งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย คอมพิวเตอร์ Data Communication and Networks บทที่ 2 พื้นฐานข้อมูลและ สัญญาณ อาจารย์ผู้สอน : ดร. วีรพันธุ์ ศิริฤทธิ์ E-Mail.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย คอมพิวเตอร์ Data Communication and Networks บทที่ 2 พื้นฐานข้อมูลและ สัญญาณ อาจารย์ผู้สอน : ดร. วีรพันธุ์ ศิริฤทธิ์ E-Mail."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย คอมพิวเตอร์ Data Communication and Networks บทที่ 2 พื้นฐานข้อมูลและ สัญญาณ อาจารย์ผู้สอน : ดร. วีรพันธุ์ ศิริฤทธิ์ gmail.com

2 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 To be transmitted, data must be transformed to electromagnetic signals. Note:

3 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., Analog and Digital Analog and Digital Data Analog and Digital Signals Periodic and Aperiodic Signals

4 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Signals can be analog or digital. Analog signals can have an infinite number of values in a range; digital signals can have only a limited number of values. Note:

5 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.1 Comparison of analog and digital signals

6 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 In data communication, we commonly use periodic analog signals and aperiodic digital signals. Note:

7 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., Analog Signals Sine Wave Phase Examples of Sine Waves Time and Frequency Domains Composite Signals Bandwidth

8 LOGO. ซ Data Communication and Networks พื้นฐานของสัญญาณ (Fundamentals of Signals) สัญญาณแอนะล็อก (Analog Signals) 1. แอมพลิจูด (Amplitude) สัญญาณแอนะล็อก ที่ มีการเคลื่อนที่ในลักษณะเป็น รูปคลื่นขึ้นลงสลับกันและก้าวไปตามเวลาแบบสมบูรณ์นั้น เรียกว่า คลื่นซายน์ (Sine Wave) ในขณะที่แอมพลิจูดจะเป็นค่าที่วัดจาก แรงดันไฟฟ้า ซึ่งอาจเป็นระดับของ คลื่นจุดสูงสุด (High Amplitude) หรือจุดต่ำสุด (Low Amp litude) และโดยปกติจะแทน ด้วยหน่วยวัดเป็นโวลต์ (Volt) แต่สามารถใช้หน่วยวัดอื่นๆ แทนได้ เช่น แอมป์ (Amp) หรือวัตต์ (Watt)

9 LOGO. ซ Data Communication and Networks พื้นฐานของสัญญาณ (Fundamentals of Signals) 2. ความถี่ (Frequency) หมายถึงอัตราการขึ้นลง ของคลื่น ซึ่งเกิดขึ้นจำนวนกี่ รอบภายใน 1 วินาที โดยรอบต่อวินาที่หรือความถี่นั้น จะใช้ แทนหน่วยวัดเป็นเฮิรตซ์ (Hertz : Hz) นอกจากนี้ความถี่ยังเกี่ยวข้องกับคาบ (Period) ซึ่ง คาบเป็นระยะเวลาของ สัญญาณที่เปลี่ยนแปลงไปจนครบรอบ โดยจะมีรูปแบบซ้ำๆ กันในทุกช่วงเวลา และเมื่อ คลื่นสัญญารณทำงานครบ 1 รอบ จะเรียกว่า Cycle ตามปกติแล้ว คาบเวลา (Period) จะใช้หน่วยวัดเป็น วินาที (Seconds) ส่วน ความถี่ (Frequency) จะใช้หน่วยวัดเป็นเฮิรตซ์ (Hertz : H z) ซึ่งวัดจากคลื่นสัญญาณที่ ทำงานครบรอบภายในเวลา 1 วินาที

10 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.2 A sine wave

11 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.3 Amplitude

12 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.4 Period and frequency

13 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Table 2.1 Units of periods and frequencies UnitEquivalentUnitEquivalent Seconds (s)1 shertz (Hz)1 Hz Milliseconds (ms)10 –3 skilohertz (KHz)10 3 Hz Microseconds (ms)10 –6 smegahertz (MHz)10 6 Hz Nanoseconds (ns)10 –9 sgigahertz (GHz)10 9 Hz Picoseconds (ps)10 –12 sterahertz (THz)10 12 Hz

