Transcript No Slide Title

TRANSMITEREA
DATELOR
Prof. Dr. Ing. Andrei Szuder
Tel. 40.2.1.4112604
Fax. 40.2.1.4112687
www.labsmn.pub.ro
[email protected]
A.SZUDER
PROIECTAREA LANTURILOR
DE MASURARE
•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
A.SZUDER
Modurile de operare
ANALOGIC
Mărime analogică = semnal cu variaţie continuă
Semnal
(50 mA)
10 V
t1
t
A.SZUDER
Modurile de operare
NUMERIC- DIGITAL
Mărime numerică = semnal codificat sub formă numerică
Captori numerici = semnal frecvenţial (număr de impulsuri pe
unitatea de timp funcţie de mărimea măsurată). Ex Tahimetrul optic
Captori digitali = semnal direct codificat binar. Ex. Codificatori optici
Semnal ieşire
7
6
5
4
3
2
1
t
0
A.SZUDER
Modurile de operare
LOGIC
Mărime logică = semnal cu două stări (totul sau nimic)
Captor logic = detector ( key sensors)
Informaţie
24 V
0
A.SZUDER
t
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
CONVERSIA
A NALOGIC - NUMERIC
8 BIŢI
01011100
01011000
01011111
ANALOGIC
DIGITAL
Val min.
0 VOLŢI
Val min.
00000000
Val max.
10 VOLŢI
Val max.
11111111
(255)
4 BIŢI
8 BIŢI
Maximum
256
valori
01011100 01011000 01011111
FRECVENŢA DE TRIMITERE
CEL PUŢIN DE 8 ORI MAI MARE
CA FRECVENŢA DE EŞANTIONARE
8 BIŢI = 1 OCTET
10 BIŢI
16 BIŢI
ESANTIONARE
NUMERIZARE
DIGITALIZARE
A.SZUDER
SERIALIZARE
CONVERSIA
A NALOGIC - NUMERIC
CALITATE FM
FRECVENTA DE ESANTIONARE 32 Khz
EŞANTIONAREA CODIFICATĂ PE 12 BIŢI
CALITATE CD
FRECVENTA DE ESANTIONARE 44,1 Khz
EŞANTIONAREA CODIFICATĂ PE 16 BIŢI
A.SZUDER
EŞANTIONAREA SEMNALELOR
ANALOGICE
x(t)

Frecvenţa de eşantionare trebuie să fie de cel puţin de două
ori mai mare decât cea mai mare frecvenţă a semnalului
măsurat
f(t0)


f(t1)
E
f(t2)

t0
f(tn)
t0
t
t1
t
t2
tn
A.SZUDER
t
t0+
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

