Лекция 6

Коды передачи данных Для передачи информации по каналам связи используются специальные коды. Коды эти стандартизированы и определены рекомендациям ISO (International Organization for Standardization). – Международной организацией по стандартизации (МОС) или Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (МККТТ)). Наиболее распространенным кодом передачи по каналам связи является код ASCII, принятый для обмена информацией практически во всем мире (отечественный аналог – КОИ-7). Кроме радио и спутниковой связи, ЛВС используют и связь при помощи информационного кабеля. Информационный кабель – это набор проводов, по которым передаются сигналы от одного устройства компьютера к другому. Чтобы обеспечить быстродействие, для каждого сигнала выделен отдельный провод. Сигналы передаются в определенной последовательности и в определенных комбинациях друг с другом.

Для передачи кодовой комбинации используется столько линий, сколько битов эта комбинация содержит. Каждый бит передается по отдельному проводу. Это параллельная передача или передача параллельным кодом. Предпочтение такой передачи отдается при организации локальных МВК, для внутренних ЭВМ и для небольших расстояний между абонентами сети. Передача параллельным кодом обеспечивает высокое быстродействие, но требует повышенных затрат на создание физической передающей среды и обладает плохой помехозащищенностью. Для передачи кодовой комбинации по двухпроводной линии группа битов передается по одному проводу бит за битом. Это передача информации последовательным кодом. Она медленнее, так как требует преобразования данных в параллельный код для дальнейшей обработки в ЭВМ, но экономически выгодна для передачи сообщений на большие расстояния.

Типы синхронизации данных Процессы передачи или приемам информации в вычислительных сетях могут быть привязаны к определенным временным отметкам, т.е. один из процессов может начаться только после того, как получит полностью данные от другого процесса. Такие процессы называются синхронными. В то же время существуют процессы, в которых нет такой привязки и они могут выполняться независимо от степени полноты переданных данных. Такие процессы называются асинхронными. Синхронизация данных – согласование различных процессов во времени. В системах передачи данных используются два способа передачи данных: синхронный и асинхронный. При синхронной передачи информация передается блоками, которые обрамляются специальными управляющими символами.. В состав блока включается также специальные синхросимволы, обеспечивающие контроль состояния физической передающей среды, и символы, позволяющие обнаружить ошибки при обмене.

В конце блока данных при синхронной передаче в канал связи выдается контрольная последовательность, сформированная по специальному алгоритму. По этому же алгоритму формируется контрольная последовательность при приеме информации из канала связи. Если обе последовательности совпадают – ошибок нет. Блок данных принят. Если последовательности не совпадают - ошибка. Передача повторяется до положительного результата проверки. Если повторные операции передачи не дают положительного результата, то фиксируется состояние аварии. Синхронная передача – высокоскоростная и почти безошибочная. Она используется для обмена сообщениями между ЭВМ. Синхронная передача требует дорогостоящего оборудования Биты синхронизации Символ конца передачи Передаваемые символы Контрольная послед. Поле данных

При асинхронной передаче данных данные передаются в канал связи как последовательность бито, из которых при приеме необходимо выделить байты для последующей их обработки. Доля этого каждый байт ограничивается стартовым и стоповым битами, которые и позволяются произвести выделение их из потока передачи. Иногда в линиях связи с низкой надежностью используется несколько таких битов. Дополнительные стартовые и стоповые биты несколько снижают эффективную скорость передачи данных и соответственно пропускную способность канала связи. В то же время асинхронная передача не требует дорогостоящего оборудования и отвечает требованиям организации диалога при взаимодействии ЭВМ. Стартовые биты Стоповый бит Передаваемые символы Бит четности Поле данных

Аппаратная реализация передачи данных Цифровые данные по проводнику передаются путем смены текущего напряжения: нет напряжения «0», есть напряжение «1». Существует два способа передачи информации по физической передающей среде: цифровой и аналоговый. При цифровом или узкополосном способе передачи данные передаются в их естественном виде на единой частоте. Данный способ позволяет передавать только цифровую информацию, обеспечивает в каждый момент времени возможность использования передающей среды только двумя пользователями и допускает нормальную работу только на ограниченном расстоянии ( не более 1000 м). В то же время такой способ обеспечивает высокую скорость обмена данными. Поэтому подавляющее число ЛВС использует данный способ.

Аналоговый способ передачи цифровых данных обеспечивает широкополосную передачу за счет использования в одном канале сигналов различных несущих частот. При аналоговом способе передачи происходит управление параметрами сигнала несущей частоты для передачи по каналу связи цифровых данных. Сигнал несущей частоты представляет собой гармоническое колебание, описываемое уравнением X=Xm sin(wt+f0) где Xm – амплитуда колебаний; w – частота колебаний; t – время; f0 – начальная фаза. Передать цифровые данные по аналоговому каналу можно, управляя одним из параметров сигнала несущей частоты: амплитудой, частотой или фазой. Амплитудная модуляция – «0» отсутствие сигнала. Частотная модуляция – предусматривает передачу сигналов «0» и «1» на разной частоте. При переходе от «0» к «1» или от «1» к «0» происходит изменение частоты. Фазовая модуляция – при переходе из одного состояния в другое меняется направление колебаний.

Аппаратные средства Чтобы обеспечить передачу информации из ЭВМ в коммуникационную среду, необходимо согласовать сигналы внутреннего интерфейса ЭВМ с параметрами сигналов, передаваемых по каналам связи. При этом должно быть выполнено как физическое согласование (форма, амплитуда и длительность сигнала), так и кодовое. Технические устройства выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи, называются адаптерами или сетевыми адаптерами. Один адаптер обеспечивает сопряжение с ЭВМ одного канала связи. Кроме одноканальных адаптеров используются и многоканальные устройства – мультиплексоры передачи данных или просто мультиплексоры.

Мультиплексор передачи данных – устройство сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи. Как уже говорилось ранее, для передачи цифровой информации по каналу связи необходимо поток битов преобразовать в аналоговые сигналы, а при приема информации из канала связи в ЭВМ выполнить обратное действие – преобразовать аналоговые сигналы в поток битов, которые может обрабатывать ЭВМ. Такие преобразования выполняет специальное устройство – модем. Модем – устройство, выполняющее модуляцию и демодуляцию информационных сигналов при передачи их из ЭВМ в канал связии при приеме в ЭВМ из канала связи. Концентратор (HUB, Switch) – устройство, коммутирующее несколько каналов связи на один путем частного разделения. Повторитель – устройство, обеспечивающее сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее чем предусмотрено физической средой состояние.