الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات الخالي من الأخطاء (الإنتاجية) مع تأخيرتحديد أداء النظام أو خط الاتصال. يتم تحديد الحد الأعلى النظري لمعدل الإرسال بواسطة نظرية شانون-هارتلي.

نظرية شانون-هارتلي

بالنظر إلى جميع طرق التشفير الممكنة متعددة المستويات ومتعددة الأطوار، تنص نظرية شانون-هارتلي على أن سعة القناة ج، وهذا يعني الحد الأعلى النظري لمعدل نقل المعلومات الذي يمكن إرساله بمتوسط ​​قوة إشارة معينة سعبر قناة اتصال تناظرية واحدة تخضع لضوضاء طاقة غاوسية بيضاء إضافية نمساوي ل:

C = B سجل 2 ⁡ (1 + S N) (\displaystyle C=B\log _(2)\left(1+(\frac (S)(N))\right))

ج- سعة القناة بالبت في الثانية؛ ب- عرض النطاق الترددي للقناة بالهرتز؛ سهي إجمالي قوة الإشارة عبر نطاق المرور، وتقاس بالواط أو الفولت المربع؛ نهي إجمالي قدرة الضوضاء عبر نطاق التمرير، مقاسة بالواط أو الفولت المربع؛ S/Nهي نسبة الإشارة إلى الضوضاء الغوسية، معبراً عنها بنسبة القدرة.

فيديو حول الموضوع

الوحدات

بت في الثانية

في المستويات الأعلى من نماذج الشبكات، يتم عادةً استخدام وحدة أكبر - بايت في الثانية(ب/ج أو نقطة في الثانية، من الانجليزية ب ytes صإيه سثانية) يساوي 8 بت / ثانية.

غالبًا ما يُعتقد خطأً أن الباود هو عدد البتات المرسلة في الثانية. في الواقع، هذا ينطبق فقط على التشفير الثنائي، والذي لا يتم استخدامه دائمًا. على سبيل المثال، تستخدم أجهزة المودم الحديثة تعديل السعة التربيعية (QAM)، ويمكن تشفير عدة بتات (حتى 16) من المعلومات بتغيير واحد في مستوى الإشارة. على سبيل المثال، عند معدل ترميز يبلغ 2400 باود، يمكن أن يصل معدل الإرسال إلى 9600 بت في الثانية نظرًا لأنه يتم إرسال 4 بتات في كل فترة زمنية.

بالإضافة إلى ذلك، يستخدمون المؤخرة للتعبير ممتلىءسعة القناة، بما في ذلك رموز الخدمة (البتات)، إن وجدت. يتم التعبير عن سرعة القناة الفعالة بوحدات أخرى، على سبيل المثال

ربما يكون "Baud" و"bit/s" من أكثر المصطلحات التي يساء استخدامها في مجال الحوسبة والاتصالات. كثير من الناس يعتبرونها قابلة للتبديل، رغم أنها في الواقع ليست كذلك! "bps" هو ببساطة عدد البتات المرسلة في الثانية. معدل الباود هو مقياس لعدد المرات التي تتغير فيها الإشارة (أو يمكن أن تتغير) في الثانية. في المنفذ التسلسلي القياسي، تتوافق البتة الواحدة مع -12 فولت، وتتوافق البتة الصفرية مع +12 فولت. عند 38400 بت في الثانية، سيتوافق التسلسل 010101... مع 38400 باود، حيث أن الجهد سيتغير في كل مرة: من الموجب إلى السالب، ومن السالب إلى الموجب، وما إلى ذلك. - 38400 تغيير في الثانية. وبالنسبة للتسلسل مثلاً 111000111... فإن عدد تغيرات الجهد سيكون أقل، لأن لثلاث وحدات متتالية سيبقى الجهد مساوياً لـ -12 فولت، ومع ذلك، سنقول أن هذا التسلسل يتوافق مع 38400 باود، حيث أن عدد التغييرات _المحتملة_ سيبقى كما هو.

