„Digitális átvitel” változatai közötti eltérés

Innen: HamWiki
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
(Új oldal, tartalma: „=DIGITÁLIS JELFELDOLGOZÁS= Az analóg jelfeldolgozás során egy fizikai mennyiséget (pl. a hangfeldolgozás kapcsán a levegő nyomásváltozásait) azzal analóg (h...”)
 
(újraírás, digitális jelfeldolgozást nem célszerű belekeverni)
 
1. sor: 1. sor:
=DIGITÁLIS JELFELDOLGOZÁS=
+
== Digitális átvitel ==
 
Az analóg jelfeldolgozás során egy fizikai mennyiséget (pl. a hangfeldolgozás kapcsán a levegő nyomásváltozásait) azzal analóg (hasonló, arányos) elektromos feszültséggé alakítjuk át, és a továbbiakban ezt a feszültséget dolgozzuk fel (erősítjük, visszük át a rádiócsatornán, stb.). Az analóg jel (az adott áramkörtől függő minimális és maximális érték között) bármilyen – tehát végtelen sok - értéket felvehet.
 
  
Az analóg jelhez az átviteli csatorna tulajdonságaitól függő zaj adódik (termikus zaj, sávzaj, stb.), amelynek az átviendő jellel azonos frekvenciatartományba eső komponensei szűrőkkel sem távolíthatók el, így a feldolgozott (továbbított) jel zajt is tartalmaz, eltorzul.
+
Digitális átvitel alatt [[bináris]] számok átvitelét értjük. A számok természetesen reprezentálhatnak betűt is, például valamely [[karakterkódolás]] szabályai szerint, de reprezentálhatnak kép alkotó adatot is, vagy akár hangot alkotó adatot is. De például egy analóg feszültséget is.
  
A '''digitális jelfeldolgozáskor''' első lépésként az analóg jelet digitális jellé alakítjuk át (analóg/digitális átalakítás vagy konverzió, ADC). A bináris digitális jel csak két feszültségszintet vehet fel (pl. ideális esetben a „0”  értéknek 0V, az „1” értéknek 5V felel meg). A továbbiakban ezt a jelet visszük át, illetve dolgozzuk fel. A digitális jelet végül (digitál/analóg átalakítás vagy konverzió, DAC) útján alakítjuk vissza analóg jellé. 
+
Az adatátvitel során minden jelhez, így a digitális jelhez is adódik zaj. Miért előnyösebb mégis a digitális átvitel?
Az átvitel során a digitális jelhez is adódik zaj, azonban a vétel helyén a digitális jel értéke viszonylag nagy zaj esetén is hibátlanul megállapítható. Pl. a fenti feszültségszinteknél „0” értéknek tekinthetjük a digitális jelet, ha a feszültség értéke kisebb, mint 2,5V, és „1” értékűnek, ha a feszültség 2,5V-nál nagyobb. Könnyű belátni, hogy ha igen nagy szintű, 2V amplitudójú zavarjel adódik is az átvitt digitális jelünkhöz, a vételi helyen a „0” jelszintnél akkor is –2…+2V közé esik a feszültség értéke (amelyet, mivel 2,5V-nál kevesebb, „0” jelszintként azonosítunk). „1” szint átvitelénél pedig +3…+7V közé esik a vett feszültség (amelyet, lévén nagyobb +2,5V-nál) „1” jelszintként veszünk, tehát a vett digitális jelet – az átviteli csatorna zajától függetlenül – hibamentesen azonosítjuk.
 
A digitális jel – amely az ADC után az analóg jel pillanatértékeinek egy-egy számot feleltet meg – számítástechnikai eszközökkel feldolgozható, és így az analóg technikával megvalósíthatatlan feladatok oldhatók meg.
 
  
'''Digitális átvitel''' alatt a digitálisan feldolgozott jel átvitelét értjük.
+
* analóg átvitel esetén a vonalon levő pillanatnyi feszültség bármekkora értéket felvehet. Erre a feszültségre szuperponálódó zajt semmilyen megoldással nem lehet tökéletesen eltávolítani.
 +
* digitális átvitel során az adó mindössze kétféle feszültségszintet bocsát ki, egy L (low = alacsony) és egy H (high = magas) szintet. Közte több volt eltérés van. A vevőnek így csak azt kell megállapítani, hogy a bemenetére érkező jel+zaj a H vagy az L szinthez van-e közelebb.
 +
 
 +
=== Digitális jeltovábbítás zajos környezetben ===
 +
 
 +
Vannak esetek, amikor elektromágneses zavart bőségesen keltő gépek közt kell digitális jelet vezetéken átvinni. Ilyenkor lehet a ''nyers erő módszeréhez'' nyúlni, vagy az ipari zavarra érzéketlenebb megoldást választani:
 +
 
