6. KOD SAMOSYNCHRONICZNY

Kod menchester nie ma sygnałów nadmiarowych, kiepskie widmo, dobra synchronizacja. Jest to kod samo synchronizujący następuje zmiana stanu w każdym bicie

R=N/M*(log k-1) gdzie M-liczba bitów przed kodowaniem N-liczba bitów po kodowaniu k-liczba pomiarów

7. GĘSTOŚĆ KODOWA

Gęstość kodowa(zawartość jedyne w sygnale) = k/n gdzie k-liczba jedynek, n-liczba bitów

8 ROLA UKŁADU WEJŚCIOWEGO W REGENETORZE

A) przygotowanie sygnału do regeneracji tak żeby regenerator dostrajał się do częstotliwości sygnału wejściowego

B) wydłużenie długości toru do

9. Jak eliminuje się przesłuchy w regeneratorze

Przez zastosowanie regeneratora dwójkowego

11 WZÓR NA ZALEŻNOŚĆ C/B w funkcji S/N (str29.5 Bartek)

C=B log (1+γ)=1,44 ln (1+ γ) z Bartka notatek C=B*log*(1+S/N)

C/B=1,44* γ dla γ<1

Np.: γ=0.01 S/N=-20 dB

C=10kbit/s B=690kHz

12 WPŁYW TORU MIEDZIANEGO NA PRZENIKI MIĘDZYKANAŁOWE

α – wsp rozszerzania pasma

α jeśli się zawiera między (0,1;10 to nie ma przedników międzykanałowych nie ma błędów

13 WPŁYW SZUMÓW NA JITTER

14 WPŁYW KODÓW TRANSMISYJNYCH NA REGENERACJĘ

Sygnał taktowania ma decydujący wpływ na pracę regeneratora ze względu na przyjętą zasadę wydzielania sygnału taktowania z sygnału występującego na wejściu przedwzmacniacza za pomocą obwodu rezonansowego wynika że sygnał taktowania zależy od struktury sygnału liniowego oraz od szumów i zakłóceń

1. ZALETY I WADY KWANTOWANIA ROWNOMIERNEGO I NIEROWNOMIERNEGO

Przy kwantyzacji równomiernej różnica pomiędzy sąsiednimi poziomami decyzyjnymi jest jednakowa, przy kwantyzacji nierównomiernej tak nie jest.Stosunek sygnał szum nie jest stały (przeszkadza człowiekowi)

Kwantyzacja nierównomierna jest stosowana tam gdzie rozkład prawdopodobieństwa wartości analogowych nie jest jednostajny. Gdy w jakimś przedziale wartości pojawiają się częściej niż w innych, jest mu przypisywane odpowiednio więcej poziomów kwantyzacji, dzięki czemu błąd kwantyzacji maleje. Istnieje możliwość wyznaczenia poziomów decyzyjnych i reprezentacji, tak aby błąd średniokwadratowy był dla danego rozkładu minimalny i w praktyce stosuje się do tego iteracyjny algorytm Maxa-Lloyda. S/N=const Kwantowanie A lub µ daje większą dokładność dla sygnałów o małej amplitudzie kosztem dokładności odwzorowania sygnałów dużej amplitudy)

2. WYZNACZYC S/N Z KRZYWEJ KOMPRESJI

3. ZAKODOWAC PODANY CIAG WYBRANYM KODEM

2B-1Q

00 -> +3V

01 -> +1V

10 -> -1V

11 -> -3V

4. CO TO SA KODY ALFABETOWE I JAKIE MAJA WŁAŚCIWOŚCI

Kody alfabetowe mają określoną bieżącą sumę cyfrową, której nie można przekroczyć. Przejście między alfabetami liczy się na podstawie bieżącej sumy cyfrowej.

Kody alfabetowe są kodami gęstymi. Przykłady takich kodów: 2B-2T, 4B-3T.

