(QAM: Quadrature Amplitude

Transcript

1 51 Êåöáëáéï 1: Ôçëåðéêïéíùíéáêá Óõóôçìáôá ÌÜèçìá 1.6: Åßäç äéáìñöùóçò ÁíáëïãéêÞ ìåôüäïóç êáé äéáìñöùóç Ôá ìýóá ìåôüäïóçò ðïõ ñçóéìïðïéïýíôáé óôéò ôçëåðéêïéíù íßåò åßíáé ôýôïéá, ðïõ äåí åðéôñýðïõí ðüíôá ôç ìåôüäïóç ôùí óçìüôùí óôçí áñ éêþ ôïõò ìïñöþ, äçëáäþ ùñßò íá Ý ïõí õðïóôåß êüðïéïõ åßäïõò äéáìñöùóç. Áõô ïöåßëåôáé êõñßùò: óôéò åðáãùãéêýò åðéäñüóåéò êáé óôç ùñçôéêôçôá ðïõ õðüñ åé óôéò ãñáììýò åðéêïéíùíßáò, óôï ðñâëçìá ôïõ èïñýâïõ êáé óôçí ðñïóðüèåéá ãéá êáëýôåñç áîéïðïßçóç ôïõ ìýóïõ ìåôüäï óçò. Óå ëá ôá åßäç äéáìñöùóçò áõô ðïõ ãßíåôáé óôçí ðñáãìáôé êôçôá åßíáé ç ìåôüäïóç åíò áíáëïãéêïý óþìáôïò (öïñýá) åðüíù óôï ïðïßï ðñïóôßèåôáé ôï øçöéáê óþìá, ìåôáâüëëïíôáò Ýíá Þ ðåñéóóôåñá áð ôá áñáêôçñéóôéêü ôïõ (ðë Üôïò, óõ íôçôá, öüóç). ÅðïìÝíùò, ðùò öáßíåôáé êáé óôï ó Þìá 1.29, Ý ïõìå ôñåéò ìïñöýò äéáìñöùóçò: äéáìñöùóç ðëüôïõò (AM: Amplitude Modulation) (ó Þìá 1.29â), äéáìñöùóç óõ íôçôáò (FM: Frequency Modulation) (ó Þìá 1.29ã) êáé äéáìñöùóç öüóçò (PM: Pulse Modulation) (ó Þìá 1.29ä). ÅðáãùãÞ åßíáé ôï öáéíìåíï åêåßíï êáôü ôï ïðïßï ôï çëåêôñéê öïñôßï åíò êõêëþìáôïò ìåôáöýñåé áíôßèåôá öïñôßá óå Ýíá ãåéôïíéê ôïõ êýêëùìá. ÊáôÜ ôç äéáìñöùóç ðëüôïõò (AM: Amplitude Modulation) ôï ðëüôïò ôïõ áíáëïãéêïý óþìáôïò (öïñýá) ðïõ ìåôáäßäåôáé áð ôï äéáðïäéáìïñöùôþ ìåôáâüëëåôáé áíüëïãá ìå ôçí ôéìþ ôïõ øçöéáêïý óþìáôïò. Ãéá ðáñüäåéãìá, óôï äõáäéê óþìá ôïõ ó Þìáôïò 1.30á ôï öýñïí ìðïñåß íá áíáðáñáóôþóåé ôá äýï øçößá 1 êáé 0 åíáëëüóóïíôáò ôï ðëüôïò ôïõ ìå äýï óõãêåêñéìýíá åðßðåäá (óôüèìåò). ôóé óôï ó Þìá Ó Þìá 1.29: ÌïñöÝò äéáìñöùóçò ôïõ äõáäéêïý óþìáôïò (á): ùò ðñïò ôï ðëüôïò (â), ùò ðñïò ôç óõ íôçôá (ã) êáé ùò ðñïò ôç öüóç (ä) 1.30â ôï øçößï 1 áíôéóôïé åß óôç ìåãáëýôåñç óôüèìç êáé ôï øçößï 0 óôç ìéêñôåñç, åíþ óôï ó Þìá 1.30ã ôï øçößï 1 áíôéóôïé åß óôç ìåãáëýôåñç óôüèìç êáé ôï øçößï 0 óôç ìçäåíéêþ (ìéêñôåñç). ÖõóéêÜ ï äéáðïäéáìïñöùôþò åßíáé óå èýóç íá êáèïñßóåé ôç äéáöïñü ìåôáîý ôùí äýï åðéðýäùí ôïõ ðëüôïõò êáé åðïìýíùò íá åðáíáöýñåé ôï áñ éê óþìá. Óôá ôçëåöùíéêü äßêôõá ôï êýñéï ðñâëçìá ðïõ õößóôáôáé ìå ôç äéáìñöùóç ðëüôïõò åßíáé ç åîáóèýíçóç. Óôïí ôåñìáôéóì ôïõ ôï óþìá öèüíåé åîáóèåíçìýíï, ìå áðïôýëåóìá ï äéáðïäéáìïñöùôþò íá ìçí ìðïñåß íá îå ùñßóåé áí ôï åéóåñ ìåíï óþìá ìéêñïý ðëüôïõò ( áìçëþò óôüèìçò) åßíáé ðñüãìáôé ìéêñ Þ Þôáí ìåãüëï êáé