دعونا ننظر إلى هذا بشكل مختلف: دعونا نضع طابعًا زمنيًا وهميًا بعد كل بتة، ونفصلها عن بتة أخرى (قد لا يتغير الجهد). إذن 38400 باود يعني 38400 طابع زمني في الثانية. تحدد الطوابع الزمنية التغييرات المحتملة في الإشارة وتتوافق فعليًا مع إشارة الساعة التي يتم إنشاؤها في الجهاز، ولكن لا يتم إرسالها عبر الكابل.

لنفترض أن عدد حالات الإشارة الممكنة قد لا يكون اثنتين كما في المثال السابق (+/-12 فولت)، بل أكثر. ليكن عدد الحالات 4، كل منها ممثلة بمستوى جهد منفصل. يمكن أن يمثل كل مستوى زوجًا من البتات. على سبيل المثال، -12V هو بت 00، -6V هو بت 01، +6V هو بت 10، و+12V هو بت 11. في هذه الحالة، معدل البت هو ضعف معدل الباود. على سبيل المثال، 3000 تغيير في الثانية يقابل 6000 بت في الثانية (bps)، نظرًا لوجود 2 بت لكل تغيير. بمعنى آخر، 3000 باود يعادل 6000 بت في الثانية (في هذه الحالة بالذات).

23.2 أمثلة حقيقية

الأمثلة المذكورة أعلاه مبسطة للغاية. الأمثلة الواقعية أكثر تعقيدًا بعض الشيء، ولكنها تعتمد على نفس الفكرة: تغيير واحد (حالة) للإشارة يشفر عدة بتات. ولذلك، يمكن للمودم الذي يعمل بسرعة باود 2400 أن يرسل 14400 بت في الثانية (أو أكثر) - وهو معدل بت أعلى من معدل الباود. إذا تم إنشاء الاتصال بين أجهزة المودم بسرعة 14400 بت في الثانية، عند 2400 باود، يتم إرسال 6 بتات مع كل تغيير في الإشارة (أو، كما يقولون أيضًا، لكل حرف). يتم الحصول على سرعة 28800 بت في الثانية عند 3200 باود و 9 بت في الثانية.

في السابق، كانت سرعات المودم القياسية 50، 75، 110، 300، 1200، 2400، 9600 بت في الثانية. وكانت السرعات بين المودم والمنفذ التسلسلي هي نفسها. اليوم أصبحت السرعات بين أجهزة المودم أعلى: 14.4k، 28.8k، 33.6k، 56k (كيلوبت في الثانية)، وبين المنفذ التسلسلي والمودم أعلى: 19.2k، 38.4k، 57.6k، 115.2k، 230.4k. لسوء الحظ، فإن السرعة القصوى البالغة 230.4 كيلو بايت غير مدعومة من قبل معظم المنافذ الجديدة (والقديمة بشكل مفهوم) (اعتبارًا من أواخر عام 2000). عند استخدام بروتوكول الضغط V.42bis، حيث تكون نسبة الضغط القصوى هي 4، تكون سرعة المنفذ البالغة 115.2 كيلو مناسبة لأجهزة المودم 33.6 كيلو، وتكون سرعة المنفذ 213.2 كيلو (4 × 53.3 كيلو) مطلوبة لأجهزة المودم 56 كيلو.

تعمل معظم أجهزة المودم بسرعات 2400 أو 3000 أو 3200 باود. في أجهزة المودم 56 كيلو بايت، تُستخدم هذه السرعات للإرسال وأحيانًا للاستقبال في حالة تدهور الظروف. ونظرًا لقدرات خط الهاتف وسعته المحدودة، فمن الصعب تحقيق سرعات أعلى من 2400 باود ولا تحدث إلا على الخطوط الجيدة.

