 Hz, bits mbili hupitishwa. Kwa mchanganyiko mwingine mzunguko utakuwa chini. Wakati wa kusambaza mlolongo wa bits zinazofanana, mzunguko wa mabadiliko ya ishara ni sifuri.

Msimbo wa NRZ (NRZI) hauna maingiliano. Hii ni drawback yake kubwa zaidi. Ikiwa masafa ya saa ya mpokeaji ni tofauti na masafa ya kisambazaji, maingiliano yanapotea, biti hubadilishwa, na data inapotea.

Ili kusawazisha mwanzo wa mapokezi ya pakiti, biti ya huduma ya kuanzia, kwa mfano, moja, hutumiwa. Utumizi unaojulikana zaidi wa msimbo wa NRZI ni kiwango cha ATM155. Itifaki ya kawaida, RS232, inayotumiwa kwa miunganisho kupitia bandari ya serial ya PC, pia hutumia msimbo wa NRZ. Habari hupitishwa kwa baiti za biti 8, ikifuatana na bits za kuanza na kuacha.

Gia ya nne - nambari ya MLT-3

Msimbo wa usambazaji wa ngazi tatu wa MLT-3 (Usambazaji wa Ngazi nyingi - 3) unafanana sana na msimbo wa NRZ. Tofauti muhimu zaidi ni viwango vitatu vya ishara.

Moja inalingana na mpito kutoka ngazi moja ya ishara hadi nyingine. Kiwango cha ishara hubadilika kwa mlolongo, kwa kuzingatia mpito uliopita. Upeo wa mzunguko wa ishara unafanana na maambukizi ya mlolongo wa wale. Wakati wa kusambaza zero, ishara haibadilika. Mabadiliko ya habari yanarekodiwa kwenye mpaka kidogo. Mzunguko mmoja wa ishara una biti nne.

Hasara ya msimbo wa MLT-3, pamoja na msimbo wa NRZ, ni ukosefu wa maingiliano. Tatizo hili linatatuliwa kwa kutumia mabadiliko ya data ambayo huondoa mlolongo mrefu wa zero na uwezekano wa desynchronization.

Gearbox - kuweka data 4B5B

Itifaki zinazotumia msimbo wa NRZ mara nyingi huongezewa na usimbaji data wa 4B5B. Tofauti na usimbaji wa mawimbi, ambao hutumia mzunguko wa saa na kuhama kutoka kwa mipigo hadi biti na kinyume chake, usimbaji wa data hubadilisha mlolongo mmoja wa biti hadi mwingine.

Msimbo wa 4B5B hutumia msingi wa biti tano kusambaza ishara za habari za biti nne. Mpango wa tano-bit hutoa 32 (mbili hadi tano) herufi za tarakimu mbili za alphanumeric zilizo na thamani ya decimal kutoka 00 hadi 31. Biti nne au 16 (mbili hadi nne) zimetengwa kwa data.

Ishara ya habari ya biti nne inarejelewa kuwa ishara ya biti tano kwenye kisimbaji cha transmita. Ishara iliyobadilishwa ina maadili 16 ya kusambaza habari na maadili 16 yasiyo ya ziada. Katika avkodare ya kipokezi, biti tano husimbuliwa kama ishara za habari na huduma. Alama tisa zimetengwa kwa ishara za huduma, alama saba zimetengwa.

Mchanganyiko na zero zaidi ya tatu hazijajumuishwa (01 - 00001, 02 - 00010, 03 - 00011, 08 - 01000, 16 - 10000). Ishara hizo zinatafsiriwa na ishara ya V na amri ya mpokeaji VIOLATION - kushindwa. Amri inaonyesha hitilafu kutokana na kuingiliwa kwa juu au kushindwa kwa transmita. Mchanganyiko pekee wa sufuri tano (00 - 00000) inahusu ishara za huduma, inamaanisha ishara ya Q na ina hali ya QUIET - hakuna ishara kwenye mstari.

Usimbaji wa data hutatua matatizo mawili - maingiliano na kuboresha kinga ya kelele. Usawazishaji hutokea kwa kuondoa mfuatano wa zaidi ya sufuri tatu. Kinga ya juu ya kelele hupatikana kwa ufuatiliaji wa data iliyopokelewa kwa muda wa tano-bit.

Gharama ya usimbaji data ni kupunguza kasi ya uwasilishaji wa taarifa muhimu. Kama matokeo ya kuongeza biti moja isiyohitajika kwa biti nne za habari, ufanisi wa matumizi ya mara kwa mara katika itifaki zilizo na msimbo wa MLT-3 na usimbaji wa data 4B5B hupunguzwa kwa 25%, mtawalia.

Unapotumia usimbaji wa mawimbi ya MLT-3 na data ya 4B5B kwa pamoja, usambazaji wa nne hufanya kazi kama ya tatu - biti 3 za maelezo kwa kila hertz 1 ya masafa ya mtoa huduma wa mawimbi. Mpango huu unatumika katika itifaki ya TP-PMD.

