Таблица 12.5. Правило формирования ДФМ-сигнала

Известно, что если сообщение передается двоичными посылкали (двоичным кодом), то скорость передачи информации не может превышать 2AFk бит/с, или 2 бит/с на 1 Гц полосы пропускания канала. Для повышения удельной скорости передачи информации необходимо перейти к многократной модуляции (многопозиционным кодам), при которой каждая элементарная посылка несет более 1 бита информации.

Наибольшее применение многократные методы нашли при фазовой модуляции. Здесь каждой комбинации из п единичных двоичных элементов, поступивших от источника, ставится в соответствие определенное значение фазы отрезка несущей. Правило отображения двоичной последовательности {а,} в последовательность сигналов {s /((0} называется модуляционным кодом. Так, при двукратной фазовой модуляции (ДФМ) передаваемая последовательность разбивается на комбинации из двух элементов. Очевидно, что число различных комбинаций длины т равно 2 . Для ДФМ 2 = 4. Передача информации осуществляется дибитами в соответствии с модуляционным кодом (табл. 12.5).

Применительно к двукратной относительной фазовой модуляции (ДОФМ) Дф соответствует сдвигу фаз между /-м и (/- 1)-м сигналами. На приеме в зависимости от сдвига Аф в соответствии с табл. 12.5 вьщается одна из комбинаций. При одной и той же скорости модуляции ДОФМ позволяет обеспечить вдвое большую скорость передачи информации, чем ОФМ. Но так как при ДОФМ минимальный сдвиг по фазе между сигналами 90, а не 180°, как при ОФМ, вероятность ошибки при ДОФМ выше. Двукратная относительная фазовая модуляция в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т применяется для передачи информации со скоростью 2400 бит/с.

Увеличение удельных скоростей передачи до 3 бит/(Гц с) и выше может быть получено совместным использованием амплитудной и фазовой модуляций, причем для сокращения спектра сигнала в канал передается одна боковая полоса частот [2].

Система сигналов, применяемая при передаче информации, должна выбираться так, чтобы обеспечить минимальную вероятность неправильного приема элемента при заданной средней мощности передатчика. В наилучшей системе сишалов минимальное из расстояний между парами сигналов должно быть максимальным.

На практике при m = 16 во многих УПС применяется так называемая квадратурная амплитудная модуляция КАМ-16 (рис. 12.10). Про-

\ - ~

X °

I I л

-3 Л

о с-: Л о.з

о X

1 I I I

Рис. 12.10. Сигналы квадратурной амплитудной модуляции КАМ-16

игрыш в помехоустойчивости при КАМ по сравнению с оптимальной системой сигналов составляет приблизительно 0,5 дБ.

Отметим, что изменение свойств помехи приводит к изменению структуры оптимальных систем сигналов. Для каналов, в которых имеются фазовые флуктуации (дрожание фазы), следует выбирать сигналы, существенно разнесенные по углу. Такая система сигналов представлена на рис. 12.11. Она отвечает рекомендации МСЭ-Т V.29 и обеспечивает минимальный угол между векторами 45°, что более чем в 2 раза превышает аналогичный показатель системы КАМ-16.

Следует отметить, что достижение высокой удельной скорости возможно только в том случае, если УПС являются адаптивными. Это связано с непостоянством параметров канала связи по времени, а также нестационарным характером действующих в нем мультипликативных и аддитивных помех. Для адаптации в состав УПС включаются блоки идентификации параметров канала и помех, оценки которых используются для изменения параметров и структуры блоков формирования и обработки сигналов.

К современным протоколам, используемым в модемах, широко представленных различными фирмами, относятся V.32, V32bis и недавно появившийся протокол V.34 [2]. В V.32 используется квадратурная амплитудная модуляция. Частота несущего колебания 1800 Гц, скорость модуляции 2400 Бод. Имеются режимы двух-, четырех- и шестнадцатипозиционной QAM. Соответственно информационная скорость может быть 2400, 4800 и 9600 бит/с. Кроме того, для скорости 9600 бит/с имеет место альтернативная модуляция - 32-позиционная ТСМ (Trellis Code Modulation). Применение модуляции с решетчатым или треллис-кодированием позволяет повысить помехозащищенность передачи информации. Суть этого кодирования заключается в введении избыточности и использовании при декодировании алгоритма Витерби [1].

9600 бит/с о 7200 бит/с @ 4800 бит/с 4н = 1700 Гц

Рис. 12.11. Диаграмма сигналов для различных скоростей лередачи модема

на 9600 бит/с

В V.32bis частота несущей 1800 Гц и скорость модуляции 2400 Бод. Имеются режимы ТСМ-16, ТСМ-32, ТСМ-64 и ТСМ-128. Соответственно информационная скорость может быть 9600, 12000 и 14400 бит/с. Протокол V.32bis - стандарт де-факто для всех современных модемов.

Название рекомендации V.34 Модем, обеспечивающий передачу данных со скоростями 28800 бит/с для использования на коммутируемой сети общего пользования и на двухточечных двухпроводных выделенных каналах телефонного типа . Ключевым моментом, позволившим столь резко увеличить скорость передачи информации, стало более полное использование полосы 0,3...3,4 кГц. Другой важный момент - применение помехоустойчивого кодирования и, в частности, техники тем и ряд других новинок.

Следует заметить, что скорость передачи информации 28800 бит/с при передаче информации в полосе 0,3 3,4 сегодня также не является предельной. Уже есть разработки, позволяющие осуществлять передачу данных со скоростью 33000 бит/с (V.34+), а в специально организованных каналах совсем недавно достигнута отметка 56,0 Кбит/с (стандарт только начал обсуждаться). Что дальше? Ответ на этот вопрос дает известная формула К. Шеннона, согласно которой скорость передачи данных определяется шириной полосы частот, пропускаемых каналом (она нам задана), и отношением мощности полезного сигнала к мощности шума.

Методы преобразования сигналов, используемые в XDSL технологиях. Не следует забывать, что все, ранее рассмотренные модемы, это устройства, которые подключаются к телефонной линии. Они обмениваются данными, работая в достаточно узкой полосе час-