A.SZUDER
TRANSMITEREA DATELOR
Prof. Dr. Ing. Andrei SzuderTel. 40.2.1.4112604
Fax. 40.2.1.4112687
www.labsmn.pub.ro
A.SZUDER
•Numărul de parametrii•Natura semnalului (analogic, numeric)•Caracterul semnalului (static, dinamic)•Durata semnalului•Precizia, rezoluţia•Nivelul semnalului ( raport semnal/zgomot, amplificare)•Capacitatea de stocare a datelor•Mediul ambiant•Tratarea datelor•Cuplarea la calculator•Distanta de traductoare•Distanta de transmitere a semnalelor
PROIECTAREA LANTURILOR DE MASURARE
A.SZUDER
Modurile de operareANALOGIC
Mărime analogică = semnal cu variaţie continuă
t
Semnal
(50 mA)10 V
t1
A.SZUDER
Mărime numerică = semnal codificat sub formă numerică
Captori numerici = semnal frecvenţial (număr de impulsuri peunitatea de timp funcţie de mărimea măsurată). Ex Tahimetrul optic
Captori digitali = semnal direct codificat binar. Ex. Codificatori optici
Modurile de operareNUMERIC- DIGITAL
t
Semnal ieşire76543210
A.SZUDER
Mărime logică = semnal cu două stări (totul sau nimic)
Captor logic = detector ( key sensors)
Modurile de operareLOGIC
Informaţie
t
24 V
0
A.SZUDER
Conversia A/D Un semnal continu este eşantionat la
intervale regulate Valoarea de ieşire este convertită într-un
număr binar Numărul binar are un număr de biţi care
limitează rezoluţia Tensiunea maximă trebuie să corespundă
numărului maxim Tensiunea minimă trebuie să corespundă
celui mai mic număr
A.SZUDER
ANALOGIC
Val min.0 VOLŢI
Val max.10 VOLŢI
DIGITAL
Val min.00000000
Val max.11111111
(255)
8 BIŢIMaximum
256valori
8 BIŢI
01011100
01011000
01011111
01011100 01011000 01011111
ESANTIONARE NUMERIZARE
DIGITALIZARE
SERIALIZARE
4 BIŢI
8 BIŢI = 1 OCTET
10 BIŢI
16 BIŢI
FRECVENŢA DE TRIMITERE
CEL PUŢIN DE 8 ORI MAI MARE
CA FRECVENŢA DE EŞANTIONARE
CONVERSIA A NALOGIC - NUMERIC
A.SZUDER
CONVERSIA A NALOGIC - NUMERIC
CALITATE FM
FRECVENTA DE ESANTIONARE 32 KhzEŞANTIONAREA CODIFICATĂ PE 12 BIŢI
CALITATE CD
FRECVENTA DE ESANTIONARE 44,1 KhzEŞANTIONAREA CODIFICATĂ PE 16 BIŢI
A.SZUDER
x(t)
tt0 t1 t2 tn
f(t0)
f(t1)
f(t2)
f(tn)
E
t0 t0+
t t
EŞANTIONAREA SEMNALELOR ANALOGICE
Frecvenţa de eşantionare trebuie să fie de cel puţin de două ori mai mare decât cea mai mare frecvenţă a semnalului măsurat
A.SZUDER
TRANSMITEREA SEMNALELOR
CABLU FILAR
CABLU COAXIAL
FIBRE OPTICE - Elimină zgomotul, izolare electrică, optoelectronică
LEGĂTURA RADIO•distanţă mare•distanţă mică (10-100 m) - tehnologie BLUETOOTH
INTERNET
INTRANET
A.SZUDER
Fibrele optice pentru transmiterea datelor
Utilizate pentru transmiterea digitală a datelor.
Sunt utilizate in telecomunicatii Functioneaza la frecvente extrem de mari Atenuare foarte mica pe distante mari Nu sunt supuse interferentelor cu surse
externe Sunt mai usoare decat cablurile de Cu Mai scumpe
A.SZUDER
TRANSMISIA DATELOR
Intr-un sistem ideal de transmisie a datelor marimea de intrare este identică cu cea de iesire
Probleme care apar la trensmiterea datelor zgomot atenuare distorsia semnalelor.
