Передавання даних

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Передача даних (обмін даними, цифрова передача, цифровий зв'язок) — фізичне перенесення даних цифрового (бітового) потоку у вигляді сигналів від точки до точки або від точки до множини точок засобами електрозв'язку каналом зв'язку; як правило, для подальшої обробки засобами обчислювальної техніки. Прикладами подібних каналів можуть бути мідні проводи, оптичне волокно, бездротові канали зв'язку або запам'ятовуючі пристрої.

Передача даних може бути аналоговою чи цифровою (потік двійкових сигналів), а також модульованою за допомогою аналогової модуляції, або за допомогою цифрового кодування.

Тоді як аналоговий зв'язок є передачею змінного аналогового сигналу, цифровий зв'язок є передачею дискретних повідомлень. Повідомлення є або послідовністю імпульсів, що означає лінійний код (у смузі пропускання), або обмежуються набором хвиль з неперервно змінними формами, використовуючи метод цифрової модуляції. Такий спосіб модуляції і відповідна йому демодуляція здійснюється модемним обладнанням.

Передані дані можуть бути цифровими повідомленнями, що йдуть від джерела даних, наприклад, з комп'ютера або від клавіатури. Це може бути й аналоговий сигнал — телефонний дзвінок або відеосигнал, оцифрований у бітовий потік, з використанням імпульсно-кодової модуляцію (PCM) або більш розширені схеми кодування джерела (аналого-цифрове перетворення та стиснення даних). Кодування і декодування джерела здійснюється шифратором або кодуючим обладнанням.

Послідовна і паралельна передача[ред.ред. код]

У телекомунікації, послідовна передача — це послідовна передача елементів сигналу, який є символами чи іншими об'єктами даних . Цифрова послідовна передача — це послідовне відправлення бітів одним дротом, частотою чи оптичним шляхом. Так як це вимагає меншої обробки сигналу, і менша ймовірність помилки, ніж при паралельній передачі, то швидкість передачі даних по кожному окремому шляху може бути більша. Цей механізм може використовуватися на більш далеких відстанях, бо може легко передаватися контрольна цифра або біт парності.

Паралельною передачею в телекомунікаціях називається одночасна передача елементів сигналу одного символу або іншого об'єкта даних. У цифровому зв'язку паралельною передачею називається одночасна передача відповідних елементів сигналу по двох або більшій кількості шляхів. Використовуючи безліч електричних дротів можна передавати кілька біт одночасно, що дозволяє досягти більш високих швидкостей передачі, ніж при послідовній передачі. Цей метод застосовується всередині комп'ютера, наприклад, у внутрішніх шинах даних, а іноді і в зовнішніх пристроях, таких, як принтери. Основною проблемою при цьому є «перекіс», тому що дроти при паралельній передачі мають трохи різні властивості (не спеціально), тому деякі біти можуть прибути раніше за інших, і це може пошкодити повідомлення. Біт парності сприяє скороченню помилок. Тим не менше, електричний дріт при паралельній передачі даних менш надійний на великих відстанях, оскільки передача порушується з набагато більшою ймовірністю.

Синхронізація[ред.ред. код]

Синхронізація в паралельних інтерфейсах: Проблема синхронізації в системах паралельної передачі даних на Фізичному рівні насправді є досить нескладною. Застосовуючи генератор тактових імпульсів, передавач точно вказує приймачу, коли в каналі зв'язку перебувають дійсні дані.

Якщо швидкість передачі даних і відстань між пристроями перебувають у межах, що дозволяють бути впевненими в тім, що в переданих сигналах немає зрушень по фазі, інформація, надавана генератором тактових імпульсів, достатня для того, щоб уникнути неправильної вибірки даних з каналу зв'язку.

Синхронізація в послідовних інтерфейсах: Коли для передачі даних між передавачем і приймачем доступний тільки один канал зв'язку, проблема синхронізації стає більше складною. У послідовних системах існує два основних способи синхронізації передавача й приймача. Один з них ґрунтується на неявній синхронізації взаємодіючих пристроїв і називається асинхронним обміном даними, інший базується на явній синхронізації при обміні інформацією й відповідно називається синхронним обміном даними.

Асинхронна передача:[ред.ред. код]

Використання терміна асинхронна для опису схеми узгодження за часом, у якій передавач і приймач не обмінюються явною синхронізуючою інформацією, є досить невдалим. Для обміну осмисленою інформацією пара передавач-приймач завжди повинна бути синхронізована між собою. Термін асинхронний ставиться до відповідного періоду часу, через який передавач і приймач повинні бути синхронізовані.

В асинхронних системах він, як правило, є дуже нетривалим (звичайно один символ з відомого кодового набору, такого як ASCII - American Standard Code for Information Interchange, американський стандартний код для обміну інформацією). Відповідно термін посимвольна передача краще підходить для опису асинхронного обміну інформацією.

У таких системах, моделлю яких може служити друкуюча на клавіатурі людина, час між передачею послідовних символів (міжсимвольний інтервал) різний, звідси й походження терміна асинхронний. При натисканні на клавішу клавіатура генерує код, що звичайно складається з 10 біт (стартовий біт, 7 біт даних, біт парності й стоповий біт). Щоб одержати ці 10 біт без помилок, приймач повинен витягти їх з каналу зв'язку в правильний момент.

Інакше кажучи, передавач і приймач повинні бути синхронізовані. В ідеалі приймач повинен витягати кожний біт точно посерединї інтервалу проходження цього біта, щоб прийом був максимально безпомилковим. При швидкості передачі даних 1200 біт/з (звичайна швидкість для асинхронної передачі) кожний біт з'являється в каналі зв'язку приблизно на 830 мкс (1/1200).

Тому, щоб точно витягти кожний біт, інтервал вибірки повинен становити близько 830 мкс. У такому випадку проблемою є визначення моменту, коли варто починати вибірку.

Стартовий біт[ред.ред. код]

Стартовий біт дозволяє вирішити цю проблему. Початок стартового біта відзначається в лінії зв'язку переходом зі стану з деякою позитивною напругою в стан відсутності напруги (тобто "земля"). Стартовий біт простіше всього собі представити як "дзвінок будильника" для приймача. Коли приймач зауважує передачу, що сигналізує про появу стартового біта, вона просто відраховує половину інтервалу передачі біта (у нашім прикладі це 415 мкс) і здійснює першу вибірку.

Для зчитування решти дев'яти біт символу приймач відраховує дев'ять рівних інтервалів по 830 мкс кожний, здійснюючи вибірку даних з лінії наприкінці цих інтервалів. Таким чином, передавач і приймач залишаються синхронізовані протягом передачі символу й не мають потреби в обміні явною синхронізуючою інформацією. Звичайно, асинхронний метод обміну даними залежить від ступеня точності ходу незалежно працюючих годинників у передавачі й приймачі.

Крім цього асинхронний обмін працює добре тільки за низької швидкості передачі даних, коли інтервали знаходження бітів у каналі зв'язку відносно великі. При швидкості передачі 45 Мбіт/с кожний біт присутній у лінії зв'язку тільки 0,002 мкс.

Такий короткий інтервал часу робить асинхронні технології з їхніми неявними механізмами синхронізації зовсім невідповідними для безпомилкової передачі даних на Фізичному рівні.

Синхронна передача[ред.ред. код]

Коли кількість біт, переданих від передавача до приймача, перевищує деяке невелике число для синхронізації пристроїв, що обмінюються даними, потрібен обмін явною синхронізуючою інформацією. Для послідовної лінії зв'язку тільки з одним комунікаційним каналом така синхронізуюча інформація повинна бути добавлена у самі дані.

Така передача, коли узгодження в часі повинне підтримуватися протягом тривалих періодів (тобто часу передачі безлічі біт) і передавач надає синхронізуючу інформацію, як частину потоку даних, називається "синхронною". Щоб використовувати вузькосмугові сигнали для синхронізації, необхідно переконатися в тому, що в потоці даних часто зустрічаються переходи (від 1 до 0 і навпаки). [1]

Типи каналів зв'язку[ред.ред. код]

Докладніше: Канал зв'язку

Примітки[ред.ред. код]

  1. Синхронна передача http://contes.te.ua/sinkhronnaja_peredacha.html

Див. також[ред.ред. код]

Посилання[ред.ред. код]