[Data-transmissie]Hoe zit data juist in een medium?

[KriKKe]

Ik heb wat zitten opzoeken over data-transmissie, en je vindt veel informatie over de compressie enzoverder, alsook over verschillende mediums en hun mogelijkheden. Maar waar ik geen antwoord op vind, is dit. Je data bestaat uit 0'en en 1'en als je die wil versturen, maar hoe wordt die juist vertaald naar die golven van je medium... Een eenvoudig vraagje waar ik geen antwoord op vind.

mvg

[bram2]

Er bestaan heel veel technieken hiervoor. Elk medium heeft een aantal eigen technieken die veel gebruikt worden. Is er een specifiek medium dat je voor ogen hebt (bv door de lucht, door een koperkabel,...) of eerder algemeen.

Een paar voorbeelden van coderingsvormen

ASK: afhankelijk van de bit stuur je een sinus met een andere amplitude

PSK: de fase van de sinus is afhankelijk van de bit

FSK: de frequentie van de sinus is afhankelijk van de bit

NRZ: '1' = x V, '0' = -x V

(extra uitleg makkelijk te vinden op wikipedia)

Kijk ook zeker hier is http://en.wikipedia.org/wiki/Line_coding

Dit zijn vooral coderingen gebruikt als je informatie over kabels stuurt

Als je wat kan specifieren wat je precies wilt weten kan ik gerust nog bladzijden lang vertellen

[KriKKe]

Dat is wat ik zocht, bedankt!

Maar ben ik nu juist als ik nu zeg bij FSK bvb.:

t=0.............t=1.............t=2

f=500Hz......f=501Hz......f=500Hz (weet nu niet hoe dat zit voor die f-waardes)

0................1................0

Of gebeurt dit per periode? En hoe zit dat dan met de kanaalcapaciteit ( bvb. 300-3400Hz )? Wordt dan op verschillende frequenties data verstuurd?

[bram2]

De tijdsintervallen zijn even groot bij FSK. Dus je gaat bijvoorbeeld gedurende 1ms 1kHz sinus sturen bij een '0' en 2kHz sinus bij een '1'. Zo is het ook mogelijk om u signaal continu te maken, vermits beide signalen 0 zijn aan het einde van elke ms. Stel dat je discontinu bent, dan gaat je spanning bij overgang van bv '0' ->'1'een sprong moeten maken, wat (in theorie) een oneindige bandbreedte geeft

(zie bv deze figuur http://nl.wikipedia.org/wiki/FSK)

Dus die 500 en 501 Hz zul je in de praktijk niet gebruiken. Je moet ook aan ontvangstzijde beide signalen eenvoudig kunnen onderscheiden, wat met zo een klein frequentieverschil niet eenvoudig zal zijn.

Hoe zit het met de kanaalcapaciteit?

Hier heb je weer verschillende mogelijkheden.

Bij bv ADSL zal je bij een aantal frequenties een QAM signaal sturen (QAM is om het simpel te houden ASK+PSK samen, informatie zit zowel in amplitude als fase)

Stuur je een signaal door de lucht, dan zal je meestal 1 bepaalde frequentie gebruiken om bij te zenden. Rede hiervoor is simpel: de lucht is van iedereen , je kan niet zomaar alle bandbreedte gebruiken, terwijl de bandbreedte in een ADSL kabel voor 1 gebruiker specifiek is.

Je ziet er zijn telkens vele oplossingen met elk hun voor en nadelen.

[KriKKe]

Ok, bedankt.

Ik heb nog twee vraagjes:

Is het dan zo dat elke persoon met zijn stuk bandbreedte bij die ADSL-verbinding maar één signaal heeft van 0'en en 1'en?

En wat is juist het verschil tussen FSK en PSK dan?

[DePurpereWolf]

Als er een grote brandbreedte is en meerdere mensen maken gebruik van het zelfde netwerk, wat bijvoorbeeld voor GSM's zo is. Dan zijn er verschillende methodes ontwikkeld om vast te stellen of de data voor jou of voor je buurman bedoelt is. Dit heet multilpexen, er zijn verschillende methodes weer TDM, FDM en CDM

http://en.wikipedia.org/wiki/Multiplexing

Fase is niet hetzelfde als frequentie. Iets kan dezelfde frequentie hebben maar compleet uit fase zijn.

[bram2]

Een voorbeeld van een PSK en FSK signaal vind je hier

http://www.cisi.unito.it/radiogw/digi.html

Van de tekst versta ik zelf ook niets, ziet er iets italiaans uit maar de figuren zijn hopelijk wel duidelijk

segnale modulato = FSK

Ondo modulato = PSK

Bij FSK verandert je frequentie als je een andere bit doorstuurt, bij PSK veranderd je fase, op deze figuur ga je eerst +sinus en dan -snius sturen bijvoorbeeld

[bram2]

Is het dan zo dat elke persoon met zijn stuk bandbreedte bij die ADSL-verbinding maar één signaal heeft van 0'en en 1'en?

Kan je deze vraag is wat specificeren? zie niet goed waar je naartoe wil

[KriKKe]

Ja, ik vraag me dus af of zo'n ADSL-verbinding voor één persoon, dus met zijn bepaald stukje bandbreedte, meerdere signalen nodig heeft of maar één dergelijk QAM-signaal.