كيف حدث الخلط بين البتات/الثانيات والباود؟ في الواقع، كان لدى أجهزة المودم الأولى معدل بت يساوي معدل الباود، حيث تم تشفير البت الواحد مع تغيير طور واحد. تشير البتات والباود إلى نفس العدد وتستخدم في الكلام بنفس الطريقة. على سبيل المثال، المودم بمعدل بت 300 (بت في الثانية) يحتوي أيضًا على معدل باود قدره 300 (باود). لقد تغير كل شيء مع ظهور أجهزة المودم الأسرع، عندما بدأ معدل البت يتجاوز معدل الباود. كلمة "باود" تأتي من اسم إميل بود، مخترع المبرقة غير المتزامنة. بدلاً من "معدل الباود"، يتم أيضًا استخدام مفهوم "معدل الرمز": بالنسبة إلى "السرعات" بين المودم والمنفذ التسلسلي (سرعة DTE)، فإن معدلات الباود والرمز هي نفسها. تشير "السرعة" هنا إلى سرعة تدفق البيانات (؟).

وزارة الاتحاد الروسي للاتصالات والمعلومات

جامعة ولاية سيبيريا للاتصالات والمعلوماتية

أساسيات ناقل الحركة

منفصلة

رسائل

تحقق من العمل رقم 1

طالب السنة الخامسة : شيراشوف ميخائيل فالنتينوفيتش

مجموعة: ZM-51

رقم الطالب التذاكر: 951م-301

مدينة نوفوسيبيرسك

الخيار رقم 01.

المهمة رقم 1.

يتم إرسال المعلومات عن طريق جهاز بدء التشغيل باستخدام رمز MTK-2. سرعة النقل هي ن علامة / دقيقة. الاحتمالات رأنايظهر ظهور رمز مثل "1" في مواضع المعلومات في المهمة. هنا وفي الآخرة أنا = 2,...,6 (أنايتوافق مع عدد عنصر واحد في مجموعة التعليمات البرمجية).

مطلوب:

1. تحديد وحدات القياس " قليل», « نقطة أساس», « باود» .

2. تحديد كمية المعلومات لكل وحدة معلومات من مجموعة التعليمات البرمجية أنا بت/العنصر.

3. تحديد كمية المعلومات الموجودة في مجموعة التعليمات البرمجية (علامة) أنا بت / علامة كبيرة.

4. تحديد معدل التعديل إلى بودوسرعة نقل المعلومات ج نقطة أساس.

5. أعط سببين لذلك مع< В للرمز MTK-2.

البيانات الأولية:سرعة انتقال ن = 400 علامة / دقيقة.

حل.

1." قليل " - التقييم الكمي للمعلومات الواردة في رسالة منفصلة. 1 قليل يتوافق مع كمية المعلومات الواردة في الرسالة التي تزيل عدم اليقين عن طريق اختيار واحد من حدثين محتملين متساويين.

« نقطة أساس » - سرعة نقل المعلومات. 1 نقطة أساس هي سرعة النقل التي يتم بها كمية المعلومات في 1 قليل تنتقل في 1 ثانية.

« باود » - معدل التعديل (عدد عناصر الوحدة المرسلة لكل وحدة زمنية). 1 باود - هذا هو معدل التشكيل الذي يتم به إرسال عنصر وحدة واحدة في ثانية واحدة.

2. تحديد كمية المعلومات لكل عنصر وحدة معلومات في مجموعة التعليمات البرمجية أنا بت/العنصروفقا للصيغة:

نحسب:

3. تحديد كمية المعلومات الموجودة في مجموعة التعليمات البرمجية (علامة) أنا بت / علامة كبيرة:

4. بمعرفة سرعة نقل الأحرف وعدد العناصر الفردية التي تشكل مجموعة التعليمات البرمجية، نحدد سرعة التعديل:

بالنسبة لرمز MTK-2، فإن عدد العناصر الفردية التي تشكل مجموعة التعليمات البرمجية يساوي ن = 7,5 العناصر/العلامة.

