Тема 1.3: Кодування і передача даних з допомогою адаптера

1. Кодування сигналів 2. Будова адаптера

3. З'єднання через нуль-модем 4. Джерела безперебійного живлення (Самостійне вивчення) 1.3.1 Кодування сигналів

Кодування на двох нижніх моделях OSI виявляє спосіб представлення даних сигналами, котрі поширюються через середовища передачі даних. Кодування є логічне і фізичне. Логічне кодування (Data encoding) Логічне кодування даних перетворює потік біт сформованого кадру в послідовність символів, що підлягають фізичному кодуванню для передачі по лінії зв'язку. Використовують наступні схеми:

• 4В/5В - кожні 4 біти вхідного потоку кодуються п'яти бітним символом. Існує двохкратна надлишковість, використовується в FDDI, 100 Base Fx/Tx.

• 8B/10B - восьмий біт кодується десятибітним символом, 4^х кратна надлишковість. Використовується в 100 Base Sx/Lx.

• 5В/6В - кожних п'ть біт кодуються шестибітним символом. Використовуються в 100VG-AnyLAN.

• 8В/6Т - вісім біт вхідного потоку кодуються шістьма трісковими символами (-,0,+),. Використовується в 100BaseT4.

• Вставка біт (Bit stuffing) - біт орієнтована схема виключення недопустимих послідовностей біт. Використовується в HDLC.

Фізичне (сигнальне ) кодування Фізичне кодування (signal encoding) - визначає правила представлення дискретних символів в фізичні (електричні або оптичні) сигнали лінії. На рівні фізичних сигналів замість бітової швидкості передавання (біт/с) оперують поняттям швидкості зміни сигналу в лінії, яка вимірюється в бодах (baud). Схеми кодування:

• АМІ (Alternate Mark Inversion)- біполярна схема, яка використовує +В,0В;і –В. Нулеві біти - 0В, решта +В або –В . Використовується в хDSL, ІSDN .

• МАМІ - модифікована АМІ, відповідно імпульс - 0, а 1 - нульовий потенціал Використовується в ISDN (S/T інтерфейс).

• В8ZS (Bipolar with 8 Zero Substitution ) - аналог АМІ, але для синхронізації включаються послідовності 8 і більше нулів.

• Манчестерське кодування - двохфазне, полярне, само синхронізується, біжучий біт визначається по зміні стану в середині бітового інтервалу. Це кодування використовується в Ethernet. Зміна -В до +В> "1"; від +В до -В> "0".

• Диференційне манчестерське кодування - це двохфазне полярне, само синхронізується. Біжучий біт визначається по наявності переходу на початку бітового інтервалу. "0" - є перехід, "1" - нема переходу.

• MLT-3 - це трирівневе кодування з скрембліруванням, не само синхронізується. Використовує +В, 0, -В. Використовується в 100 Base Tx i FDDI.

• NRZ - біполярна, не транзитивна схема (стан змінюється на границі). Має два варіанти: - недиференційований NRZ (використовується в RS-232, стан безпосередньо визначає стан біта). - диференційований NRZ (стан змінюється на початку бітового інтервалу для одиниці і не змінюється для нуля).

• NRZ I - це модифікований варіант NRZ. Стан змінюється на протилежний на початку бітового інтервалу при передачі нуля і не змінюється при передачі одиниці.

Мережні адаптери (NIC) Кожен вузол локальної мережі має мережний адаптер (NIC- Network Interface card).

Мережна карта або мережний адаптер - це плата розширення, що вставляє в рознімання материнської плати (main board) комп'ютера. Також існують мережні адаптери стандарту PCMCIA для ноутбуків (notebook), вони уставляються в спеціальне рознімання в корпусі ноутбука. Або інтегровані на материнській платі комп'ютера, вони підключаються по локальній шині. З'явилися Ethernet мережні карти, які підключаються до USB (Universal Serial Bus) порту комп'ютера.

Мережні плати характеризуються своєю :

• Розрядністю: 8 біт (самі старі), 16 біт й 32 біта. Варто очікувати появи 64 біт мережних карт (якщо їх уже не випустили).

• Шиною даних, по якій іде обмін інформацією між материнською платою й мережною картою: ISA, EISA, VL-Bus, PCI і ін.

• Мікросхемою контролера або чипом (Chip, chipset) , на якому дана плата виготовлена. І який визначає тип використовуваного сумісного драйвера й майже все інше : розрядність, тип шини й т.д.