Transmiterea datelor în paralel
Måsurand
Captor şi
condi¡ioner
1
Transmisia
semnalulu
i
Aparat de måsurå
indicator
Înregistrare
1
2
2
n
n
1
2
n
Sincronizare
A.SZUDER
Citire
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
Transmiterea datelor în serie
Måsurand
Captori
condi¡ioner
Comutare
Transmiterea
semnalulu
i
Înregistrar
e
Citire
1
Ciclu
2
1
n
Sincronizare
A.SZUDER
n
2
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 oc
canal FM
1
Vibra¡ie
canal FM
2
Legåturå radio
Discriminator
2
multiplex
FM
¥nål¡ime
canal FM
3
Accelera¡ie
canal FM
4
Citire
FM/FM
Emisie
FM/FM
Discriminator
3
Linie de transmisie
Scriere
Captori
Discriminator
1
Traducere
(tensiune/frecvenţ
ă)
Amplificator
ª oc
Vibra¡ie
¥nål¡ime
Discriminator Accelera¡ie
4
Citire
Mod de
legă tură
A.SZUDER
Discriminator
frecvenţ ă /tensiu
ne
Vizualizarea
BENZILE DE FRECVENTE
BANDA
APLICAŢ II
GAMA DE
FRECVENŢ E
30 – 300 Hz
Telegraf ( 0 – 120 Hz)
ELF
Extremely
Low
Frequencies
VF
Voice
Frequencies
300– 3000 Hz
Telefon clasic
VLF
Very
Low
Frequencies
3 – 30 KHz
Comunicatii maritime
MF
Medium
Frequencies
300 KHz– 3 MHz
Hz
Unde radio medii,
semnale meteo,
semnale SOS (500
kHz)
HF
High
Frequencies
3 MHz– 30 MHz
Hz
Unde radio scurte,
radio telefoane, aviatie
A.SZUDER
BENZILE DE FRECVENTE
BANDA
VHF
Very
High
Frequencies
GAMA DE
FRECVENŢ E
30 – 300 MHz
88 - 108 MHz
47-68 MHz
174-230 MHz
APLICAŢ II
Radio –modulatie
frecventă
Televiziune
Servicii publice, trafic
aerian (ILS-aterizaj,
VOR-localizare)
Televiziune
Comunicatii prin
satelit, Radare,
Cuptoare cu
microunde, GSM
UHF
Ultra
High
Frequencies
300 MHz – 3 GHz
470-606 MHz
606 – 864 Mhz
SHF
Super
High
Frequencies
3 – 30 GHz
Sateliti cercetare
(INTELSAT V 11-14
GHz
Sateliti geostationari
(4-6 GHz)
EHF
Extremely
High
Frequencies
30 – 300 GHz
Sateliti, Radar,
A.SZUDER
Semnal
ANALOGIC
Tip de
modulatie
Modulatie
directă
Simbol
Mod în banda de bază
utilizat pentru
masurari curente de
laborator ş i control de
procese
Modulatia
unei unde
purtatoare în:
-Amplitudine MA
- Frecventă
Observatii.
MF
-Fază
MP
Mai multe tehnici
dintre care BLU
(bandă laterală
unica), PS (purtatoare
suprimata).
(FM) utilizată pentru
obţ inerea cu o bună
precizie a semnalelor
de spectru larg.
A.SZUDER
Semnal
ANALOGIC
Tip de
modulatie
Modulatie de
intrare în:
- Amplitudine
- Durată
Simbol
MIA
MID
- Pozitie
- Frecventă
MIP
MIF
Modulatia unei
unde
purtă toare în:
- Amplitudine
ASK
- Frecventţ ă
FSK
- Fază
PSK
Observatii.
PAM (Pulsatie modulată în
amplitudine)
PDM apelează egal modulatia
lăţ imii, utilizată pentru
codificarea timpului.
PPM
PFM
Salt de amplitudine (amplitudine
shift-keyng)
Salt de frecvenţ ă (frecvenţ ă shiftkeying)
Salt de fază (fază shift- keying)
utilizată combinat cu FSK pentru
transmiterea 8 telecomenzi de
sateliţ i.
A.SZUDER
MODULARE SI DEMODULARE
I = Io cos (t + )
Io - Modulare in amplitudine
 - Modulare in frecventa
 - Modulare in faza
A.SZUDER
Modulatie AM
UNDA PURTATOARE
A.SZUDER
Modulatie AM
SEMNAL
A.SZUDER
Modulatie AM
SEMNAL MODULAT IN AMPLITUDINE
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
10 Base - 2
COAXIAL FIN 185 m 10 Mbps
100 Base - TX
COAXIAL GROS 500 M MAX 10 Mbps
CONEXIUNI ETHERNET
10 Base - T
CABLURI TORSADATE 100 m 10Mbps
HUB
COAXIAL
100 Base - FX
CABLURI TORSADATE 100 m 100Mbps
FIBRA OPTICA 2000 m 100 Mbs
A.SZUDER
PROTOCOLURI TCP / IP
Principiu - Comutarea pachetelor
Mesajele decupate in pachete
Pachete trimise pe drumul cel mai scurt
Noduri terminal - calculatoarele care schimbă informaţii
Rutare dinamică - leagătura pate fi făcută prin multiple intinerarii
Transmision Control Protocol - Controlează integritatea informaţiei
Internet Protocol - Transmterea informaţiei
Adresare logică Placă reţea. Număr identificare calculator ID
Rutare - citeşte adresle logice şi orientează datele către destinatar
Nume şi adrese - Corespondenţa dintre adresa ID şi Numele de Domeniu -DNS
Controlul 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 FISIERE
APLICAŢIE
PREZENTARE - FORMATAREA, CRIPTAREA ŞI COMPRESIA DATELOR
SESIUNE - 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
INTERNET
SERVER WAP
STATIE DE BAZA
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
GPRS - General Packet
for Radio Services
EGPRS - Enhanced
General Packet for Radio
Services
UMTS - Universal Mobile
Telecommunication
System
2002 - UMTS
TV
Filme
Radio
Jocuri
Videofon
Debit max: 2
Mbits/s
Debit max: 144si 384
Kbits/sA.SZUDER
F: 2 GHz
TRANSMISIE PRIN SATELIT
SATELIT
Frecvente satelit (FS)
10,729 la 12,670 GHz
ANTENA
PARABOLICA
LN C
Frecventa
Oscilator
local (FOL)
9,75 GHz
13 sau 18V
(Polarizarea)
Frecvente in cablu (FC) 979 MHz
la 2920 MHz
FC = FS-FOL
RECEPTOR SATELIT
DEMODULATOR
950 la 2150 MHz
A.SZUDER
TV
BLUETOOTH
MODUL
EMIŢĂTOR
/
RECEPTOR
PC
GESTIONARE
MODUL
asigură
compatibilitatea
între protocolul
BLUETOOTH şi
interfaţa utilizator
CONTROL
2,4 GHz
Lungimea mesaj = 625 s
Canale voce - 64 Kb/s
Canal asincron 433,9 Kb/s in mod sincron
A.SZUDER
SISTEM
ACHIZIŢIE
DATE
COMPRESIA DATELOR
PRELUCRARE
CONVERSIE
ANALOGIC
NUMERIC
COMPRESIE
SEMNAL
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 KHz
B- 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
TRANSMISIA NUMERICA IN BANDA DE BAZĂ
Functii asigurate
Captare
Conditionare
¿i
Semnal
numerice
e
Coversie
analogicå
numericå
Esantionare
Multiplexar
e
Captor 1
1
Captor 2
Multiplexor 2,1 Transcodificare
2 numeric
eventual
Conversie
paralel
serie
Legåturå
cåtre
utilizare
iesire
paralelå
Semnal
e
captor n
Semnal
analogice
e
Captor n+1
n
n+1
Multiplexor
esantionare
Registru de n+1, n,
...2,1
decalare
Convertizor
A/N
Cadenta
iesire
serie
iesire
paralelå
Adresare
Placå de sincronizare
iesire serie
A.SZUDER
Toate semnalele numerice
TRANSMITEREA PRIN MODULAREA
IMPULSURILOR CODIFICATE
1
2
3
Multiplexaj
Convertizor
analogic
numeric
Legåturå radio
4
NRZL
5
1
2
Ceas
cadenţă
PCM
Placå
de separare serie
PCM
FM
PCM
FM
Sincronizator
primar
sincronizator
secundar
3
4
legåturå filarå
Placå
sincronizare
Înregistrare
Mod de transmisie PCM
date
codificator
măsurate PCM
mod de
legătură
Măsurare
timp
citire
sincronizator
primar
A.SZUDER
sincronizator
secundar
date
măsurate
5