نحسب سرعة التعديل:

معرفة معدل انتقال الحروف ن, علاماتوكمية المعلومات الموجودة في مجموعة التعليمات البرمجية (علامة) أنا بت / علامة كبيرةتحديد سرعة نقل المعلومات مع, نقطة أساس:

5. أسباب رمز MTK-2 مع< В نكون:

1) ليست كل عناصر كود MTK-2 إعلامية. بالإضافة إلى عناصر المعلومات، يتم نقل عناصر البداية والتوقف التي لا تحمل معلومات.

2) احتمال ظهور الرقم "1" في مواضع المعلومات رأنا≠ 0.5، مما يؤدي إلى مقدار المعلومات لكل عنصر من عناصر وحدة المعلومات في مجموعة التعليمات البرمجية أنا أنا< 1قليل.

المهمة رقم 2.

للكود الدوري مع الحد الأدنى لمسافة الكود د 0= 3 يتم تحديد تسلسل وعدد وحدات المعلومات ك= 4. احتمال الخطأ عند استلام عنصر واحد من الكود الدوري هو ف 0.

مطلوب:

1. إنشاء مجموعة رموز من رمز دوري (تحديد الحد الأدنى لعدد عناصر وحدة التحقق صوطول مجموعة التعليمات البرمجية ن).

2. اشرح قاعدة اختيار كثير الحدود المولدة ر(X).

3. اشرح أي كثيرات الحدود تسمى بدائية، واشرح عدد المخلفات التي تسمح بتكوين كثيرات الحدود البدائية.

4. التحقق من صحة إنشاء مجموعة التعليمات البرمجية للكود الدوري عن طريق القسمة على كثير الحدود المولد المحدد ر(X).

5. قم بإنشاء مخطط تخطيطي لجهاز التشفير للرمز المحدد.

6. تحديد الحد الأدنى لعدد الأخطاء المكتشفة والقابلة للتصحيح للكود الدوري مع الحد الأدنى لمسافة الكود د 0 = 3.

7. تحديد الاحتمال المعادل للخطأ يكررعند استخدام الكود الدوري في وضع اكتشاف الأخطاء.

8. تحديد مكاسب الولاء أ = ف 0 / ف ه.

يُشار عادةً إلى سرعة نقل البيانات التسلسلية بمعدل البت. ومع ذلك، هناك وحدة أخرى شائعة الاستخدام وهي معدل الباود. على الرغم من أنهما ليسا نفس الشيء، إلا أنه في ظل ظروف معينة توجد أوجه تشابه معينة بين الوحدتين. تقدم المقالة شرحًا واضحًا للاختلافات بين هذه المفاهيم.

معلومات عامة

في معظم الحالات، يتم نقل المعلومات بشكل تسلسلي في الشبكات. يتم إرسال بتات البيانات واحدة تلو الأخرى عبر قناة اتصال أو كابل أو لاسلكي. ويبين الشكل 1 تسلسل البتات المرسلة بواسطة جهاز كمبيوتر أو بعض الدوائر الرقمية الأخرى. غالبًا ما تسمى إشارة البيانات هذه بالإشارة الأصلية. يتم تمثيل البيانات بمستويين من الجهد، على سبيل المثال، المستوى المنطقي يتوافق مع جهد +3 فولت، والصفر المنطقي - +0.2 فولت. ويمكن استخدام مستويات أخرى. في تنسيق كود عدم العودة إلى الصفر (NRZ) (الشكل 1)، لا تعود الإشارة إلى الموضع المحايد بعد كل بت، على عكس تنسيق العودة إلى الصفر (RZ).

معدل البت

يتم التعبير عن معدل البيانات R بالبت في الثانية (bps أو bps). المعدل هو دالة لعمر البت أو وقت البت (TB) (الشكل 1):

وتسمى هذه السرعة أيضًا بعرض القناة ويشار إليها بالحرف C. إذا كان وقت البت هو 10 ns، فسيتم تعريف معدل نقل البيانات على أنه

R = 1/10 × 10 - 9 = 100 مليون نقطة أساس

تتم كتابة هذا عادةً كـ 100 ميجابايت / ثانية.

