Физическое и логическое кодирование при передаче данных

В большинстве компьютерных сетей цифровые данные передаются при помощи цифрового сигнала, т.е. последовательностью импульсов. Для передачи данных может использоваться более двух уровней сигнала, при этом один импульс сигнала может представлять не один бит, а группу бит. Возможна обратная ситуация, когда для передачи одного бита используются два импульса сигнала.

При цифровой передаче используют потенциальные и импульсные коды. В потенциальных кодах для представления логических единиц и нулей используется только значение сигнала в битовый период, а фронты сигнала, формирующие законченные импульсы, во внимание не принимаются. Импульсные коды представляют логический ноль и логическую единицу перепадом потенциала определенного направления.

Сигнал в виде импульсной последовательности имеет бесконечный спектр. Но основная энергия сигнала сосредоточена в диапазоне частот от нуля до частоты f=1/t_о (первый лепесток амплитудного спектра сигнала), где t_о – бодовый интервал, то есть длительность единичного импульса линейного сигнала.

Теоретически в соответствии с пределом (условием) Найквиста при передаче последовательности прямоугольных импульсов по каналу связи, эквивалентом которого является идеальный ФНЧ с прямоугольной АЧХ, линейной ФЧХ, частотой среза f_верх и при отсутствии шумов в канале, максимально допустимая скорость изменения значений дискретного сигнала (B=1/t_о, Бод – скорость модуляции) равна B_max=2f_верх.

Указанное ограничение связано с наличием переходных процессов на выходе ФНЧ, длительность которых обратно пропорциональна удвоенной ширине полосы пропускания канала.

При максимально допустимой скорости передачи сигнала бодовый интервал равен времени нарастания/спада фронта сигнала на выходе канала t_о=t_н . Если интервал t_о<t_н , происходит недопустимое искажение формы сигнала на выходе канала и становится невозможно различить значения сигнала.