4B-3T

Kodowanie czwórek bitów na 3 symbolach o 3 poziomach napięcia: -1, 0, 1, 3 możliwości na 3 symbolach, czyli możliwe do przedstawienia 27 kombinacji, 2^4 = 16, czyli pozostaje 11 możliwości, nadmiar może być wykorzystany na korekcję,

Wykorzystywany np.: w ISDN.

f_L=(3/4)*f_B

5. CO TO JEST DROGA DYSPERSYJNA

δi-sygnał wejściowy δo-syg wyjściowy

δo^2= δi^2[1+(L/Ld)^2]

$\mathbf{L}_{\mathbf{D}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\delta}_{\mathbf{i}}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{|}\mathbf{B}_{\mathbf{2}}\mathbf{|}}$ gdzie Ld – droga dyspersji δi-szerokość impulsu wejściowego B2-współczynnik propagacji, stała propagacji odpowiadająca dyspersji

6. CO TO SA SYGNATURY POMIAROWE

Sygnatura – charakterystyka częstotliwościowa do badania jakości sygnału odebranego (określa zaniki).

Jakość sygnału ocenia się poprzez sygnatury:

- sygnatura zerwania transmisji – przejście poniżej wartości krytycznej (zanik w którym stopa błędów spada poniżej zamierzonej)

- sygnatura powrotu transmisji – powrót powyżej wartości krytycznej

- sygnatura dynamiczna - wobulowanie (przemiatanie) wszystkich n częstotliwości. Jeżeli gdzieś pojawi się zanik, to włącza się korektor poprawiający częstotliwość.

7. NA CZYM POLEGA ZAGADNIENIE DECYZJI OPTYMALNEJ

Decyzja optymalna to pojęcie z zakresu teorii decyzji, oznaczające taką decyzję, która jest decyzją dopuszczalną i jednocześnie jest najlepsza z punktu widzenia kryteriów oceny decyzji. Zbiór wszystkich takich decyzji nazywamy zbiorem decyzji optymalnych.

Błąd fałszywego alarmu – odczytanie jedynki zamiast zera.

Błąd niewykrycia – odczytanie 0 zamiast 1.

Wartość minimalnego błędu – napięcie odniesienia jest równe połowie napięcia przychodzącego.

1. Decyzja dokładnie w połowie sygnału przychodzącego.

2. Decyzje należy podejmować w czasie tm, wtedy gdy S/N osiąga wartość max.

Warunki cyfrowego odbioru optymalnego:

- amplituda sygnału 10x większa niż szumu =>BER=10^-6;

- suma błędów musi być minimalna a=1/2 Swe;

- zastosowanie zabezpieczeń np. filtrów

8. W JAKI SPOSÓB KODY WPLYWAJA NA TRANSMISJE

Wprowadzenie cyfrowej reprezentacji transmitowanych 2sygnałów w znacznym stopniu uniezależnia jakość odbieranej informacji od zjawisk występujących w torze przesyłowym. Przede wszystkim wzrasta odporność systemu na szum kanałowy i zakłócenia . Wynika to bezpośrednio z faktu przesyłania wyłącznie impulsów o skwantowanych wartościach poziomu napięcia. Impulsy taki mogą być zawsze prawidłowo zdekodowane w odbiorniku, o ile ich amplituda nie została zafałszowana na tyle mocno aby przenieść się do zakresu przypisanemu innemu stanowi logicznemu. W praktyce przypadek taki występuje stosunkowo rzadko i ma miejsce tylko w sytuacji kiedy amplituda szumów i zakłóceń jest 2porównywalna z wielkością przesyłanych impulsów. Szumy i zakłócenia o mniejszym poziomie nie mają żadnego wpływu na poprawność przesyłanej informacji. Sygnał cyfrowy jest tak samo tłumiony jak sygnał analogowy. Dlatego też tory o odpowiednio dużej długości muszą być wyposażone w urządzenia wzmacniające. Regeneracja przebiegów cyfrowych jest znacznie prostsza niż przebiegów analogowych. Regenerator - zadanie jego jest wygenerowanie nowego przebiegu o identycznej strukturze logicznej Układ regeneratora sygnału cyfrowego można podzielić na dwie części:- odbiornik - zadaniem jest prawidłowa detekcja aktualnego stanu linii, przypisanie odpowiedniego stanu logicznego i przekazanie do nadajnika. - nadajnik - zadaniem jest ponowne zakodowanie 2otrzymanego ciągu binarnego, na kod transmisyjny i wprowadzenie go do kolejnego odcinka toru Zasięg transmisji cyfrowej może być dowolnie duży przy jednoczesnym braku pogorszenia jej jakości Sygnał zregenerowany jest obarczony zniekształceniami położenia impulsów w stosunku do sygnału idealnego (fluktuacja fazy - jitter). Fluktuacje fazy spowodowane szumami zakłóceniami nakładającymi się na sygnał mogą się sumować wzdłuż traktu, ogranicza to zasięg i zakres stosowania systemu

Stosowane w celu uzyskania pożądanych (z punktu widzenia toru lub kanału transmisyjnego) własności sygnału cyfrowego (binarnego).

