Petr Martínek
[email protected], ICQ: 303-942-073
27. asové, kmito tové a kódové d lení (TDM, FDM, CDM). Funkce a poslání úzkopásmových a širokopásmových sítí. Multiplexování (sdružování)
- jedná se o princip sdružování více kanál do jednoho - snaha o co nejefektivn jší využití p enosových systém !! ekonomického zhodnocení p enosových cest se dosáhne jejich vícenásobným využitím !!
Historický vývoj, r zné principy p enosu
asový multiplex -
-
aplikaci asového d lení umožnil rozvoj íslicových integrovaných obvod a rozvoj digitální techniky obvykle hovo íme-li o digitálních p enosových systémech, máme na mysli práv systémy s asovým multiplexem, naopak pod pojmem analogová p en. technika spat ujeme nosné systémy s frekven ním d lením využití: PCM 1. a vyšších ádu, rádiové rozhranní GPRS/EDGE, atd.
Princip uspo ádání p enosové cesty s asovým d lením
-
-
jednotlivým kanál m p i azujeme na spole né p enosové cest jen p esn vymezený asový interval t a ostatní asové úseky využívají další kanály výb r ur ité okamžité hodnoty signálu nazýváme vzorkování, ímž získáme vzorek signálu v okamžiku daném asovými obvody, které produkují periodický vzorkovací signál s periodou TV a frekvencí fV =
-
1 TV
podle vzorkovacího teorému platí jednozna ný vztah mezi vzorkovací frekvencí fV a maximálním kmito tem f max , který systém dokáže p enést
-
f max =
fV 2
!! Vzorkovací kmito et musíme volit minimáln dvojnásobný než maximální požadovaný kmito et p enášeného signálu!! pro horní kmito et telefonního kanálu 3400Hz byl zvolen s p íslušnou rezervou vz.kmito et 1800Hz na vysílací stran musíme dolní propustí s mezním kmito tem f max odfiltrovat vyšší kmito ty, aby neovliv ovali proces vzorkování, na p ijímací stran dolní propustí vyfiltrujeme posloupnost diskrétních vzork signálu, a tím obnovíme jeho p vodní spojitý b h.
Frekven ní multiplex -
využívá se skute nosti, že obvykle p enosová cesta disponuje širším pásmem kmito t , než dokážeme obsadit p enášeným signálem Nap . telefonní kanál obsadí ší ku pásma ∆f = f max − f min = 3400 − 300 = 3100 Hz -
signály z jednotlivých kanál se p esunou do vyšší kmito tové polohy, tak aby se kanály nep ekrývaly
Využití: Obsazování radiového prostoru vysíla i (každý má p i azen svoji nosnou fr.), p ípojky ADSL i VDSL D íve - p enos po kabelech u analogových nosných telefonních systém
V horní ásti vidíme n kolik tel. kanál v základním pásmu. Signál z 1. kanálu posuneme o hodnotu kmito tu F1 do nové frekven ní polohy. Podobn posuneme ostatní kanály až do mtého, každý o jinou hodnotu kmito tu Fm. Rozestupy kmito t musí zaru it, aby se kanály nep ekrývaly. Navíc volíme ur itou rezervu, u tel. Kanál 900Hz. Potom je tedy ší ka kanálu ∆f `= ∆f + ∆f rez = 3100 + 900 = 4000 Hz . Výsledné pásmo kmito t obsazené na p enosové cest bude tedy mít ší ku ∆F = ∆Fmax − ∆Fmin = m.∆f `, která závisí napo tu telefonních kanál m sdružených pro p enos jediným vedením. Využíváme zde principu amplitudové modulace, p i které vzniknou v kmito tov p eložené poloze kolem nosné frekvence dv postranní pásma: sou tové a rozdílové.
Vidíme však, že zabrané pásmo má ší ku 2 f max . Z d vodu maximálního využití p enosové cesty p enášíme proto jen jedno postranní pásmo vybrané pomocí pásmové propusti. Navíc potla ujeme i nosný kmito et. Na p ijímací stran musíme p esunout signál do základní kmito tové polohy, aby bylo možné provést demodulaci. K tomu musíme obnovit nosnou frekvenci.
Kódové d lení Princip: ke sdružování se využívají kódy (pseudonáhodné sekvence), co kanál to jiný kód Využití: systémy využívající rozprost ené spektrum (nap . UMTS nebo bezdrátové LAN)
Základní princip je založen na tom, že užite ný signál je „násoben“n bity tzv. rozprostírací sekvence. Výsledek tohoto „násobení“ tvo í rozprost ená data Bit rozprostírací sekvence = chip chips na jeden uživatelský bit = Rozprostírací faktor (Spreading Factor), v našem p ípad SF=8
P enosová kapacita kanálu
Úzkopásmové a širokopásmové sít Je mnoho metod podle kterých se t ídí nejen služby ale i sít , které jsou schopny služby poskytnout. Jedním z nich je ší e kmito tového pásma pot ebného pro p enos. Podle hrubého d lení se rozeznávají úzkopásmové a širokopásmové. M ítko je samoz ejm relativní. V digitálních sítích za služby širokopásmové lze n kdy považovat služby s p enosovou rychlostí v tší než 2048 kbit/s, n kdy služby s p enosovou rychlostí v tší než 155520 kbit/s. P ehled typických p enosových rychlostí a služeb je uveden v tabulce.
Jak již bylo e eno, základní rozdíl tedy je v ší ce kmito tového pásma, a tedy v p enosové rychlosti. Nap . B ISDN Pro n které aplikace již nesta í p enosová rychlost N ISDN. Jedním z možných ešení pro poskytování služeb vyžadujících vyšší p enosové rychlosti m že být i B ISDN. Širokopásmová digitální sí integrovaných služeb B ISDN m že krom jiných prost edk používat i systém na principu asynchronního p enosového módu – ATM. Od úzkopásmové ISDN se tato sí liší p edevším tím, že v rámci této struktury nemají jednotlivé stanice pevn p i azeny kanály s ur itou konkrétní ší kou p enosového pásma (tj. maximální p enosovou rychlostí). Jednotlivým komunika ním zdroj m se totiž bu p ed zahájením p enosu, a nebo i v jeho pr b hu pružn p id luje pot ebná ší ka pásma. Proto je možné nezávisle na ší ce pásma , p enášet jednotlivé bu ky p es jednotná spojovací pole.
