Podstawowe pojęcia,
jednostki, ograniczenia
Plan
Sygnały
Decybele i jednostki pochodne
Pasmo transmisyjne
Przepływność a opóz
nienie
Claude Elwood Shannon; teoria informacji
Prawo Moore a
Podsumowanie
© AJ
Sygnały
Sygnał to fizyczna reprezentacja wiadomości
Czas
Ciągły Dyskretny
U U
t t
U U
t t
© AJ
Ci
Ä…
g
Å‚
a
Warto
ść
Dyskretna
Decybel [dB]
Moc [dB] = 10 log (Pwy/Pwe)
dB
Stosunek mocy
10
10
20
100
30
1 000
40
10 000
50
100 000
 10
1/10
 20
1/100
 30
1/1000
© AJ
dBm
Moc [dBm] = 10 log (moc [mW] / 1 mW)
Przykład:
Wzmacniacz ma moc wyjściową 20 W.
Jakiej wartości w dBm to odpowiada?
Moc [dBm] = 10 log (20 W / 1 mW) =
= 10 log (20 × H" 43 dBm
× 103 mW / 1 mW) H"
× H"
× H"
© AJ
dBW, dBmV
W zastosowaniach mikrofalowych:
Moc [dBW] = 10 log (moc [W] / 1 W)
+ 30 dBm = 0 dBW
 30 dBW = 0 dBm
W transmisji wideo:
Poziom napięcia [dBmV] = 20 log (napięcie [mV] / 1
mV) mierzony przy impedancji 75 &!
&!
&!
&!
© AJ
Szerokość pasma
Definicja 1: Jest to różnica między
najwyższą a najniższą częstotliwością
stosowanymi w jakimÅ› celu
Jednostka: Hertz [Hz]
© AJ
Szerokość pasma ( 3 dB )
TÅ‚umienie [dB]
Szerokość pasma
3 dB
Częstotliwość [Hz]
Dlaczego przyjęto wartość 3 dB?
© AJ
Przepływność a opóz
nienie
Porównajmy:
Czas przejścia 1 bitu przez łącze = czas
×
przebycia 1 km × dÅ‚ugość Å‚Ä…cza (w km)
×
×
Czas wprowadzania wiadomości do
łącza = liczba bitów w wiadomości /
szybkość wprowadzania bitów
(przepływność)
© AJ
Claude Elwood Shannon
1916  urodził się w stanie Michigan, USA
Studia:
University of Michigan in Ann Arbor
Massachusetts Institute of Technology (MIT):
kierunki: elektrotechnika i matematyka
Praca dyplomowa
Wykazał możliwość zastosowania algebry
Boole a do projektowania układów
przełączających (podstawy teorii
automatów)  praca dyplomowa o
największym znaczeniu w tym wieku
© AJ
Claude Elwood Shannon
© AJ
Claude E. Shannon:
szyfrowanie
1940  Doktorat w MIT
Rok pracy w the Institute for Advanced
Study w Princeton N.J.
1941  1956 Bell Laboratories; praca nad
systemami szyfrowania
Zauważył, że kodowanie cyfrowe może nie
tylko uchronić informację przed
niepowołanym odczytaniem, ale także
przed innymi postaciami zakłóceń.
© AJ
Claude E. Shannon:
teoria informacji
Shannon wykazał, że informację można
mierzyć (ilość informacji w danej wiadomości
jest określona przez prawdopodobieństwo, że
spośród wszystkich przesyłanych wiadomości,
ta konkretna wiadomość będzie wybrana)
Zdefiniował podstawową jednostkę informacji,
bit (jest to wiadomość reprezentowana przez
jeden z dwóch możliwych stanów)
© AJ
Zawartość informacji w
pojedynczym znaku binarnym
H (ilość informacji w pojedynczym
znaku binarnym)
1
0 1
0.5
P
(prawdopodobieństwo
przyjęcia jednej z wartości)
Średnia zawartość informacji osiąga maksimum (1 bit)
dla P = 0.5, a więc gdy oba zdarzenia są jednakowo
prawdopodobne
© AJ
Claude E. Shannon:
granica pojemności kanału
C = W log2(1 + S/N)
C  liczba znaków na sekundę
W  szerokość pasma w Hz
S/N  stosunek mocy sygnału do mocy szumu
Przykład:
S/N = 1000 (30 dB)
W = 3000 Hz
C = ?
© AJ
Prawo Moore a
1200
Szerokość pasma podwajająca
siÄ™ co dwa miesiÄ…ce
1000
800
Moc przetwarzania podwajajÄ…ca
600
się co 18 miesięcy
400
200
0
1995 2000 2005 2010
© AJ
y
ródło: CANARIE Inc.
Podsumowanie
Sygnały
Decybele i jednostki pochodne
Pasmo transmisyjne
Przepływność a opóz
nienie
Claude Elwood Shannon; teoria informacji
Prawo Moore a
© AJ