Apakah mungkin mengirim beberapa bit data pada satu kabel sekaligus?

Apakah ada protokol atau metode modulasi yang sudah ada di mana banyak bit data dikirim melalui satu kabel sekaligus atau mungkin jalur darat tambahan (seperti komunikasi serial)?

Saya tahu ada metode seperti PSK atau FSK di mana fase atau frekuensi pembawa diubah untuk mewakili bit yang berbeda atau keadaan sinyal, tetapi perubahan-perubahan dalam fase atau frekuensi ditransmisikan satu demi satu yaitu secara seri dan tidak sekaligus.

Apakah ada komunikasi atau metode modulasi atau protokol yang dapat mengirim beberapa bit data sekaligus dan tidak satu demi satu menggunakan pergeseran yang dilakukan di PSK atau FSK?

16-QAM mentransmisikan 4 bit secara bersamaan dengan memodulasi baik sudut fase dan amplitudo pembawa: -

Pada sisi penerima, noise yang ditambahkan selama transmisi dapat membuat bit terlihat seperti ini: -

Tapi, asalkan masih ada kesenjangan antara data yang diterima dan titik setengah antara simbol Anda bisa mendeteksinya.

Jadi, jika Anda memahami kebisingan di saluran Anda dan bandwidth saluran akomodatif, Anda akan dapat mengirim lebih dari satu bit secara bersamaan (seperti yang disarankan oleh theorum Shannon-Hartley ): -

Tentu. PSK dan FSK (dan metode modulasi lainnya, dalam hal ini) dapat memiliki lebih dari dua pilihan untuk fase atau frekuensi. Jika Anda memiliki empat pilihan, Anda dapat mengirim dua bit sekaligus.

Modem telepon tingkat lanjut (sebelum kita semua beralih ke broadband) dapat menyandikan sebanyak 8 hingga 10 bit pada satu waktu, menggunakan 256 hingga 1024 keadaan pensinyalan berbeda.

Diagram QAM-256 (dari sini )

Ini hanya semacam meta-jawaban yang menyeluruh, karena saya belum pernah melihat kata "simbol" disorot sebanyak yang saya inginkan. Dalam sistem komunikasi tipikal, Anda hanya mengirim satu simbol pada satu waktu, tetapi Anda mungkin memiliki lebih dari 1 bit per simbol.

Simbol adalah konsep logis yang dipetakan ke beberapa manifestasi fisik. Misalnya, dalam jawaban Dave Chapman ada 4 simbol, dipetakan ke level tegangan fisik 0V 1.25V 2.5V dan 3.75V. Dalam contoh 16QAM dari jawaban Andy aka ada 16 simbol, dipetakan ke kombinasi amplitudo dan fase.

Anda kemudian dapat menentukan pemetaan simbol Anda ke bit. Jika Anda memiliki jalur digital sederhana dengan 2 simbol: 0V dan 5V, Anda dapat memetakan simbol tersebut ke bit 1 dan 0. Jika Anda memiliki 4 simbol (seperti jawaban voltase Dave), Anda dapat memetakan pasangan pasang ke bit, 00, 01, 10, 11. Jika Anda memiliki 16 simbol, seperti 16QAM, Anda dapat memetakannya ke grup 4 bit 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, dan 1111.

Dengan demikian semakin banyak simbol yang Anda miliki, semakin banyak bit yang dapat Anda kirimkan pada saat yang sama. Tentu saja, lebih banyak simbol juga berarti lebih sulit untuk membedakan simbol mana yang ditransmisikan nanti.

Juga dimungkinkan untuk mengirim lebih dari satu simbol pada sebuah kawat, jika manifestasi fisik Anda dari simbol-simbol itu mudah dipisahkan. Misalnya, kabel mengirimkan data yang simbolnya cocok dengan pita frekuensi sempit yang sangat bagus (satu per saluran). Simbol yang dikirim pada masing-masing saluran ini dapat ditangani secara independen.

Saya tahu ada metode seperti PSK atau FSK di mana fase atau frekuensi pembawa diubah untuk mewakili bit yang berbeda atau keadaan sinyal, tetapi perubahan-perubahan dalam Fase atau Frekuensi ditransmisikan satu demi satu yaitu yaitu Serial dan tidak sekaligus.

Ini belum tentu benar. Jika skema modulasi FSK Anda memiliki 4 atau 8 atau 16 frekuensi berbeda yang dapat ditransmisikan, bukan hanya dua, Anda dapat mengirimkan 2 atau 3 atau 4 bit per simbol.