2 52 Ôïìïò É, Åíïôçôá A: Åðéêïéíùíéá Äåäïìåíùí ìåéþèçêå. ÅðïìÝíùò ï äéáðïäéáìïñöùôþò ôïõ äýêôç åíäéáöýñåôáé êõñßùò ãéá ôéò ó åôéêýò ôéìýò ðïõ Ý ïõí ôá ðëüôç êáé é ãéá ôéò áêñéâåßò ôéìýò ôïõò. ÓôÜèìç ïíïìüæåôáé ìéá ôéìþ ôçò çëåêôñéêþò ôüóçò, ð.. ±5 Volt. Óôçí ðåñßðôùóç ôïõ øçöéáêïý óþìáôïò ïé ïñèïãþíéïé ðáëìïß, áöïý ìåôáôñáðïýí óå áíáëïãéê óþìá, äéýñ ïíôáé áð Ýíá ößëôñï ðïõ åðéôñýðåé íá ðåñüóïõí óåò áñìïíéêýò ùñïýí óôï ðëüôïò ôïõ ìýóïõ ìåôüäïóçò êáé áðïññßðôåé ôéò áñìïíéêýò ôùí õøçëôåñùí óõ- íïôþôùí. Ïé áìçëýò áñìïíéêýò óôç óõíý åéá äéáìïñöþíïõí êáôü ðëüôïò ôï áíáëïãéê óþìá ôïõ öýñïíôïò, ôï ïðïßï ôåëéêü äéáâéâüæåôáé óôï ìýóï. ¼ìùò ôï ðëüôïò ôïõ óþìáôïò Ó Þìá 1.30: Äéáìñöùóç AM ìðïñåß íá ðüñåé ðåñéóóôåñåò ôéìýò, ïðôå êüèå óôüèìç èá áíôéðñïóùðåýåôáé ìå ðåñéóóôåñá áð Ýíá øç ößá. Ãéá ðáñüäåéãìá, óôï ó Þìá 1.31 ôï ðëüôïò ôïõ öýñïíôïò ðáßñíåé ôýóóåñé ò ôéìýò, ðïõ áíôéðñïóùðåýïõí ôá ôýóóåñá æåýãç øçößùí 00, 01, 10, 11, äéðëáóéüæïíôáò ì áõô ôïí ôñðï ôï ñõèì ìåôüäïóçò. Ç ôå íéêþ áõôþ ñçóéìïðïéåßôáé óå åéäéêýò ìíï ðåñéðôþóåéò, åðåéäþ ôï óýóôçìá åßíáé åõáßóèçôï óå èïñýâïõò êáé åðåéäþ ç ðáñáãùãþ ôïõ öýñïíôïò áðáéôåß ðïëëýò ìåôáâïëýò óôï ðëüôïò ôïõ, ìå áðïôýëåóìá íá åßíáé äýóêïëá õëïðïéþóéìç. Ó Þìá 1.31: Äéáìñöùóç ðëüôïõò ìå ðåñéóóôåñåò ôéìýò êáé 0. Ìßá áð ôéò ðéï óõíçèéóìýíåò ìïñöýò äéáìñöùóçò åßíáé ç ìåôáôðéóç óõ íôçôáò (FSK: Frequency Shift Keying). Ç ìýèïäïò áõôþ âáóßæåôáé óôç ìåôüèåóç ôçò óõ íôçôáò ôïõ áíáëïãéêïý óþìáôïò, áöïý ëçöèåß õðøç êáé ôï åéóåñ ìåíï øçöéáê óþìá. ÅðïìÝíùò Ýíá åéóåñ ìåíï 0 ìåôáôïðßæåôáé óå êüðïéá áìçëþ óõ íôçôá, åíþ Ýíá åéóåñ ìåíï 1 óå êüðïéá õøçëþ óõ íôçôá (ó Þìá 1.29 ã), Þ áíôßóôñïöá. Ï äéáðïäéáìïñöùôþò, áöïý ëüâåé ôï óþìá, äéá ùñßæåé ôéò åéóåñ ìåíåò óõ íôçôåò, åñìçíåýïíôáò ìå áõô ôïí ôñðï ôá øçößá 1 Ç äéáìñöùóç óõ íôçôáò äßíåé ðïëý êáëýôåñá áðïôåëýóìáô á áð ôç äéáìñöùóç ðëüôïõò, åðåéäþ ôï ðëüôïò ôçò óõ íôçôáò ôïõ óþìáôïò ðï õ åéóýñ åôáé åßíáé ðüíôïôå ìåãáëýôåñï áð êüðïéï åðßðåäï, ðñüãìá ðïõ åðçñåüæ åé ôç äõíáôôçôá ôïõ äéáðïäéáìïñöùôþ íá áíôéëçöèåß áí ôï åéóåñ ìåíï óþìá åßí áé ðñüãìáôé áìçëþò óôüèìçò Þ é.

