Аналогове та цифрове передавання

Передавання цифрових даних у KM відбувається послідовно по бітах, чим суттєво відрізняється від передавання між пристроями одного ком­п'ютера, де воно відбувається, як звичайно, паралельно. Фізично біти передаються у вигляді сигналів. Є два головні типи сигналів - аналогові та цифрові. Під час роботи з аналоговими сигналами використовують модульований сигнал синусоїдального вигляду, а для роботи з цифро­вими сигналами - дво- або и-рівневий (дискретний) сигнал. Аналогов" сигнали менш чутливі до спотворень та згасання, але потребують апа ратури для модуляції та демодуляції.

У комп'ютерних мережах у більшості випадків використовується цифрове передавання.

4.2. Синхронізація

Однією з можливих форм цифрового передавання є NRZ - переда­вання (рис. 4.2).

Як видно з рис. 4.2, визначити, де починаються і закінчуються логічні

лк видми з упь. t.^., or

О та 1, важко. Для роз­пізнавання моментів закінчення та початку логічних сигналів вико­ристовують синхроні­зацію.

Проблему синхроні­зації можна вирішит

кількома способами. Один з них полягає у виділенні спеціальної лінії, якою передається сигнал тактової частоти - синхросигнал. У цьому ви­падку передавання називають синхронним (рис. 4.3).

Синхронним передавання може бути і без окремої лінії. У цьому ви­падку синхросигнал передається разом з даними, а також у проміжках між їхнім передаванням. Якщо ж у проміжках між передаванням даних синхросигнал не передається, то таке передавання називають асинх­ронним, або з автоналагоджуванням. За низьких швидкостей ефектив­нішим є асинхронне передавання, за високих - з автоналагоджуванням або синхронне.

У випадку асинхронного передавання потік бітів ділять на байти. Приймач та передавач мають вбудовані тактові генератори з однако­вими частотами (допустима така похибка, яка унеможливлює розход­ження частот генераторів під час передавання одного байта на значен­ня, що призведе до помилки в результатах). Перед кожним байтом пе­редають стоп-біт. Його також передають, якщо канал вільний. Під час переходу з високого рівня на низький генератор налагоджується, про­пускає один біт і приймає один байт (рис. 4.4).

Прикладом передавання з автоналагоджуванням є манчестерське кодування. Його використовують у ЛМ Ethernet. Тактовий генератор приймача синхронізується під час передавання кожного біта у випадку переходу з високого рівня у низький у середині інтервалу біта. Переда­вати можна необмежені послідовності бітів. Якщо інформація не пере-

дається, то генератори передавача та приймача розладнані. Тому пе­ред передаванням треба надіслати спеціальну послідовність бітів - "пре­амбулу" - для синхронізації передавача і приймача, наприклад, 11111110.

Схеми кодування

У цифровій частині мережі швидкість генерування імпульсів відпо­відає тактовій частоті. Методи кодування дають змогу передати де­кілька бітів за один період сигналу. Цього досягають застосуванням декількох рівнів сигналу або паралельним передаванням по кількох дро­тах. Розглянемо найуживаніші у KM схеми: кодування (рис. 4.5).

Код RZ (Return to Zero) з поверненням до нуля

Це код з автоналаштуванням (синхросигнал (строб) виділяють з са­мого сигналу). Одиниці відповідає від'ємне значення сигналу, а нулю -додатне. Логічне значення зчитується по напряму повернення до нуля у середині бітового інтервалу. У такому коді бітова швидкість збігаєть­ся ЗІ швидкістю генерування імпульсів, що яв забезпечує високої швид­кості передаваний даних. Як видно з рис. 4,5, код має три рівні сигналу. Детектування цих рівнів потребує менших рівнів завад Та якіснішої апа­ратури. RZ найчастіше застосовують у волоконно-оптичних лініях зв'яз­ку. Правда, замість додатних, від'ємних та нульових рівнів напруги тут використовують три значення інтенсивності променя світла.

Коди NRZ (Won Return to Zero) ma NRZI (Non Return to Zero Inverted)

Цей найпростіший код має два рівні сигналу: одиниці відповідає високий рівень, а нулю - низький; для коду NRZI - навпаки. Код про­стий, однак він не вирішує проблеми синхронізації передавача і прий­мача. Наприклад, у разі передавання одних одиниць чи нулів сигнал є постійним, тому для синхронізування доводиться вводити стопові біти. NRZ у чистому вигляді застосовують в RS-232A, а також в АТМ155 (NRZI).

Манчестерський код

На відміну від RZ він має не три, а два рівні сигналу, що сприяє завадостійкості; а також ставить менші вимоги щодо якості обладнан­ня. Код Манчестер-ІІ використовують в мережах Ethernet.