Ocena brak

Lokalne sieci komputerowe, transmisja cyfrowa - Reprezentacja i przesyłanie ciągu bitów. Synchronizacja bitowa

Autor /Dezydery Dodano /14.03.2012

Przebieg SO jest zwykle konstruowany jako sekwencja kilku wybranych przebiegów elementarnych S o czasie trwania T zwanym okresem sygnalizacji. Reprezentacja ta nosi nazwę kodu. Najprostszym  sposobem  reprezentacji wartości  logicznych 0  i 1,  tworzących ciąg I, jest przedstawienie każdej z nich jako pewnego, ustalonego w okresie sygnalizacji T, poziomu sygnału (napięcia). Kod taki nazywa się kodem NRZ (Non Return to Zero).

Odbiornik po odebraniu takiego sygnału musi odtworzyć ciąg wysyłany I. Mimo bardzo dużego zniekształcenia sygnału jest to możliwe, pod warunkiem próbkowania poziomu odbieranego sygnału we właściwym momencie.

Próbki często pobiera się w 1/4, 1/3 lub 1/2 każdego okresu sygnalizacji. Ważne staje się więc określenie przez odbiornik momentu rozpoczęcia okresu sygnalizacji. Jest to tzw. problem synchronizacji bitowej.

Jednak nawet przy najbardziej precyzyjnej synchronizacji bitowej istnieje długość toru transmisji, przy której sygnał ulega takiemu zniekształceniu, że nie  jest możliwe odtworzenie  informacji, która była w nim zawarta.

Długość  ta maleje ze wzrostem szybkości  transmisji. Wprowadzenie wzmacniaczy sygnałów nie wpływa na ograniczenie długości łącza. W celu wyeliminowania tego problemu stosuje się regeneratory sygnału.

Są to układy odbierające i dekodujące sygnał do postaci pośredniego kodu zerojedynkowego, który jest następnie ponownie kodowany i nadawany dalej.

W przypadku transmisji asynchronicznej zakłada się, że odbiornik ma możliwość określenia początku pierwszego okresu sygnalizacji oraz dysponuje zegarem taktującym o częstotliwości równej częstotliwości sygnału przychodzącego lub jej wielokrotności.

Można np. przyjąć, że gdy łącze jest bezczynne to znajduje się w stanie niskim L. Nadanie pierwszego bitu informacji poprzedzone jest wysłaniem tzw. bitu startu, który charakteryzuje się utrzymaniem stanu wysokiego H przez jeden okres sygnalizacji.

Odbiornik zaczyna próbkować sygnał wejściowy w chwilach 3/2T, 5/2T, 7/2T itd. Po nadaniu określonej z góry liczby bitów informacji przesyłany jest sygnał stopu, polegający na wprowadzeniu łącza w stan L na co najmniej jeden okres sygnalizacji. Następnie transmitowana jest kolejna część informacji.

Jak widać występuje tutaj ograniczenie na liczbę bitów informacji zawartej pomiędzy bitami startu i stopu, ale jest to niezbędne, gdyż może nastąpić ponowne ustalenie początku informacji i pewne niestabilności zegarów taktujących nadajnika i odbiornika nie wpływają na przesyłanie informacji. Metoda ta nie umożliwia szybkich transmisji. Do przesyłania danych z większymi szybkościami stosuje się transmisję synchroniczną.

W tym przypadku przesyłanie informacji poprzedzane jest dostosowaniem fazy zegarów taktujących nadajnika i odbiornika (synchronizacja wstępna), co uzyskuje się podczas transmisji ustalonego, wstępnego ciągu bitów (np. 1, 0, 1, 0) zwanego preambułą. Preambuła powinna być przesyłana po każdym okresie bezczynności łącza.

Odbiornik może być jednak niezdolny do odebrania pierwszych bitów preambuły . W celu wyeliminowania preambuły stosuje się inne rozwiązania, np. utrzymuje się stałą gotowość odbiornika przez ciągłą aktywność nadajnika, który przesyła informacje nie mające znaczenia zamiast pozostawać w stanie nieaktywnym.

Można  również na bieżąco korygować  różnice pomiędzy  taktami zegara nadajnika  i odbiornika np. przez zastosowanie dodatkowej linii łączącej nadajnik z odbiornikiem, którą przekazywane są  impulsy zegarowe. 

Inną możliwością  jest wprowadzenie  takiego sposobu kodowania  informacji źródłowej, aby przesyłany sygnał zawierał dodatkowo informację taktującą, a więc użycie tzw. kodów samosynchronizujących.

Do góry