14 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Example 1 Express a period of 100 ms in microseconds, and express the corresponding frequency in kilohertz. Solution From Table 3.1 we find the equivalent of 1 ms.We make the following substitutions: 100 ms = 100  s = 100   10   s = 10 5  s Now we use the inverse relationship to find the frequency, changing hertz to kilohertz 100 ms = 100  s = s f = 1/10 -1 Hz = 10  KHz = KHz

15 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Relationships between different phases

16 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Example 2 A sine wave is offset one-sixth of a cycle with respect to time zero. What is its phase in degrees and radians? Solution We know that one complete cycle is 360 degrees. Therefore, 1/6 cycle is (1/6) 360 = 60 degrees = 60 x 2  /360 rad = rad

17 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Sine wave examples

18 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Sine wave examples (continued)

19 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Sine wave examples (continued)

20 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Time and frequency domains

21 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Time and frequency domains (continued)

22 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Time and frequency domains (continued)

23 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Square wave

24 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Three harmonics

25 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Adding first three harmonics

26 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 3.11 Frequency spectrum comparison

27 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Signal corruption

28 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.13 Bandwidth

29 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Example 3 If a periodic signal is decomposed into five sine waves with frequencies of 100, 300, 500, 700, and 900 Hz, what is the bandwidth? Draw the spectrum, assuming all components have a maximum amplitude of 10 V. Solution B = f h  f l = 900  100 = 800 Hz The spectrum has only five spikes, at 100, 300, 500, 700, and 900 (see Figure 13.4 )

30 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.14 Example 3

31 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Example 4 A signal has a bandwidth of 20 Hz. The highest frequency is 60 Hz. What is the lowest frequency? Draw the spectrum if the signal contains all integral frequencies of the same amplitude. Solution B = f h  f l 20 = 60  f l f l = 60  20 = 40 Hz

32 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.15 Example 4

33 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Example 5 A signal has a spectrum with frequencies between 1000 and 2000 Hz (bandwidth of 1000 Hz). A medium can pass frequencies from 3000 to 4000 Hz (a bandwidth of 1000 Hz). Can this signal faithfully pass through this medium? Solution The answer is definitely no. Although the signal can have the same bandwidth (1000 Hz), the range does not overlap. The medium can only pass the frequencies between 3000 and 4000 Hz; the signal is totally lost.

34 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., Digital Signals Bit Interval and Bit Rate As a Composite Analog Signal Through Wide-Bandwidth Medium Through Band-Limited Medium Versus Analog Bandwidth Higher Bit Rate

35 LOGO. ซ Data Communication and Networks พื้นฐานของสัญญาณ (Fundamentals of Signals) สัญญาณดิจิตอล (Digital Signals) สัญญาณดิจิตอลโดยส่วนใหญ่เป็นสัญญาณชนิดไม่มี คาบ ดังนั้นคาบเวลาและ ความถี่จึงไม่นำมาใช้งานกับสัญญาณดิจิตอล แต่จะมีคำที่ เกี่ยวของอยู่ 2 คำด้วยกัน คือ Bit Interval มีความหมายเดียวกันกับคาบ (Period) โดย Bit interval คือเวลาที่ ส่งข้อมูล 1 บิต Bit Rate คือจำนวนของ Bit Interval ต่อวินาที ซึ่งมี หน่วยวัดเป็นบิตต่อวินาที (bps)