بتات الخدمة

معدل البت، كقاعدة عامة، يميز سرعة نقل البيانات الفعلية. ومع ذلك، في معظم البروتوكولات التسلسلية، تكون البيانات جزءًا فقط من إطار أو حزمة أكثر تعقيدًا تتضمن عنوان المصدر وعنوان الوجهة واكتشاف الأخطاء وبتات تصحيح التعليمات البرمجية، بالإضافة إلى معلومات أو بتات تحكم أخرى. في إطار البروتوكول، تسمى البيانات الحمولة. البتات التي ليست بيانات تسمى الحمل. في بعض الأحيان يمكن أن يكون عدد البتات العلوية كبيرًا - من 20% إلى 50%، اعتمادًا على العدد الإجمالي للبتات المفيدة المرسلة عبر القناة.

على سبيل المثال، يمكن أن يحتوي إطار بروتوكول Ethernet، اعتمادًا على كمية بيانات الحمولة، على ما يصل إلى 1542 بايت أو ثماني بتات. يمكن أن تتراوح الحمولة من 42 إلى 1500 ثمانية. مع الحد الأقصى لعدد الثمانيات المفيدة، ستكون 42/1542 فقط، أو 2.7%، بمثابة ثمانيات خدمة. سيكون هناك المزيد منهم إذا كان هناك عدد أقل من البايتات المفيدة. عادةً ما يتم التعبير عن هذه النسبة، والمعروفة أيضًا بكفاءة البروتوكول، كنسبة مئوية من مقدار الحمولة النافعة خارج الحد الأقصى لحجم الإطار:

كفاءة البروتوكول = الحمولة/حجم الإطار = 1500/1542 = 0.9727 أو 97.3%

كقاعدة عامة، لإظهار السرعة الحقيقية لنقل البيانات عبر الشبكة، تتم زيادة سرعة الخط الفعلية بعامل يعتمد على كمية معلومات الخدمة. في One Gigabit Ethernet، تبلغ سرعة الخط الفعلية 1.25 جيجابت/ثانية، بينما تبلغ سرعة الحمولة 1 جيجابت/ثانية. بالنسبة لشبكة إيثرنت بسرعة 10 جيجابت/ثانية، تكون هذه القيم 10.3125 جيجابت/ثانية و10 جيجابت/ثانية على التوالي. عند تقييم معدل نقل البيانات للشبكة، يمكن أيضًا استخدام مفاهيم مثل الإنتاجية أو معدل الحمولة أو معدل نقل البيانات الفعال.

معدل الباود

مصطلح "باود" يأتي من اسم المهندس الفرنسي إميل بودو، الذي اخترع رمز المبرقة 5 بت. يعبر معدل الباود عن عدد الإشارات أو تغيرات الرمز في ثانية واحدة. الرمز هو أحد التغييرات العديدة في الجهد أو التردد أو الطور.

يحتوي التنسيق الثنائي NRZ على رمزين يمثلهما مستويات الجهد، واحد لكل 0 أو 1. في هذه الحالة، يكون معدل الباود أو معدل الرمز هو نفس معدل البت. ومع ذلك، من الممكن وجود أكثر من رمزين في فترة الإرسال، حيث يتم تخصيص عدة بتات لكل رمز. في هذه الحالة، لا يمكن نقل البيانات عبر أي قناة اتصال إلا باستخدام التعديل.

