Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο. Περιεχόμενα • 2.1 Ψηφιακές & Αναλογικές π ηγές Ε π ικοινωνιακά Συστήματα • 2.1.1 α. Ανα π αράσταση σημάτων στο π.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο. Περιεχόμενα • 2.1 Ψηφιακές & Αναλογικές π ηγές Ε π ικοινωνιακά Συστήματα • 2.1.1 α. Ανα π αράσταση σημάτων στο π."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο

2 Περιεχόμενα • 2.1 Ψηφιακές & Αναλογικές π ηγές Ε π ικοινωνιακά Συστήματα • α. Ανα π αράσταση σημάτων στο π εδίο του χρόνου • β. Ανα π αράσταση σημάτων στο π εδίο της συχνότητας 2.1 Ψηφιακές & Αναλογικές π ηγές Ε π ικοινωνιακά Συστήματα • Αναλογικά Δεδομένα – Αναλογικό σήμα • Αναλογικά Δεδομένα – Ψηφιακό σήμα • Ψηφιακά Δεδομένα – Αναλογικό σήμα • Ψηφιακά Δεδομένα – Ψηφιακό σήμα 2.2 Κωδικο π οίηση Δεδομένων • Α π λουστευμένο μοντέλο συστήματος ε π ικοινωνίας • Αναλυτικό μοντέλο συστήματος ε π ικοινωνίας 2.3 Το μοντέλο του ε π ικοινωνιακού συστήματος 10/3/2010Π. Μαλλιάρα 2

3 2.1 Ψηφιακές & Αναλογικές πηγές Επικοινωνιακά Συστήματα 2.1 Ψηφιακές & Αναλογικές πηγές - Επικοινωνιακά Συστήματα α. Αναπαράσταση σημάτων στο πεδίο του χρόνου β. Αναπαράσταση σημάτων στο πεδίο της συχνότητας 10/3/ Ψηφιακές & Αναλογικές πηγές Επικοινωνιακά Συστήματα 3

4 Επικοινωνιακά Συστήματα  Με τη βοήθεια των Επικοινωνιακών συστημάτων μεταδίδονται σε απόσταση οι πληροφορίες ( δεδομένα – σήματα ) ( φωνή, εικόνα, κείμενο ) 10/3/ Ψηφιακές & Αναλογικές πηγές Επικοινωνιακά Συστήματα 4

5 Τι εννοούμε με τον όρο δεδομένα ; Τα δεδομένα είναι οντότητες που μεταφέρουν πληροφορία (π.χ. ήχος & εικόνα) Τι είναι τα σήματα; Τα σήματα είναι ηλεκτρική ή ηλεκτρομαγνητική αναπαράσταση των δεδομένων Αναλογικά Σήματα Ψηφιακά Σήματα Δεδομένα & Σήματα 10/3/ Ψηφιακές & Αναλογικές πηγές Επικοινωνιακά Συστήματα

6 Αναλογικά σήματα  Τα αναλογικά σήματα ( π. χ. η φωνή, το video ) είναι σήματα συνεχή στον χρόνο και έχουν τη μορφή ημιτονοειδούς καμπύλης.  Ο ακουστικός ήχος είναι ένα αναλογικό σήμα.  Μια νότα είναι ένας απλός ήχος μιας συχνότητας ( πχ. 4 KHz)  Η ομιλία είναι ένα σύνθετο σήμα 10/3/ Ψηφιακές & Αναλογικές πηγές Επικοινωνιακά Συστήματα

7 • συνεχή σήματα • διακριτά σήματα • περιοδικά σήματα • μη περιοδικά σήματα Αναπαράσταση σημάτων ως προς το χρόνο 10/3/ α. Αναπαράσταση σημάτων στο πεδίο του χρόνου

8 Σύνθεση Σημάτων 10/3/ α. Αναπαράσταση σημάτων στο πεδίο του χρόνου 8 Κάθε σήμα προκύπτει από τη σύνθεση σημάτων διαφόρων συχνοτήτων

