Chapter03_資料傳輸.pptVIP

脈碼調變 PCM(pulse code modulation) 傳送連續得資料，如聲音或影像 作法 取樣 (sampling) 固定時間間隔測量連續訊號的值(振幅) 量化 (quantization) 指定數值 指定二進位數值 將值轉換為帶有正負號與強度的二進碼 取樣 (sampling) 量化 (quantization) 指定二進位數值(Converting to Binary Numbers) 取樣率 目的 以數重現重現類比訊號的精確性，相關取樣數目 取樣數目 Nyquist 理論 取樣率必須至少是原本的訊號中最高頻成分的兩倍 例子：最高頻率 4000 Hz 的語音信號，每秒超過 8000 取樣 (取樣率 = 1 / 8000 ) 位元數與傳輸率 每個取樣的位元數 決定於所需的精確度 位元傳輸率 位元傳輸率 = 取樣率 * 每個取樣的位元數 類比傳輸 載波調變 數位訊號或類比訊號會調變高頻的類比訊號 振幅 amplitude 、頻率 frequency 、相位 phase 以數位訊號調變 振幅偏移調變 ASK(amplitude shift keying) 頻率偏移調變 FSK(frequency shift keying) 相位偏移調變 PSK(phase shift keying) 以及正交振幅調變 QAM(quadrature amplitude modulation) 振幅偏移調變 ASK 改變載波振幅來表示位元 0 與 1 問題 易受雜訊干擾 頻率偏移調變 FSK 改變載波頻率來表示位元 0 與 1 相位偏移調變 PSK 改變載波相位來表示位元 0 與 1 以及正交振幅調變 QAM 改變載波振幅與相位來表示位元 0 與 1 結合 ASK 與 PSK 多工 (Multiplexing) 將一個連結的可用頻寬分給許多使用者，視為將連結切成許多頻道 分頻多工 FDM (frequency-division multiplexing) 對每個傳送裝置的訊號，進行不同頻率的載波調變，而加以結合產生複合信號進行傳送 分時多工 TDM(time-division multiplexing) 以時間分段，讓訊號1、2、3、4依序佔用連結 分類 同步(synchronous) TDM、非同步(asynchronous) TDM 同步TDM (1) 多工器隨時配置完全相同的時間槽(time slot)給各個設備，無論此些設備有無要傳送任何訊息 訊框 (Frame) 由 time slot 聚集而成，可一個或多個專屬於各傳送設備的 time slot ，包含了完整 time slot 循環 同步TDM (2) 訊框位元 (Framing bits) time slot 因某些因素造成時間無法一致，須加同步位元於訊框起始處 各訊框起始處以固定的樣式加入，讓多工器可跟接收 位元進行同步，達成精確地分割 time slot 同步TDM 之問題 無法確保完全使用連結上的容量 time slot 已事先被分配且固定，若連接的設備無傳送的資料，相對應的 time slot 是空的，導致傳送路徑浪費 瞬間可能僅一部分的 time slot 在使用 例子 若ㄧ條線路可容納20部相同電腦傳送，若在一個時間僅有10部電腦在使用，如此ㄧ半容量就被浪費 非同步TDM (1) 亦稱統計的TDM (statistical TDM) 避免頻寬浪費 非同步TDM中輸入線路的總速率可以比傳送路徑的容量高 n條輸入線，每個訊框包含的 time slots 不超過 m 個 (m ≧ n ，是依據某時間下，可進行傳輸的輸入線路數目之統計分析) 相同傳送容量下，支援比同步 TDM 多的設備 非同步TDM (2) 定址資訊 無固定位置關係，解多工器如何知道哪個 time slot 屬於哪條輸出線路？(Ans: 攜帶定址資訊，告知解多工器如何定位該筆資料) 額外資訊(overhead) 攜帶定址資訊，增加系統額外資訊，影響效率 以少量位元，將完整定址資訊附加再傳輸的第一個部份，緊接其後的部份，使定址位元更簡短 資料傳輸率 (data rate) (1) 資料傳輸率上限 特定傳輸介質的最大傳輸率 Nyquist 位元傳輸率公式 用在無雜訊的通道 Shannon 容量公式 用在有雜訊的通道 Nyquist 位元傳輸率 Shannon 容量公式 位元傳輸率 = 2 * 頻寬 * log 2 L // L表訊號的資料位階數 容量 = 頻寬 * log 2 ( 1 + SNR ) // SNR表訊號對雜訊比 資料傳輸率 (data rate) (2) 例子 一個無雜訊通道，頻