3 53 Êåöáëáéï 1: Ôçëåðéêïéíùíéáêá Óõóôçìáôá ÐáñÜäåéãìá VIII ¼ðùò åßíáé ãíùóô, ï äéáðïäéáìïñöùôþò åßíáé ç óõóêåõþ ðïõ ìðïñåß íá äéáìïñöþóåé êáé íá áðïäéáìïñöþóåé Ýíá óþìá. Ãéá ôï ëãï áõô ç óõóêåõþ ôïðïèåôåßôáé êáé óôïí áðïóôïëýá êáé óôïí áðïäýêôç ôïõ óþìáôïò. óôù ôé ôï êáíüëé åðéêïéíùíßáò ìðïñåß íá ùñéóôåß óå äýï ëïãéêü êáíüëéá, åê ôùí ïðïßùí ôï ëïãéê êáíüëé 1 ðáñý åé óõ íôçôåò óôá Hz ðñïò ôçí êáôåýèõíóç ô ïõ áðïäýêôç êáé ôï ëïãéê êáíüëé 2 ðáñý åé óõ íôçôåò óôá Hz ðñ ïò ôçí êáôåýèõíóç ôïõ áðïóôïëýá. Ôôå, åðüíù óôçí ßäéá ãñáììþ, ôçí ßäéá ñïíéêþ óôéãìþ, ìðïñåß íá óõíõðüñ ïõí ôá ßäéá Þ äéáöïñåôéêü øçößá 1 Þ 0, ì íï ðïõ èá ïäåýïõí ðñïò áíôßèåôåò êáôåõèýíóåéò. Ç ðåñéï Þ óõ íïôþôùí áð 300 Ýùò Hz, ðïõ ñçóéìïðïéåßôáé áð ôçí ôçëåöùíßá, èåùñåßôáé ç êáôáëëçëôåñç, áð Üðïøç åõêñßíåéáò, ãéá ôçí áêïþ ôïõ áíèñþðïõ. Ç åðéëïãþ ôùí ðáñáðüíù óõ íïôþôùí Ýãéíå, åðåéäþ ç ðåñéï Þ óõ íïôþôùí ðïõ ñçóéìïðïéåßôáé óôçí ôçëåöùíßá åßíáé áð 300 Ýùò Hz. Áõô Ý åé ù ò óõíýðåéá, ðïõ ñçóéìïðïéïýíôáé ïé ôçëåöùíéêýò ãñáììýò ãéá åðéêïé íùíßá çëåêôñïíéêþí õðïëïãéóôþí, íá áêïëïõèåßôáé ôï ßäéï åýñïò æþíçò óõ íïôþôùí ðïõ ðáñý ïõí áõôýò ïé ãñáììýò ( Hz). ôóé ìå ôï ùñéóì ôïõ êáíáëéïý åðéêïéíùíßá ò óå äýï ëïãéêü êáíüëéá åßíáé äõíáôí íá ðáñáó åèåß ôáõô ñïíç áì ößðëåõñç ìåôüäïóç (full duplex). ÊáôÜ ôç ìåôáôðéóç öüóçò (PSK: Phase Shift Keying) Þ, äéáöïñåôéêü, äéáìñöùóç öüóçò ìåôáôïðßæåôáé ç öüóç ôïõ áíáëïãéêïý óþìáôïò (öïñýá) áíüëïãá ìå ôçí ôéìþ ôïõ øçöéáêïý óþìáôïò ðïõ ìåôáäßäåôáé áð ôï äéáðïäéá ìïñöùôþ. Ç óõ íôçôá ôïõ óþìáôïò äåí áëëüæåé. Ìå ôçí åßóïäï ôùí øçößùí 0 êáé 1, ìíï ç öüóç ôïõ óþìáôïò áëëüæåé. Óôçí áðëïýóôåñç ôùí ðåñéðôþóåùí ôï øçößï 1 ìðï ñåß íá åðéöýñåé ìåôáôðéóç ôçò öüóçò ôïõ êáôü 180 ï óå ó Ýóç ìå ôçí ðñïçãïýìåíç öüóç ôïõ áíáëïãéêïý (çìéôïíïåéäïýò) óþìáôïò, åíþ ôï øçößï 0 äåí åðéöýñåé êáì éü áëëáãþ öüóçò. ÅðïìÝíùò ç ìýèïäïò âáóßæåôáé óôç ìåôáâïëþ ôçò öüóçò ôïõ á íáëïãéêïý óþìáôïò êáé ëáìâüíåé õðøç ôçò êáé ôï åéóåñ ìåíï øçöéáê óþìá. ÕðÜñ ïõí äýï ôå íéêýò äéáìñöùóçò öüóçò. Óôçí ðñþôç, ðïõ ë Ýãåôáé ìýèïäïò óôáèåñþò áíáöïñüò 8, ï áðïäýêôçò ñåéüæåôáé êüðïéï óþìá áíáöïñüò ìå ôï ïðïßï èá âñßóêåôáé óå óôáèåñþ öüóç, þóôå íá ìðïñåß íá åñìçíåýåé ð ïéá öüóç ðáñéóôüíåé ôï øçößï 0 êáé ðïéá ôï 1. Ôï ìåéïíýêôçìá ôçò ìåèäïõ óõíßóôáô áé óôç óýãêñéóç