Форми передавання даних у каналах KM

Передавання цифрових даних у KM відбувається послідовно бітами, чим суттєво відрізняється від передавання між пристроями одного комп'ютера, де воно відбувається, як звичайно, паралельно'. Фізично біти передаються у вигляді сигналів. Є два головні типи сигналів -аналогові та цифрові. Під час роботи з аналоговими сигналами використовують модульований сигнал синусоїдного вигляду, а для роботи з цифровими сигналами - дво або n-рівневий (дискретний) сигнал. Аналогові сигнали менш чутливі до спотворень та загасання, але потребують апаратури для модуляції та демодуляції (рис. 4.2).

Менша завадостійкість цифрового сигналу призводить до того, що цифрове передавання між терміналом та комп'ютером обмежене відстанню 20-300 м залежно від типу кабелю (конденсаторний ефект, вплив подовжинної індуктивності).

З типом передавання сигналу тісно пов'язані поняття вузько- та широкосмугового передаванняВузькосмугове передавання (baseband) є цифровим. У цьому випадку передавання та приймання відбуваються одночасно, задіяна вся смуга перепускання кабелю. Для підсилення сигналу такого передавання застосовують повторювані.Широкосмугове передавання (broadband) є аналоговим. Смуга перепускання каналу поділена на окремі діапазони частот, що їх використовують різні канали. Для поновлення сигналу застосовують підсилювачі.Передавання цифрових даних відбувається без модуляції. У цьому випадку використовують метод за формою сигналу без повернення до нуля (Non Return to Zero) (рис. 4.3).

Як видно з рис. 4.3, визначити, де починаються і закінчуються логічні 0 та 1, важко. Для розпізнавання моментів закінчення та початку логічних сигналів використовують синхронізацію

Синхронізація

Проблему синхронізації можна вирішити кількома способами. Один з них полягає у виділенні спеціальної лінії, якою передається сигнал тактової частоти - синхросигнал. У скрученій парі або коаксіальному кабелі такою лінією є другий дріт. У цьому випадку передавання називають синхронним Синхронним передавання може бути і без окремої лінії. У цьому випадку синхросигнал передається разом з даними, а також у проміжках між їхнім передаванням. Якщо ж у проміжках між передаванням даних синхросигнал не передається, то таке передавання називають асинхронним, або з автоналаштуванням. За низьких швидкостей ефективнішим є асинхронне передавання, за високих — з автоналаштуванням або синхронне.У випадку асинхронного передавання потік бітів ділять на байти. Приймач та передавач мають вбудовані тактові генератори з однаковими частотами (допустима така похибка, яка унеможливлює розходження частот генераторів під час передавання одного байта на значення, що призведе до помилки в результатах). Перед кожним байтом передають стоп-біт. Його також передають, якщо канал вільний. Під час переходу з високого рівня на низький генератор налаштовується, перепускає один біт і приймає один байт .Прикладом передавання з автоналаштуванням є манчестерське кодування (рис. Д.4.1). Його використовують у JIM Ethernet. Тактовий генератор приймача синхронізується під час передавання кожного біта у випадку переходу з З в L у середині інтервалу біта. Передавати можна необмежені послідовності бітів. Якщо інформація не передається, то генератори передавача та приймача розладнані. Тому перед передаванням треба надіслати спеціальну послідовність бітів - преамбулу — для синхронізації передавача і приймача, наприклад, 11111110.

Пристрій спряження

Виконання всіх внутрішніх машинних операцій відбувається з використанням цифрових сигналів паралельно. Як уже зазначено, перетворює цифрові сигнали у форму, сприйнятну для передавання в КМ та навпаки, пристрій спряження (рис. 4.6).

Діаграма, на прикладі якої можна пояснити роботу пристрою спряження для середовища, яке використовує манчестерський код та аналоговий сигнал з амплітудною модуляцією, Цифрові ієрархії

Магістральні канали з імпульсно-кодовою модуляцією (ІКМ) утворюють плезіохронну ієрархію. В її основі є базовий канал на 64 Кбіт/с (Digital Signal level 0) (DSO)). Власне така перепускна здатність потрібна для передавання одного телефонного ІКМ-модульованого сигналу мовлення. Наступний канал DS1 в американському варіанті ієрархії утворений 24 каналами DS0 + 8 біт/с. Перепускна здатність каналу DS1 - 1.544 Мбіт/с (ТІ). Послідовність швидкостей ієрархії: 1.5, 6.0, 45.0, 150.0 Мбіт/с). У європейському варіанті ієрархії швидкостей канал Е1 формують групуваннями 32 каналів DS1, і послідовність швидкостей така: 2, 8, 34, 150,...(Е1,Е2, ЕЗ,...).Стандарт мереж SDH (Synchronous Digital Hierarchy) прийнятий у лютому 1988 р. комітетом Ф1X1 МКТТ (ITU). До того часу синхронні оптичні системи розвивалися різними шляхами у Європі та США. Наприклад, у США великої популярності набула специфікація SONET (Synchronous Optical Network). Однак через незбіжність з європейською ієрархією швидкостей телефонних каналів (різниця між Е1 та ТІ) у Європі ця специфікація підтримки не мала. Стандарт SDH об'єднав європейську та американську системи. Повніша інформація про мережі SDH є в Розділі 22. Головні канали ієрархії мереж SDH наведені у табл. Д.4.1.Д.4.2. Схеми кодування інформаціїУ цифровій частині мережі швидкість генерування імпульсів відповідає тактовій частоті. Методи кодування дають змогу передати декілька бітів за один період сигналу. Цього досягають застосуванням кількох рівнів сигналу або паралельним передаванням по кількох дротах. Розглянемо найуживаніші у KM схеми кодування (рис. Д.4.1).

Протоколи фізичного рівня

Протокол фізичного рівня визначає електричні