Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Структура информационного и физического каналовСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Структура информационного канала, охватывающая два нижних уровня архитектуры взаимодействия информационных систем, представлена на рис. 1.9.
Физическая среда может состоять из прямых соединений (физических цепей, кабельных, радиолиний и т.п.) или каналообразующей аппаратуры, линий связи и оборудования узлов коммутации. Физический канал между точками физического интерфейса, если для передачи данных используется телефонная сеть, включает аппаратуру передачи данных (АПД), абонентские линии, узлы коммутации и соединительные линии связи между узлами коммутации. На основе физических каналов в информационной сети создается информационный канал, состоящий из двух соединенных физическим каналом логических модулей. Логические модули реализуют протокол управления информационным каналом и физическим каналом. Протоколы управления могут быть реализованы аппаратным либо программным способом. В последнем случае нижний физический уровень оконечной системы обработки данных составляют программы управления физическим каналом. Для обеспечения сопряжения устройств передачи сигналов введены государственные и международные стандарта, определяющие параметры и характеристики интерфейсов АПД с системами и. физической средой (стыки С2 и С1 соответственно). Унификация стыков преследует цель сделать ООД возможно более независимым от АПД. Стандарты и рекомендации по физическим интерфейсам определяют скорости передачи данных, между ООД и АДД, типы и число контактов разъема; электрические параметры генераторов, приемников и линий связи; виды соединения: данные, управление, синхронизация, заземление.
При использовании каналов телефонной сети применяются стандарты по стыку С2, которые соответствуют рекомендациям МККТТ серии V24.Стык С2 определяет цепи и параметры обмена между оконечным оборудованием обработки данных (ООД) и аппаратура передачи данных (АПД) при последовательной передаче данных в диапазоне скоростей от 200 Вод и выше. Цепи стыка делятся на две категории в зависимости от работы по некоммутируемым или по коммутируемым каналам. Цепи серии 200 применяются для автоматического вызова, а цепи серии 100 –для общего применения. Kpoме того, цепи стыка серии 100 делятся на группы А и В, видоизменяемые с учетом устройств защиты от ошибок (УЗО).
На рис. 1.10 показаны возможные варианты подключения оконечных установок обработки данных (ООД) и ЦЭВМ (центракоммутации)к каналу или линии связи с использованием УПС, УЗО и мультиплексора передачи сигналов (МПД). Взаимодействие между устройствами передачи и преобразования сигналов осуществляется соответственно через линейный, канальный, преобразовательный, защитный и мультиплексорный стыки. Все стыки С1…С4 определены в системах использующих ЕС ЭВМ. Рекомендация МСЭ-Т V.24 описывает два варианта стыковки ООД и УПС: с применением УЗО и без него, когда помехоустойчивое кодирование для канала выполняется способом в ЭВМ ООД. ЕслиУЗО входит в А11Д, то цепи стыка С2 серии 100 включаются как на рис.1.11. в виде групп цепей стыка А и В. При отсутствия УЗО группы цепей стыка А и В совпадают. Цепи серии 200 в двух вариантах остаются неизменными.