 +
* Megemelni a feszültségszintet. Például az 5 V-os illetve 3,3 V-os logika helyett az RS232 +12 V-ot ad L szintre, -12 V-ot H szintre.
 +
* Elektromos jel helyett mihamarabb áttérni zavartűrő üvegszálas átvitelre, a túloldali végberendezésben pedig visszaalakítani.
 +
 
 +
Sajnos a '''rádiófrekvenciás információ-átvitel'''hez a fenti kettő megoldás egyike sem alkalmazható, de vannak még trükkök. Például ''matematikai algoritmusok felhasználásával'' kétféle hatékony dolgot is megtehetünk:
 +
 
 +
* Az adatot csomagokra bontjuk, a csomagok végére ellenörző számot generálunk. A vételi oldalon szintén generálunk a csomagból ellenőrző számot (például [[CRC]]-t), amely ha nem egyezik a csomag végi számmal, akkor sérült a csomag, ezért ismétlést ([[ARQ]]) kérünk. Ha pedig jó, akkor nyugtát küldünk arról, hogy ''köszönjük, hibátlanul megkaptuk''. Az adatismétlés-kérelmeket a berendezések a háttérben végzik, a felhasználó gyakran semmit sem érzékel belőle.
 +
* [[hibajavító kódolás]] ([[FEC]])alkalmazása. Ez a technológia arra épít, hogy a hasznos bitekhez hozzácsap további biteket. Ezen bitek értékeit úgy határozza meg egy algoritmus, hogy segítségükkel az eredeti adathalmaz néhány sérült bitje a vevőoldali algoritmussal a helyes értékre javítható legyen.

A lap jelenlegi, 2008. február 4., 21:26-kori változata

Digitális átvitel

Digitális átvitel alatt bináris számok átvitelét értjük. A számok természetesen reprezentálhatnak betűt is, például valamely karakterkódolás szabályai szerint, de reprezentálhatnak kép alkotó adatot is, vagy akár hangot alkotó adatot is. De például egy analóg feszültséget is.

Az adatátvitel során minden jelhez, így a digitális jelhez is adódik zaj. Miért előnyösebb mégis a digitális átvitel?

  • analóg átvitel esetén a vonalon levő pillanatnyi feszültség bármekkora értéket felvehet. Erre a feszültségre szuperponálódó zajt semmilyen megoldással nem lehet tökéletesen eltávolítani.
  • digitális átvitel során az adó mindössze kétféle feszültségszintet bocsát ki, egy L (low = alacsony) és egy H (high = magas) szintet. Közte több volt eltérés van. A vevőnek így csak azt kell megállapítani, hogy a bemenetére érkező jel+zaj a H vagy az L szinthez van-e közelebb.

Digitális jeltovábbítás zajos környezetben

Vannak esetek, amikor elektromágneses zavart bőségesen keltő gépek közt kell digitális jelet vezetéken átvinni. Ilyenkor lehet a nyers erő módszeréhez nyúlni, vagy az ipari zavarra érzéketlenebb megoldást választani:

  • Megemelni a feszültségszintet. Például az 5 V-os illetve 3,3 V-os logika helyett az RS232 +12 V-ot ad L szintre, -12 V-ot H szintre.
  • Elektromos jel helyett mihamarabb áttérni zavartűrő üvegszálas átvitelre, a túloldali végberendezésben pedig visszaalakítani.

Sajnos a rádiófrekvenciás információ-átvitelhez a fenti kettő megoldás egyike sem alkalmazható, de vannak még trükkök. Például matematikai algoritmusok felhasználásával kétféle hatékony dolgot is megtehetünk:

  • Az adatot csomagokra bontjuk, a csomagok végére ellenörző számot generálunk. A vételi oldalon szintén generálunk a csomagból ellenőrző számot (például CRC-t), amely ha nem egyezik a csomag végi számmal, akkor sérült a csomag, ezért ismétlést (ARQ) kérünk. Ha pedig jó, akkor nyugtát küldünk arról, hogy köszönjük, hibátlanul megkaptuk. Az adatismétlés-kérelmeket a berendezések a háttérben végzik, a felhasználó gyakran semmit sem érzékel belőle.
  • hibajavító kódolás (FEC)alkalmazása. Ez a technológia arra épít, hogy a hasznos bitekhez hozzácsap további biteket. Ezen bitek értékeit úgy határozza meg egy algoritmus, hogy segítségükkel az eredeti adathalmaz néhány sérült bitje a vevőoldali algoritmussal a helyes értékre javítható legyen.