A.SZUDER
Zgomot O variatie a marimii de iesire ne cauzata de o variatie a
masurandului. Surse externe si interne. Calitatea izolatiei Produce o eroare de masuare daca nu este indepartat Se masoara prin raportul semnal - zgomot
Atenuare Pierderile energetice in timpul transmisiei se manifesta prin
reducerea amplitudinii semnalului. Reduce raportul semnal-zgomot si nivelul semnalului Calitatea si lungimea cablului
Distorsia Se produce cand raspunsul in frecventa a sisstemului de transmisie este neadecvat cu frecventa semnalului. Depinde de calitatea cablului Mai mare la frecvente mare.
A.SZUDER
Captor şicondi¡ioner
MåsurandTransmisia
semnalului
Aparat de måsuråindicator
ÎnregistrareCitire
1
2
nn
2
1
12
n
Sincronizare
Transmiterea datelor în paralel
A.SZUDER
Transmisia datelor in paralel
Biti individuali ai unui numar binar sunt trimisi in paralel prin linii separate
Este mai rapid decat transmisia seriala Este mai complex Au fost dezvoltate o mare varietate de
sisteme de comunicare intre computere si alte sisteme ‑ IEEE, S-100, CAMAC.
A.SZUDER
1
Captoricondi¡ioner
2
n
1 n 2
Ciclu
Måsurand Comutare Transmitereasemnalului
Înregistrare
Citire
Sincronizare
Transmiterea datelor în serie
A.SZUDER
Transmisia datelor in serie Semnalele sunt trimise ca o serie de
impulsuri '1’ - impulsuri pentru o anumita
tensiune '0' - impulsuri pentru o tensiune
diferita. Semnalul receptionat este convertit din nou in numarul binar original
Un impuls este reconoscut ca 0 dau 1 cand se incadreza in limite prescrise
A.SZUDER
A c c e le r a ¡ie
c a n a l F M1
ª o c
V ib r a ¡ie
¥n å l ¡im e
A c c e le r a ¡ie
c a n a l F M2
c a n a l F M3
c a n a l F M4
m u l t ip le xF M
D is c r im in a to r1
ª o c
V ib r a ¡ie
¥n å l ¡im e
D is c r im in a to r2
D is c r im in a to r3
D is c r im in a to r4
E m is ieF M /F M
C it i r eF M /F M
L e g å tu r å r a d io
L in ie d e t r a n s m is ie
S c r ie r e C i t i r e
C a p to ri T ra d u c e re( t e n s iu n e / f r e c v e nţă )
A m p lif ic a to r M o d d ele gă tu ră
D is c rim in a to rfre c v e nţ ă / t e n s iun e
V izu a li-za re a
A.SZUDER
BANDA GAMA DEFRECVENŢE
APLICAŢII
ELF ExtremelyLowFrequencies
30 – 300 Hz Telegraf ( 0 – 120 Hz)
VF VoiceFrequencies
300– 3000 Hz Telefon clasic
VLF VeryLowFrequencies
3 – 30 KHz Comunicatii maritime
MF MediumFrequencies
300 KHz– 3 MHzHz
Unde radio medii,semnale meteo,semnale SOS (500kHz)
HF HighFrequencies
3 MHz– 30 MHzHz
Unde radio scurte,radio telefoane, aviatie
BENZILE DE FRECVENTE
A.SZUDER
BANDA GAMA DEFRECVENŢE
APLICAŢII
VHF VeryHighFrequencies
30 – 300 MHz
88 - 108 MHz
47-68 MHz174-230 MHz
Radio –modulatiefrecventăTeleviziune
Servicii publice, traficaerian (ILS-aterizaj,VOR-localizare)
UHF UltraHighFrequencies
300 MHz – 3 GHz470-606 MHz606 – 864 Mhz
TeleviziuneComunicatii prinsatelit, Radare,Cuptoare cumicrounde, GSM
SHF SuperHighFrequencies
3 – 30 GHz Sateliti cercetare(INTELSAT V 11-14GHzSateliti geostationari(4-6 GHz)
EHF ExtremelyHighFrequencies
30 – 300 GHz Sateliti, Radar,
BENZILE DE FRECVENTE
A.SZUDER
Semnal Tip demodulatie
Simbol Observatii.
Modulatiedirectă
Mod în banda de bazăutilizat pentrumasurari curente delaborator ş i control deprocese
ANALOGIC
Modulatiaunei undepurtatoare în:-Amplitudine
- Frecventă
-Fază
MA
MF
MP
Mai multe tehnicidintre care BLU(bandă lateralăunica), PS (purtatoaresuprimata).(FM) utilizată pentruobţ inerea cu o bunăprecizie a semnalelorde spectru larg.