При использовании для передачи данных цифровых каналов используется рекомендация Х.21 МСЭ-Т, определяющая стандарт на универсальный интерфейс между ООД и каналом для синхронной работы в коммутируемой сети. Для сопряжения ООД с цифровым каналом применяют адаптер (рис.1.12). Если физические каналы организуются путем соединения аналоговых и цифровых каналов через УПС, то используют стандарты управления физическим каналом в соответствии с рекомендацией Х.21-бис МСЭ-Т, совместимой с рекомендациейV.24. Использование в рекомендации Х.2.1-бис подмножества цепей обмена, определяемых реко мендацией V24, позволяет осуществлять передачу данных как по каналам ТЧ, так и по цифровым каналам ИКМ-систем. Интерфейс между АПД и физической средой определяет стандарт стыка С1, имеющий две разновидности: С1-ФЛ и С1-ШК. Первая разновидность стыка С1 применяется в УПС, используемых при сопряжении с двух- и четырехпроводными физическими линиями ФЛ при скорости передачи до 48Кбит/с, вторая определяет параметры сопряжения УПС с широкополосными каналами ШК при скорости передачи до 4,8Мбит/с. Унифицированные стыки содержат следующие основные виды цепей: заземления, передачи данных, приема данных, управления (для передачи команд в АПД), индикации состояния (для передачи контрольной сигнализации в ООД), синхронизации, автоматического установления соединения (для передачи сигналов набора номера). Число видов и число цепей зависит от типа АПД. В некоторых системах передачи данных команды управления сигнализации и сигналы набора номера передаются по информационным цепям и соответствующие цепи экономятся. Цепи стыка С2
Стык С2 применяется при последовательной синхронной и асинхронной передаче данных по некоммутируемым и коммутируемым аналоговым каналам связи с ручным либо автоматическим установлением соединения. Стык содержит цепи общего назначения серии 100 и цепи автоматического установления соединения серии 200 в соответствии с рекомендациями V.24 МСЭ-Т и позволяет подключить АПД к концентратору или узлу коммутации пакетов. Цепи серии 100 по назначению делятся на четыре вида: заземления, данных, управления и синхронизации. В табл.1.1 приведены цепи сери 100 стыка С2, направленные от АПД, а в табл.1.2, - направленные от ООД. На рис. 1.13 показан пример использования цепей стыка С2 при организации системы ПД в симплексном режиме. Взаимодействие ООД и АПД при передаче происходит следующим образом. Данные передаются ООД по цепи 103 в АПД и канал связи в течение времени, когда все четыре цепи 105, 106, 107, и 108.1/108.2 находятся в состоянии «Включено». Сигналы цепи 107 должны быть ответами на сигналы в цепи 108.1. Состояние «Включено» в цепях 107, 108.1 (или 108.2) указывает на достоверность сигналов в остальных цепях стыка. В АПД предусмотрены перемычки для работы с цепью 108.1 или 108.2, Если АПД содержит оборудование автоматического ответа на вызов, то подсоединение к линии связи производится только в ответ на сигнал вызова и состояние "Включено" в цепи 108.2
При переводе цели 105 -в состояние "Включено" АПД должна перейти в режим передачи, информировать об этом соседнюю АПД и перевести ее в состояние приема данных. При переводе цепи 106 в состояние "Включено" ООД может посылать данные через стык. Однако состояние "Включено" в цепи 106 не гарантирует, что АПД соседней станции обязательно находится в режиме приема. ООД не должно переводить цепь 105 в состояние "Выключено" до конца последнего элемента данных, передаваемого через стык по цепи 103. Состояния цепи 106 являются ответными на состояния цепи 105.
В интервалах времени, в течение которых цепи 105 и 106 находятся в состоянии "Включено" и данные от ООД не поступают, ООД может передавать последовательность двоичных сигналов 1 и 0 для поддержания синхронизации по элементам. Если цепь 107 находится в состоянии "Выключено", то ООД не должно считаться с состоянием остальных цепей, исходящих от АПД, за исключением цепи 125. Если цепь 108.1 или 108.2 находится в состоя нии "Выключено", то АПД не должна считаться с состоянием целей, исходящих от ООД. Состояние "Выключено" в цепях 108.1 или 108.2 не должно блокировать действие цепи 125. При работе по коммутируемой сети цепь I08.I или 108.2 переводится в состояние "Выключено" для фиксации момента окончания связи по коммутируемой линии. Взаимодействие цепей, используемых для обеспечения работы по обратному каналу, аналогично описанному. Данные передаются по цепи 118 в АПД в течение времени, когда все четыре цепи 120, 121, 107 и 108.1 (или 108.2) находится в состоянии "Включено". Цепи серии 200 стыка С2 приведены в табл. 1.3. По назначению цепи делят на три вида: заземления данных и управления. Цепи цифровых сигналов 206...209 служат для передачи цифр номера 0...9 параллельным двоичным кодом, знака управления ЕОN – конец номера и знака управления SEP - разделитель. Знак ЕОN (код - 1100) переводит АПД в состояние ожидания ответа от вызываемой установки данных. Знак SEP (код - 1101) указывает на необходимость введения паузы между последовательными цифрами.
