Модуляция сигналов

Двоичная информация, физически закодированная в форме прямоугольных импульсов электрического тока, не может быть непосредственно передана на большие расстояния. Причина очевидна, если разложить в ряд Фурье такую прямоугольную функцию передачи двоичных импульсов. Полученный диапазон частот, очевидно, не укладывается в полосу пропускания любой из известных сред передачи данных.

Модуляция (аналоговая модуляция) применяется для передачи дискретных данных по каналам с узкой полосой пропускания частот. При физическом кодировании способом аналоговой модуляции информация кодируется изменением амплитуды, частоты или фазы синусоидального сигнала несущей частоты. Устройство, которое выполняет функции модуляции несущей синусоиды на передающей стороне и демодуляции на приемной стороне, носит название модем (модулятор-демодулятор).

На диаграмме (рис. 3.6, а) показана последовательность битов исходной информации, представленная потенциалом высокого уровня для логической единицы и потенциалом низкого уровня для логического нуля. Ниже на ней отображены основные способы модуляции:

1) При амплитудной модуляции (Amplitude Modulation, AM) (рис. 3.6, б) для логической единицы выбирается один уровень несущей синусоидальной 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.

2) При частотной модуляции (ЧМ, FSK – Frequency Shift Keying) (рис. 3.6, в) значение 0 и 1 исходных данных передаются синусоидами с различной частотой – f₁ и f₂. Этот способ модуляции не требует сложных схем в модемах и обычно применяется в низкоскоростных модемах, работающих на скоростях 300 или 1200 б/с.

3) При фазовой модуляции (ФМ, Frequency Modulation, FM) значениям данных 0 и 1 соответствуют сигналы одинаковой частоты, но различной фазы, например 0º и 180º или 0º, 90º, 180º, 270º.

В скоростных модемах часто используются комбинированные методы модуляции, как правило, амплитудная в сочетании с фазовой.

Для средних расстояний характерных для ЛВС применяется специальный код передачи двоичной информации, где принципиально сохраняются прямоугольные формы импульса, однако значения 0 и 1 передаются не уровнем сигнала, а направлением фронта импульса (убывающий/возрастающий), такое кодирование называется манчестерским кодом (см. раздел Сеть Ethernet).

Дата добавления: 2014-01-11