1.2.3. Режимы передачи данных

При передаче информации различают три режима передачи: симплексный, полудуплексный и дуплексный. При симплексном режиме передача информации происходит только в одном направлении. Примером симплексного режима передачи является система, в которой информация, собираемая с помощью датчиков, передается для обработки на ЭВМ. Другим ярким примером симплексного режима является телерадиовещание.

При полудуплексном режиме происходит попеременная передача информации, когда источник и приемник последовательно меняются местами. Примером работы в полудуплексном режиме может служить передача информации при помощи радиостанций. В этом случае при помощи специальной клавиши радиостанция переключается либо в режим передатчика, либо в режим приемника.

При дуплексном режиме – передача и прием сообщений производятся одновременно. Примером дуплексного режима может служить обычный телефонный разговор между двумя абонентами [5].

Если все абоненты компьютерной сети ведут передачу данных по каналу на одной частоте, такой канал называется узкополосным (пропускает одну частоту). Если каждый абонент работает на своей собственной частоте по одному каналу, то такой канал называется широкополосным (пропускает много частот). Использование широкополосных каналов позволяет экономить на их количестве, но усложняет процесс управления обменом данными.

1.2.4. Понятие модуляции

Достаточно часто для передачи информации используют низкочастотный сигнал, т.е. после преобразования информации в электрический сигнал с ним более не производят никаких изменений. Однако в ряде случаев, например, при использовании радиоканала, для этого требуются значительные затраты энергии, а помехозащищенность такой передачи очень низка. В этом случае используется так называемая «модуляция» сигнала. Принцип этого процесса состоит в наложении «информационного» сигнала на «несущую частоту» (рис.1.3).

Как следует из названия, «несущая частота» предназначена для передачи «информационного» сигнала и сама по себе не несет никакой информации. «Несущая», как правило, по частоте на несколько порядков превосходит «информационный», или «модулирующий» сигнал.

В настоящее время используется много видов модуляций, основными из которых являются амплитудный, частотный и фазовый.

Модуляция может использоваться не только для передачи аналогового, но и цифрового сигнала. Передать цифровые данные по аналоговому

23

Рис. 1.3. Амплитудное модулирование сигнала: А – «модулирующий» сигнал, Б – «несущая», В – «модулированный» сигнал

Рис. 1.4. Способы передачи цифрового сигнала по аналоговому каналу

24

каналу можно управляя одним из параметров сигнала несущей частоты: амплитудой, частотой или фазой. Принцип такой передачи с разными типами модуляции показан на рис. 1.4.

Цифровой сигнал обычно передается в двоичном коде, т.е. возможны лишь два значения – «0» и «1».

При амплитудной модуляции отсутствие сигнала, т.е. отсутствие колебаний несущей частоты, принимается за «0», а наличие колебаний несущей частоты – за «1».

Частотная модуляция предусматривает передачу сигналов «0» и «1» на разной частоте. При переходе от «0» к «1» и от «1» к «0» происходит изменение несущей частоты.

При фазовой модуляции при переходе от «0» к «1»и от «1» к «0» меняется фаза колебаний, т.е. их направление.

Достаточно часто модуляция используется для передачи информации разных абонентов по одному каналу. Такая широкополосная передача, которая предусматривает работу для каждого абонента на своей частоте в пределах одного канала, обеспечивает взаимодействие большого количества абонентов при высокой скорости передачи данных [6].

Широкополосная передача также позволяет совмещать в одном канале передачу цифровых данных, изображения и звука, что является необходимым требованием современных систем мультимедиа.

1.2.5. Способы передачи данных

Передача информации по любым каналам происходит определенными «порциями». При этом существуют две принципиально разные схемы передачи: параллельная и последовательная.

При параллельной передаче информации передается несколько бит информации одновременно (как правило, восемь бит, т.е. один байт). Для этого используется столько линий, сколько битов эта комбинация содержит. Каждый бит передается по отдельному проводу. Наиболее часто он используется для передачи данных от компьютера к периферийным устройствам. Примером такой передачи может служить порт LPT персонального компьютера. Передача параллельным кодом обеспечивает высокое быстродействие, но требует повышенных затрат на создание физической передающей среды (требуется большое количество проводов) и обладает плохой помехозащищенностью, поэтому на большие расстояния данный способ передачи не используется.

При последовательном способе передачи данных группа битов пе-

редается по одному проводу бит за битом. Для этого вполне достаточно двухпроводной линии. Вполне естественно, что последовательный способ передачи данных медленнее, так как требует преобразования данных в па-

25

раллельный код для дальнейшей обработки в ЭВМ, но экономически он более выгоден для передачи сообщений на большие расстояния.

При последовательном способе передачи данных различают синхронную и асинхронную передачу данных.

При синхронной передаче (рис. 1.5,а) информация передается блоками, которые обрамляются специальными управляющими символами. В состав блока включаются также специальные синхросимволы, обеспечивающие контроль состояния физической передающей среды, и символы, позволяющие обнаруживать ошибки при обмене информацией. В конце блока данных при синхронной передаче в канал связи выдается контрольная последовательность, сформированная по специальному алгоритму. По этому же алгоритму формируется контрольная последовательность при приеме информации из канала связи. Если обе последовательности совпадают – ошибок нет. Блок данных принят. Если же последовательности не совпадают – ошибка. Передача повторяется до положительного результата проверки. Если повторные передачи не дают положительного результата, то фиксируется состояние аварии.

Рис. 1.5. Схема последовательной передачи данных: а) синхронная; б) асинхронная

Синхронная передача – высокоскоростная и почти безошибочная, однако требует дорогостоящего оборудования. Она используется для обмена сообщениями между ЭВМ в вычислительных сетях.

При асинхронной передаче (рис. 1.5,б) данные передаются в канал связи как последовательность битов, из которой при приеме необходимо выделить байты для последующей их обработки. Для этого каждый байт ограничивается стартовым и стоповым битами, которые и позволяют произвести выделение их из потока передачи. Иногда в линиях связи с низкой надежностью используется несколько таких битов. Дополнительные стартовые и стоповые биты несколько снижают эффективную скорость переда-

26