Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

wykład 3 Systemy teleinformatyczne AiR 5r. dochodzi jeszcze kodowanie linii..... Omówiliśmy poprzednio 4 procesy PCM -filtrowanie -próbkowanie -kwantyzacja.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "wykład 3 Systemy teleinformatyczne AiR 5r. dochodzi jeszcze kodowanie linii..... Omówiliśmy poprzednio 4 procesy PCM -filtrowanie -próbkowanie -kwantyzacja."— Zapis prezentacji:

1

2 wykład 3 Systemy teleinformatyczne AiR 5r.

3 dochodzi jeszcze kodowanie linii..... Omówiliśmy poprzednio 4 procesy PCM -filtrowanie -próbkowanie -kwantyzacja -kodowanie

4 Kodowanie to stosuje się po to by uniknąć błędu synchronizacji pod wpływem wystąpienia identycznej sekwencji z wzorem fazowania (clock-zegar) w strumieniu danych. Także – aby zmniejszyć narastanie ładunku (pojemność) między parą kabli – taką rolę odgrywa skrętka – doprowadzenie do sygnału bipolarnego (zmiennego) Kodowanie linii - zamiana na sygnały elektryczne

5 kodowanie Manchester unipolarne zegar – wzór fazowania sygnał przykładowy kodowanie Manchester bipolarne IEE eliminacja składowej stałej Kodowanie Manchester G.E. Thomas –1949 r. XOR

6 Jego zastosowanie może wymagać ograniczenia szybkości transmisji lub długości łącza (większe tłumienie sygnałów o wyższych częstotliwościach). Kod Manchester koduje: 1 na 01 0 na 10 Zmiana poziomu sygnału zawsze w połowie okresu sygnalizacji W odróżnieniu od innych kodów szybkość sygnalizacji kodu Manchester jest dwukrotnie większa niż szybkość transmisji Kod Manchester jest kodem samosynchronizującym Można łatwo sposób ustalić takt strony kodującej (nadajnika)!

7 kodowanie AMI Kodowanie AMI bipolarne zegar – wzór fazowania sygnał przykładowy 2 kolejne jedynki to odwrócenie fazy! zawsze 2 jedynki mają odwrotną fazę – nie ma naruszenia bipolarności

8 Kodowanie B8ZS wprowadza naruszenie bipolarności celowo (aby nie było za wielu zer) – 2 kolejne impulsy są tej samej polaryzacji więc 4 następne są dodane extra same 0 lepsze wypełnienie dla synchronizacji itd. 4-te 0 jeśli 8 zer to 4 dodatkowe impulsy Naruszenie bipolarności BPV – ogólnie niepożądane B8ZS 5-te 0 7-me 0 8-me nie wprowadza dod. składowej stałej

9 - aby nie było sygnałów unipolarnych, bo wtedy ładunek na linii - aby nie było za wielu zer – utrata synchronizacji Czyli w transmisji ważne:

10 Klasyfikacja sygnałów analogowe: nieprzerwane w dziedzinie czasu i amplitudy próbkowane: przerywan e na osi czasu; na osi amplitudy przyjmuj ą dowolną wartość kwantowane: nieprzerwane w czasie; przyjmuj ą ściśle określone poziomy amplitudowe 0cyfrowe: dyskretne, czyli nieciągłe w czasie; nieciągłe w amplitudzie np. binarne (dwójkowe) czyli przyjmujące dwie określone wartości w określonych momentach (chwilach) czasowych; sygnał cyfrowy może mieć wartość amplitudy 0 [V] (niski potencjał), bądź +U [V] (wysoki potencjał), konwencja 0 sygnałowi 0 [V] przypisuje się cyfrę "0", 1 sygnałowi +U [V] cyfrę "1" (konwencja dodatnia, pozytywna).

