Dnes je :
 

5/ šírka pásma a jej delenie

Pri prenose informácie je jedna z rozhodujúcich aspektu objem dát, ktoré je používaný prenosový kanál schopný preniesť počas určitého času. Obvykle sa v tejto súvislosti vraví (skôr neformálne) o renosovej kapacite alebo priepustnosť prenosovej cesty. Správnym meradlom je však iba prenosová rýchlosť (v bitoch za sekundu), Dosiahnuteľná prenosová rýchlosť je ale vždy daná súhrnom fyzikálnych vlastnostiach prenosového média (vodičom, káblu apod.) a vlastnosťami ďalších technických prostriedkov, ktoré prenosový kanál spoluvytvárajú (napr. modemu, multiplexoru apod.).

Každý prenosový kanál je vždy schopný prenášať iba signály o frekvencii z určitého obmedzeného intervalu. Presnejšie: signály s inou frekvenciou prenáša tak zle (s tak veľkým útlm, skreslením apod.), že nie je únosné jéj pre prenos týchto signálu vôbec používať. Napríklad bežná telefónny okruh sú schopné prenášať signály s frekvenciou približne od 300 do 3400 Hz.

Šírka intervalu frekvencie, ktorú je prenosový kanál schopný preniesť, predstavujem tav .

šírka pásma - bandwidth.

Jednotka šírky pásma je rovnaká ako jednotka frekvencie, tj. 1 Hz. V prípade bežných telefónnych okruhov, schopných prenášať frekvencia od 300 Hz do 3400 Hz, je teda šírka pásma 3100 Hz, tj. 3,1 kHz.

Obecne platí, že čím väčšia je šírka pásma prenosového kanálu, tým väčšia je prenosová rýchlosť, ktorou na ňom ide dosiahnuť.

Presnú závislosť medzi dosažiteľnou prenosovou rýchlosti a dostupnou šírkou pásma však nejde jednoducho stanoviť - veľmi totiž záleží na konkrétny realizácia. Existuje však teoretický výsledok, ktoré ponúkajú horný odhad tejto závislosti. Konkrétne stanovujú maximálnu teoretický dosažiteľnú modulačný aj prenosovou rýchlosť pri dane šírke pásma prenosového kanálu. V prípade modulačný rýchlosti (teda počtu zmien nosného signálu za jednotku času, viď minulý týždeň) je vzájomná závislosť veľmi jednoduchá - maximálny modulačný chytrosť je číselne dvojnásobkom šírky pásma. Aj maximálny dosiahnuteľná prenosová rýchlosť je číselne priamo úmerná šírke pásma - konštanta úmernosti je však závislá na "kvalite" prenášaného signálu ( presne na odstup užitočného signálu od šumu). Napríklad po odstup signál/šum 30 dB (čo znamená, že užitočný signál je 1000-krát silnejší ako šum) ma konštanta úmernosti hodnotu
-
približne 9,96. Pri šírke pásma telefónneho okruhu 3,1 kHz by to znamenalo maximálny prenosovou rýchlosť cez 30000 bitu za sekundu. Tuto hodnotu je však nutné chápať skutočne len ako teoretický horný limit, ktorý sa v prax ani zďaleka nedosahuje. Napríklad práve na bežných telefónnych okruhoch sa dnes s najkvalitnejšími modemami dosahuje prenosové rýchlosť okolo 14400 bitu za sekundu.

Vedľa telefónnych okruhov samozrejme existuje aj iné druhy prenosových kanálu, ich šírka pásmo je výrazne vyššia, a vyššia je napokon aj prenosová rýchlosť, ktorá je na nich reálne dosiahnuteľná (v ďalší pokračovanie sa o nich spomenie podrobnejšie). Tu napokon môže byť otázky, ako celkovú prenosovou kapacitu skutočne využiť, potrebujete-li napríklad iba určitú (radové menší) prenosovou rýchlosť, zato ale pre väčší počet na sebe nezávislý uzivatelu.

Existuje technika, ktoré sa v angličtine hovorí-multiplexing

a ktorá umožňuje porozdeľovať jeden prenosový kanál s veľkou šírkou pásma na niekoľko (uzsich) logických subkanalu, ktoré sa však javia ako samostatné, na sebe nezávisle prenosové kanály. Technické zariadenie, ktoré takéto logičke rozdelenie na niekoľko subkanalu zaisťuje, sa nazýva

multiplexor - multiplex.

Existuje dva základné spôsoby delenia jedného prenosového kanálu na viacej subkanalu. frekvenčný multiplex - frequency division multiplexing (FDM).

 

Tu si treba predstaviť, že jednotlivé subkanaly sú "navŕšený na seba" a každému z nich je pridelená taktová časť celkovej šírky pásma, ako potrebujete (tj. aká je jeho šírka pásma) - viď obor. 5.1. Signál, prenášaný v rámci určitého subkanalu, musí multiplexor najprv frekvenčné "posunúť" do časti pásma, pridelenie danému subkanalu, a na druhej strane spoje jej zase " pridelené danému subkanalu, a na druhej strane spoje jej zase "vrátia naspäť" do pôvodný frekvenčný polohy. Celý mechanizmus je pritom plne transparent, tj. užívateľ jednotlivých kanálu si môžu myslieť, že majú k dispozícii samostatne, na sebe nezávisle prenosové kanály.

Druhá základný možnosť po delení jedného prenosového kanálu na viacej subkanalu je tzv .

časový multiplex - time divis-ión multiplexing (TDM).

Tu je vlastný prenosový kanál pravidelne prideľovaný s cela svoju šírka pásma na krátke časované intervaly jednotlivým subkanalum. Nejsnaze sa táto predstava ilustruje na príkladu kanálu, ktorý prenášaní priamo číslicová dáta. Multiplexor najprv "vyberie" napríklad po jednom bitu od každého subkanalu, a že všetka týchto bitu zostavy vicebitovy znak, ktorý prenesie kanálom. Na opačnej strane kanálu napokon druhý multiplexor (dakedy označovaný ako demultiplexor) rozoberie prijatý znak na jednotlivé bity a ty predaju príslušným subkanalum - viď obr.. 5.2.

Pri časovem aj frekvenčným multiplexu samozrejme musí platiť, že súčet šírka pásma jednotlivých subkanalu musí byť menší ako celková šírka pásma existujiciho prenosového kanálu. Časový multiplex je obecne účinnejší, v tom zmyslu, že súčet šírok pásma subkanalu môžete byť "bližšie" teoretický horný hranica, teda celkový šírke pásma existujiciho kanálu.


 

 
Copyright © 2003 Blško