عندما لا يتمكن وسيط الإرسال من معالجة الإشارة الأصلية، يأتي التعديل في المقدمة. وبطبيعة الحال، نحن نتحدث عن الشبكات اللاسلكية. لا يمكن إرسال الإشارات الثنائية الأصلية مباشرة، بل يجب نقلها إلى تردد حامل راديوي. تستخدم بعض بروتوكولات بيانات الكابلات أيضًا التعديل لتحسين سرعات النقل. وهذا ما يسمى "نقل النطاق العريض".
أعلاه: إشارة التعديل، الإشارة الأصلية

وباستخدام الرموز المركبة، يمكن إرسال بتات متعددة في كل رمز. على سبيل المثال، إذا كان معدل الرموز هو 4800 باود وكل رمز يتكون من بتتين، فسيكون إجمالي معدل البيانات 9600 بت في الثانية. عادة يتم تمثيل عدد الرموز بواسطة قوة 2. إذا كان N هو عدد البتات في الرمز، فإن عدد الرموز المطلوبة سيكون S = 2N. وبالتالي فإن إجمالي معدل نقل البيانات هو:

R = معدل الباود × log 2 S = معدل الباود × 3.32 log 1 0 S

إذا كان معدل الباود 4800 وهناك بتتين لكل حرف، فإن عدد الأحرف هو 22 = 4.

ثم معدل البت هو:

R = 4800 × 3.32log(4) = 4800 × 2 = 9600 نقطة أساس

مع حرف واحد لكل بت، كما هو الحال مع التنسيق الثنائي NRZ، تكون معدلات البت والباود هي نفسها.

تعديل متعدد المستويات

يمكن تحقيق معدل البت العالي من خلال العديد من طرق التعديل. على سبيل المثال، يستخدم مفتاح إزاحة التردد (FSK) عادةً ترددين مختلفين لتمثيل الأصفار والواحدات المنطقية في كل فاصل زمني للرموز. هنا معدل البت يساوي معدل الباود. ولكن إذا كان كل رمز يمثل بتتين، فستكون هناك حاجة إلى أربعة ترددات (4FSK). في 4FSK، معدل البت هو ضعف معدل الباود.

مثال شائع آخر هو مفتاح إزاحة الطور (PSK). في PSK الثنائي، يمثل كل حرف 0 أو 1. يمثل الثنائي 0 0°، ويمثل الثنائي 1 180°. عند بت واحد لكل حرف، يكون معدل البت مساويًا لمعدل الباود. ومع ذلك، من السهل زيادة نسبة البت إلى الرمز (انظر الجدول 1).

الجدول 1.	مفتاح إزاحة الطور الثنائي.
أجزاء تحول المرحلة (درجة)

على سبيل المثال، في التربيع PSK هناك بتتان لكل رمز. باستخدام هذه البنية وبتتين لكل باود، يكون معدل البت ضعف معدل الباود. مع ثلاث بتات لكل باود، سيتم تعيين التعديل 8PSK، وستمثل ثماني تحولات طورية مختلفة ثلاث بتات. ومع 16PSK، تمثل 16 مرحلة إزاحة 4 بتات.

أحد الأشكال الفريدة للتشكيل متعدد المستويات هو تعديل السعة التربيعية (QAM). لإنشاء رموز تمثل بتات متعددة، يستخدم QAM مجموعة من مستويات السعة وإزاحات الطور المختلفة. على سبيل المثال، يقوم 16QAM بتشفير أربع بتات لكل رمز. الرموز عبارة عن مزيج من مستويات السعة المختلفة وتحولات الطور.

لعرض سعة ومرحلة الموجة الحاملة بشكل مرئي لكل قيمة من الكود المكون من 4 بتات، يتم استخدام مخطط تربيعي، والذي يحمل أيضًا الاسم الرومانسي "كوكبة الإشارة" (الشكل 2). تتوافق كل نقطة مع سعة حاملة معينة وتحول الطور. يتم ترميز إجمالي 16 حرفًا بأربع بتات لكل حرف، مما يؤدي إلى معدل بت يبلغ 4 أضعاف معدل الباود.