11 Układy logiczne nDowolny układ logiczny może mieć n wejść i co najmniej jedno wyjście. Może realizować podstawowe, czy też bardziej złożone funkcje algebry Boole’a. Niezależnie od konstrukcji wewnętrznej układu zależność pomiędzy stanem wyjścia układu, a stanami wejść można opisać: tablicy prawdy –za pomocą tablicy prawdy –analitycznie za pomocą wyrażenia algebraicznego Układ logiczny wyjściewejścia

12 Układy – układy kombinacyjne – układy sekwencyjne – układy asynchroniczne – układy synchroniczne

13 układem kombinacyjnym nazywamy taki układ cyfrowy, w którym stan wejść jednoznacznie określa stan wyjść układu układem asynchronicznym nazywamy taki układ cyfrowy, dla którego w dowolnym momencie jego działania stan wejść oddziałuje na stan wyjść. układem sekwencyjnym nazywamy taki układ cyfrowy, w którym stan wyjść zależy od stanu wejść oraz od poprzednich stanów układu. układem synchronicznym nazywamy taki układ cyfrowy, dla którego stan wejść wpływa na stan wyjść w pewnych określonych odcinkach czasu zwanych czasem czynnym, natomiast w pozostałych odcinkach czasu zwanych czasem martwym stan wejść nie wpływa na stan wyjść.

14 Wszystkie mogą być wykonane za pomocą urządzeń zwanych bramkami, które realizują działania algebry Boole`a w dziedzinie układów dwustanowych (binarnych). Sygnały (stany) wyjściowe są zdeterminowanymi funkcjami sygnałów (stanów) wejściowych. Układy kombinacyjne sumatory; komparatory; dekodery, kodery, transkodery;

15 Klasa zagadnień, które nie mogą być rozwiązane przez utworzenie kombinacyjnych funkcji bieżących stanów wejść, lecz wymagają znajomości poprzednich stanów Układy sekwencyjne –przerzutniki –rejestry –liczniki Układy sekwencyjne

16 Tablica prawdy przedstawia zależność pomiędzy stanem logicznym wyjścia układu logicznego, a stanem na wejściach tego układu Dla układu o n wejściach ma on 2 n wierszy uwzględniających wszystkie możliwe kombinacje sygnałów wejściowych i odpowiadające im stany wyjścia (wejścia) ABY wejścia wyjście

17 zamiana szeregowego ciągu bitów (bity następują kolejno jeden po drugim) w równoległy zestaw bitów, zliczanie jedynek w danej sekwencji, rozpoznanie pewnego wzoru w sekwencji, wytworzenie jednego impulsu dla np. co czwartego impulsu wejściowego. Typowe zadania sekwencyjne to:

18 Do realizacji wszystkich wymienionych zadań konieczne jest zastosowanie jakiejś pamięci cyfrowej. Podstawowym urządzeniem pamięciowym jest przerzutnik bistabilny (ang. flip flop lub bistable multivibrator )

19 Wyjście bramki AND (czyli I) jest w stanie wysokim tylko wtedy, gdy obydwa wejścia są w stanie wysokim. Na przykład 8-wejściowa bramka AND będzie miała wyjście w stanie wysokim tylko wtedy, gdy wszystkie wejścia będą w stanie wysokim. Bramka AND Tablica prawdy UBUB 5V SASA SBSB + - Y=A*B

20 Wyjście bramki OR (czyli LUB) jest w stanie wysokim, jeżeli któreś z wejść (lub obydwa) jest w stanie wysokim Narysowana bramka to 2-wejściowa bramka OR. W przypadku ogólnym bramki mogą mieć dowolną liczbę wejść Typowy układ scalony cztery bramki 2-wejściowe, trzy bramki 3-wejściowe lub dwie bramki 4-wejściowe Tablica prawdy Bramka OR UBUB 5V SASA SBSB + - Y=A+B

21 Zmiana stanu logicznego na przeciwny (negowaniem stanu logicznego). "bramka" o jednym wejściu Zapis – A’ lub A Inwerter (funkcja NOT)

22 NAND i NOR Funkcja NOT może być połączona z innymi funkcjami, tworząc NAND i NOR UBUB 5V SASA SBSB S Z UBUB SBSB SASA Y=A*B Y=A+B

23 Exclusive-OR Exclusive-OR (XOR, czyli WYŁĄCZNE LUB) Wyjście bramki XOR jest w stanie wysokim, jeżeli jedno albo drugie wejście jest w stanie wysokim (jest to zawsze funkcja dwóch zmiennych). Inaczej, wyjście jest w stanie wysokim, jeżeli stany wejść są różne