Als er meerdere nodig zijn denk ik ook dat dat opzich weer "gedecodeerd" moet worden tot één geheel, of ben ik mis?

[bram2]

Hier staat wat uitleg over ADSL. http://nl.wikipedia.org/wiki/ADSL

Dat eerste figuurtje toont mooi wat ADSL precies doet. Je hebt een bepaalde frequentieband 300Hz tot 3400Hz waarover de telefoongesprekken gaan (rode gebied), dat zijn analoge signalen, geen QAM signalen maar rechtstreeks de geluidsgolven. Alle andere (groen en blauw) zijn digitaal of beter gezegd dit zijn analoge signalen die digitale data voorstellen.

Je hebt een groen gebied upstream, dat is eenvoudig uitgedrukt de data die ik van mijn computer naar het internet stuur.

En het blauwe gebied de downstream, de data die ik van het internet haal.

Deze 3 dingen gaan dus allemaal over een en dezelfde kabel (nu met digitale TV komt hier nog is video bij maar hier ken ik de details niet van)

Dus ik gebruik vele QAMgolven bij al die verschillende frequenties. Deze zitten samen op dezelfde kabel, dus je telt gewoon de golfvormen op. Mijn data die ik bv verstuur (upstream) zit niet specifiek in 1 bepaalde QAM golf, maar wordt verdeeld over alle verschillende QAM golven.

In de praktijk heb je gewoon een chip die digitale data (de 0'en en 1'en) omzet in zo een ADSL signaal. Deze zit in je modem (modem = MOdulator DEModulator) en aan ontvangstzijde een chip die het omgekeerde doet

Nog een opmerking: in de praktijk is deze modulatie de eerste stap in de communicatie van computer A naar computer B. Ik ga met mijn ADSL kabel (die dus van mij alleen is) naar ergens een server waar bv alle ADSL kabels samen komen van een bepaalde wijk en alle data van verschillende mensen op 1 kabel terecht komt. Deze kabel heeft dan een veel grotere bandbreedte en die gebruikt misschien ook een andere modulatietechniek. Het zal ook zo geen prutskabel zijn zoals de telefoonkabel die ADSL gebruikt.

Onthoud ook dat deze modulatie specifiek is aan ADSL, ga je bijvoorbeeld kijken wat telenet(internet over kabel in Belgie) doet dan gebruiken die helemaal andere technieken.

In Amerika bestaat er bv ook al optische verbindingen die tot de mensen thuis komt (Fibre to the home), die gebruiken dan ook weer gans andere technieken.

Maar van deze laatste 2 ken ik de details niet echt.

[KriKKe]

Ok, ik denk dat ik het zowat doorheb nu.

Bedankt voor de uitleg

[KriKKe]

Ik heb nog een vraagje bedacht, ik vroeg me af of het mogelijk is een duplexverbinding te vormen op één frequentie, door met andere amplitude of fase te werken in de twee richtingen. Dus bvb. in één richting werken met bit-onderscheiding door ASK, hetzelfde in de andere richting maar wel in tegenfase bvb.

[bram2]

Ik heb nog een vraagje bedacht, ik vroeg me af of het mogelijk is een duplexverbinding te vormen op één frequentie, door met andere amplitude of fase te werken in de twee richtingen. Dus bvb. in één richting werken met bit-onderscheiding door ASK, hetzelfde in de andere richting maar wel in tegenfase bvb.

Of dit in de praktijk gebeurd weet ik niet direct. Theoretisch is er geen bezwaar. Je ontvangt gewoon het signaal dat je verzendt + het signaal dat naar je gezonden wordt (met een delay). Je krijgt dan de som van 2 sinussen, wat dus een nieuwe sinus met andere amplitude en fase geeft. Als je beide kanten goed genoeg kan synchroniseren moet het wel mogelijk zijn. Dus kant A en B zenden op exact dezelfde tijd uit en wat B stuurt kom na een perfect gekende tijd toe, liefst als een sinus met 90 graden faseverschil, want je kan heel eenvoudig sin en cos scheiden: gewoon signaal met sin vermenigvuldigen: sin(x).sin(x) = DC + hogerfrequent dat je uitfiltert, sin(x) . cos(x) = hoogfrequenter dat je wegfiltert. (dit is een van de methodes hoe ze een ASK, PSK en ik dacht ook FSK demoduleren)

Mogelijke problemen: je sin moet perfect met 90 graden faseverschil toekomen en de 2 kanten moeten met exact dezelfde frequentie blijven sturen.

andere theoretische oplossing: ik heb 1 schakeling waar zowel een zenddeel en een ontvangstdeel inzit. In het ontvangst deel moet je dan van het signaal op de lijn (wat je zend + wat je ontvangt van de andere kant) wat je op dat moment aan het zenden bent aftrekken. Hierbij is het grootste probleem dat je met een enorm verschil in signaalgrootte zit. Wat je doorzend is namelijk nog niet geattenueerd en is dus veel groter dan wat je wilt ontvangen.

Werk je bij 2 verschillende frequenties (met een geleerd woord FDM of frequency division mulitplexing), een voor te zenden en een voor te ontvangen wordt het veel eenvoudiger. Je filtert gewoon het signaal en houdt er 1 van de 2 over. Veel gemakkelijker dus.