Gia ya tano - PAM code 5

Mipango ya usimbaji wa mawimbi iliyojadiliwa hapo juu ilitegemea kidogo. Kwa usimbaji kidogo, kila biti inalingana na thamani ya ishara iliyoamuliwa na mantiki ya itifaki.

Kwa usimbaji wa byte, kiwango cha ishara kinatambuliwa na bits mbili au zaidi.

Msimbo wa PAM 5 wa ngazi tano hutumia viwango vya amplitude 5 na usimbaji wa biti mbili. Kwa kila mchanganyiko kiwango cha voltage kinawekwa. Kwa encoding mbili-bit, ngazi nne zinahitajika ili kusambaza habari (mbili hadi nguvu ya pili - 00, 01, 10, 11). Kusambaza bits mbili kwa wakati mmoja hupunguza mzunguko wa ishara kwa nusu.

Kiwango cha tano kinaongezwa ili kuunda upungufu katika msimbo unaotumika kusahihisha makosa. Hii inatoa hifadhi ya ziada ya uwiano wa mawimbi kwa kelele ya 6 dB.

Msimbo wa PAM 5 unatumika katika itifaki ya 1000 Base T Gigabit Ethernet (angalia mchoro wa upitishaji wa Gigabit Ethernet). Itifaki hii hutoa maambukizi ya data kwa kasi ya 1000 Mbit / s na upana wa wigo wa ishara wa 125 MHz tu.

Je, hili linafikiwaje? Data hupitishwa kwa jozi zote nne kwa wakati mmoja. Kwa hiyo, kila jozi lazima kutoa kasi ya 250 Mbps. Upeo wa mzunguko wa wigo wa carrier wakati wa kusambaza alama za kanuni za PAM 5 za bit-bit ni 62.5 MHz. Kwa kuzingatia maambukizi ya harmonic ya kwanza, itifaki ya 1000 Base T inahitaji bendi ya mzunguko wa hadi 125 MHz. Lakini carrier, harmonics na bendi ya mzunguko inapaswa kujadiliwa tofauti.

Upana wa shina - bendi ya mzunguko inayohitajika

Kasi ya harakati inategemea sio tu juu ya uwezo wa gari, lakini pia juu ya ubora wa barabara kuu. Vile vile ni kweli kwa usambazaji wa data. Hebu fikiria uwezekano wa barabara kuu za habari.

Usimbaji wa mawimbi ni njia ya kubadilisha mzunguko wa saa kuwa kiwango cha data. Kusudi la mabadiliko ni nini? Ili kuongeza kasi bila kubadilisha safu ya mzunguko wa kituo cha mawasiliano. Uwekaji msimbo unahitaji utumiaji wa vifaa ngumu zaidi vya kusambaza na kupokea. Hii ni minus. Lakini wakati wa kuhamia itifaki za kasi ya juu, unaweza kutumia nyaya sawa. Na hii tayari ni pamoja na kubwa.

Kwa mfano, Fast Ethernet 100 Base T4 hutoa kasi ya mtandao ya Mbps 100 juu ya nyaya za Aina 3 (16 MHz). Gigabit Ethernet 1000 Base T inatekelezwa kwa njia ambayo, kulingana na njia za jamii 5 (100 MHz), ambayo ina hifadhi fulani, inaweza kusambaza 1000 Mbit / s.

Upana wa wigo wa ishara

Ishara ambayo ina sura ya sinusoidal inaitwa harmonic. Vigezo vyake vinatambuliwa na mzunguko na amplitude. Zaidi ya sura ya ishara inatofautiana na sinusoid, vipengele zaidi vya harmonic hubeba. Marudio ya Harmonic ni mawimbi ya masafa ya mtoa huduma. Viwango vya usambazaji wa nguvu, kwa mfano, vinahitaji tathmini ya ubora wa voltage ya ishara hadi usawa wa thelathini.

Mzunguko wa mzunguko wa ishara tata huitwa upana wa spectral wa ishara. Inajumuisha sehemu ya msingi, ambayo huamua carrier, na vipengele vya harmonic, vinavyoamua sura ya mapigo.

Marejesho ya sura ya mapigo hufanywa katika kiwango cha maunzi, kwa hivyo vipengele vya harmonic huondolewa kwa kutumia vichungi.

Upana wa wigo wa mawimbi hutegemea mzunguko wa saa, mbinu ya usimbaji, na sifa za kichujio cha kisambazaji.

Kielelezo cha 6 kinaonyesha jinsi mbinu ya usimbaji inavyoweza kupunguza mzunguko wa mtoa huduma. Kwa njia tatu za usimbaji, hali zinazohitaji masafa ya juu zaidi ya mtoa huduma hupewa. Mtoa huduma mmoja wa hertz hubeba biti moja (1) katika usimbaji wa Manchester, biti mbili (01) katika msimbo wa NRZ, na biti nne (1111) katika msimbo wa MLT-3. Sababu ya encoding (maambukizi) ni moja, mbili na nne, kwa mtiririko huo.