Электрические параметры цепей стыка С2, выполняемых на интегральных микросхемах (С2-ИС) определены в ГОСТ. Могут использоваться симметричные и несимметричные цепи длиной до 1200 м с затуханием по напряжению меньшим 6 дБ. Состояния цепей синхронизации и управления "Выключено" и уровень логической "1" цепи данных соответствуют напряжению В, а состояние "Включено" и уровень логического "0" соответствуют напряжению В. Симметричные цепи обеспечивают скорость передачи до 10 Мбит/с, несимметричные ~ до 100 Кбод/с. Чем больше длина кабеля, тем больше искажения сигнала и тем меньше скорость работы. 1.3.3. Интерфейсы рекомендаций МСЭ-Т: серии X Для построения современных сетей ПД общего пользования применяют рекомендации МСЭ-Т Х. 25, X.2I, X. 21-бис. Рекомендация Х.25 состоит из трех частей, связанных с тремя уровнями (физическим, канальным и сетевым) сопряжения ООД. Первая часть включает две рекомендации X.2I и Х.21-бис. В X.2I сигналы управления кодируются знаками стандартного семиэлементного первичного кода КОИ-7 после двух символов SYN и используются цепи нового стыка Х.24. Сети с интерфейсом X.2I предоставляют пользователям все услуги изохронных цифровых сетей с коммутацией цепей данных. В Х.21-бис для каждого управляющего сигнала имеется отдельная цепь, и используются цепи стыкаV.24. X.2I и Х.21-бис представляют собой совокупность стыка первого уровня и протоколов второго и третьего уровней. Процедуры и цепи стыка первого уровня используются для передачи сигналов управления и данных. Процедуры и форматы протокола второго уровня обеспечивают защиту от ошибок сигналов управления установлением и разъединением коммутируемого соединения и сигналов обмена готовностями устройств ООД. Процедуры и форматы протокола третьего уровня регламентируют действие пользователя сети в процессе коммутации. Рекомендации X.21 МСЭ-Т описывают цепи обмена, схему сигналов для синхронной работы в коммутируемой сети цифровых каналов, метод синхронизации символов между ООД и каналом. В рекомендации Х.21-бис процедуры стыкаV.24 расширены с целью обеспечения возможности подключения АПД с помощью аналоговых каналов к цифровым сетям коммутации. Процедуры передачи и приема адресной информации позволяют АПД устанавливать соединение через коммутируемые каналы с другими АПД, имеющими доступ к цифровой сети. Для связи ООД или коммутационной системы с АПД в X.2I используются восемь цепей, показанных на рис.1.12. Адаптер служит для сопряжения цифрового канала с ООД, являющимся терминалом или ЭBM. Взаимодействие ООД с АПД осуществляется в три этапа: установление соединения, передача данных, разъединение соединения. Сигналы в линиях синхронизации формируются на стороне ООД. Цепь синхронизации байтов может отсутствовать, если перед последовательностью управляющих символов включаются специальные символы синхронизации SYN. Рассмотрим функционирование интерфейса при установлении соединения по инициативе ООД. ООД или АПД могут начать установление соединения, когда интерфейс находится в состоянии готовности и на всех линиях управления С, I, S и В удерживается состояние логической "1". ООД устанавливает соединение, переводя линию управления из состояния "Выключено" в состояние "Включено", а линию передачи - из состояния "1" в состояние "0". Интерфейс переходит в состояние "Запрос соединения". Когда ООД готово к передаче адресной информации в АПД, оно передает два символа синхронизации и вслед за ним последовательность символов, переводящую интерфейс в состояние выбора. В этом состоянии АПД передает адрес вызываемой АПД и ждет, посылая все единицы. После прохождения вызова АПД