4.3 Логическое кодирование
Логическое кодирование используется для улучшения потенциальных кодов типа AMI, NRZI или 2Q1B. Логическое кодирование должно заменять длинные последовательности бит, приводящие к постоянному потенциалу, вкраплениями единиц. Как уже отмечалось выше, для логического кодирования характерны два метода — избыточные коды и скрэмблирование.
4.4 Интерфейсы физического уровня
Интерфейсы физического уровня предназначены для подключения устройств пользователя к линиям связи. Чтобы выполнить эту важную функцию, описания большинства интерфейсов физического уровня должны включать характеристики четырех видов. Электрические характеристики описывают уровни напряжения (или тока), и временные характеристики сигналов, представляющих 0 или 1. Функциональные характеристики описывают функции, выполняемые физическим интерфейсом. В большинстве протоколов физического уровня эти функции классифицируются как функции управления, синхронизации, передачи данных и заземления. Механические характеристики описывают интерфейсные разъемы и провода. Обычно все провода для передачи данных, сигнализации и управления собираются в один кабель. Разъемы по своему назначению сходны с другими электрическими разъемами (например, бытовым), однако они выглядят иначе и выполняют другие функции. Процедурные характеристики описывают, какие действия должны осуществлять соединители, и последовательность действий при передаче данных через интерфейс.
4.4.1. RS-232-C
ООД обычно подключается к АКД с помощью стандартного интерфейса RS-232-C. В качестве ООД (оконченное оборудование данных) чаще всего рассматривается устройство конечного пользователя, например терминал или ЭВМ. АКД (аппаратура окончания канала) обеспечивает соединение ООД с линией связи. Буквой С обозначена четвертая версия, принятая в 1981 г. Организация по стандартизации МККТТ использует аналогичный стандарт под названием V.24/V.28. RS-232-C (V.24/V.28) описывает четыре интерфейсные функции:
определение управляющих сигналов через интерфейс;
пересылку данных пользователя через интерфейс;
передачу тактовых сигналов для синхронизации потока данных;
формирование электрических характеристик интерфейса.
RS-232-C передает данные через интерфейс путем изменения уровней напряжения. Двоичный 0 представляется диапазоном от +3 до +12 В, а двоичная 1 – диапазоном от –3 до –12 В. Длина интерфейсного кабеля зависит от его электрических характеристик, хотя некоторые поставщики запрещают использовать кабель длиной более 50 футов. В качестве электрических характеристик RS-232-C принят международный стандарт V.28. На рисунке отображена схема RS-232-C, которая включает 25 контактных соединений (или цепей). Используются из них не все. Интерфейс от АКД и ООД требует обычно от четырех до восьми цепей.
Контакты (цепи) имеют следующие назначения:
Контакт 1 Цепь АА – Защитное заземление: электрическое соединение с корпусом устройства.
Контакт 7 Цепь АВ – Сигнальное заземление: общее заземление для всех цепей. Обеспечивает нулевой уровень напряжения для всех других линий. В действительности не имеет ничего общего с землей, а служит только точкой отсчета.
Контакт 2 Цепь ВА – Передача данных: сигналы, передаваемые от ООД к АКД. Обычно представляют данные пользователей.
Контакт 3 Цепь ВВ – Прием данных: сигналы, представляющие данные пользователей и пересылаемые от АКД к ООД.
Контакт 4 Цепь СА – Запрос передачи: сигнал от ООД к АКД.
Эта цепь уведомляет АКД о том, что терминал или ЭВМ имеют данные для передачи. Цепь СА используется также в полудуплексных линиях для управления направлением передачи данных. Переход из состояния «ВЫКЛЮЧЕНО» в состояние «ВКЛЮЧЕНО» означает, что АКД должен предпринять необходимые действия для подготовки к передаче данных.
Контакт 5 Цепь СВ – свободна для передачи: сигнал от АКД, указывающий, что ООД может передавать данные. Этот сигнал может быть включен после приема сигнала несущей от удаленного модема. Синхронизация сигнала обеспечивается модемом.
Контакт 6 Цепь СС – Готовность АКД: сигнал от АКД, обозначающий, что:
(а) устройство находится в состоянии «off hook», т.е. подключено к каналу по коммутируемой линии.
(б) АКД работает в режиме передачи данных (не в режиме тестирования, передачи речи или каком-либо другом).
(в) АКД закончила действия, связанные с синхронизацией и ответными частотами.
Контакт 20 Цепь CD – Готовность терминала: сигнал от ООД, обозначающий, что операции терминала или ЭВМ прерваны, что терминал или ЭВМ не находятся в состоянии сбоя или тестирования. В общем случае цепь CD находится в состоянии «ВКЛЮЧЕНО», если ООД готово к передаче или приему данных. В коммутированном оборудовании цепь CD запускается звонком с удаленного окончания. Сигнал поддерживает канал в состоянии соединения.