لماذا عدة بتات في الباود؟

ومن خلال إرسال أكثر من بت واحد لكل باود، يمكنك إرسال البيانات بسرعات عالية عبر قناة أضيق. تجدر الإشارة إلى أن الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات الممكن يتم تحديده من خلال عرض النطاق الترددي لقناة الإرسال.
إذا أخذنا في الاعتبار السيناريو الأسوأ المتمثل في تناوب الأصفار والآحاد في تدفق البيانات، فإن الحد الأقصى لمعدل البت النظري C لعرض نطاق معين B سيكون مساويًا لما يلي:

أو عرض النطاق الترددي بأقصى سرعة:

لإرسال إشارة بسرعة 1 ميجابايت/ثانية تحتاج إلى:

ب = 1/2 = 0.5 ميجا هرتز أو 500 كيلو هرتز

عند استخدام التشكيل متعدد المستويات مع عدة بتات لكل رمز، فإن الحد الأقصى لمعدل البيانات النظري سيكون:

هنا N هو عدد الأحرف في الفاصل الزمني للأحرف:

سجل 2 ن = 3.32 سجل 10 ن

يتم حساب عرض النطاق الترددي المطلوب لتوفير السرعة المطلوبة عند عدد معين من المستويات على النحو التالي:

على سبيل المثال، يمكن تعريف عرض النطاق الترددي المطلوب لتحقيق معدل نقل قدره 1 ميجابايت/ثانية بمعدل بتتين لكل رمز وأربعة مستويات على النحو التالي:

سجل 2 ن = 3.32 سجل 10 (4) = 2

ب = 1/2(2) = 1/4 = 0.25 ميجا هرتز

يمكن حساب عدد الرموز المطلوبة للحصول على معدل البيانات المطلوب في عرض نطاق ثابت على النحو التالي:

3.32 سجل 10 ن = C/2B

سجل 10 ن = C/2B = C/6.64B

N = سجل-1 (C/6.64B)

باستخدام المثال السابق، يتم تحديد عدد الرموز المطلوبة للإرسال بسرعة 1 ميجابت في الثانية عبر قناة 250 كيلو هرتز على النحو التالي:

سجل 10 N = C/6.64B = 1/6.64(0.25) = 0.60

N = سجل-1 (0.602) = 4 أحرف

تفترض هذه الحسابات عدم وجود ضوضاء في القناة. لأخذ الضوضاء في الاعتبار، تحتاج إلى تطبيق نظرية شانون-هارتلي:

C = B سجل 2 (S/N + 1)

C هي سعة القناة بالبت في الثانية،
B هو عرض النطاق الترددي للقناة بالهرتز،
S/N - نسبة الإشارة إلى الضوضاء.

في شكل اللوغاريتم العشري:

C = 3.32B سجل 10 (S/N + 1)

ما هي السرعة القصوى في قناة 0.25 MHz ونسبة S/N تبلغ 30 dB؟ 30 ديسيبل تترجم إلى 1000. وبالتالي فإن السرعة القصوى هي:

C = 3.32B سجل 10 (S/N + 1) = 3.32(0.25) سجل 10 (1001) = 2.5 ميجابت في الثانية

لا تنص نظرية شانون-هارتلي على وجه التحديد على وجوب استخدام التعديل متعدد المستويات لتحقيق هذه النتيجة النظرية. باستخدام الإجراء السابق، يمكنك معرفة عدد البتات المطلوبة لكل حرف:

سجل 10 N = C/6.64B = 2.5/6.64(0.25) = 1.5

N = سجل-1 (1.5) = 32 حرفًا

استخدام 32 حرفًا يعني خمس بتات لكل حرف (25 = 32).

أمثلة لقياس معدل الباود

تستخدم جميع الاتصالات عالية السرعة تقريبًا شكلاً من أشكال النقل عريض النطاق. في شبكة Wi-Fi، تستخدم أنظمة تعديل تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM) QPSK و16QAM و64QAM.

وينطبق الشيء نفسه على تقنية WiMAX والتطور طويل الأمد (LTE) 4G. يعتمد إرسال الإشارات التلفزيونية التناظرية والرقمية في أنظمة تلفزيون الكابل والوصول إلى الإنترنت عالي السرعة على 16QAM و64QAM، بينما تستخدم الاتصالات عبر الأقمار الصناعية QPSK وإصدارات مختلفة من QAM.