• Підтримуваним мережним середовищем передачі (network media) , по-російському сказати: установленими на карті розніманнями для підключення до певного мережного кабелю. BNC для мереж 10Base-2, RJ45 для мереж 10Base-T і 100Base-TX, AUI для мереж 10Base-5 або рознімання для підключення до волоконної оптики.

• Швидкістю роботи: Ethernet 10Mbit й/або Fast Ethernet 100Mbit, Gigabit Ethernet 1000Base-..

• Також, карти на кручену пару можуть підтримувати або не підтримувати FullDuplex режим роботи.

• MAC- адресою

Адаптер має прийомопередатчик (трансівер) підключений до загального середовища передачі даних. Адаптер прослуховує лінію і дочікується тишини (відсутність несучого сигналу). Далі він формує кадр, що починається з синхронізуючої преамбули за якою іде потік двійкових даних в машинному коді. Решта вузлів приймають цей сигнал, синхронізують по преамбулі і декодують його в послідовність біт, яка поміщається в буфер. Закінчення кадру визначається по пропаданні несучої. В кожному кадрі є заголовок з МАС-адресою відправника та вузла отримувача. МАС-адреса - це постійний адрес, який визначається виробником і є незмінним для кожної з мережевих карт. Адаптери або інтерфейсні карти призначені для виконання функцій першого і другого рівнів моделі OSI в комп'ютерах підключених до локальної мережі. Адаптери мають приймаючу і передаючу частини. Задача передаючої частини: при отриманні від центрального процесора блоку даних і адреси призначення для передачі отримати доступ до середовища передачі, сформувати і передати кабель, добавити преамбулу, свою адресу, CRC-код і виконувати повторні спроби передачі в разі отримання колізій. Колізії (Конфлікти) - це зіткнення двох кадрів в середовищі передачі даних. Прийомна частина проглядає всі кадри і приймає тільки ті, які безпосередньо її стосуються. Додатково адаптер може мати мікросхему віддаленого завантаження (Boot ROM) а також засоби пробудження через мережу (Wake on Lan). В якості засобів доставки інформації адаптер використовує канали DMA, програмний ввід-вивід, пряме керування шиною. Адаптери на серверах повинні мати швидкість не менше 100 Мбіт/с, можуть бути комбіновані. Під конфігуруванням адаптера розуміють налаштування на використання системних ресурсів комп'ютера, а також вибір середовища передачі даних. Може виконуватися перемичками на платі, спеціальними програмними утилітами.

2 Нуль-модемні кабелі

Нуль-модем (9-9) кабель

Рис 1. Порт DB9

Використовується кабель для обох DTE пристроїв (наприклад для двох комп’ютерів).

9 PIN D-SUB FEMALE до комп’ютера 1.

9 PIN D-SUB FEMALE до комп’ютера 2.

Роз’єм 1	контакт	контакт	Роз’єм 2
Receive Data	2	3	Transmit Data
Transmit Data	3	2	Receive Data
Data Terminal Ready	4	6+1	Data Set Ready + Carrier Detect
System Ground	5	5	System Ground
Data Set Ready + Carrier Detect	6+1	4	Data Terminal Ready
Request to Send	7	8	Clear to Send
Clear to Send	8	7	Request to Send

Нуль-модем (25-25) кабель

Рис 2. Порт DB25

Роз’єм 1	Контакти	контакти	Роз’єм 2
Receive Data	3	2	Transmit Data
Transmit Data	2	3	Receive Data
Data Terminal Ready	20	6+8	Data Set Ready + Carrier Detect
System Ground	7	7	System Ground
Data Set Ready + Carrier Detect	6+8	20	Data Terminal Ready
Request to Send	4	5	Clear to Send
Clear to Send	5	4	Request to Send

Нуль –модем для послідовного порту (LapLink/InterLink Parallel Cable)

Працює з :

· MS-DOS v6.0 InterLink from Microsoft

· Windows 95 Direct Cable connection from Microsoft

· Norton Commander v4.0 & v5.0 from Symantec

Назва	Контакт	Контакт	Назва
Data Bit 0	2	15	Помилка
Data Bit 1	3	13	Вибір
Data Bit 2	4	12	Paper Out
Data Bit 3	5	10	Підтвердження
Data Bit 4	6	11	Зайнято
Підтвердженя	10	5	Data Bit 3
Зайнято	11	6	Data Bit 4
Paper Out	12	4	Data Bit 2
Вибір	13	3	Data Bit 1
Помилка	15	2	Data Bit 0
Reset	16	16	Reset
Вибір	17	17	Вибір
Земля	25	25	Земля