9 Συχνότητα Σήματος 10/3/ β. Αναπαράσταση σημάτων στο πεδίο της συχνότητας 9 Φάσμα διαπασών Σήμα που περιέχει μόνο μια συχνότητα περιγράφεται στο πεδίο συχνοτήτων, από μία γραμμή σε ένα σημείο στον άξονα των συχνοτήτων

10 Φάσμα Σήματος 10/3/ β. Αναπαράσταση σημάτων στο πεδίο της συχνότητας 10 Φάσμα ανθρώπινης ομιλίας Στα σήματα που περιέχουν περισσότερες από μία συχνότητες ( σε μια περιοχή συχνοτήτων ) ορίζεται το φάσμα συχνοτήτων ή αλλιώς το εύρος ζώνης (bandwidth) Στο σήμα ομιλίας, η μεγαλύτερη συσσώρευση γίνεται στις χαμηλές συχνότητες. Γι ’ αυτό στις τηλεφωνικές επικοινωνίες περιορίζεται η ζώνη μετάδοσης από 100Hz έως 3400 Hz

11 Ψηφιακή Τεχνολογία  Στη φύση όλα τα μεγέθη είναι αναλογικά, π. χ. ο ήχος, το φως, το ηλεκτρικό ρεύμα κλπ.  Παίρνουν δηλ. άπειρες τιμές ( Πόσοι αριθμοί υπάρχουν ανάμεσα στο 1 και το 2;)  Στην Ψηφιακή Τεχνολογία η πληροφορία είναι αποθηκευμένη ψηφιακά.  Παίρνει συγκεκριμένες, διακριτές τιμές ( αριθμούς ) 10/3/ Ψηφιακές & Αναλογικές πηγές Επικοινωνιακά Συστήματα

12 Ψηφιακά σήματα  Παίρνουν διακριτές τιμές μέσα στο χρόνο.  Το δυαδικό σήμα, έχει δυο καταστάσεις (1 ή 0) και συνήθως αντιστοιχούν σε ηλεκτρικές τάσεις +5 Volt ( ένας παλμός ) και (0 Volt) ( απουσία παλμού )  Οι παλμοί έχουν το ίδιο πλάτος και την ίδια συχνότητα. 10/3/ Ψηφιακές & Αναλογικές πηγές Επικοινωνιακά Συστήματα

13 Επικοινωνία Δεδομένων  Η επικοινωνία των δεδομένων γίνεται με σήματα που ανταλλάσσονται από τις συσκευές επικοινωνίας  Μετάδοση είναι η ανταλλαγή δεδομένων με τη βοήθεια της διάδοσης και επεξεργασίας των σημάτων  Τα σήματα μπορεί να είναι Αναλογικά ή Ψηφιακά  Το είδος του σήματος που θα χρησιμοποιηθεί εξαρτάται από τη συσκευή, την υπηρεσία και το μέσο μετάδοσης  Έτσι πολλές φορές γίνεται μετατροπή από τη μία μορφή στην άλλη. 10/3/ Ψηφιακές & Αναλογικές πηγές Επικοινωνιακά Συστήματα

14 Ψηφιακές / Αναλογικές πηγές  Ψηφιακή Πηγή : Η ψηφιακή πηγή πληροφορίας παράγει πεπερασμένο πλήθος πιθανών μηνυμάτων. Οι ψηφιακές πηγές παράγουν μηνύματα ή σήματα διακριτά και πεπερασμένα π. χ. η γραφομηχανή  Αναλογική Πηγή : Η αναλογική πηγή πληροφορίας παράγει μηνύματα, που ανήκουν στο συνεχές πεδίο τιμών ( άπειρο πλήθος ). Οι αναλογικές πηγές παράγουν μηνύματα ή σήματα συνεχή. π. χ. το μικρόφωνο 10/3/ Ψηφιακές & Αναλογικές πηγές Επικοινωνιακά Συστήματα

15 Παραδείγματα πηγών Πληροφορίας 10/3/ Ψηφιακές & Αναλογικές πηγές Επικοινωνιακά Συστήματα