ìå ôï óþìá áíáöïñüò ôïõ äýêôç. Óôç äåýôåñç, ðïõ ëýãåôáé äéáöïñéêþ äéáìñöùóç öüóçò (DPSK: Differential PSK), äå ñåéüæåôáé ôï óôáèåñ óþìá, ãéáôß äå óõãêñßíïíôáé ïé ßäéåò ïé öüóåéò ôïõ öýñïíôïò áëëü ç ìåôáîý ôïõò ó Ýóç. Ôá øçößá êùäéêïðïéïýíôáé óå ó Ýóç ìå êüðïéá ìåôáâïëþ ôçò öüóçò ôïõ öýñïíôïò. Ãéá ðáñüäåéãìá, ìéá ìåôáôðéóç ôçò öüóçò êáôü 90 ï ìðïñåß íá ðáñéóôüíåé ôï øçößï 0 êáé ìéá ìåôáôðéóç êáôü 270 ï ôï øçößï 1. Ìå ôïí ôñðï áõô ìðïñïýìå íá ðáñáóôþóïõìå êáé óõíäõáóìïýò øçößùí ìå äéüöïñåò ìåôáôïðßóåéò öüóçò, áõîüíïíôáò Ý ôóé ôï ñõèì ìåôüäïóçò. Ìåôáôïðßóåéò öüóåùí óõìâáßíïõí óå êüèå ìåôáâïëþ áð ôï øçößï 0 Þ 1, áíåîüñôçôá áð ôïí ôñðï ìå ôïí ïðïßï áõôü ìåôáäßäïíôáé. Óôï ó Þìá 1.32 ìéá ìåôáô- Ç ìåôüäïóç áíáëïãéêþí óçìüôùí óïí áöïñü ôçí êáôåýèõíóþ ôçò åßíáé ôñéþí åéäþí: ç ìïíðëåõñç ìåôüäïóç (simplex), ðïõ ôá óþìáôá êéíïýíôáé ìíï ðñïò ìßá êáôåýèõíóç (ð.. ïé åêðïìðýò ôçò ôçëåñáóçò), ç çìßðëåõñç ìåôüäïóç (half duplex), ðïõ ôá óþìáôá êéíïýíôáé êáé ðñïò ôéò äýï êáôåõèýíóåéò, é ìùò ôáõô ñïíá (ð.. ï êëáóéêò áóýñìáôïò), êáé ôýëïò ç áìößðëåõñç ìåôüäïóç (full duplex), ðïõ ôá óþìáôá êéíïýíôáé ôáõô ñïíá êáé ðñïò ôéò äýï êáôåõèýíóåéò. 8 Ç ìýèïäïò, óôçí ðëýïí ãíùóôþ ìïñöþ ôçò, ñçóéìïðïéåß äýï óôáèåñü óþìáôá ùò öïñåßò, ðïõ áíôéðñïóùðåýïõí ôá øçößá 0 êáé 1, ìå äéáöïñü öüóçò

4 54 Ôïìïò É, Åíïôçôá A: Åðéêïéíùíéá Äåäïìåíùí Ó Þìá 1.32: ÌÝèïäïò óôáèåñþò áíáöïñüò êáé äéáöïñéêþ äéáìñöùóç öüóçò ðéóç öüóçò 90 0 óå ó Ýóç ìå ôï ôñý ïí óþìá õðïíïåß ôé ôï åðìåíï øçößï åßíáé 0, åíþ ìéá ìåôáôðéóç õðïíïåß ôï øçößï 1. Ãéá ôçí ðáñüóôáóç ðåñéóóôåñùí øçößùí óå êüèå ìåôáôðéóç öüóçò ñåéáæìáóôå ðåñéóóôåñåò öüóåéò êáé ïðùóäþðïôå ðåñéóóôåñåò ãùíßåò, ðïõ óôçí ðñüîç äýóêïëá åðéôõã Üíïíôáé Þ áíé íåýïíôáé. Óå õøçëïýò ñõèìïýò ìåôüäïóçò ñçóéìïðïéïýíôáé óõíäõáóìïß äéáìïñöþóåùí ðëüôïõò êáé öüóçò. Ôï åßäïò áõô ôçò äéáìñöùóçò êáëåßôáé ïñèïãùíéêþ äéáìñöùóç ðëüôïõò (QAM: Quadrature Amplitude Modulation) êáé ñçóéìïðïéåßôáé óå åîåëéãìýíåò äéáôüîåéò ìåôáôñïðþò ØçöéáêÞ ìåôüäïóç êáé äéáìñöùóç ÐáñÜäåéãìá ìéáò ôýôïéáò åîýëéîçò áðïôåëåß ôï ôçëåöùíéê óýóôçìá, ôï ïðïßï ñçóéìïðïéïýóå ìý ñé ðñóöáôá áíáëïãéêýò ôå íéêýò ìåôüäïóçò, ðïõ ìùò óþìåñá Ý ïõí óå ìåãüëï âáèì áíôéêáôáóôáèåß áð ôçí øçöéáêþ ìåôüäïóç. Ïé ìýèïäïé ðïõ ðåñéãñüøáìå óôçí ðáñüãñáöï áöïñïýí ôçí á íáëïãéêþ ìåôüäïóç ôùí óçìüôùí, ðïõ ï öïñýáò åßíáé áíáëïãéê óþìá. ¼ìù ò ôá ôåëåõôáßá ñíéá, ðáñüëëçëá ìå ôç ñáãäáßá åîýëéîç óôç ìéêñïçëåêôñïí éêþ, Ý ïõí áíáðôõ èåß óå ìåãüëï âáèì êáé ïé ôå íéêýò ðïõ áöïñïýí ôçí øçöéáêþ ìåôüäïóç ôùí óçìüôùí. Åßíáé ðëýïí ïñáô óå ëïõò ôïõò þñïõò åöáñìïãþí ôé åðéô åëåßôáé óôáäéáêü, áëëü ìå äéáñêþò áõîáíìåíïõò ñõèìïýò, ç áíôéêáôüóôáóç ôùí áíáë ïãéêþí ìýóùí ìåôüäïóçò ìå øçöéáêü, ôá ïðïßá åßíáé äõíáôí íá ñçóéìïðïéçèï ýí ãéá ôç ìåôüäïóç áíáëïãéêþí Þ øçöéáêþí óçìüôùí. Ïé óçìáíôéêôåñåò óõíèþêå ò ðïõ åõíçóáí ôçí åîýëéîç áõôþ åßíáé: Ç áíüãêç ãéá õøçëïýò ñõèìïýò ìåôüäïóçò. Ïé ìéêñôåñåò ðáñáìïñöþóåéò ðïõ õößóôáíôáé ôá øçöéáêü óþ ìáôá óå ó Ýóç ìå ôá áíáëïãéêü. Ç äõíáôôçôá åëýã ïõ êáé äéñèùóçò ôùí øçöéáêþí óçìüôùí ó ôïõò áíáìåôáäôåò êáé óôïõò áðïäýêôåò, ðñüãìá ðïõ äåí åßíáé äõíáôí íá ãßíåé óôá áíáëïãéêü óþìáôá. Ç áíüðôõîç íýùí ìýóùí ìåôüäïóçò óçìüôùí êáé ïé ôå íïëïãéê Ýò âåëôéþóåéò Üëëùí, ðùò åßíáé ïé ïðôéêýò ßíåò, ïé äïñõöñïé êôë. Ç äéáìñöùóç óôçí øçöéáêþ ìåôüäïóç åðéôõã Üíåôáé ùò åîþò : Ýíá áíáëïãéê óþìá äéáìïñöþíåé Ýíá øçöéáê öýñïí, äçëáäþ ìéá óåéñü ðáëìþí ôù í ïðïßùí ìåôáâüëëåé ôï ðëüôïò, êáé êáôðéí ôï óþìá ðïõ ðñïêýðôåé áðïóôýëëåôáé ãéá ìåôüäïóç (ó Þìá 1.33). Óå ôáêôü ñïíéêü äéáóôþìáôá ðáßñíïíôáé äåßãìáôá áð ôï ðëüôïò ôïõ áíáëïãéêïý óþìáôïò êáé ìå âüóç áõôü êáèïñßæåôáé ôï ðëüôïò ôùí á íôßóôïé ùí ðáëìþí ôïõ

5 55 Êåöáëáéï 1: Ôçëåðéêïéíùíéáêá Óõóôçìáôá öýñïíôïò. Óýìöùíá ìå ôï èåþñçìá ôïõ Nyquist, ç óõ íôçôá ìå ôçí ïðïßá ðáßñíïíôáé ôá äåßãìáôá ðñýðåé íá åßíáé ôïõëü éóôïí äéðëüóéá áð ôï åýñïò æþíçò ðïõ êáëýðôåé ôï óþìá. ôóé, ãéá ðáñüäåéãìá, óôï ôçëåöùíéê óýóôçìá óôï ïðïßï äéáôßèåôáé Ýíá åýñïò æþíçò Hz ãéá ôçí ðéóôþ áíáðáñáãùãþ ôçò ïìéëßáò èá ñåéáóôïýí x 2 = äåßãìáôá ðáëìþí ôï äåõôåñëåðôï. Ç äéáìñöùóç ôïõ øçöéáêïý öýñïíôïò åðéôõã Üíåôáé ìýóù åíò áíáëïãéêïý óþìáôïò, ôï ïðïßï ìðïñåß åðßóçò íá ìåôáâüëëåé åßôå ôç äéüñêåéá ôùí ðáëìþí, ïðôå Ý ïõìå ôç ìýèïäï äéáìñöùóçò äéüñêåéáò ðáëìþí (PDM: Pulse Duration Ó Þìá 1.33: ÐáëìïêùäéêÞ äéáìñöùóç Modulation), åßôå ôç èýóç ôùí ðáëìþí, ïðôå Ý ïõìå ôç ìýèïäï äéáìñöùóçò èýóçò ðáëìþí (PPM: Pulse Position Modulation). ¼ìùò ç ìýèïäïò ðïõ êáôáêôü ëï êáé ðåñéóóôåñï Ýäáöïò åßíáé áõôþ ôçò ðáëìïêùäéêþò äéáìñöùóçò (PCM: Pulse Code Modulation), óýìöùíá ìå ôçí ïðïßá