Kryteria oceny kodów:

• nadmiarowość – pozwala wykryć błędy

• odpowiednie widmo

• łatwość synchronizacji bitowej.

Kody transmisyjne - wymagane własności:

• Dopasować widmo sygnału do charakterystyki toru

• umożliwić synchronizację

• umożliwić nadzór nad jakością transmisji - wykrywanie błędów

• Dla systemów przewodowych nie może być składowej stałej (transformatory)

• Dla systemów światłowodowych musi być składowa stała

Gr. 2

1. KOMPRESJA Z KRZYWA A

2. WYZNACZYC S/N Z KRZYWEJ KOMPRESJI

3. CO TO SA WSTAWKI KODOWE I PO CO

Wstawki kodowe – grupa impulsów wprowadzana w miejsce zer, a później wyrzucana.

Wstawki kodowe stosowane są w kodzie HDB (wstawki gdy 3 zera). Wstawia się je w miejsca dużej ilości zer (BiV).

B – impuls o polaryzacji przeciwnej do poprzedniego

V – impuls wiolacji (polaryzacja zgodana z polaryzacją poprzedniego)

Kody ze wstawkami wprowadzają współczynnik powielania błędów (dla kodu europejskiego WPB ok. 1,2). Godzimy się na to, bo są wtedy mniejsze problemy z synchronizacją.

4. REGULY TWORZENIA ALFABETÓW KODOW SWIATLOWODOWYCH

TRANSMISJA SYGNAŁU ŚWIATŁOWODEM. wykorzystywane kody (tylko alfabetowe) MB-NB (np. 1B-2B, 2B-3B, 3B-4B, 4B-5B, 5B-6B), gdzie N>M.

Impuls wprowadzany do światłowodu ulega następującym zjawiskom:

-tłumienie i dyspersja chromatyczna odpowiadają za zmianę amplitudy oraz rozmycie impulsu,

-dyspersja polaryzacyjna- rozmycie impulsu na skutek różnej szybkości rozchodzenia się modów,

-mieszanie 4falowe- fale o różnych długościach oddziaływają na siebie i powstają nowe długości fal, które mogą interferować z s. użytecznymi.

Dla przesłania pasma f₀ musimy zagwarantować pasmo 1.5 f₀ ze względu na interferencje międzykanałowe. Wpływ dyspersji zmniejszymy wprowadzając chirp (ujemny-zwieksz. f, dodatni-zmniejsz f). Chirp - zmiana częstotliwości fali nośnej w obrębie impulsu.

Zadania kodów światłowodowych:

• nie chcemy dużo 1 (w przeciwieństwie do miedzi), dążymy do kodów w których suma cyfrowa jest najmniejsza

• pasmo nas nie interesuje w światłowodzie.

Wybór alfabetu zależy od sumy cyfrowej kodu.

5. CO TO JEST JITTER I PRZENIKI MIEDZYELEMENTOWE

Jitter są to szybkozmienne fluktuacje fazy, czyli takie w których częstotliwość jest powyżej 10 Hz, gdy mamy częstotliwość zmiany fazy mniejszą od 10Hz wówczas jest to wander. Jednostką miary tych fluktuacji jest odstęp jednostkowy UI (ang. Unit Interval), który równa się szerokości jednego bitu w danym strumieniu transmisyjnym.

Jitter interferencji międzysymbolowej (ang. Inter Symbol Interference - ISI) i cyklicznych ciągów impulsów (ang. pattern-depended jitter)

Jitter może również powstać na skutek interferencji międzysymbolowej, czyli zależeć będzie ściśle od następujących po sobie symboli danych. Następujący przykład pomoże w zrozumieniu tego zjawiska. W przypadku transmitowania długiego ciągu jedynek lub zer, wystąpienie impulsu o przeciwnej polaryzacji spowoduje zmianę stanu sygnału, ale z powodu ograniczenia pasma transmisyjnego nie jest możliwe otrzymanie spadku idealnie pionowego, lecz będzie on miał pewne nachylenie. Sygnał nie zdąży więc uzyskać pożądanego poziomu przed kolejną zmianą. W ten sposób otrzymujemy gwałtowne skoki fazy, na krótkim odcinku czasu.