36 LOGO. ซ Data Communication and Networks พื้นฐานของสัญญาณ (Fundamentals of Signals) สัญญาณดิจิตอล (Digital Signals)

37 LOGO. ซ Data Communication and Networks พื้นฐานของสัญญาณ (Fundamentals of Signals) สัญญาณดิจิตอล (Digital Signals)

38 LOGO. ซ Data Communication and Networks พื้นฐานของสัญญาณ (Fundamentals of Signals) สัญญาณดิจิตอล (Digital Signals)

39 LOGO. ซ Data Communication and Networks หน่วยวัดความเร็วในการส่งข้อมูลหน่วยวัดความเร็วในการส่งข้อมูล อัตราบิต (Bit Rate/Data Rate) คือ จำนวนบิตที่ สามารถส่งได้ภายในหนึ่งหน่วยเวลา ซึ่งมีหน่วยเป็นบิตต่อวินาที (Bit per second : bps) อัตราบอด (Baud Rate) คือ จำนวนของสัญญาณที่ สามารถส่งได้ต่อการเปลี่ยนแปลง สัญญาณในหนึ่งหน่วยเวลา (baud per second) ปกติแล้วอัตราบอดอาจมีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับอัตราบิต ก็ได้ ถ้าจะเทียบแล้วแบนด์ วิดธ์ในระบบสื่อสารนั้นจะขึ้นอยู่กับอัตราบอด ไม่ใช่อัตราบิต หน่วยวัดความเร็วในการส่งข้อมูล ?

40 LOGO. ซ Data Communication and Networks หน่วยวัดความเร็วในการส่งข้อมูลหน่วยวัดความเร็วในการส่งข้อมูล

41 LOGO. ซ Data Communication and Networks หน่วยวัดความเร็วในการส่งข้อมูลหน่วยวัดความเร็วในการส่งข้อมูล

42 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.16 A digital signal

43 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Example 6 A digital signal has a bit rate of 2000 bps. What is the duration of each bit (bit interval) Solution The bit interval is the inverse of the bit rate. Bit interval = 1/ 2000 s = s = x 10 6  s = 500  s

44 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.17 Bit rate and bit interval

45 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.18 Digital versus analog

46 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Table 2.12 Bandwidth Requirement Bit Rate Harmonic 1 Harmonics 1, 3 Harmonics 1, 3, 5 Harmonics 1, 3, 5, 7 1 Kbps500 Hz2 KHz4.5 KHz8 KHz 10 Kbps5 KHz20 KHz45 KHz80 KHz 100 Kbps50 KHz200 KHz450 KHz800 KHz

47 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., Analog versus Digital Low-pass versus Band-pass Digital Transmission Analog Transmission

48 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.19 Low-pass and band-pass

49 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., Data Rate Limit Noiseless Channel: Nyquist Bit Rate Noisy Channel: Shannon Capacity Using Both Limits

50 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., Transmission Impairment Attenuation Distortion Noise

51 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.20 Impairment types

52 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.21 Attenuation

53 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Example 12 Imagine a signal travels through a transmission medium and its power is reduced to half. This means that P2 = 1/2 P1. In this case, the attenuation (loss of power) can be calculated as Solution 10 log 10 (P2/P1) = 10 log 10 (0.5P1/P1) = 10 log 10 (0.5) = 10(–0.3) = –3 dB 10 log 10 (P2/P1) = 10 log 10 (0.5P1/P1) = 10 log 10 (0.5) = 10(–0.3) = –3 dB

54 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Example 13 Imagine a signal travels through an amplifier and its power is increased ten times. This means that P2 = 10 ¥ P1. In this case, the amplification (gain of power) can be calculated as 10 log 10 (P2/P1) = 10 log 10 (10P1/P1) 10 log 10 (P2/P1) = 10 log 10 (10P1/P1) = 10 log 10 (10) = 10 (1) = 10 dB = 10 log 10 (10) = 10 (1) = 10 dB

55 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Example 14 One reason that engineers use the decibel to measure the changes in the strength of a signal is that decibel numbers can be added (or subtracted) when we are talking about several points instead of just two (cascading). In Figure 3.22 a signal travels a long distance from point 1 to point 4. The signal is attenuated by the time it reaches point 2. Between points 2 and 3, the signal is amplified. Again, between points 3 and 4, the signal is attenuated. We can find the resultant decibel for the signal just by adding the decibel measurements between each set of points.

56 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.22 Example 14 dB = –3 + 7 – 3 = +1

57 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.23 Distortion

58 McGraw-Hill©The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 Figure 2.24 Noise


ดาวน์โหลด ppt การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย คอมพิวเตอร์ Data Communication and Networks บทที่ 2 พื้นฐานข้อมูลและ สัญญาณ อาจารย์ผู้สอน : ดร. วีรพันธุ์ ศิริฤทธิ์ E-Mail.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google