
- •С.М.Сухман, а.В.Бернов, б.В.Шевкопляс Компоненты телекоммуникационных систем Анализ инженерных решений
- •Isbn 5-7256-0316-4
- •Isbn 5-7256-0316-4 зао ЗелаксПлюс, 2002
- •Предисловие
- •Взаимодействие устройств типа dte/dce
- •Устройства типа dte и dce: сложности терминологии
- •Логический и физический уровни представления сигналов
- •Основные сигналы интерфейса rs-232
- •О сигнале ri
- •Сигналы TxD, clk, TxC, RxD, RxC
- •Взаимодействие устройств в асинхронном режиме
- •Взаимодействие устройств в синхронном режиме
- •Сравнение методов попутной и встречной синхронизации
- •Когда полезно проинвертировать синхросигнал
- •Пары сигналов dtr – dsr и dtr – dcd
- •Сигналы rts и cts
- •Прямое назначение . . .
- •. . . И альтернативное
- •Программное управление потоком данных
- •Трехпроводный вариант интерфейса rs-232
- •Электрические уровни сигналов rs-232
- •Взаимодействие одноименных устройств в асинхронном режиме
- •Варианты сопряжения двух устройств типа dte
- •Пример сопряжения двух устройств типа dce
- •Схемы взаимодействия устройств типа dte и dce в синхронном режиме: типовые решения
- •Вводные замечания
- •Системы с внутренней синхронизацией
- •Системы с внешней синхронизацией
- •Использование модема как устройства типа dte
- •Cистема с двумя последовательно включенными каналами связи
- •Схемы взаимодействия устройств типа dte и dce в синхронном режиме: нестандартные решения
- •Асинхронно-синхронная передача данных между устройствами типа dte и dce
- •Синхронный обмен данными с передачей кадровых меток
- •Повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей системы с попутной синхронизацией
- •Объект модернизации – схема передачи пары сигналов TxD – clk
- •Удвоение скорости передачи данных с использованием для их приема положительного и отрицательного фронтов сигнала clk
- •Удвоение скорости передачи данных заменой сигнала clk сигналом разграничения одноименных битов
- •Расширение функциональных возможностей системы с разграничением одноименных битов
- •Создание дополнительного канала связи
- •Использование дополнительного канала связи для разграничения кадров
- •Аппаратное управление потоком данных с использованием пачек сигналов ТхС
- •Цифровая коррекция фазы сигнала от удаленного синхрогенератора
- •Выравнивание фаз передаваемого и принимаемого синхросигналов
- •Передача синхросигнала против течения потока данных
- •Взаимодействие удаленных устройств с непосредственной односторонней передачей синхросигнала по каналу связи
- •Синхронизация передачи данных между удаленными устройствами
- •Вводные замечания
- •Основная задача и ее универсальное решение
- •Проявления проскальзываний синхронизации для разных типов данных или технологий их передачи
- •Источники обновляемой синхронизации
- •Генераторы сигналов высокой точности и стабильности
- •Фазовые помехи
- •Адаптивный фильтр для подавления джиттера – вандера
- •Синхронизация дуплексных каналов
- •Зацикливание синхросигналов
- •Автоматическое предотвращение зацикливания синхросигналов
- •Синхронизация кольцевых структур
- •Отказоустойчивая система синхронизации сети с кольцевой топологией
- •Синхронизация передачи данных: распознавание и обработка кадров или иных структурных единиц
- •Передача полезных данных вместо избыточных битов синхронизации кадра
- •Частичное восстановление кадра при обнаружении проскальзывания
- •Битовые проскальзывания
- •Структура кадра, применяемого в системе мобильной связи gsm
- •Как по возможности сохранить кадр
- •Упрощение системы синхронизации формирователя hdsl-кадров
- •Минимизация длины флага
- •Традиционное решение с использованием многоразрядного флага
- •Использование одноразрядного флага для обозначения начала кадра
- •Вхождение в синхронизацию
- •Потеря и восстановление синхронизации
- •Использование раздробленного флага начала кадра
- •Применение неуникального флагового кода
- •Построение кросс-корреляционной матрицы для распознавания раздробленного флага
- •Поиск флага в потоке данных, передаваемых по волоконно-оптической линии связи
- •Поиск начала асинхронного сообщения
- •Обнаружение и исправление ошибок синхронизации при передаче непрерывного асинхронного потока данных
- •Распознавание межбайтовых границ в непрерывном синхронном потоке данных
- •Объединение удаленных сегментов сети Ethernet 10 BaseT
- •Структура сети Ethernet 10 BaseT
- •Как построить мост
- •Обмен кадрами через мост
- •Транспортная сеть
- •Преобразование кадра при его передаче между сегментами сети
- •Синхронизация передачи данных: способы кодирования
- •Основные способы кодирования цифровой информации для ее передачи по последовательным каналам связи
- •Структура последовательного канала связи
- •Униполярный код nrz
- •Биполярный код nrz
- •Код “Манчестер-II”
- •Код ami
- •Коды bnzs, hdb3
- •Трехуровневое кодирование сигнала с гарантированным изменением уровней между соседними битовыми интервалами
- •Способ кодирования сигнала для уменьшения излучаемых помех при его передаче по линии
- •Передача данных с использованием скремблера – дескремблера
- •Генераторы псевдослучайных битовых последовательностей
- •Скремблер – дескремблер с неизолированными генераторами псевдослучайных битовых последовательностей
