Лекции / Передача информации

Передача информации по проводным кабельным каналам связи

Если 2 узла аппаратуры расположены сравнительно близко друг от друга и требуются невысокие скорости передачи информации, то данные могут быть переданы с помощью открытой проводной линии и простых схем интерфейсов, которые преобразуют сигнал аппаратуры до уровня, необходимого для использования в кабельной связи. Однако, по мере того, как растут расстояния между узлами и скорость передачи, должны использоваться более сложные технические средства с преобразователем информации в передающей и приемной частях аппаратуры. Например, АЦП и ЦАП или звуковой сигнал и несущая частота. Аппаратура, осуществляющая такие преобразования, называется модемом.

Интерфейсы проводной связи RS-232 с протоколом связи V.24

RS-232/V.24 стандартизован Международным Комитетом Телеграфии и Телефонии (МКТТ).

Интерфейс типа RS-232 позволяет производителям аппаратуры использовать средства передачи под коммутируемые телефонные сети. Кроме того, эти интерфейсы были приняты в качестве стандартного соединения любого символьно-ориентированного устройства с компьютером.

Физическое расстояние, на которое может быть передано сообщение, невелико, не более 15 м.

Скорость передачи – 9600 бит/с.

Благодаря малым расстояниям между различными узлами внутри оконечных узлов аппаратуры, уровни напряжения двоичных сигналов для ТТЛ-схем следующие:

уровень логической единицы, “1” – (2-5)В;

уровень логического нуля, “0” – (0,2-0,8)В.

Однако, при подключении друг к другу узлов аппаратуры эти уровни логических сигналов повышают, чтобы избежать понижения сигнала из-за помех. Напряжения сигналов в линиях симметрично по отношению к уровню земли и составляют:

“0” – +3B;

“1” – -3B/

В самих схемах интерфейса используются уровни напряжения 12 и 15 В.

Для соединения узлов интерфейса используют плоскую шину проводников или многожильный кабель с одним проводом эталонного уровня земли. Чтобы ослабить наводки, к выходным схемам передатчика подсоединяют конденсатор.

Интерфейс RS-232 с током в контурах силой 20 мА

Иногда в сигналах (original – вместо сигналов), определенных в стандартах RS-232 S, вместо напряжений используется ток контуров 20 мА, т.е. нормируется не напряжение, а ток. В этом режиме скорость передачи остается прежней, но существенно увеличивается допустимое расстояние между двумя взаимодействующими устройствами (до 1 км). По существу, состояние переключателя (реле или другого аппаратного устройства) в этом режиме управляется потоком битов:

• состояние логической единицы – переключатель закрыт, и тем самым пропускается импульс тока в 20 мА;

• состояние логического нуля – переключатель открыт, прекращая подачу тока.

В приемном устройстве поступление тока обнаруживается схемой сравнения (детектором тока), в результате чего воспроизводится переданный двоичный сигнал.

По сравнению с основной схемой интерфейсов RS-232 S интерфейс тока в контурах имеет большую помехозащищенность, так как для каждого сигнала используется отдельная пара проводов, и помеха, воздействуя на оба провода, компенсируется – режим компенсации шума.

Схема интерфейса с током в контурах имеет ограничение по среднему быстродействию из-за ограничений по скорости функционирования переключателей (токочувствительных схем, реле). По этой причине пользователю поставляют 2 отдельных выходных интерфейса RS-232 S в одном изделии:

• один из интерфейсов имеет выходные сигналы в виде напряжений;

• другой – в виде тока 20 мА.

В зависимости от дальности связи пользователь выбирает один из интерфейсов.

Интерфейсная система типа RS-422/V.11

Интерфейсная система типа RS-422/V.11 базируется на сочетании кабеля из витой пары проводников и дифференцированных передаточных и приемных схем.

Стандарт RS-422 предпочтителен для передачи на расстояния порядка 100м, при скорости 1 Мбит/с или для больших расстояний, но при меньших скоростях.

• Принцип работы.

Дифференциальная схема передатчика вырабатывает одинаковые, но противоположной полярности сигналы для каждой передаваемой “1” или “0”. Поскольку принимающая дифференциальная схема чувствительна только к разности сигналов на двух своих входах, то любой шум, воздействующий на оба провода, не влияет на работу приемника, т.е. схема обладает большой помехоустойчивостью.

Интерфейс RS-422 может быть использован для приема выходного напряжения с помощью дифференциального принимающего устройства согласно интерфейсу RS-232 S.

Важным показателем любой линии передачи является ее характеристическое сопротивление или импеданс. Приемное устройство поглощает (адсорбирует) все поступившие сигналы, если линия заканчивается согласующим сопротивлением, равным 50-200 Ом. В противном случае возникает отражение сигнала, которое вызывает искажение поступающих сигналов.

Сигналы в коаксиальном кабеле

В отличие от узкополосных линий, используемых в аналоговых коммутируемых телефонных сетях, полезная полоса пропускания телевизионного кабеля может достигать 350 МГц и более. Эту потенциально высокую полосу пропускания можно использовать в одном из двух режимов:

• в однополосном режиме, в котором вся доступная полоса пропускания используется для получения одного высокоскоростного канала передачи;

• в широкополосном режиме, при котором доступная полоса делится на части узкополосных каналов передачи данных.

• Однополосный режим.

В этом режиме кабель подсоединен к источнику напряжения, имеющему один выход. В силу своей геометрии коаксиальный кабель очень слабо подвержен воздействию внешних помех.