ôá áíáëïãéêü óþìáôá ìåôáôñýðïíôáé ó å óåéñýò øçößùí êáôü ðáñìïéï ôñðï ìå ôá äåäïìýíá ôùí õðïë ïãéóôþí. Ç ìýèïäïò PCM ðñïäéáãñüöåé ôïí ôñðï ìåôüäïóçò ôùí áíáëïãéêþí êáé ôùí øçöéáêþí óçìüôùí ìýóù øçöéáêþí óõóôçìüôùí. Ç ìåôüäïóþ ôïõò ãßíåôáé ìå ð ïëý ìåãáëýôåñïõò ñõèìïýò (>10 6 bps) áð áõôïýò ôùí áíáëïãéêþí óõóôçìüôùí. Áð ôçí ðëåõñü ôïõ áðïóôïëýá, åüí ôá óþìáôá åßíáé øçöéáêü, å ßíáé Þäç Ýôïéìá ãéá ìåôüäïóç êáé äå ñåéüæïíôáé êáìéü ðñïóáñìïãþ. Áí ìùò åßí áé áíáëïãéêü, ôôå ðñýðåé íá øçöéïðïéçèïýí. Ç øçöéïðïßçóç ãßíåôáé ùò áêïëïýèùò: ËáìâÜíïíôáé äåßãìáôá ôïõ óþìáôïò ìå óõ íôçôá ðïõ ðñýðåé íá åßíáé ôïõëü éóôïí äéðëüóéá áð ôï åýñïò æþíçò ðïõ êáëýðôåé ôï óþìá. Êùäéêïðïéïýíôáé ôá äåßãìáôá Ýôóé, þóôå íá áíôéóôïé ïýí óå Ýíá óõãêåêñéìýíï áñáêôþñá. Ôï PCM áíïßãåé íýïõò ïñßæïíôåò óôç ìåôáöïñü Þ ïõ, åéêíáò êáé äåäïìýíùí ìýóù åíò øçöéáêïý äéêôýïõ ïëïêëçñùìýíùí õðçñåóéþí (ISDN). Ôïðïèåôïýíôáé óôï ìýóï ìåôüäïóçò Ýíá - Ýíá ëá ôá øçößá ðïõ áðïôåëïýí ôïõò áñáêôþñåò ôïõ äåßãìáôïò ðñïêåéìýíïõ íá óôáëïýí ðñï ò ôïí áðïäýêôç. Áð ôçí ðëåõñü ôïõ áðïäýêôç, ç áíáãíþñéóç ôïõ øçöéïðïéçìý íïõ óþìáôïò ãßíåôáé ùò áêïëïýèùò: ÓõëëÝãïíôáé ôá øçößá ðïõ áðïóôýëëïíôáé óýìöùíá ìå ôç óåéñ áúêþ ìåôüäïóç (ÌÜèçìá 2.2) êáé ïìáäïðïéïýíôáé óå áñáêôþñåò äåéãìüôùí. Áðïêùäéêïðïéïýíôáé ôá äåßãìáôá (decoding), äçëáäþ áíáãíùñßæïíôáé áð ôïõò óõãêåíôñùìýíïõò áñáêôþñåò. ÌåôáôñÝðïíôáé ôá äåßãìáôá ôïõ øçöéáêïý óþìáôïò óå óþìá áí áëïãéêþò ìïñöþò (digital/analog conversion).

6 56 Ôïìïò É, Åíïôçôá A: Åðéêïéíùíéá Äåäïìåíùí ÊÜèå áñáêôþñáò (byte) áðïôåëåßôáé áð Ýíá óõíäõáóì 8 øçößùí 0 Þ 1, ðïõ ïíïìüæïíôáé bits. ÅðïìÝíùò ôï ðëüôïò êùäéêïðïßçóçò ðñïäéáãñüöåé ôçí áîéïð éóôßá ìåôáîý ôïõ óþìáôïò ðïõ áðïóôýëëåôáé êáé ôïõ óþìáôïò ðïõ ëáìâüíåôáé. Áð ïôåëåß óçìáíôéê ðáñüãïíôá, áöïý ç óùóôþ åðéëïãþ ôïõ áðïôåëåß ðñïûðèåóç ãéá ôç í åðßôåõîç áíåêôïý SNR, óýíôïìçò äéüñêåéáò êáé áìçëïý êóôïõò ìåôüäïóçò. Ç ìýèïäïò ðïõ èá ñçóéìïðïéçèåß ãéá ôçí êùäéêïðïßçóç ôçò ðëçñïöïñßáò åîáñôüôáé áð ïñéóìýíïõò ðáñüãïíôåò, ïé êõñéôåñïé áð ôïõò ïðï ßïõò åßíáé ïé áêëïõèïé: Ôï åýñïò æþíçò ðïõ ñåéüæåôáé ï ðïìðò ãéá ôç ìåôüäïóç ôùí äåäïìýíùí. Ç åõêïëßá ìå ôçí ïðïßá ï äýêôçò äéá ùñßæåé ôï óþìá áð ôïí ð áëì ôïõ ñïëïãéïý ôïõ ðïìðïý. ÊÜèå ðïìðò êáé êüèå äýêôçò äéáèýôïõí Ýíá ñïëé ðïõ åêðýìðåé ðáëìïýò óå êüðïéá