Skema modulasi apa pun yang menawarkan lebih dari 2 pilihan simbol berbeda di setiap interval baud mentransmisikan lebih dari 1 bit per simbol.

Jadi saya ingin tahu apakah ada komunikasi atau metode modulasi atau protokol yang dapat mengirim bit data sekaligus dan tidak satu demi satu menggunakan pergeseran yang dilakukan di PSK atau FSK?

Misalnya, modulasi amplitudo-pulsa (PAM, saat ini menjadi topik hangat dalam komunikasi data serat optik) dan modulasi amplitudo quadrature (QAM) biasanya dirancang dengan lebih dari 1 bit per baud.

Setelah menulis jawaban ini, saya perhatikan pertanyaan ini ditandai sebagai "elektronik digital": jawaban saya memerlukan komponen analog sehingga saya tidak tahu apakah itu akan berguna. Saya akan meninggalkannya, apa pun itu.

Sebagai seorang Insinyur Sistem Kontrol, saya ingin mengusulkan solusi yang lebih sederhana.

Jika Anda dapat mengontrol arus atau voltase Anda dalam mode analog dengan akurasi tinggi, Anda dapat memilih nilai referensi tinggi dan rendah, misalkan 0-16v demi kesederhanaan. Dari sini, jika Anda memiliki resolusi 1v untuk kontrol Anda, Anda dapat mengirimkan hingga 4 bit informasi secara bersamaan dengan memilih representasi desimal bidang bit sebagai tegangan Anda.

Sebagai contoh:

0v => 0000
1v => 0001
7v => 0111
etc.

Kemudian jika Anda menyetelnya menjadi jam, Anda dapat memahami bahwa nilai ini diperbarui pada x Hz sehingga program Anda dapat merespons bahkan jika nilainya tidak berubah.

Satu-satunya batasan untuk ini adalah tingkat presisi yang dengannya Anda dapat mengontrol transmisi tegangan / arus Anda.

Ada protokol standar untuk ini seperti PAM16 yang digunakan dalam ethernet . Ini mengambil 16 nilai antara -1v dan 1v. Berkat komentar untuk informasi ini.

Ada metode yang cukup standar yang disebut "dibit", yang mengirimkan dua bit dalam slot waktu tertentu. Bit dikodekan sebagai tegangan analog, seperti ini:

Data Tegangan

0,00 V - 00

1.25 V - 01

2,50 V - 10

3,75 V - 11

Sistem ini menggunakan konverter D / A untuk mengirim, dan konverter A / D untuk menerima. Sistem serupa ada untuk "tribits" dan quadbits ". Setelah itu, tidak begitu baik. Masalahnya, jelas, adalah ketika Anda pergi ke perbedaan kecil antara pola bit, Anda menjadi lebih rentan terhadap kebisingan.

Bahkan, inilah sebabnya transmisi data digital pertama kali ditemukan.

Intinya, Anda bisa melakukan ini, tetapi ada trade-off.

Cara untuk mengirimkan beberapa sinyal melalui kabel atau media tunggal adalah dengan menggunakan multiplexing, dua tipe utama adalah FDM (Frequency Division Multiplexing) dan TDM (Time Division Multiplexing).

Pada FDM pada dasarnya setiap sinyal memodulasi pembawa yang berbeda, dan semua sinyal ditransmisikan dalam media yang sama sekaligus, di sisi penerima, biasanya ada beberapa jenis filter yang memilih rentang frekuensi yang diinginkan dan mendemodulasi sinyal.

Dalam TDM setiap sinyal ditransmisikan dalam slot waktu yang berbeda, bayangkan garis 8 sinyal di mana setiap sinyal memiliki gilirannya sendiri, selama slot waktu kecil sinyal 1 akan dikirim, kemudian sinyal 2, kemudian sinyal 3 dan seterusnya, siklus akan ulangi dan mulai dengan sinyal 1 lagi.

Lihat juga CDMA (Code Division Multiple Access), dari Wiki:

CDMA adalah contoh dari beberapa akses, di mana beberapa pemancar dapat mengirim informasi secara bersamaan melalui satu saluran komunikasi. Ini memungkinkan beberapa pengguna untuk berbagi pita frekuensi (lihat bandwidth). Untuk mengizinkan ini tanpa campur tangan yang tidak semestinya di antara para pengguna, CDMA menggunakan teknologi spread spectrum dan skema pengkodean khusus (di mana setiap pemancar diberi kode).

Varian FDM adalah OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)