З метою уникнути колізій і забезпечити захоплення шини PC тільки однією станцією використовують механізм провідникового "&". Він полягає в такому: якщо на всіх станціях вихідні транзистори закриті, то рівень сигналу на лінії буде високим; якщо ж хоча б один транзистор відкритий, то рівень сигналу буде низьким (рис. 5.12).

Шина PC має дві лінії: лінію даних та лінію синхронізації. Лінією синхронізації ідуть імпульси. Якщо на цій лінії рівень сигналу високий, то дані з лінії даних можна читати, якщо ж низький, то їх можна змінювати (рис. 5.13, а).

Інформація в мережі передається побайтово. Початок передавання визначений зниженням рівня сигналу на лінії даних у випадку, якщо рівень сигналу на лінії синхронізації високий (рис. 5.13, б).

Відсутність сигналу на лінії даних під час дев'ятого імпульсу синхронізації підтверджує правильне приймання. Перехід лінії даних на високий рівень сигналу за високого рівня сигналу на лінії синхронізації (після дев'ятого синхроімпульсу) означає кінець передавання. У кожний момент часу передавання виконує тільки одна станція. Вона синхронізує роботу всіх інших станцій та вибирає собі адресата (перше зниження рівня сигналу на лінії синхронізації синхронізує всі синхрогенератори) (рис. 5.13).

Пристрій, який найдовше генерує низький рівень сигналу, буде визначати період синхросигналу. Якщо дві станції почнуть передавати інформацію одночасно, то спрацює процедура арбітражу (рис. 5.14).

Розглянемо цю ситуацію детальніше. Нехай дві станції передають інформацію одночасно. Під час першого синхроімпульсу вони мають високий рівень сигналу. Конфлікту немає. Під час другого синхроімпульсу вони мають низький рівень сигналу. Конфлікту також немає. Однак під час третього імпульсу станція 1 видає високий рівень сигналу, а станція 2 - низький. Виникає конфлікт. Лінія даних у результаті матиме низький рівень сигналу, і станція 1 помітить різницю,

тому виставить високий рівень, який у подальшому не буде впливати на передавання, і відмовиться від передавання.

Структура кадру в мережі І2С показана на рис. 5.16, тут RIW- це біт-ознака, яка визначає, що повинна робити станція-отримувач після приймання кадру - передавати чи приймати інформацію, біт А повідомляє про отримання даних приймачем.

Структура кадру в мережі D2B зображена на рис. 5.17. Як бачимо, кадр починається стартовим бітом, що має спеціальну форму. Біти 1-3 є бітами режиму і задають швидкісний режим обміну. Після цього передаються 12 біт адреси головного пристрою, захищені бітом парності Р. Далі - 12 біт адреси підпорядкованого пристрою, також захищені С та А. Під час передавання бітів режиму відбувається арбітраж щодо швидкості. Продовжують передавати пристрої з однією, найменшою швидкістю. Після передавання адреси головного пристрою в мережі залишиться головний пристрій з найменшою адресою. Підпорядкований пристрій, якщо він готовий до приймання або передавання, виробляє біт А Далі є контрольне поле з чотирьох

бітів. Воно захищене бітом парності і потребує від приймача підтвердження можливості виконання заданих у ньому режимів. Потім передаються з байтів даних. Після кожного байта передається біт підтвердження та парності. Закінчується кадр бітом кінця даних та бітом підтвердження.

Конкурентні методи доступу

У мережах з централізованим керуванням та в маркерних мережах станція повинна чекати, щоб отримати дозвіл на передавання. Крім того, багато часу витрачається на передавання службової інформації. Розробники конкурентних методів доступу вирішили дати змогу будь-якій станції передавати інформацію тоді, коли їй буде потрібно, а також спробували мінімізувати наслідки неминучих у такому випадку конфліктів. Вони ставили собі за мету забезпечити мінімум службової інформації та максимальну швидкість доступу до каналу зв'язку.

Конкурентні методи доступу (їх ще називають методами доступу з суперництвом) діють, як звичайно, у моноканалі. Вперше такий підхід застосовано під час розробки мережі для університету штату Гавайї (система ALOHA). У цій системі середовищем передавання був радіоканал. Кожна станція, яка мала кадр для передавання, передавала його. Однак у випадку, коли передавачів, що працювали одночасно, було багато, то деякі станції передавали кадри також одночасно, отже, передавання накладалися. Виникали так звані колізії. Тому мережа ALOHA була ефективною тільки тоді, коли інтенсивність надходження кадрів на передавання була малою. Реальна перепускна здатність мережі досягала 19% від максимальної.

Найбільшого поширення конкурентні методи доступу набули в шинних мережах. Власне в них було вперше використано принцип "слухай перш ніж говорити" - контроль сигналу-носія, тобто прослуховування каналу. У таких мережах станція постійно прослуховує канал. Якщо канал вільний, станція починає передавання, якщо ж зайнятий, - чекає. Цей метод називають методом доступу з контролем сигналу-носія (МДКН) (Carrier Sense Multiple Access (CSMA)). Однак виявилося, що й тут також можливі колізії. Чому ж вони виникають?

Час поширення сигналу мережею скінченний. Якщо одна станція почала передавання, а до іншої сигнал ще не дійшов, то вона теж може почати передавання. Тоді й виникає колізія (рис. 5.18).

Нехай tij = ti- tj. - різниця часу між початками передавання кадрів станціями і та j; ф - час поширення сигналу від станції i до станції j. Тоді умову виникнення колізії між передаваннями станцій і тау можна записати так:

Дtij< tij

а умову виникнення колізії в мережі - так:

Э(i,j)(Дtij< фij).

Для ефективного використання каналу треба зменшити тривалість колізії. Водночас потрібно дати час усім станціям зафіксувати наявність колізії. Тому станції, які увійшли у колізію, передають шумову послідовність протягом часу 2х, причому

ф = max фi,j

Станції, які не передали свої кадри внаслідок колізії, знову пробують передати інформацію.

Ще одним джерелом виникнення колізій є інертність самого пристрою, що виконує протокольні функції.

Максимальна ефективність становить