Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Физический уровень

2655 байт добавлено, 00:40, 3 декабря 2016
Нет описания правки
== Теоретические основы передачи данных ==
=== Ряды Фурье ===
Любая периодическая функция <math>g(t)</math> с периодом <math>T</math> может быть
разложена в ряд (возможно, бесконечный), состоящий из сумм синусов и косинусов:
 
<math>g(t)= \dfrac{1}{2} \cdot c + \displaystyle\sum_{i=0}^{\infty} a_n \cdot sin(2\pi nft) +
\displaystyle\sum_{i=0}^{\infty} b_n \cdot cos(2\pi nft) </math>,
 
где f = <math>\dfrac{1}{T}</math> — основная частота (гармоника), <math>a_n</math> и <math>b_n</math> — амплитуды синусов и косинусов
<math>n</math>-й гармоники, а <math>c</math> — константа.
 
Главное, что теперь разложенная в такой ряд функция может быть восстановлена по элементам этого ряда,
то есть если период T и амплитуды гармоник известны, то исходная функция может
быть восстановлена с помощью суммы ряда. В частности информационный сигнал.
 
=== Сигналы с ограниченным спектром ===
Как известно, невозможно передавать сигналы без потери мощности. К тому же, все каналы
уменьшают гармоники ряда Фурье в разной степени, тем самым искажая передаваемый сигнал. Как правило, по кабельным сетям амплитуды передаются почти без
уменьшения в частотном диапазоне от 0 до некоей частоты <math>f_c</math> - ''частоты среза''.
 
При этом более высокочастотная составляющая сигнала заметно ослабляется.
Данный диапазон частот называется '''полосой пропускания'''.
 
Полоса пропускания является физической характеристикой среды передачи данных и зависит, например, от конструкции, толщины и длины носителя — провода или
оптоволокна.
 
== Проводниковые среды передачи информации ==
=== Витая пара ===
Таким образом чем больше потенциальный размер сегмента сети, тем больше накладных расходов уходит на передачу порций данных маленького размера. Разработчикам технологии Ethernet пришлось искать золотую середину между двумя этими параметрами, и минимальным размером кадра была установлена величина 64 байта.
 
 
== Распространение сигнала по проводам ==
Сигнал – это средство передачи информации из одного пункта в другой. Потребность в передаче информации существовала уже довольно давно. Одним из первых способов передачи информации без участия человека или животных в качестве переносчика – это сигнальные костры. Информация о какой-либо опасности передавалась посредствам последовательного разведения костров от одного сторожевого поста к другому.
 
Для передачи сигналов по проводам используются ''электромагнитные сигналы''.
Этот способ связи предусматривает передачу информации за счет изменения какого-либо параметра несущего электрического сигнала. Если вернуться к примеру про костры, несущим сигналом будет отсутствие огня(то есть костер не горит).
Когда передающая сторона решит отправить сигнал, она зажжет костер, тем самым изменив наблюдаемую принимающей стороной картину.
 
Основным носителем информации электромагнитного сигнала являются электроны.
 
=== О скорости движения электронов ===
Скорость дрейфа электронов в проводниках крайне мала (~0,1—1 мм/с). Однако взаимодействуют друг с другом электроны со скоростью света.
 
Один из способов представить движение электронов в проводнике – это вагоны поезда. Сами вагоны движутся медленно, только начинают движение, и волна сцеплений передаётся гораздо быстрее.
 
[[Файл:Electro-train.png]]
 
=== Электромагнитный сигнал ===
Сигнал несущей частоты представляет собой гармоническое колебание, описываемое уравнением:
<math>X=X_{max} \cdot sin(\omega t+\phi_0)</math>, где <math>Х_{max}</math> – амплитуда колебаний, <math>\omega</math> – частота колебаний, <math>t</math> – время, <math>\phi_0</math> – начальная фаза колебаний.
 
Передать цифровые данные по проводу можно, управляя одним из параметров сигнала несущей частоты: амплитудой, частотой или фазой. Так как необходимо передавать данные в двоичном виде (последовательность единиц и нулей), то можно предложить следующие способы управления (модуляции): амплитудный, частотный, фазовый. Подробнее про модуляции см. соответствующий раздел.
 
[[Файл:Cabel-line.gif]]
 
Упрощенно передача сигнала будет выглядеть следующим образом:
каждый такт отправляющая сторона(генератор) будет генерировать волну разных частот - <math>f_0</math>, если мы хотим отправить 0 и <math>f_1</math>, если 1.
 
'''Пример:''' Типичным аналоговым каналом является телефонный канал. Когда абонент снимает трубку, то слышит равномерный звуковой сигнал – это и есть сигнал несущей частоты. Так как он лежит в диапазоне звуковых частот, то его называют тональным сигналом. Для передачи по телефонному каналу речи необходимо управлять сигналом несущей частоты – модулировать его. Воспринимаемые микрофоном звуки преобразуются в электрические сигналы, а те, в свою очередь, и модулируют сигнал несущей частоты. При передаче цифровой информации управление производят информационные байты – последовательность единиц и нулей.
Евгений
8
правок
Источник — «http://neerc.ifmo.ru/wiki/index.php?title=Служебная:Сравнение_версий/56683»

Навигация