ОП.03. Основы электроники и цифровой схемотехники

ОП. 03. Основы электроники и цифровой схемотехники

Задание для группы №3, 18. 02. 2022

ПЛАН УРОКА №24

Тема 5. Цифровые способы передачи информации

Тема урока Практическая работа №8. Передача цифровой информации различными способами

Цель работы: закрепление знаний по теме

Формы и методы: практическая работа; контрольный

Самостоятельная работа студентов: выполнение практической работы

ХОД УРОКА

І Организационная часть

- сообщение темы и цели урока.

ІІ Основная часть

Задание:

1. Изучить теоретический материал (краткий конспект)

2. Ответить на вопросы:

2. 1. Перечислите способы передачи информации

2. 2. На какой частоте передают информацию абоненты компьютерной сети?

2. 3. Что представляет собой сигнал при аналоговом способе передачи информации?

2. 4. Что может быть аналоговым каналом? Изобразить в рисунке передачу информации.

2. 5. Перечислите, какие вы знаете приборы и приспособления для передачи информации?

3. Оформить отчет.

ІІІ Заключительная часть (~3-5 мин)

д/з: найти информационный материал по теме урока, вопросы для самопроработки

Литература: П. А. Ушаков «Цепи и сигналы электросвязи». М.: Издательский центр «Академия», 2010.

Теоретический материал

Цифровые данные по проводнику передаются путем смены текущего напряжения: нет напряжения — «0», есть напряжение — «1». Существуют два способа передачи информации по физической передающей среде: цифровой и аналоговый.

Если все абоненты компьютерной сети ведут передачу данных по каналу на одной частоте, такой канал называется узкополосным (пропускает одну частоту)

Если каждый абонент работает на своей собственной частоте по одному каналу, то такой канал называется широкополосным (пропускает много частот). Использование широкополосных каналов позволяет экономить на их количестве, но усложняет процесс управления обменом данными.

При цифровом или узкополосном способе передачи (рис. ) данные передаются в их естественном виде на единой частоте. Узкополосный способ позволяет передавать только цифровую информацию, обеспечивает в каждый данный момент времени возможность использования передающей среды только двумя пользователями и допускает нормальную работу только на ограниченном расстоянии (длина линии связи не более 1000 м). В то же время узкополосный способ передачи обеспечивает высокую скорость обмена данными — до 10 Мбит/с и позволяет создавать легко конфигурируемые вычислительные сети. Подавляющее число локальных вычислительных сетей использует узкополосную передачу.

Аналоговый способ передачи цифровых данных обеспечивает широкополосною передачу за счет использования в одном канале сигналов различных несущих частот.

При аналоговом способе передачи происходит управление параметрами сигнала несущей частоты для передачи по каналу связи цифровых данных. Сигнал несущей частоты представляет собой гармоническое колебание.

Передать цифровые данные по аналоговому каналу можно, управляя одним из параметров сигнала несущей частоты: амплитудой, частотой или фазой. Так как необходимо передавать данные в двоичном виде (последовательность единиц и нулей), то можно предложить следующие способы управления (модуляции): амплитудный, частотный, фазовый.

Проще всего понять принцип амплитудной модуляции: «0» — отсутствие сигнала, т. е. отсутствие колебаний несущей частоты; «1» — наличие сигнала, т. е. наличие колебаний несущей частоты. Есть колебания — единица, нет колебаний — нуль.

Частотная модуляция предусматривает передачу сигналов 0 и 1 на разной частоте. При переходе от 0 к 1 и от 1 к 0 происходит изменение сигнала несущей частоты.

Наиболее сложной для понимания является фазовая модуляция. Суть ее в том, что при переходе от 0 к 1 и от 1 к 0 меняется фаза колебаний, т. е. их направление.

В сетях высокого уровня иерархии — глобальных и региональных используется также и широкополосная передача, которая предусматривает работу для каждого абонента на своей частоте в пределах одного канала. Это обеспечивает взаимодействие большого количества абонентов при высокой скорости передачи данных.

Широкополосная передача позволяет совмещать в одном канале передачу цифровых данных, изображения и звука, что является необходимым требованием современных систем мультимедиа.

Пример. Типичным аналоговым каналом является телефонный канал. Когда абонент снимает трубку, то слышит равномерный звуковой сигнал — это и есть сигнал несущей частоты. Так как он лежит в диапазоне звуковых частот, то его называют тональным сигналом. Для передачи по телефонному каналу речи необходимо управлять сигналом несущей частоты — модулировать его. Воспринимаемые микрофоном звуки преобразуются в электрические сигналы, а те, в свою очередь, и модулируют сигнал несущей частоты. При передаче цифровой информации управление производят информационные байты — последовательность единиц и нулей.

Технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи, называются адаптерами или сетевыми адаптерами. Один адаптер обеспечивает сопряжение с ЭВМ одного канала связи.

Кроме одноканальных адаптеров используются и многоканальные устройства — мультиплексоры передачи данных или просто мульти-плексоры.

Мультиплексор передачи данных — устройство сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи.

Мультиплексоры передачи данных использовались в системах телеобработки данных — первом шаге на пути к созданию вычислительных сетей. В дальнейшем при появлении сетей со сложной конфигурацией и с большим количеством абонентских систем для реализации функций сопряжения стали применяться специальные связные процессоры.

Как уже говорилось ранее, для передачи цифровой информации по каналу связи необходимо поток битов преобразовать в аналоговые сигналы, а при приеме информации из канала связи в ЭВМ выполнить обратное действие — преобразовать аналоговые сигналы в поток битов, которые может обрабатывать ЭВМ. Такие преобразования выполняет специальное устройство — модем.

Модем — устройство, выполняющее модуляцию и демодуляцию информационных сигналов при передаче их из ЭВМ в канал связи и при приеме в ЭВМ из канала связи.

Выполнить ПЗ №7 на отдельных листах, выполненную работу выслать на адрес электронной почты. Спасибо!