Mchanganyiko mwingine wa biti unahitaji masafa ya chini. Kwa mfano, wakati wa kubadilisha sufuri na zile, mzunguko wa mtoa huduma wa msimbo wa MLT-3 hupunguzwa kwa sababu nyingine ya mbili; mlolongo mrefu wa sufuri hupunguza mzunguko wa mtoa huduma hadi sifuri.

Upana wa spectral wa ishara haipaswi kuchanganyikiwa na mzunguko wa saa. Mzunguko wa saa ni metronome ambayo huweka tempo ya melody. Katika Mchoro 6, mzunguko wa saa unafanana na kiwango kidogo. Upana wa spectral wa ishara katika mlinganisho huu ni bahasha ya ishara, mradi inatuwezesha kurejesha ishara ya awali ya pigo.

Katika upitishaji wa analogi, upana wa spectral ni wimbo wenye wigo mpana zaidi. Ukijaribu kusambaza wimbo kupitia simu, itabidi utoe dhabihu wigo. Mstari wa mawasiliano na bandwidth nyembamba "itakata" harmonics ya juu. Wakati huo huo, ubora wa sauti wa wimbo kwenye pato la njia nyembamba ya mawasiliano itaharibika.

Usambazaji wa kidijitali unahitaji maumbo machache ili kurejesha mawimbi asili kuliko upitishaji wa analogi. Teknolojia ya kupeleka na kupokea ishara za digital inakuwezesha kurejesha ishara ya awali kwa kutumia carrier wa wigo. Hata hivyo, ili kupunguza kiwango cha makosa, harmonic ya kwanza lazima iwepo, ambayo huongeza mara mbili upana wa spectral au masafa ya mzunguko.

Ishara za upande mmoja na mbili

Ishara ambayo haina nishati ya spectral ya masafa ya sifuri ni ukanda wa pande mbili. Katika bendi ya njia mbili, upana wa harmonic ya kwanza ni kubwa mara mbili kuliko katika bendi ya njia moja. Wigo wa ishara baada ya usimbaji wa Manchester ni bendi mbili. Usimbaji kwa kutumia njia za NRZ, MLT-3 na PAM 5 hutoa mawimbi ya bendi moja.

Kama ilivyoonyeshwa hapo juu, nambari ya Manchester-II hutoa masafa mawili ya mtoa huduma: 5 MHz na 10 MHz.

Mzunguko wa 10 MHz hupitishwa na harmonic moja (carrier na harmonics huonyeshwa kwa rangi nyekundu kwenye Mchoro 7). Mzunguko wa 5 MHz (ulioonyeshwa kwa kijani) una harmonics tatu katika safu ya juu. Harmonics iliyobaki hukatwa na vichungi.

Kwa hiyo, wakati wa kusambaza ishara ya NRZ-encoded ya single-sideband saa 10 Mbit / s, 10 MHz inahitajika. Mawimbi ya bendi mbili iliyoundwa na itifaki ya Manchester ya megabiti kumi inahitaji 20 MHz ya kipimo data.

Wigo wa carrier wa ATM 155, ambayo hutumia njia ya coding ya ishara ya NRZ na ina mzunguko wa saa ya 155.52 MHz, inahitaji bandwidth ya 77.76 MHz. Kuzingatia carrier mmoja, bandwidth ya ishara ni 155.52 MHz.

Chaneli ya kawaida ya Aina ya 5 ya urefu wa juu zaidi hutoa kipimo data cha MHz 100 na ukingo wa mawimbi hadi kelele wa 3.1 dB. Katika kesi hii, ukingo wa sifuri kwa nguvu ya ziada ya ishara juu ya kelele itakuwa kwa mzunguko wa 115 MHz. Kwa hivyo, uchambuzi wa wigo unaturuhusu kuhitimisha kuwa barabara kuu ya habari haina upana wa kutosha.

Mbali na upana wa barabara kuu, ubora wa turuba hutegemea kutofautiana. Kuhusiana na njia za cable, hii ni uwiano wa ishara / kelele, ambayo inategemea hasa ubora wa viungo - viunganisho vinavyoweza kuondokana. Asili ya wimbi la kelele na kutofuata kwa Kitengo cha 5 na mahitaji ya itifaki za Daraja la D imeangaziwa kwa undani katika kifungu cha Upungufu wa Kitengo cha 5.

hitimisho

Mbinu za kuweka misimbo na saketi changamano kwa kutumia jozi zote zilizosokotwa hutoa viwango vya data vilivyoongezeka bila ongezeko la uwiano katika masafa ya masafa ya njia ya upokezaji au upana wa barabara kuu za habari.

Uchambuzi wa mbinu za usimbaji huturuhusu kuhitimisha kuwa mifumo ya Kitengo cha 5 ina uhaba wa rasilimali hata kwa matumizi ya darasa lao. Barabara kuu za leo za habari zinahitaji maandalizi zaidi ili kuhama kutoka kwa programu za megabit kumi hadi itifaki za kasi ya juu.

Inatoa viungo vya picha.

Uendeshaji na hati