| |
Модуляция – это тип физического кодирования на основе синусоидального несущего канала, используемый при передаче дискретных данных по каналам связи. Сущность модуляции, заключается в следующем. Формируется некоторое колебание (чаще всего гармоническое), называемое несущим колебанием или просто несущей, и какой-либо из параметров этого колебания изменяется во времени пропорционально исходному сигналу. Исходный сигнал называют модулирующим, а результирующее колебание с изменяющимися во времени параметрами — модулированным сигналом. Спектр результирующего модулированного сигнала зависит от типа модуляции и скорости модуляции. Спектры сигналов при потенциальном кодировании и амплитудной модуляции (рис. 1). Обратный процесс — выделение модулирующего сигнала из модулированного колебания — называется демодуляцией.
Аналоговая модуляция применяется для передачи дискретных данных по каналам с узкой полосой частот, типичным представителем которых является канал тональной частоты. Амплитудно-частотная характеристика канала тональной частоты представлена на (рис. 2). Этот канал передает частоты в диапазоне от 300 до 3400 Гц, таким образом, его полоса пропускания равна 3100 Гц. Устройство, которое выполняет функции модуляции несущей синусоиды на передающей стороне и демодуляции на приемной стороне, носит название модем (модулятор-демодулятор).
При физическом кодировании способом аналоговой модуляции информация кодируется изменением амплитуды, частоты или фазы синусоидального сигнала несущей частоты. Основные способы аналоговой модуляции показаны на (рис. 3). На диаграмме (рис. 3.а) показана последовательность битов исходной информации, представленная потенциалами высокого уровня для логической единицы и потенциалом нулевого уровня для логического нуля. Такой способ кодирования называется потенциальным кодом и часто используется при передаче данных между блоками компьютера. При амплитудной модуляции (рис. 3.б) для логической единицы выбирается один уровень амплитуды синусоиды несущей частоты, а для логического нуля - другой. Этот способ редко используется в чистом виде на практике из-за низкой помехоустойчивости, но часто применяется в сочетании с другим видом модуляции - фазовой модуляцией. При частотной модуляции (рис. 3.в) значения 0 и 1 исходных данных передаются синусоидами с различной частотой - fo и f1. Этот способ модуляции не требует сложных схем в модемах и обычно применяется в низкоскоростных модемах, работающих на скоростях 300 или 1200 бит/с. При фазовой модуляции (рис. 3.г) значениям данных 0 и 1 соответствуют сигналы одинаковой частоты, но различной фазы, например 0 и 180 или 0, 90, 180 и 270. Используется также квадратурная модуляция, при которой одновременно изменяются амплитуда и фаза сигнала.
Дискретные способы модуляции основаны на дискретизации непрерывных процессов, как по амплитуде, так и по времени (рис. 4). Принцип дискретной модуляции рассмотрен на примере импульсно-кодовой модуляции, которая широко применяется в цифровой телефонии. Амплитуда исходной непрерывной функции измеряется с заданным периодом - за счет этого происходит дискретизация по времени. Затем каждый замер представляется в виде двоичного числа определенной разрядности, что означает дискретизацию по значениям функции - непрерывное множество возможных значений амплитуды заменяется дискретным множеством ее значений. Устройство, которое выполняет подобную функцию, называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП).После этого замеры передаются по каналам связи в виде последовательности единиц и нулей. При этом применяются те же методы кодирования, что и в случае передачи изначально дискретной информации, то есть, например, методы, основанные на коде B8ZS или 2В1Q. На приемной стороне линии коды преобразуются в исходную последовательность битов, а специальная аппаратура, называемая цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП), производит демодуляцию оцифрованных амплитуд непрерывного сигнала, восстанавливая исходную непрерывную функцию времени.
Литература:
1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб.:Питер, 2001;
2. Андреенкова М.Т., Семенова Е.П. Сетевое и телекоммуникационное оборудование и аппаратное обеспечение М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана , 2004;
3. Дженнингс Ф. Практическая передача данных: Модемы, сети и протоколы. М.: Мир, 1989.
|
|