- •Скремблер – дескремблер с изолированными генераторами псевдослучайных битовых последовательностей
- •Скремблер – дескремблер с неизолированными генераторами – улучшенный вариант
- •Синхронизация изолированных генераторов скремблера – дескремблера
- •Выделение синхросигнала и данных из канала связи
- •Одноконтурная и двухконтурные схемы выделения синхросигнала
- •Шифратор и дешифратор кода “Манчестер-II”
- •Вводные замечания
- •Схемы шифратора и дешифратора
- •Распознавание ячеек атм в битовом и байтовом потоках данных
- •Структура ячейки
- •Использование кода crc в процессе распознавания границ ячеек
- •Формирование заголовка ячейки передатчиком
- •Проверка правильности заголовка ячейки приемником
- •Поиск заголовка в непрерывном битовом потоке данных
- •Поиск заголовка в непрерывном байтовом потоке данных
- •Размещение ячейки внутри кадра
- •Логические соотношения для перехода от битового потока данных к байтовому
- •Мозаика решений
- •Сопряжение разноскоростных компонентовсинхронных систем без использования буфера типа fifo
- •Одноканальная система
- •Система с мультиплексированием каналов
- •Устранение проскальзываний синхронизации при передаче речевых сигналов
- •Идея использования периодов “тишины”
- •Прохождение сигнала по тракту микрофон – динамик
- •Детектор тишины
- •Поведение системы в экстремальных ситуациях
- •Идея устранения проскальзываний с помощью цап – ацп
- •Самообучающийся генератор синхросигналов
- •Усовершенствование измерителей длины кабельных линий передачи данных
- •Объект модернизации – рефлектометр
- •Измеритель длины кабельной линии передачи данных – первый вариант
- •Измеритель длины кабельной линии передачи данных – второй вариант
- •Литература
- •Оглавление
Минимизация длины флага
Традиционное решение с использованием многоразрядного флага
Еще раз напомним о том, что передаваемые по транспортным системам данные объединяются в логически законченные структурные единицы: кадры, пакеты, ячейки и проч.
В рассмотренных ранее решениях начало кадра помечалось флагом – уникальным кодом, который не встречается в области, отведенной для передачи данных. В отсутствие флага данные передавались бы сплошным аморфным потоком, в котором нет никаких видимых ориентиров для выделения и последующей смысловой трактовки различных фрагментов. (К этим фрагментам относятся, например, поля байтов, интерпретируемые как адреса, команды, контрольные суммы и т.д.)
Но с точки зрения рядового пользователя транспортной системы флаг является лишним элементом, и поэтому неплохо было бы если не избавиться от него (как ни странно, и это возможно [18]!), то хотя бы уменьшить его длину, чтобы повысить скорость передачи, либо на освободившиеся битовые позиции поместить дополнительные биты данных.
Оказывается, что длину флага можно уменьшить до минимума, выделив для него в каждом кадре только один бит [14]. Прежде чем ознакомиться со столь примечательным решением, рассмотрим обычную схему передачи данных с их мультиплексированием (рис.5.13).
Рис.5.66. Схема мультиплексной передачи данных с временным разделением каналов и структура одного из потоков данных в линии связи (TX 1 RX 2 или TX 2 RX 1). Байты данных (последовательный код) из каналов 1 – N при передаче по линии связи могут комплектоваться дополнительными служебными битами (лог. 0) вследствие применения бит-стаффинга к области данных кадра; t – время
В этой схеме низкоскоростные потоки данных из каналов 1 – N поступают на входы мультиплексора MUX 1 (MUX 2). Сумма этих потоков в виде последовательности кадров пересылается с относительно высокой скоростью по линии связи к удаленному мультиплексору MUX 2 (MUX 1), который распознаёт кадр и распределяет данные по соответствующим каналам.
Каждый кадр начинается с флага – уникальной комбинации битов (например 01111110), которая не встречается в оставшейся части кадра. Чтобы достичь такой уникальности, оставшаяся часть кадра (область данных) анализируется и при необходимости разбавляется вставкой служебных нулевых битов в имеющиеся длинные цепочки единиц (эта процедура называется бит-стаффингом). В данном примере после каждых пяти единиц, следующих вплотную друг за другом, всегда (независимо от значения последующего бита) вставляется нулевой (служебный) бит. Тем самым исключается возможность последующего обнаружения удаленным мультиплексором группы из шести или более следующих друг за другом единиц, что могло бы привести к ложному опознанию флага.
После получения кадра, переданного по линии связи, нулевой бит, следующий за каждой группой из пяти единиц, справедливо расценивается приемником как служебный и безусловно вычеркивается. Поэтому, в частности, длинные цепочки единиц смыкаются, полученное поле данных кадра обретает первоначальный вид. Из-за применения бит-стаффинга длина передаваемых по линии кадров непостоянна: например, кадр, содержащий в поле данных “сплошные нули”, передается по линии без изменения, а кадр со “сплошными единицами” в поле данных требует значительного разбавления нулями.
Как видим, избыточность потока передаваемых по линии данных обусловлена как применением многоразрядного флага, так и бит-стаффингом.