24 Multipleksery Multiplekser łączy wiele wejść z jednym wyjściem. W dowolnej chwili jedno z tych wejść jest wybrane jako połączenie z wyjściem dane kanał

25 Multiplekser i demultiplekser - transmisja

26 blokada adresdanewy0wy1 1G'1A1B1Y01Y1 1xx Tablica prawdy demultipleksera na wyjściu nieadresowanym zawsze 1

27 Przerzutniki (układy sekwencyjne!) Przerzutniki są elementami grupy układów sekwencyjnych, których podstawowym zadaniem jest pamiętanie jednego bitu informacji Przerzutnik posiada co najmniej dwa wejścia i z reguły dwa wyjścia Typy przerzutników : RSDJKT

28 Przerzutnik RS 2 bramki NOR SRQnQn 00Q n na wejściu to wyjście takie jak poprzedni stan

29 Zwielokrotnianie (multipleksowanie) w systemach analogowych i cyfrowych Systemy analogowe dla zwiększenia liczby kanałów wykorzystywały zwielokrotnienie częstotliwościowe, które wymagało rozszerzenia pasma kanału transmisyjnego - polegało ono na układaniu kolejnych kanałów kolejno na wyższej częstotliwości w odstępie szerokości kanału telefonicznego (równolegle). Każdy kanał miał dostęp do swojej częstotliwości Inna możliwość w tych systemach nie była możliwa, gdyż sygnał analogowy ograniczony w jakimś paśmie wysyła niepoliczalną liczbę informacji o tym paśmie Nie da się jej wysyłać w odstępach czasu (szeregowo) - to powodowałoby utratę danych.

30 Systemy cyfrowe przesyłają ograniczoną liczbę danych przyspieszanie sygnału przed zwielokrotnieniem wysłanie w tej samej jednostce czasowej większej liczby danych uporządkowanych w szczeliny czasowe TDM – Time Division Multiplexing

31 Metody zwielokrotniania - multipleksowania FDM – podział częstotliwości TDM – podział czasu WDM – podział długości fali DWDM – gęsty podział długości fali

32 W systemach teletransmisyjnych rozróżnia się dwa rodzaje zwielokrotnienia z podziałem czasu: zwielokrotnienie z przeplataniem bitów (bit po bicie) - np. systemy PDH (plezjochronous digital hierarchy).. wersja międzynarodowa sieć E ( E1, E2 itd.) USA sieć T (T1, T2 itd.) plezjo = prawie zwielokrotnienie z przeplataniem bajtów (bajt po bajcie) - np. systemy SDH (synchronous digital hierarchy) Podział systemów z TDM

33 Łącząc wiele kanałów PCM w jeden ciąg binarny o dużej przepływności za pomocą TDM (sekwencyjne przeplatanie bajtowe), dla 30 kanałów 64 kb/s można uzyskać np. kanał o przepływności 2048 kb/s.... czyli najpierw budowany jest kanał 2 Mb metodą bajt po bajcie Systemy PDH – plezjochroniczne („prawie” synchroniczne) Lata 70-te – cyfrowe systemy teletransmisyjne oparte na modulacji kodowo - impulsowej PCM (Pulse Code Modulation), która przekształca sygnał analogowy na sygnał binarny. Sygnał telefoniczny o paśmie 4 kHz przekształcony do cyfrowego o przepływności 64 Kb/s - sygnał DS0..wyżej już bit po bicie.. jak samochody wjeżdżające z wielu ulic w jedną o tej samej szerokości co dojazdowe – muszą jechać szybciej z przeplataniem

34 Hierarchia plezjochroniczna - PDH Europa USA E T sygnał DS0

35 lub MUX kierunek przesyłu sygnały DS 0 sygnał DS 1 64 kb/s multiplexer TDM – time division multiplexing 2Mb/s E1 T1

36 Budowa strumienia 2 Mb/s (2 21 ) b/s = = b. 32 Informacje są przekazywane w postaci 8-bitowych pakietów informacji (256 stanów), Próbkowanie odbywa się z częstotliwością 8kHz, czyli co 125  s, Ramka ma budowę 32 kanałową według zasady bajt po bajcie (30 kanałów użytecznych) - z dodanym bajtem wzoru fazowania ramki (FAW) i bajtem sygnalizacji dla szczelin czasowych. SYSTEM PDH - E1 – międzynarodowy (Europa)

37 sygnalizacja Ramka 1 wieloramki strumienia 2 Mb/s kanał 16 kanał 1 W ramce 2 kanał 2 W ramce 2 kanał 17 itd. słowo serwisowe (r.nparz.)-alarmy, CRC4 wzór fazowania (r.parz) X kanał 2 kanał 16kanał 30 kanał 1

38 sygnalizacja ! czasem zwykły kanał wszystko zależy do technologii Ramka strumienia 2 Mb/s – element wieloramki MF16 bajt 0 (szczelina 0) 8 bitów 30 kanałów użytkowych

39 Wprowadzono kolejne poziomy zwielokrotnienia: 8.5 Mbit/s, (2 23 = 2 21 *4) 34 Mbit/s, (2 25 = 2 23 *4) 140 Mbit/s, najczęstszy system (2 27 = 2 25 *4) 565 Mbit/s. (światłowody - długość fali 1550 nm).. a następnie na wyższych poziomach hierarchii odbywa się zwielokrotnienie plezjochroniczne przeplatanie bitów z dopełnianiem w przypadku niewielkiej różnicy częstotliwości)

40 Każdy wyższy poziom składa się z czterech sygnałów niższego poziomu uzupełnionych o informacje sterujące = plezjochroniczna (prawie synchroniczna) hierarchia cyfrowa PDH. Zwielokrotniane są kanały 2 Mbit/s generowane przez różne urządzenia. Ich zegary różnią się nieznacznie miedzy sobą. Dla zapewnienia stałej przepływności sygnału, tzw. "przeplot" bitowy musi być uzupełniony przez dodanie pustych bitów = bity dopełnienia. Bity te są usuwane z sygnału zbiorczego podczas procesu demultipleksacji. Ten sam problem pojawia się na każdym poziomie zwielokrotnienia i za każdym razem wprowadza się bity uzupełniające.

41 bity wolniejsze ponieważ przeplatanie 1:1 to bity dopełniające J

42 Optical Line Termination Unit Transmisja w systemach PDH

43 bajt po bajcie bit po bicie z dopełnianiem podstawowy

44 E1 – jest właściwie synchroniczny ale plezjochroniczna jest struktura sieciowa – czyli wiele obwodów synchronicznych z różnymi zegarami!!!

45 USA system T1 multipleksacja razy 24

46 Systemy synchroniczne

47 Synchronous Digital Hierarchy Synchroniczna Hierarchia Systemów Cyfrowych Technologia sieci transportu informacji, charakteryzująca się tym, że wszystkie urządzenia działające w sieci SDH, są zsynchronizowane zarówno do nadrzędnego zegara jak i do siebie nawzajem SDH-Europa SONET - USA

48 PRC (Primary Reference Clock) - Pierwotny Zegar odniesienia. Jest to zegar, który wytwarza przebiegi wzorcowe dla całej sieci SDH. Wymaga się, aby zegar taki miał dużą stabilność częstotliwości i był niezawodny. Wzorce z cezu i rubidu

49 Synchronous Digital Hierachy Znamy podstawowe DS1 (w Europie też czasem określane E1) – ITU (Europa)– system 2,048Mb/s (STM-N) 32 x DS0 (E0) – USA i Japonia – 1,544Mb/s (STS-N) 24 xDS0 Implementacja standardu SONET dla sieci telekomunikacyjnej dla krajów ITU/CCITT (International Telecomunication Union - Genewa) DS0 to 64 kb/s

50 Synchroniczna hierarchia cyfrowa, kolejne przepływności podstawowe SDH: - ramka STM Mbit/s -ponad 2000 kanałów tel. - ramka STM Mbit/s - ramka STM Gbit/s -ramka STM Gbit/s – ~ kanałów telef. -ramka STM-256 ~ 40 Gbit/s) System SDH - ITU

51 Podstawowa europejska jednostka transportowa STM-1 Synchronous Transport Module Synchroniczny Moduł Transportowy W czasie zwielokrotniania ma przepływność, będącą N-tą wielokrotnością STM-1 (155,52 Mbit/s).