16 Πλεονεκτήματα Ψηφιακών Συστημάτων Επικοινωνίας • Χρησιμοποιούν σχετικά φθηνά ψηφιακά κυκλώματα • Εφαρμόζουν εύκολα τεχνικές ολοκληρωμένων κυκλωμάτων • Είναι ασφαλή λόγω της κρυπτογράφησης των δεδομένων • Ενοποιούν μέσα από το ίδιο ψηφιακό σύστημα ποικίλο είδος δεδομένων : ήχος, εικόνα, video, κείμενο • Η αλλοίωση του σήματος κατά τη μετάδοση αντιμετωπίζεται ευκολότερα με τη χρήση αναγεννητικών σταθμών και κατάλληλης κωδικοποίησης Μειονέκτημα : Τα ψηφιακά σήματα απαιτούν πολύ μεγαλύτερο εύρος ζώνης από ότι τα αναλογικά και συγχρονισμό μεταξύ εκπομπής και λήψης 10/3/ Π. Μαλλιάρα

17 2.2 Κωδικοποίηση Δεδομένων • Αναλογικά Δεδομένα – Αναλογικό σήμα • Αναλογικά Δεδομένα – Ψηφιακό σήμα • Ψηφιακά Δεδομένα – Αναλογικό σήμα • Ψηφιακά Δεδομένα – Ψηφιακό σήμα 10/3/ Κωδικοποίηση Δεδομένων 17

18 Μετάδοση σήματος  Για την επικοινωνία, τα μηνύματα πρέπει να μεταφερθούν με τη βοήθεια του μέσου μετάδοσης, από τον πομπό στο δέκτη.  Τα μηνύματα μπορούν να μεταφερθούν είτε σαν αναλογικά είτε σαν ψηφιακά σήματα. 10/3/ Ψηφιακές & Αναλογικές πηγές Επικοινωνιακά Συστήματα

19 Ανάγκη μετατροπής σημάτων  Οι υπολογιστές χειρίζονται δεδομένα που βρίσκονται σε ψηφιακή μορφή ( δηλαδή που αναπαρίστανται με ακολουθίες των ψηφίων 0 και 1)  Γι ’ αυτό υπάρχει η ανάγκη μετατροπής των δεδομένων ( ήχου, εικόνας ) από αναλογικά σε ψηφιακά για να γίνει η μεταφορά τους ή η επεξεργασία τους  Για να παρουσιαστούν στην οθόνη του υπολογιστή πρέπει να μετατραπούν από ψηφιακά σε αναλογικά, χρησιμοποιώντας την αντίστροφη διαδικασία ( ψηφιοαναλογική μετατροπή (digital to analog (D/A) conversion). 10/3/ Π. Μαλλιάρα

20 Κωδικοποίηση Δεδομένων 10/3/2010Π. Μαλλιάρα 20 Αναλογικά δεδομένα ( Σήμα ήχου ) Αναλογικά σήματα Αναλογικά δεδομένα ( Σήμα Αναλογικής τηλεφωνικής γραμμής ) Ψηφιακά σήματα PCM Αναλογικά σήματα Ψηφιακά δεδομένα ( Σήμα Υπολογιστή ) Ψηφιακά δεδομένα ( Σήμα Ψηφιακής τηλεφωνικής γραμμής ) Ψηφιακά σήματα ISDN

21 Αναλογικά δεδομένα – Αναλογικά σήματα  Αναλογικά δεδομένα μεταδίδονται απευθείας ή διαμορφώνουν μία φέρουσα συχνότητα  Τεχνικές διαμόρφωσης :  Διαμόρφωση πλάτους, AM (Amplitude Modulation)  Διαμόρφωση συχνότητας, FM (Frequency Modulation)  Διαμόρφωση φάσης, PM (Phase Modulation) 10/3/ Κωδικοποίηση Δεδομένων 21 Αναλογικά δεδομένα Αναλογικά σήματα

22 Ψηφιακά δεδομένα – Αναλογικά σήματα  Ψηφιοποίηση των αναλογικών δεδομένων ( ήχος, εικόνα, βίντεο ) και μετάδοση τους με παλμοκωδική διαμόρφωση (PCM, Pulse Code Modulation)  Τεχνική μετατροπής  Δειγματοληψία  Κβαντισμός  Κωδικοποίηση 10/3/ Κωδικοποίηση Δεδομένων 22 Αναλογικά δεδομένα ψηφιακά σήματα PCM