A.SZUDER
Semnal Tip demodulatie
Simbol Observatii.
Modulatie deintrare în:- Amplitudine- Durată
- Pozitie- Frecventă
MIAMID
MIPMIF
PAM (Pulsatie modulată înamplitudine)PDM apelează egal modulatialăţ imii, utilizată pentrucodificarea timpului.PPMPFM
ANALOGIC Modulatia uneiundepurtă toare în:- Amplitudine
- Frecventţ ă
- Fază
ASK
FSK
PSK
Salt de amplitudine (amplitudineshift-keyng)Salt de frecvenţ ă ( frecvenţ ă shift-keying)Salt de fază ( fază shift- keying)utilizată combinat cu FSK pentrutransmiterea 8 telecomenzi desateliţ i.
A.SZUDER
MODULARE SI DEMODULARE
I = Io cos (t + )
Io - Modulare in amplitudine
- Modulare in frecventa
- Modulare in faza
A.SZUDER
UNDA PURTATOARE
Modulatie AM
A.SZUDER
Modulatie AM
SEMNAL
A.SZUDER
SEMNAL MODULAT IN AMPLITUDINE
Modulatie AM
A.SZUDER
Modulatie FM Frecventa undei purtatoare se modifica cu nivelul semnalului FM este mai putin afectata de zgomot si distorsiuni decat AM
UNDA PURTATOARE MODULATA IN FRECVENTA
A.SZUDER
HUB
CO
AX
IAL
GR
OS
500
M M
AX
10
Mb
ps
FIBRA OPTICA 2000 m 100 MbsCABLURI TORSADATE 100 m 100Mbps
CABLURI TORSADATE 100 m 10Mbps
COAXIAL
COAXIAL FIN 185 m 10 Mbps
10 Base - 2
100 Base - TX
10 Base - T
100 Base - FX
CONEXIUNI ETHERNET
A.SZUDER
PROTOCOLURI TCP / IPPrincipiu - Comutarea pachetelor Mesajele decupate in pachetePachete trimise pe drumul cel mai scurtNoduri terminal - calculatoarele care schimbă informaţiiRutare dinamică - leagătura pate fi făcută prin multiple intinerarii
Transmision Control Protocol - Controlează integritatea informaţieiInternet Protocol - Transmterea informaţiei
Adresare logică - Placă reţea. Număr identificare calculator ID Rutare - citeşte adresle logice şi orientează datele către destinatarNume şi adrese - Corespondenţa dintre adresa ID şi Numele de Domeniu -DNSControlul erorilor şi debitelor (data flow)Suportul de aplicaţie - Intrefaţă pentreu ca aplicaţiile se pe calculator să poată accede la reţea
A.SZUDER
PROTOCOLURI TCP / IP
MODULELE TCP / IP
ACCES REŢEA - INTERFAŢA CU REŢEAUA•Formateză datele după normele sub reţelei ţinând cont de adresele destinatarilor•Controlează erorile
INTERNET - ADRESARE LOGICĂ•Asigură rutarea datelor•Evită aglomerarea datelor
TRANSPORT - CONTROLUL FLUXULUI DE DATE•Gestioneză şi contolează erorile•Interfaţă pentru aplicaţii
APLICAŢIE - FURNIZEAZĂ APLICAŢIILE PENTRU TRANSFERUL DE FISIEREAPLICAŢIEPREZENTARE - FORMATAREA, CRIPTAREA ŞI COMPRESIA DATELORSESIUNE - DESCHIDE SESIUNILE CARE LEAGĂ APLICAŢIILE PE CALCULATOARELE INTERCONECTATE
A.SZUDER
WAP - WIRELESS APPLICATION PROTOCOL
UTILIZAREA COMUNĂ A TELEFONIEI MOBILE ŞI A INTERNETULUI
Comunicările GSM - 9,6 Kbits / s , Internet 56,6 Kbits/ s31
Utilizarea standardelor de comunicare internet in forma “ concisa”
Limbajul HTML - WML ( Wireless Markup Language) 1997
Traducere care ia timp. Viteza de transfer redusa.
