Канал с обратной связью
В системе передачи данных с обратной связью источник и приемник информации связаны прямым, и обратным каналами. По прямому каналу передается основная информация, а по обратному - служебная, обеспечивающая заданную надежность передачи данных. Оба канала образуют информационный канал с обратной связью.
Существуют два основных алгоритма, позволяющие источнику установить правильность передачи информации:
эхоконтроль (информационная обратная связь);
автоматический запрос на повторение (решающая обратная связь).
Эхоконтроль используется редко, т.к. требует ретрансляции на передающую сторону принятой информации в полном объеме. Передатчик информации сравнивает каждый переданный кадр с принятым по обратному каналу. При несовпадении кадров передатчик посылает сигнал стирания переданного ранее кадра, затем - повторяет кадр.
Автоматический запрос на повторение предполагает использование обратного канала для передачи небольшого сообщения о состоянии принятого кадра. Передающая сторона отправляет кадр, в который вносится избыточность в соответствии с правилами формирования корректирующего кода (в данном случае циклического кода).
Принимающая сторона выполняет деление принятого кадра на генераторный многочлен кода и анализ остатка от деления. Если остаток равен нулю (в некоторых протоколах определенному числу), то считается, что ошибок в кадре нет. В остальных случаях по обратному каналу отправляется сообщение, которое информирует передатчик о наличии ошибок в принятом кадре.
Каждый правильно принятый кадр может быть подтвержден специальным кадром, либо подтверждение может быть вставлено в управляющее поле информационных кадров, переносящих данные в обратном направлении. Существуют два вида сигналов подтверждения: положительное (АСК) и отрицательное (NACK). Чтобы организовать процедуру передачи информации кадры должны сохраняться в накопителе передающей стороны до получения сигнала подтверждения.
В протоколах предусмотрены три основных способа обработки ответов на положительные и отрицательные подтверждения:
стандартный или передача с остановкой и ожиданием (SAW - Stop And Wait), часто называемый блочным методом передачи;
с возвращением на N кадров (GDB - Go Back N), называемый потоковым методом передачи;
выборочного (селективного) повторения (SR - Selective Repeat), называемый методом с адресным переспросом.
Кратко рассмотрим принцип работы перечисленных способов организации передачи информации с использованием переспроса.
Процедура saw
Согласно этой процедуре следующий кадр может быть передан только после подтверждения правильного приема предшествующего кадра. Передав очередной кадр, передающая сторона запускает тайм-аут и ждет сигнала подтверждения. Если поступит отрицательное подтверждение или время ожидания сигнала подтверждения превысит тайм-аут, кадр передается повторно. Кадр удаляется из буфера передатчика лишь после получения положительного подтверждения. Временная диаграмма работы канала показана на рис.1
Передающая
сторона
Время Повторная
ожидания
передача
1 2 2 3
ACK NACK ACK ACK
1 2 3
Принимающая сторона Ошибка
Рис. 1. Передача кадров согласно процедуре SAW
Данную процедуру удобно использовать при полудуплексной связи, когда передачи сторон чередуются. Однако она неэффективна, если время распространения сигнала по каналу значительно больше времени передачи кадра, что типично для спутниковых и ряда других каналов.
Если время ожидания сигнала подтверждения пренебрежимо мало (при небольшой протяженности канала либо по причине низкой скорости передачи), процедура SAW не приведет к серьезному снижению производительности всей системы.