Тема 3. Фізична передача даних по лініях зв’язку Тема 3. Фізична передача даних по лініях зв’язку Кодування

В обчислювальній техніці для представлення даних використовують двійковий код, який позначає два протилежних стійких стани («включено»/«відключено», «є сигнал»/«нема сигналу»). Окремий дискретний сигнал позначається окремим бітом («0» або «1»).

Представлення даних у вигляді електричних або оптичних сигналів називається кодуванням.

Існує кілька способів кодування, наприклад:

Потенціальний спосіб	«1» відповідає один рівень напруги «0» - інший рівень напруги.
Імпульсний спосіб	Для представлення цифр використовують імпульси різної полярності.

Такі дискретні сигнали застосовують для передачі сигналів всередині комп’ютерів:

• Лінії передачі є короткими.

• Прямокутна форма сигналів при передачі не спотворюється.

Для передачі по лініях зв’язку між комп’ютерами такий спосіб передачі є недоречним, бо:

• Лінії зв’язку є довшими.

• Лінії зв’язку тягнуться поза екранованого корпусу по простору, де можливі сильні електромагнітні завади.

Це може призвести до суттєвого спотворення прямокутних імпульсів. Тому, для кодування інформації застосовують специфічний спосіб – модуляцію.

Частотна модуляція

Дискретна інформація представляється синусоїдальним сигналом тої частоти, яку підтримує дана лінія зв’язку, наприклад, кабель або радіопростір.

Модуляція ніколи не застосовується для кодування сигналів всередині комп’ютера.

Як передаються дані?

Передача даних може здійснюватися послідовно або паралельно.

Рис. 3.1. Послідовне передавання даних.

Рис. 3.2. Послідовне передавання даних.

При паралельній передачі биті даних передаються одночасно по кількох провідниках (по шині) (рис. 3.1). При послідовному передаванні відбувається передача біта за бітом по черзі (рис. 3.2). У мережах найчастіше використовується саме цей спосіб.

Задачі фізичної передачі даних по лінії зв’язку

• Кодування (потенціальне, імпульсне, частотна модуляція).

• Компресія (стиснення даних).

• Перетворення інформації з паралельної у послідовну форму (економія ліній зв’язку).

• Забезпечення надійності передачі (контрольна сума).

Режими передавання сигналів Асинхронний режим

Дані пересилаються побайтно. На початку кожного байту встановлюється стартовий біт, наприкінці – один або два стопових, які виокремлюють кожний байт інформації, що передається.

Переваги:

• Надійність та точність виокремленого сигналу, що приймається з лінії передачі.

Недоліки:

• Пакування та розпаковування бітового потоку у байти.

• Передача стартових та стопових бітів призводить до зменшення швидкості передачі приблизно на 25-30%.

Синхронний режим

Дані передаються побітово, без попереднього пакування у байти. Біти формуються в інформаційні пакети різної довжини, що мають власний заголовок та контрольну суму наприкінці.

При зв’язку між різними комп’ютерами існує ймовірність спотворення певних бітів даних, що передаються. Для підвищення надійності передачі часто використовують стандартний прийом: підрахунок контрольної суми, наприклад підрахунок кількості непарних бітів у пакеті і передача її після кожного пакету або певного блоку пакетів. Одержувач в той же спосіб обчислює контрольну суму пакету, що надійшов і, у разі збігання результатів, назворот до відправника направляється службовий сигнал, що підтверджує вірність прийому даних. Якщо пакет інформації під час передавання був пошкоджений або загублений, він передається ще раз.

Оскільки вміст пакету є суттєво більшим за службову інформацію, зменшення швидкості передачі є доволі малою.

Рис. 3.3. Режими передавання сигналів.

Всередині комп’ютера та між комп’ютером і периферійним пристроєм використовується асинхронний режим, при передаванні даних на великі відстані – синхронний (рис. 3.3).