Теоретические основы передачи данных

Информация может передаваться по проводам за счет изменения какой-либо фи-

зической величины, например напряжения или силы тока. Представив значение

напряжения или силы тока в виде однозначной функции времени, мы сможем

смоделировать поведение сигнала и подвергнуть его математическому анализу.

В начале XIX столетия французский математик Жан-Батист Фурье ( Jean-Baptiste

Fourier) доказал, что любая периодическая функция g(t) с периодом T может быть

разложена в ряд (возможно, бесконечный), состоящий из сумм синусов и косинусов(гармоник):

Рис 2.4 Преобразование Фурье.

Подобное разложениеназывается рядом Фурье. Разложенная в ряд Фурье функция может быть восстановлена по элементам этого ряда, то есть если период T и амплитуды гармоник известны, то исходная функция может быть восстановлена с помощью суммы ряда.

Рис 2.5 Гармоники сигнала.

Ни один канал связи не может передавать сигналы без потери мощности. Если бы

все гармоники ряда Фурье уменьшались при передаче в равной степени, то сигнал

уменьшался бы по амплитуде, но не искажался . К сожалению, все каналы

связи уменьшают гармоники ряда Фурье в разной степени, тем самым искажая пере-

даваемый сигнал.

Рис 2.6 Искажение сигнала.

Как правило, по кабельным сетям амплитуды передаются почти без

уменьшения в частотном диапазоне от 0 до некоей частоты fc (измеряемой в периодах в секунду или герцах (Гц)), при этом высокочастотная составляющая сигнала (выше

частоты fc, называемой частотой среза) заметно ослабляется. Этот диапазон частот

называется полосой пропускания.

Рис 2.7 Полоса пропускания среды передачи.

Полоса пропускания является физической характеристикой среды передачи данных и зависит, например, от конструкции, толщины и длины носителя — провода или оптоволокна. Иногда для намеренного уменьшения полосы пропускания, доступной абонентам, в линию включается специальное устройство — фильтр.

Рис 2.8 Полоса пропускания и искажения сигнала.