óõãêåêñéìýíç óõ íôçôá, óôçí ïðïßá óõíôïíßæåôáé êüèå åêðåìðìåíï óþìá. Ç åõêïëßá ìå ôçí ïðïßá ï äýêôçò ìðïñåß íá áíáãíùñßóåé óöüë ìáôá ðïõ äçìéïõñãþèçêáí êáôü ôç ìåôüäïóç ôçò ðëçñïöïñßáò. Ç åõêïëßá êáôáóêåõþò ôïõ êùäéêïðïéçôþ / áðïêùäéêïðïéçôþ. H áíï Þ óôïí çëåêôñïìáãíçôéê èñõâï ðïõ äçìéïõñãïýí ïé äéüöïñåò óõóêåõýò, ï ïðïßïò áðïôåëåß Ýíáí áð ôïõò ëãïõò äçìéïõñãßáò óöáëìüôùí êáôü ôç ìåôüäïóç Êùäéêïðïßçóç Óôçí Åõñþðç ñçóéìïðïéïýíôáé ïé ãñáììýò Å1 (áíôéóôïé ïýí óôéò ãñáììýò Ô1 ðïõ ñçóéìïðïéïýíôáé óôéò Ç.Ð.Á.) ïé ïðïßåò óôçñßæïíôáé óôï ðñùôêïëëï PCM 30 ôçò CCITT. Ìå âüóç ôï ðñùôêïëëï áõô ìåôáöýñïíôáé ôáõô ñïíá óþìáôá 32 êáíáëéþí ìå ñõèì 32x64 Kbps = Mbps. ÕðÜñ ïõí äýï âáóéêýò êáôçãïñßåò êùäéêïðïßçóçò óçìüôùí. Ç ðñþôç åßíáé ç ìïíïðïëéêþ, óôçí ïðïßá åêôò áð ôç ìçäåíéêþ óôüèìç ñçóéìïðïéåßôáé êáé Üëëç ìßá, ðùò óôï áðë øçöéáê óþìá. Åßíáé ç áðëïýóôåñç ùò ðñïò ôçí åöáñìïãþ ôçò êáôçãïñßá êùäéêïðïßçóçò. Ç äåýôåñç êáôçãïñßá åßíáé ç äéðïëéêþ, óôçí ïðïßá õðüñ- ïõí Üëëåò äýï óôüèìåò åêôò áð ôç ìçäåíéêþ, óõíþèùò ç ìßá ìéêñôåñç êáé ç Üëëç ìåãáëýôåñç áð ôç ìçäåíéêþ. Ïé ìýèïäïé êùäéêïðïßçóçò ðïõ õðüñ ïõí óþìåñá åßíáé áñêåôýò, åäþ ìùò èá áíáöåñèïýí ïé ðéï ãíùóôýò êáé åõñýôáôá ñçóéìïðïéïýìåíåò (ó Þìá 1.34). Ç ìýèïäïò ìç åðáíáöïñüò óôï ìçäýí (NRZ: Non Return to Zero) áðïôåëåß ôçí êëáóéêþ ìýèïäï ìïíïðïëéêþò êùäéêïðïßçóçò, óôçí ïðïßá ôï ëïãéê ìçäýí ðáñéóôüíåôáé áð ôç ìçäåíéêþ óôüèìç êáé ôï ëïãéê Ýíá áð ôçí õøçëôåñç óôüèìç. Ç ìýèïäïò ôçò äéðïëéêþò åðáíáöïñüò óôï ìçäýí (BRZ: Bipolar Return to Zero) åßíáé ìßá áð ôéò äéðïëéêýò ìåèäïõò êùäéêïðïßçóçò óýìöù íá ìå ôçí ïðïßá ôï ëïãéê ìçäýí (0) ðáñéóôüíåôáé áð ôç óôüèìç ðïõ åßíáé áìçëôåñç ôçò ìçäåíéêþò êáé óõíþèùò óõìâïëßæåôáé ìå 1, åíþ ôï ëïãéê Ýíá (1) ðáñéóôüíåôáé áð ôçí õøçëôåñç ôçò ìçäåíéêþò óôüèìç. Ïé óôüèìåò áõôýò äéáñêïýí ìíï ãéá ñïíéê äéüóôçìá ßóï ìå ôï ðñþôï ìéó ôïõ ñíïõ ìåôüäïóçò ôïõ äõá äéêïý øçößïõ, åíþ

7 57 Êåöáëáéï 1: Ôçëåðéêïéíùíéáêá Óõóôçìáôá óôç óõíý åéá ôï êáíüëé åðáíýñ åôáé óôç ìçäåíéêþ óôüèìç. Ìå ôç ìýèïäï ôçò êùäéêïðïßçóçò Manchester (Manchester code) ï ñíïò ìåôüäïóçò êüèå äõáäéêïý øçößïõ äéáéñåßôáé óå äýï ßóá äéáó ôþìáôá. íá äõáäéê øçößï ìå ôéìþ 1 áðïóôýëëåôáé Ý ïíôáò ôç óôüèìç õøçëþ ê áôü ôç äéüñêåéá ôïõ ðñþôïõ äéáóôþìáôïò êáé áìçëþ êáôü ôç äéüñêåéá ôïõ äåýôåñïõ. íá äõáäéê øçößï ìå ôéìþ 0 áðïóôýëëåôáé áíüðïäá, äçëáäþ ðñþôá ç áìçëþ êáé ìåôü ç õøçëþ óôüèìç. Áõô ôï ó Þìá åîáóöáëßæåé ôé ï ñíïò ìåôüäïóçò êüèå äõáäéêïý øçößïõ Ý åé ìéá ìåôáâïëþ êáôüóôáóçò óôï ìýóï, äçëáäþ åíáëëáãþ ôçò ôüóçò (ð.. áð 5 V óå +5 V Þ êáé áíôßóôñïöá), äéåõêïëýíïíôáò ôïí áðïäýêôç íá óõã ñïíéóôåß ìå ôïí áðïóôïëýá. íá ìåéïíýêôçìá áõôþò ôçò êùäéêïðïßçóçò åßíáé ôé áðáéôåß äýï öïñýò ôï åýñïò æþíçò ôçò Üìåóçò äõáäéêþò êùäéêïðïßçóçò, åðåéäþ ïé ðáëìïß Ý ïõí ôï ìéó ðëüôïò. Ç äéáöïñéêþ êùäéêïðïßçóç Manchester (Manchester differential code) åßíáé ìßá ìïíïðïëéêþ ìýèïäïò, ðáñáëëáãþ ôçò âáóéêþò êùäéêïðïßçóçò Manchester. Ìå ôç ìýèïäï áõôþ õðüñ åé ðüíôá áëëáãþ óôüèìçò óôï ìýóï êüèå äõáäéêïý øçößïõ. Ó Þìá 1.34: ÄéÜöïñåò ìýèïäïé êùäéêïðïßçóçò ÅÜí ôï äõáäéê øçößï ðïõ ìåôáäßäåôáé åßíáé ôï ëïãéê Ýíá (1), ôôå ç óôüèìç äåí áëëüæåé óôçí áñ Þ ôïõ óõãêåêñéìýíïõ äõáäéêïý øçößïõ. ÅÜí åßíáé ôï ëïãé ê ìçäýí (0), ôôå õðüñ åé áëëáãþ óôüèìçò, åêôò áð ôï ìýóï, êáé óôçí áñ Þ ôïõ óõãêåêñéìýíïõ äõáäéêïý øçößïõ. Ç äéáöïñéêþ êùäéêïðïßçóç Manchester áðáéôåß ðéï ðïëýðëïêï åîïðëéóì, áëëü ðñïóöýñåé êáëýôåñç áíï Þ óôï èñõâï. ¼ðùò öáßíåôáé êáé óôï ó Þìá 1.34, Üëëåò ìýèïäïé êùäéêïðïßçóç ò åßíáé ç åðáíáöïñü óôï ìçäýí (RZ: Return to Zero), ç ìýèïäïò åíáëëáêôéêïý óçìåßïõ áíôéóôñïöþò (ÁÌÉ-RZ: Alternate Mark Inversion-RZ) êáé ôýëïò ç ìýèïäïò ôçò äéáìñöùóçò êáèõóôýñçóçò (delayed modulation). Ïé äéüöïñåò ìåèäïé êùäéêïðïßçóçò äéáêñßíïíôáé ìåôáîý ôïõò ùò áêïëïýèùò: Ïôáí ôï øçößï 1 áíôéóôïé åß óå õøçëþ ôüóç êáé ôï øçößï 0 óå áðïâïëþ ñåýìáôïò, Ý ïõìå ôç ìýèïäï NRZ. Ïôáí ôï øçößï 0 áíôéóôïé åß óå áìçëþ ôüóç êáé ôï øçößï 1 óå õøçëþ, äçëáäþ Ý ïõìå äýï ôüóåéò ãéá ôá øçößá 0 êáé 1, ôôå Ý ïõìå ôç äéðïëéêþ ìýèïäï. Ïôáí ôï øçößï 0 áíôéóôïé åß ìå áëëáãþ ôçò ôüóçò, åíþ ôï øçößï 1 ìå ôçí ßäéá ôüóç ìå ôçí áñ éêþ, ðñéí äçëáäþ áð ôçí åêðïìðþ, Ý ïõìå ôç ìýèïäï ôçò äéáöïñéêþò êùäéêïðïßçóçò Ìanchester.

8 58 Ôïìïò É, Åíïôçôá A: Åðéêïéíùíéá Äåäïìåíùí ËÝîåéò ðïõ ðñýðåé íá èõìüìáé Äéáìñöùóç ðëüôïõò, äéáìñöùóç óõ íôçôáò, äéáìñöùóç öü óçò, ìåôáôðéóçò óõ íôçôáò, ìåôáôðéóç öüóçò, ìýèïäïò óôáèåñ Þò áíáöïñüò, äéáöïñéêþ äéáìñöùóç öüóçò, ïñèïãùíéêþ äéáìñöùóç ðëüôïõò, äéáìñöùóç äéüñêåéáò ðáëìþí, äéáìñöùóç èýóçò ðáëìþ í, ìïíïðïëéêþ êùäéêïðïßçóç, äéðïëéêþ êùäéêïðïßçóç.