Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Bandbreite aus Baudrate berechnen (S0-Bus)


von Manfred j. (siachx)


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Hallo zusammen,

also ich habe folgende Aufgabe:
Es geht um Datenraten, Baudrate und Bandbreite des S0-Bus (ISDN)

Die Datenrate, die ich berechnet habe, ist 192kbit/s.

Die Baudrate bei einer AMI-Leitungscodierung ist ja somit 192kbaud/s da 
sich der Signalpegel pro bit auch nur einmal ändert. 
(http://de.wikipedia.org/wiki/AMI-Code)

Nun müsste ich die theoretisch mindestens notwendige Bandbreite der 
Übertragungsstrecke berechnen.

Ich hätte ja jetzt gesagt, das sind 192 kHZ, aber das scheint mir nicht 
richtig.

Weiß jemand Rat?

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Manfred jun. schrieb:
> Ich hätte ja jetzt gesagt, das sind 192 kHZ, aber das scheint mir nicht
> richtig.

Mal Dir mal auf, wie ein Signal, bestehend aus lauter 1en (oder 0en, bei 
der modifizierten Variante für ISDN) aussieht.

Sofern es nicht auf die Rechteckform ankommt (also Oberwellen ignoriert 
werden), solltest Du leicht die Frequenz erkennen können.

von Manfred j. (siachx)


Angehängte Dateien:

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Erstmal danke für die Antwort.

Im Anhang meine Skizze.

Also wenn ich das jetzt richtig gedeutet habe, hab ich ja die höchste 
Frequenz bei lauter 1en. Und wenn ich den roten Sinus nehme, müsste ja 
die Bandbreite 96 kHz sein. Also 2 Bit/Periode.
Kann man sich das so vorstellen / erklären?

Gibts da irgend ne Formel oder Regel oder muss man sich das für jeden 
Code überlegen?

von Marius S. (lupin) Benutzerseite


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Nehmen wir mal an du hast ein Rechtecksignal mit 192kHz.
Die Grundfrequenz ist 192kHz (wenn du dir in dein Rechteck Sinus-Wellen 
rein zeichnest, wie du es schon getan hast). Das ist nicht die 
Bandbreite.

Die Bandbreite eines idealen, nicht bandbegrenzten Rechtecksignals ist 
unendlich (da sich das Spektrum Si-förmig z.B. um 192 kHz ausbreitet).

Bei Informationsübertragung wird meist mit einer Bandbegrenzung 
gearbeitet (Tiefpassfilter). Zum Beispiel mit einem Gauss-Filter (GMSK). 
Vor allem wenn man mehrere Signale im Spektrum hat (also meist bei nicht 
leitungsgebundener Übertragung).

Ist wirklich die Bandbreite gesucht? Dann müsstest du raus finden, 
ob/was für eine Bandbegrenzung es beim S0-Bus gibt.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Es hängt von der Verteilung der Datenfolge ab und den verwendeten 
Filtern bzw. dem gewünschten S/N am Detektor. Kann man theoretisch 
berechnen. Ich aber nicht und eine Referenz habe ich nicht direkt im 
Kopf.

Geh doch praktisch vor. Mir fallen zwei Wege ein:
1. Pseudorauschfolge in SPICE simulieren und das Spektrum per FFT 
ansehen.
2. Im DSL-Router nachschauen, was die Telekom im Spektrum für ISDN 
reserviert.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Manfred jun. schrieb:
> 20130717_233115.jpg
>           2,7 MB
Das muss nicht sein: 5% davon reichen aus, um die komplette Informetion 
dazustellen. Die User, die mit einem Mobilzugang unterwegs sind, werden 
es dir danken...

von Stefan W. (dl6dx)


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Abdul K. schrieb:
> Im DSL-Router nachschauen, was die Telekom im Spektrum für ISDN
> reserviert.

Vorsicht, Verwechslungsgefahr!

Das ISDN-Signal der Teilnehmeranschlussleitung ist ein UK0-Signal. UK0 
verwendet eine mehrwertige Codierung (4B3T (ternär) oder 2B1Q 
(quaternär)), die Baudrate ist entsprechend 120 kBaud (4B3T) bzw. 80 
kBaud (2B1Q). Dadurch kann das DSL-Spektrum bereits bei 138 kHz (IRU-T 
G.992.1 Annex B) beginnen.

Der TO sucht aber die Bandbreite eines S0-Bussignals. Das ist binär 
codiert und enthält für die Gleichstromfreiheit zusätzliche Füllbits 
(und kommt so brutto auf 192 kbit/s).

Für den TO folgende Tipps:

1. Achte auf den Begriff "gleichstromfrei". Er enthält eine Aussage zur 
unteren Grenzfrequenz.

2. Schau mal in ITU-T I.430*, insbesondere in den Abschnitt 8. Da ist 
einiges, was Hinweise gibt.

Grüße

Stefan

* http://www.itu.int/rec/T-REC-I.430-199511-I/en

von Freddy (Gast)


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Ich kenne das so:

Man geht von einem zufälligem, (stationärem und ergodischem)binären 
Datensignal aus. Dann kann man vereinfachend annehmen, die Datenbits 
sind unkorreliert, die Autokorrelationsfolge weist nur einen Dirac bei 0 
auf.

Dieses Binärsignal wird über einen Encoder geschickt, der den AMI-Code 
umsetzt. Der AMI-Code ist ein Bipolar-Code 1. Ordnung. Sinn und Zweck 
des AMI-Codes ist es, das Leistungsdichtespektrum des rein binären 
Datensignals so zu verformen, dass kein Gleichanteil mehr vorhanden ist 
(zusätzlich ist eine Taktrückgewinnung bei langen 1-Folgen wegen der 
Flanken möglich).

Betrachtet man also das Leistungdichtespektrum des AMI-codierten 
digitalen Datensignals, so ergibt sich ein Sinusverlauf mit einer 
Periode von fs=192kHz.

Das AMI-codierte Signal wird D/A-umgesetzt, was einer Faltung mit einem 
rechteckförmigen Formfilter entspricht.

Ein Rechtecksignal im Zeitbereich weist im Frequenzbereich einen 
si-Verlauf auf.

Das AMI-codierte Signal wird also mit einer si^2-Funktion mit erster 
Nullstelle bei fs/2 gewichtet.

Gehen wir von einer idealen Bandbergrenzung aus, ist dann fs/2=96kHz 
deine Bandbreite.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ist natürlich toll, wenn du es mathematisch beschreiben kannst! Ich für 
meinen Teil konnte gerade so folgen und würde einen Fehler nicht 
bemerken. Ehrlich, ist 
http://www.mikrocontroller.net/attachment/185147/20130717_233115.jpg 
nicht einfacher?

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