Контакт 22 Цепь СЕ – Индикатор звонка: сигнал от АКД обозначающий, что сигнал звонка принят по коммутируемому каналу.
Контакт 8 Цепь CF – Детектор принимаемого линейного сигнала канала данных. Сигнал от АКД, обозначающий, что АКД обнаружила сигнал несущей удаленного модема. Называется также сигналом обнаружения несущей.
Контакт 21 Цепь CG – Детектор качества сигнала: сигнал от АКД, означающий, что качество принятого сигнала удовлетворительно и что ошибки не возникли.
Контакт 23 Цепи CH и CI – селектор скорости сигнала данных: сигналы от ООД и АКД, указывающие скорости сигнализации данных для двухскоростного оборудования. Некоторые устройства имеют возможность изменять скорость передачи данных (бит/с).
Контакт 24 Цепь DA – Синхронизация элементов передаваемого сигнала: сигналы от ООД, обеспечивающие синхронизацию сигналов данных, передаваемых по цепи ВА (передача данных) к АКД. Сигнал генерируется в ООД. Если синхронизация обеспечивается от АКД, то используется цепь DB.
Контакт 15 Цепь DB – Синхронизация элементов передаваемого сигнала: сигналы от АКД, обеспечивающие синхронизацию сигналов данных, передаваемых по цепи ВА (передача данных) к АКД. Если синхронизация обеспечивается от ООД, то используется цепь DA.
Контакт 17 Цепь DD – Синхронизация элементов принимаемого сигнала: сигналы от АКД, обеспечивающие синхронизацию в ООД сигналов данных, принимаемых в цепи ВВ (прием данных).
-
Контакт
Цепь
Источник
Описание
1
АА
-
Защитное заземление
2
ВА
ООД
Передаваемые данные
3
ВВ
АДК
Принимаемые данные
4
СА
ООД
Запрос передачи
5
СВ
АДК
Свободно для передачи
6
СС
АДК
Готовность АДК
7
АВ
-
Сигнальное заземление
8
С
АДК
Детектор принимаемого линейного сигнала
9
-
-
Зарезервировано для тестирования АДК
10
-
-
Зарезервировано для тестирования АДК
11
-
-
Свободно
12
АДК
Вторичный детектор принимаемого линейного сигнала
13
СВ
АДК
Вторичный сигнал свободно для передачи
14
ВА
ООД
Вторичный сигнал передаваемые данные
15
В
АДК
Синхронизация элементов передаваемого сигнала
16
ВВ
АДК
Вторичный сигнал принимаемые данные
17
АДК
Синхронизация элементов принимаемого сигнала
18
-
-
Свободно
19
СА
ООД
Вторичный сигнал запрос передачи
20
С
ООД
Готовность терминала
21
С
АДК
Детектор качества сигнала
22
СЕ
ООД
Индикатор звонка
23
СН
ООД
Селектор скорости передачи данных
23
С1
АДК
Селектор скорости передачи данных
24
А
ООД
Синхронизация элементов передаваемого сигнала
25
-
-
Свободно
-
Событие
Описание
1
Соединение защитного и сигнального заземлений ООД и АКД включает контакты 20 и 6 для индикации готовности
2
ООД А запрашивает передачу по контакту 4. АКД посылает сигнал несущей к АКД Б и подключает контакт 5 к ООД А.
3
АКД Б обнаруживает сигнал несущей и подключает контакт 8 к ООД Б
4
Прикладные данные передаются через контакт 2 к АКД А. Контакт 24 используется для синхронизации ООД А и АКД А. Данные передаются к АКД Б, которая передает их к ОДД Б, используя контакты 3 и 17.
5
Сигнал ЕОТ (конец передачи) отключает контакт 4, по которому проходит команда из АКД А для отключения сигнала несущей. АКД Б обнаруживает исчезновение сигнала несущей и подключает контакт 8 к своему ООД.
Кроме этих цепей RS-232-C определяет пять других цепей, обозначенных как вторичные: SCA, SCB, SCF, SBA и SBB. Остальные цепи используются для тестирования и других специальных функций, характерных для конкретной модели, или вообще не используются.
Выше упоминалось о том, что интерфейс может быть симметричным и несимметричным. RS-232 относится к классу несимметричных интерфейсов, поскольку уровни напряжения определяются приемником как разность потенциалов между сигнальной цепью и сигнальной землей (цепь АВ). Однако передающая и приемная станция обычно имеют различную логическую землю благодаря различным электрическим характеристикам их компонент. Поэтому цепь АВ используется в качестве нулевой.