Legatura infrarosu IrDA pentru transferarea datelor pe calculator
Consum mare de energie (Autonomie max 6 ore)
A.SZUDER
INTERNETINTERNET
SERVER WAPSERVER WAP
STATIE DE BAZASTATIE DE BAZA
1999 - GSM
Voce Fax
Mesaje E_Mail
Debit max: 9,6 Kbits/s
F: 900 si 1800 MHz
1999 - GSM
Voce Fax
Mesaje E_Mail
Debit max: 9,6 Kbits/s
F: 900 si 1800 MHz
2001- GPRS si EGPRS
Foto E_ comert
Muzica (MP3)Ziare Banca
Debit max: 144si 384 Kbits/s
F: 900 si 1800 MHz
2001- GPRS si EGPRS
Foto E_ comert
Muzica (MP3)Ziare Banca
Debit max: 144si 384 Kbits/s
F: 900 si 1800 MHz
2002 - UMTS
TV Filme
Radio Jocuri
Videofon
Debit max: 2 Mbits/s
F: 2 GHz
2002 - UMTS
TV Filme
Radio Jocuri
Videofon
Debit max: 2 Mbits/s
F: 2 GHz
GPRS - General Packet for Radio Services EGPRS - Enhanced General Packet for Radio ServicesUMTS - Universal Mobile Telecommunication System
A.SZUDER
RECEPTOR SATELITDEMODULATOR950 la 2150 MHz
ANTENA PARABOLICA
SATELIT
TV
13 sau 18V (Polarizarea)
Frecvente in cablu (FC) 979 MHz la 2920 MHz
FC = FS-FOL
LN C
Frecventa
Oscilator
local (FOL)
9,75 GHz
Frecvente satelit (FS)10,729 la 12,670 GHz
TRANSMISIE PRIN SATELIT
A.SZUDER
BLUETOOTH
EMIŢĂTOR /
RECEPTOR
2,4 GHz
MODUL
CONTROL
MODUL
GESTIONARE
asigură compatibilitatea între protocolul
BLUETOOTH şi interfaţa utilizator
PC
SISTEMACHIZIŢIE
DATE
Lungimea mesaj = 625 s
Canale voce - 64 Kb/sCanal asincron 433,9 Kb/s in mod sincron
A.SZUDER
CONVERSIE
ANALOGICNUMERIC
PRELUCRARE
SEMNALCOMPRESIE
COMPRESIA DATELOR
A.SZUDER
DECOMPRESIA DATELOR
A.SZUDER
REŢELE DIGITALE CU SISTEME INTEGRATE - ISDN
Integrarea serviciilor: Transmitere voce, imagini, date
Legătură digitală duplex împărţită pe nmai multe canale independente multiplexate in timp
A - Canal telefonic analogic -4 KHzB- Canal digitalcu 64 Kbits/s cu modulaţie de impulsuri (PCM- Pulse Code Modulation)
C - Canal digital de 8 sau 16 Kbits/s D - Canal digital de 16 sau 64 Kbits/s pentru semnalizare în afara benzii
A.SZUDER
Captare¿iConditionare
Semnalenumerice
Semnaleanalogice
EsantionareMultiplexare
Coversieanalogicånumericå
Conversieparalel
serie
Legåturåcåtre
utilizare
Functii asigurate
Captor 1
Captor 2Multiplexornumeric
1
2
n+1Multiplexoresantionare
ncaptor n
Captor n+1 ConvertizorA/N
Registru dedecalare
Placå de sincronizare
Cadenta
Toate semnalele numerice
Adresare
iesire serie
iesireparalelå
Transcodificare
eventual
2,1
n+1, n,...2,1
iesireparalelå
Semnale
iesireserie
TRANSMISIA NUMERICA IN BANDA DE BAZĂ
A.SZUDER
TRANSMITEREA PRIN MODULAREA
IMPULSURILOR CODIFICATE
Multiplexaj
Convertizoranalogicnumeric
Placåde separare
Placåsincronizare
Ceascadenţă
1
2
3
4
5
PCMFM
PCMFM
Sincronizatorprimar
3
2
1
4
5
sincronizatorsecundar
NRZL
legåturå filarå
PCM
serie
Înregistrare citire
Legåturå radio
Măsuraretimp
Mod de transmisie PCMdatemăsurate
codificatorPCM
mod delegătură
sincronizatorprimar
sincronizatorsecundar
datemăsurate