Jitter systematyczny powstaje także w wyniku niedoskonałej regeneracji sygnału cyfrowego. Na skutek nieidealnej korekcji częstotliwościowej i zniekształceń fazy, w sygnale cyfrowym powstają chwilowe przeniki miedzy impulsami określane jako interferencje miedzyelementowe. Fazowe zniekształcenia w szczególnych przypadkach mogą spowodować przekazanie części energii bitu na następny bit ( przenik miedzyelementowy). Gdy zależność pomiędzy impulsami wzrasta, może stać się przyczyna fluktuacji fazy. Jitter systematyczny jest transmitowany z identyczna faza na całej długości traktu. Ta korelacja jittera z sygnałem cyfrowym na długich liniach może stać się przyczyna groźnego zjawiska ( akumulacji Jittera). Jitter systematyczny reprezentuje główny składnik fluktuacji, a wiec odgrywa ważna role w determinacji i jakości transmisji.

Im większa prędkość lub im większa długość toru to większe przeniki międzyelementowe.

6. JAK DZIALA I GDZIE UZYWAMNY JEST KORELATOR CZASOWY

7. ROLA UKLADU WEJŚCIOWEGO W REGENERATORZE

W układzie wejściowym:

- linia wydłużająca, dwójnik symulujący odcinek, aby dodać tłumienność do linii gdy długość linii mniejsza od (wydłuża odległość do długości znormalizowanej )

- wzmacniacz – małe pasmo i likwidacja przeników międzyelementowych.

Regenerator – odzyskiwanie taktu i kształtu.

Odległość między regenatorami dla E1 (2Mb/s) jest równa ok. 2km. Końcowy regenerator na odległości 1km (połowa długości standardowego odcinka).

8. CZAS ODZYSKIWANIA SYNCHRONIZACJI W PDH

PDH – plezjochroniczna hierarchia teletransmisyjnych systemów cyfrowych.

9. METODY ZABEZPIECZENIA TRANSMISJI W RADIU

Metody poprawy i utrzymania wysokiej jakości:

- rozdzielenie częstotliwości - te same dane nadawane są w jednym kierunku na 3 różnych częstotliwościach, odbiornik wybiera najlepszą jakość,

- rozdzielenie przestrzenne – nadawanie danych

w 3 różnych kierunkach, a odbiór na 2 lub trzech antenach odbiorczych odpowiednio rozmieszczonych (odległość między antenami większa niż 100 długości fali), z każdego odbiornika analizuje się sygnał i wybiera najlepszy,

- metody adaptacyjne w dziedzinie czasu i częstotliwości - odtworzenie sygnału impulsu i synchronizmu (adapter czasowy) i poprawianie właściwości częstotliwości (adapter częstotliwościowy).

Modulacje (wielopoziomowe): kluczowanie częstotliwości, fazy(koherentna, różnicowa). Aby nie było przesłuchu odstęp miedzy kanałami wynosi 1,5-2 szerokości pasma C (E1=3MHz; odstęp 3-4 MHz). Błędy na trasie mogą się pojawiać z powodu: złej synchronizacji modulatora i demodulatora, interferencji międzykanałowych, nieliniowości wzmacniaczy na trasie, atmosfery. Normy dotyczą transmisji dźwięku mówią o niezawodności transmisji.

Dodatek:

TWORZENIE STRUMIENIA E1. System E1 umożliwia przesłanie 30 kanałów telefonicznych. Stanowi on podstawę dla hierarchii systemów wyższego rzędu ze zwielokrotnianiem kanałów. E1 wykorzystuje modulację PCM. Sygnał mowy(0,3-3,4kHz) jest próbkowany (8kHz). Jako kompander w systemie E1 stosowany jest układ o charakterystyce odcinkami liniowej, zapewniający w przybliżeniu logarytmiczne prawo A(87,6). Używany jest8-bitowy kwantyzer nieliniowy. Przy fp=8kHz każda ramka zwielokrotnionego sygnału zajmuje 125us. Składa się ona z 30 słów 8bitowych(kanały 64kbit/s) i 2 szczelin przeznaczonych na synchronizację i sygnalizację. Zatem 32*8=256bitów, czas trwania 1 bitu= 125us/256bit = 488ns, zatem szybkość transmisji VT=1/488ns = 2,048Mbit/s

Filtr dopasowany – układ max stosunek S/N i minimalizujący stopę błędów.