بالنسبة لأنظمة الراديو المتنقلة البرية للسلامة العامة، تم مؤخرًا اعتماد معايير تعديل الصوت والبيانات 4FSK. تم تصميم تقنية تضييق عرض النطاق الترددي هذه لتقليل عرض النطاق الترددي من 25 كيلو هرتز لكل قناة إلى 12.5 كيلو هرتز، وفي النهاية إلى 6.25 كيلو هرتز. ونتيجة لذلك، يمكن وضع المزيد من القنوات لمحطات الراديو الأخرى في نفس النطاق الطيفي.

يستخدم التلفزيون عالي الوضوح في الولايات المتحدة طريقة تعديل تسمى النطاق الجانبي الأثري ذي المستويات الثمانية، أو 8VSB. تقوم هذه الطريقة بتخصيص ثلاث بتات لكل رمز عند 8 مستويات سعة، مما يسمح بنقل 10800 ألف رمز في الثانية. عند 3 بتات لكل رمز، ستكون السرعة الإجمالية 3 × 10800000 = 32.4 ميجابت في الثانية. بالاشتراك مع تقنية VSB، التي تنقل نطاقًا جانبيًا كاملاً واحدًا فقط وجزءًا من النطاق الآخر، يمكن نقل بيانات الفيديو والصوت عالية الوضوح عبر قناة تلفزيونية بعرض 6 ميجاهرتز.

مرحبًا بالجميع، اليوم سأخبركم ما هي البودا. الباود هو وحدة سرعة إرسال الإشارة التي يتم قياسها بعدد التحولات أو الأحداث المنفصلة في الثانية. يتم استخدام الباود كوحدة قياس للإشارة إلى سرعة أجهزة المودم لخطوط الهاتف الهاتفية، معبرًا عن عدد التغييرات في حالة قناة الاتصال في الثانية (بالنسبة للمودم، تردد الموجة الحاملة الفعلي عند إرسال البيانات).
سُميت على اسم إميل بودو، مخترع كود بودو، وهو ترميز أحرف للآلات الكاتبة.

يُعتقد خطأً في بعض الأحيان أن الباود هو عدد البتات المرسلة في الثانية. ولكن هذا ينطبق فقط على التشفير الثنائي. على سبيل المثال، تستخدم أجهزة المودم الحديثة مفتاح السعة التربيعية، ويمكن تشفير عدة بتات (حتى 16) من المعلومات بتغيير واحد في مستوى الإشارة.
على سبيل المثال، عند معدل ترميز يبلغ 2400 باود، يمكن أن يصل معدل الإرسال إلى 9600 بت في الثانية نظرًا لأنه يتم إرسال 4 بتات في كل فترة زمنية.

وبالإضافة إلى ذلك، تعبر وحدات البث بالباود عن السعة الكاملة للقناة، بما في ذلك رموز الخدمة (البتات)، إن وجدت. ويتم التعبير عن سرعة القناة الفعالة بوحدات أخرى، على سبيل المثال البتات في الثانية (bit/s, bps).

في أجهزة المودم عالية السرعة، يحمل حرف واحد عدة بتات. على سبيل المثال، ينقل مودم V.22bis وV.32 4 بتات لكل حرف، وV.32bis – 6 بتات، وV.34 – 9.

قبل ظهور أجهزة مودم DSL، لم تكن سرعة الإنترنت للمستخدمين العاديين عالية، ولكن الآن مع ظهور تقنيات DSL وVPN، غالبًا ما تكون سرعة الإنترنت محدودة فقط بخطة تعريفة المزود.

لذلك أنا متأكد من أنك قمت بتوسيع مفرداتك الخاصة بمصطلحات الشبكة المحلية.

كيفية تحويل الباود إلى بت

يوجد موقع ويب جيد جدًا للآلة الحاسبة يقوم بتحويل الباود إلى البتات. موقع calc.ru نفسه.