23  Η δειγματοληψία είναι το πρώτο στάδιο της μετατροπής ενός σήματος από αναλογικό σε ψηφιακό.  Από το σύνολο των άπειρων τιμών ενός αναλογικού σήματος επιλέγουμε ένα αριθμό δειγμάτων (samples) τα οποία λαμβάνονται σε τακτά χρονικά διαστήματα T.  Ο χρόνος T είναι η περίοδος της δειγματοληψίας (sampling period). Δειγματοληψία (sampling)

24  Στη δειγματοληψία χάνονται ορισμένες πληροφορίες του σήματος.  Η δειγματοληψία πρέπει να γίνεται με τέτοιο ρυθμό ούτως ώστε το σήμα να μπορεί να αναγνωριστεί από τα δείγματα.  Αυτό εξαρτάται από το είδος και τη μορφή του σήματος. 10/3/2010Π. Μαλλιάρα 24

25 Κβαντοποίηση (quantizing)  Με την κβαντοποίηση βρίσκουμε την πλησιέστερη στάθμη κάθε τιμής που προέκυψε από τη δειγματοληψία.  Μετά από αυτό το σημείο το σήμα είναι πλέον ψηφιακό.  Με την κβαντοποίηση περιορίζουμε το πεδίο τιμών σε ένα σύνολο πεπερασμένου αριθμού τιμών Μ.  Η ευκρίνεια του σήματος καθορίζεται από τον αριθμό Μ. Οι τιμές αυτές αναπαρίστανται με μια σειρά δυαδικών αριθμών 1 και 0. 10/3/2010Π. Μαλλιάρα 25

26 Κωδικοποίηση (encoding)  Επιλέγονται οι στάθμες με τις οποίες θέλουμε να αντιπροσωπεύσουμε το σήμα.  Αφού επιλεχθούν οι στάθμες, αντιστοιχίζεται σε κάθε μια από αυτές μια λέξη.  Μια λέξη μήκους n bits μπορεί να περιγράψει 2 n στάθμες.  Η επιλογή του αριθμού των σταθμών γίνεται ανάλογα με την ακρίβεια που επιθυμούμε ( συμβιβασμός μεταξύ ακρίβειας αναπαράστασης του σήματος, χώρου φύλαξης και χρόνου επεξεργασίας. 10/3/2010Π. Μαλλιάρα 26

27 Αναλογικό - Ψηφιακό Σήμα  Το αναλογικό σήμα περιέχει τιμές σε κάθε χρονική στιγμή.  Κατά την διάρκεια της δειγματοληψίας (sampling) παίρνουμε τιμές (ή αλλιώς δείγματα – samples) του σήματος ανά τακτά χρονικά διαστήματα.  Πριν γίνει το σήμα ψηφιακό οι διακριτές τιμές στρογγυλοποιούνται (κβαντίζονται)  Το ψηφιακό σήμα προέρχεται από το αναλογικό σήμα και κωδικοποιείται με δυαδικούς αριθμούς (0 ή 1). 10/3/ Ψηφιακές & Αναλογικές πηγές Επικοινωνιακά Συστήματα

28 Διαμόρφωση PCM -1. Δειγματοληψία  Αναλογικά δεδομένα – ψηφιακά σήματα 10/3/ Κωδικοποίηση Δεδομένων 28

29 Διαμόρφωση PCM -2. Κβαντοποίηση  Αναλογικά δεδομένα – ψηφιακά σήματα 10/3/ Κωδικοποίηση Δεδομένων t m(t) Volts Κωδικός αριθμός Στάθμη κβαντισμού 3,5 -3,5 -2,5 -1,5 -0,5 0,5 1,5 2, τιμή δείγματος 1,3 3,62,30,7 -0,7 -2,4 -3,4 πλησιέστερη στάθμη κβαντισμού 1,5 3,5 2,5 0,5 -1,5 -2,5 -3,5 κωδικός αριθμός δυαδική παράσταση m(t)