52 Budowa modułu transportowego STM-1 Moduł STM-1 składa się z 9 linii po 270 bajtów. W tym nagłówek SOH = 9*9bajtów. Przepustowość pojedynczego bajtu modułu to 64kb/s. Ramka STM-1 składa się z: Pole Payload zawiera 9*261 bajtów (2349 bajtów). Służy ono do przenoszenia właściwych danych użytecznych. pola danych Payload, nagłówka SOH (utrzymaniowy) informacja sterująca (umożliwia operatorowi sieci śledzenie toru i nadzór stopy błędów). bloku wskaźników PTR

53 Moduł transportowy STM bajtów Pole PAYLOAD składa się z wirtualnych kontenerów (tu są transportowane bity użytkowe) Path Overhead

54 9*270 *8 bitów * 8000 ramek/s =155,52 Mb/s 125e-6=8000

55

56 Wskaźnik PTR składa się z trzech wskaźników po 3 bajty każdy. Są one umieszczone w linii 4. Blok wskaźników (PTR) służy do określenia położenia tzw. kontenera wirtualnego względem ramki STM. Co to jest kontener? Nagłówek modułu STM-1 SOH dzieli się na dwie części: część RSOH, która stanowi zbiór danych sterujących i informacyjnych dla sekcji regeneratora sygnału część MSOH, która stanowi nagłówek dla multiplekserów

57 SDH definiuje pewną liczbę kontenerów odpowiadających istniejącym przepływnościom systemów plezjochronicznych PDH. Informacja przenoszona w sygnale plezjochronicznym ładowana jest do odpowiedniego „kontenera”. Inne ładunki do innych kontenerów Informacja wskaźnika PTR możliwia dotarcie do strumieni składowych kontenera wirtualnego, bez demultipleksacji całego sygnału, określenie przesunięcia fazowego kontenera w przypadku współpracy z systemem plezjochronicznym (wskazuje początek kontenera w stosunku do ramki STM-1).

58 Systemy SDH o większej niż STM-1 przepływności są tworzone przez zwielokrotnienie systemu Mbit/s metodą przeplatania bajtowego.

59 Multiplexer SDH

60 Interfejsy krotnicy synchronicznej E1 E3 E4

61 Sieci SDH są w dzisiejszych czasach jedynym sposobem na przesyłanie danych cyfrowych do odległych lokalizacji, pozwalają na odwzorowanie wielu typów sygnałów, o niższych przepływnościach, do struktur synchronicznych. Z usług SDH korzystają m.in. GSM, Internet wyższe przepływności (powyżej 1Gb/s) z zastosowaniem światłowodów synchroniczną transmisję zgodnie z głównym zegarem systemu o dokładności większą niezawodność od innych ekonomiczniejszy dostęp do „ładunku” większy nacisk na zapobieganie błędom mniejszą podatnością na uszkodzenia wynikającą z budowy m.in. struktur pierścieniowych, możliwość automatycznej rekonfiguracji w czasie krótszym niż 50 ms Systemy SDH - zalety:

62 Inny standard - USA Ramka STS-1 Przesłanie ramki trwa 125  s ramek/s (9*90)*8b*8000ramek/s=51840b/s = 51,84Mb/s Położenie ładunku użytecznego wewnątrz SPE (Synchronous Payload Envelope) jest określone przez wskaźniki H1 i H2 w Transport Overhehead

63 DSL

64 Do niedawna stosowane modemy były kłopotliwe tylko 3200 Hz szerokości pasma wymagały bardzo dobrego połączenia wymagały dużego współczynnika SNR - sygnału do szumu Stąd wynikły poszukiwania innych metod przesyłu sygnałów głosowych +danych z większą przepustowością – oraz ich uodpornienia na zakłócenia

65 DSL - Digital Subscriber Line - Cyfrowa Linia Abonencka. DSL korzysta ze starych łączy telefonicznych, nawet takich, co pamiętają jeszcze czasy Bell'a (XIX wiek). „eksplozja” Internetu ADSL - lata 90-te – większość ruchu do abonenta, a niewielki % od abonenta – połączenie transmisji głosu i danych

66 DSL – nośnik analogowy Potrzebne zatem kodowanie sygnału cyfrowego analogowym

67 Czyli można … zmodulować sygnały cyfrowe (bity) „wpuścić” sygnał analogowy w kanały częstotliwościowe - Daje to poszerzenie pasma - zwiększenie prędkości transmisji

