2.3.2. Синхронизация передачи дискретных данных
Для цифровой передачи данных необходимо, чтобы приемник знал момент начала и временной период передачи каждой порции получаемой информации. Самая старая и простейшая схема обеспечения выполнения данного требования получила название асинхронной передачи. В данной схеме данные передаются по одному символу (5 или 8 бит) за один раз. При этом каждому передаваемому символу предшествует передача стартового кода, а за передачей символа следует передача стопового кода.
При синхронной передаче данных блоки символов или бит пересылаются без стартовых и стоповых кодов, что является более эффективным. Здесь прибытие каждого блока данных должно выявляться с помощью определенного механизма синхронизации передатчика и приемника. Для того, чтобы приемник мог точно определить начало и конец блока передаваемых данных, каждый блок снабжается заголовком и концевиком. Данные, обрамленные заголовком и концевиком, получили общее название пакета. При этом содержание заголовка и концевика зависит от того, какая схема построения блока (байт-ориентированная или бит-ориентированная) используется.
В байт-ориентированной схеме заголовок и концевик представляли собой один или несколько “синхронизирующих символов”, двоичное представление которых не совпадает с двоичным кодом ни одного из передаваемых в блоке информационных символов. Эта схема синхронизации в настоящее время полностью вытеснена более эффективной бит-ориентированной схемой. Однако и здесь блоки передаваемой двоичной информации выделяются в общем потоке непрерывно идущих от передатчика к приемнику двоичных цифр с помощью аналогичных приемов оформления пакетов.
Следует отметить, что, несмотря на все меры повышения качества и надежности линий связи, существует вероятность искажения или потери информации, поэтому, для контроля ошибок, при передаче данных, используются специальные приемы (например, передача в составе каждого пакета его контрольной суммы, FCS).
Кроме этого, в протоколах передачи часто бывает предусмотрен особый механизм отправки квитанций, подтверждающих правильность приема данных. В случае несовпадения контрольной суммы и/или неполучения передатчиком квитанции в течение определенного интервала времени (timeout) - посылка пакета повторяется.
2.3.3. Мультиплексирование
Мультиплексирование – это операция объединения нескольких информационных потоков в общий поток данных, который передается по одному физическому каналу связи. Демультиплексирование – обратная операция.
По роутеры мультиплексирование - это экономичное использование высокоскоростного магистрального канала связи для одновременной передачи по нему нескольких сигналов. Суть двух базовых методов мультиплексирования: с разделением частот и временным разделением представлена на рис.2.3.3.1.
Рис. 2.3.3.1
Мультиплексирование с разделением частот (FDM) основывается на том, что общая полоса полезных частот одного высокоскоростного канала связи разделяется на несколько непересекающихся каналов. В рамках каждого из каналов осуществляется независимая передача только одного сигнала со своей несущей, а общее число одновременно передаваемых сигналов определяется количеством каналов, и ограничивается шириной полосы пропускания канала связи.
Мультиплексирование с временным разделением (TDM) основывается на том, что скорость передачи двоичных данных по магистральному каналу значительно превосходит требуемую скорость для передачи единичного дискретного сигнала. В этом случае, порции нескольких дискретных сигналов могут поочередно передаваться по общей среде, тем самым совместно используя ее. Последовательность временных интервалов использования общей передающей среды определенным сигналом, по аналогии с FDM, называется каналом.
Следует отметить, что существуют и другие методы мультиплексирования. Например - WDM (мультиплексирование с разделением по длине волны) и CDMA (множественный доступ с кодовым разделением). Технология WDM позволяет одновременно передавать несколько информационных потоков по оптоволокну на разных несущих частотах. В CDMA передатчики, имея уникальный числовой код, одновременно занимают всю полосу частот магистрали. Сигналы разных передатчиков накладываются друг на друга но, поскольку их коды различаются, их можно дифференцировать.
Кроме того, существуют случаи совместного применения (комбинирования) нескольких методов мультиплексирования. Например, при совместном применении FDM и TDM общая полоса частот передающей среды разбивается на несколько частотных каналов, каждый из которых далее подразделяется на подканалы с помощью временного разделения.