30 Διαμόρφωση PCM -3. Κωδικοποίηση  Αναλογικά δεδομένα – ψηφιακά σήματα 10/3/ Κωδικοποίηση Δεδομένων 30 V H L 67 L 56 L 45 L 34 L 23 L 12 L 01 V L s s s s s s s s x(t), x q (t) Δ7Δ7 Δ6Δ6 Δ5Δ5 Δ4Δ4 Δ3Δ3 Δ2Δ2 Δ1Δ1 Δ0Δ0 m7m7 m0m0 m1m1 m2m2 m3m3 m4m4 m5m5 m6m6

31 Ψηφιακά δεδομένα – Αναλογικά σήματα  Μετατροπή του ψηφιακού σήματος του υπολογιστή σε αναλογικό, από το modem, ώστε να μπορεί να μεταδοθεί μέσα από απλή τηλεφωνική γραμμή  Τεχνικές  Ψηφιακή διαμόρφωση πλάτους (ASK, Amplitude shift Keying)  Ψηφιακή διαμόρφωση συχνότητας (FSK, Frequency shift Keying)  Ψηφιακή διαμόρφωση φάσης (PSK, Phase shift Keying) 10/3/ Κωδικοποίηση Δεδομένων 31 Αναλογικά σήματα Ψηφιακά δεδομένα

32 Ψηφιακά δεδομένα – Ψηφιακά σήματα  Ψηφιακά δεδομένα με σήμα με δυο επίπεδα τάσης  Συνήθως αντιστοιχούν σε ηλεκτρικές τάσεις +5 Volt ( ένας παλμός ) και 0 Volt ( απουσία παλμού ) 10/3/ Κωδικοποίηση Δεδομένων 32 Ψηφιακά δεδομένα Ψηφιακά σήματα ISDN

33 2.3 Το μοντέλο του επικοινωνιακού συστήματος Απλουστευμένο μοντέλο συστήματος επικοινωνίας Αναλυτικό μοντέλο συστήματος επικοινωνίας 10/3/ Ψηφιακές & Αναλογικές πηγές Επικοινωνιακά Συστήματα 33

34 Απλουστευμένο Μοντέλο Συστήματος Επικοινωνίας 10/3/ Το Απλουστευμένο μοντέλο του επικοινωνιακού συστήματος

35 Απλουστευμένο Μοντέλο Συστήματος Επικοινωνίας 10/3/ Το Απλουστευμένο μοντέλο του επικοινωνιακού συστήματος Μετατρέπει τα δεδομένα σε σήματα π. χ Η / Υ ή τηλέφωνο Τα σήματα μετατρέπονται σε δεδομένα π. χ εικόνα, ήχος Διαμόρφωση και κωδικοποίηση της πληροφορίας π. χ modem Αποδιαμόρφωση και μετατροπή της πληροφορίας πριν τη λήψη Τηλεφωνική γραμμή ή ασύρματη ζεύξη

36 Αναλυτικό Μοντέλο Συστήματος Επικοινωνίας 10/3/2010Π. Μαλλιάρα 36 Σύστημα πηγής Σύστημα προορισμού Πομπός Δέκτης Μετατρο π ή συμβόλων σε σειρά bits Μετατρο π ή συμβόλων σε σειρά bits Έλεγχος σφαλμάτων Μετατρο π ή των bits σε σύμβολα Μετατρο π ή των bits σε σύμβολα Ανίχνευση και διόρθωση σφαλμάτων Ανίχνευση και διόρθωση σφαλμάτων Παραγωγή κυματομορφών κατάλληλων π ρος μετάδοση Παραγωγή κυματομορφών κατάλληλων π ρος μετάδοση Ανάκτηση της δυαδικής ακολουθίας Ανάκτηση της δυαδικής ακολουθίας Παραμόρφωση Εξασθένιση Θόρυβος Παραμόρφωση Εξασθένιση Θόρυβος

37 Παράδειγμα 10/3/2010Π. Μαλλιάρα 37 Σύστημα πηγής Σύστημα προορισμού Σύστημα πομπού ( κάρτα δικτύου ) Σύστημα δέκτη ( κάρτα δικτύου )


Κατέβασμα ppt "ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο. Περιεχόμενα • 2.1 Ψηφιακές & Αναλογικές π ηγές Ε π ικοινωνιακά Συστήματα • 2.1.1 α. Ανα π αράσταση σημάτων στο π."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google