68 Początkowo korzystała: z trzech par skrętki telefonicznej do przesłania 2Mb/s, Następnie pojawiły się skuteczne metody, które umożliwiły budowanie łączy 2Mb/s za pomocą: dwóch par kabli telefonicznych - HDSL jednej pary kabli - SDSL Ostatnio realizuje się takie przepływności: standard ADSL do 20 Mb/s, VDSL ~52 Mb/s za pomocą jednej !!!! pary kabli Historycznie.. technologia xDSL

69 Początki w 1980 roku standard xDSL w rzeczywistości jest nazwą zbiorczą dla grupy standardów. Są to

70 HDSL (High Bit-rate Digital Subscriber Line) - najczęściej jest wykorzystywany jako substytut dla łączy T1/E1. SDSL (Symmetric DSL) ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) jest najpopularniejszą wersją xDSL.

71 Dlatego mówi się o rozwiązaniu asymetrycznym. część szerszą, umożliwiającą pobieranie informacji część węższą, służącą do ich wysyłania Pasmo dzielone jest na: Prędkość transmisji od dostawcy do użytkownika końcowego (downstream) jest znacznie wyższa niż od klienta do dostawcy (upstream). Wynika to ze specyfiki korzystania z Internetu - z reguły więcej danych odbieramy niż wysyłamy. Typowe prędkości ADSL to: 1,5 - 8 Mb/s downstream (w Polsce obecnie TPSA do 20 Mb/s) 64 Kb/s - 1,5 Mb/s upstream ADSL

72 ADSL ma z siecią telefoniczną wspólny tylko niewielki odcinek kabla między abonentem a najbliższą centralą telefoniczną. Para modemów ADSL tworzy na tym odcinku połączenie stałe, przez które przesyłane są dane. W centrali specjalne urządzenie (splitter) odseparowuje dane od głosu. Głos jest transmitowany dalej za pomocą zwykłych kabli telefonicznych, dane zaś całkowicie opuszczają sieć telefoniczną i kierowane są odrębnym łączem ATM (lub FrameRelay lub Ethernet) bezpośrednio do sieci szkieletowej Internetu - tamtędy mogą trafić do docelowej centrali.

73 Używa się pasma znacznie szerszego niż Hz, jakie jest stosowane do przenoszenia głosu rzędu od 6 kHz – ok 1100 kHz. POTS pasmo od abonenta pasmo do abonenta 17 kHz 68 kHz 136 kHz 340 kHz 680 kHz 952 kHz f 4 kHz

74 Na każdym zakończeniu telefonicznego kabla miedzianego montuje się specjalne urządzenia: modem DSL po stronie Klienta kartę modemową po stronie centrali telefonicznej które oddzielają analogowy sygnał głosowy rozmowy telefonicznej od danych przesyłanych do i z Internetu. Modemy ADSL do transmisji danych korzystają z zakresu od 26 kHz do ok. 1,1 MHz. Zastosowanie konwersji sygnałów na wyższe częstotliwości wymaga stosowania dwóch specjalnych modemów dla każdego abonenta - jednego bezpośrednio u użytkownika w domu czy biurze, a drugiego w jego centrali telefonicznej ("półka").

75 VDSL (Very High Bit-rate Digital Subscriber Line) to standard dla mniejszych odległości, ale zapewniający przepustowość do 52 Mb/s. IDSL - technologia DSL bazująca na podłączeniu ISDN. Wykorzystuje modulację 2B1Q i zapewnia prędkość do 128 Kb / s. Jednak im wyższe częstotliwości zostają wykorzystywane do przesyłania informacji, tym szybciej są one tłumione w przewodach. Z tego powodu VDSL działa zaledwie na odcinkach dochodzących do 300 metrów. Dlatego też najpopularniejszym rozwiązaniem jest obecnie ADSL, choć może go zdetronizować już w niedalekiej przyszłości tańszy SHDSL.

76 TPSA


Pobierz ppt "wykład 3 Systemy teleinformatyczne AiR 5r. dochodzi jeszcze kodowanie linii..... Omówiliśmy poprzednio 4 procesy PCM -filtrowanie -próbkowanie -kwantyzacja."

Podobne prezentacje


Reklamy Google