отвечает сигналом о процессе установления соединения, изменяя в линии. индикации состояние "Выключено" на состояние "Включено. На этапе обмена данными происходят передача данных между двумя АПД до тех пор, пока одно из них не выдаст запрос на разъединение, изменяя состояние линии управления С на состояние "Выключено''. AПД производит разъединение и переводит линию индикации в состояние "Выключено". Линии приема и передачи переходят в состояние постоянной "1". Интерфейс находится в состоянии готовности. Если на этапе установления соединения поступает входящий запрос, то он отклоняется. Для выделенных каналов процедуры, определяемые в X.2I, более просты: признаком запроса на передачу данных является изменение состояния в линии управления или в линии индикации. Когда обе линии изменят свое состояние на состояние "Включено", интерфейс переходит к этапу передачи данных. Стыки C1
Стык C1 применяется в УПС при работе по физическим линиям и выполняет следующие функции: устанавливает независимо от состава АПД параметры сопряжения с физическими линиями (ФЛ), обеспечивает гальваническую развязку цепей АПД и ФЛ, обеспечивает преобразование уровней сигналов. Классификация стыков определяется типом линий и применяемым кодом. Физические линии могут быть четырехпроводными и двухпроводными, симметричными и несимметричными, коммутируемыми и некоммутируемыми, гальванически связанными и гальванически развязанными с устройствами приема: и передачи.
Примерами наиболее распространенных стыков (последовательных интерфейсов периферийных устройств) являются интерфейсы RS -232C, RS-429A, RS-422A (ГОСТ 23675-79) и С1-ФЛ. В основе интерфейсов RS-232C и RS-429А лежит однопроводная несогласованная линия (рис.1.14), пo которой информация передается двухполярными посылками со скоростью до 20 Кбод (RS-232С) и 300 Кбод (RS—423)при длине линии не более 15 и 600 м соответственно. Однопроводная линия отличается простотой, но имеет единственный недостаток – низкую помехоустойчивость. Интерфейс RS-422 (ГОСТ 23675-79) строится на симметричных линиях (витой паре, радиочастотном кабеле) и дифференциальных приемниках и передатчиках (рис. 1.15). Сигнал передатчика появляется на входе приемника в виде парафазного (разностного) напряжения. Помехи в линии остаются синфазными. Благодаря этому дифференциальный приемник обладает высокой помехоустойчивостью. Возможна передача информации на расстояние до 1200 м со скоростью до 100 Кбод и на расстояния до 12 м со скоростью 10 Мбод.
Интенсивность помех в линиях пропорциональна длине линии связи и ширине полосы рабочих частот. Поэтому длина линии и скорость передачи ограничены. Зависимость максимальной длины кабеля от скорости передачи приведена на рис. 1.16. График построен на основе эмпирических данных с использованием телефонного кабеля со скрученными парами и диаметром провода 0,51 мм
График 1 относится к случаю несогласованной линии, график 2 - к случаю применения схемы согласования. Скорость передачи выбирается такой, чтобы время переходного процесса из одного логического состояния в другое было равно половине длительности элемента сигнала. Длина кабеля ограничена 1200 м, при этом потери по мощности составляют 6 дБ. Гальваническая развязка обеспечивается выходным и входными формирователями каналов связи. Онапозволяет исключить уравнительные токи по общим проводникам и тем самым уменьшить взаимовлияние отдельных устройств. Для гальванической развязки применяют трансформаторы или оптроны. Пример схемы оконечных формирователей сигнала на входе и выходе канала связи с гальванической развязкой на трансформаторах приведены на рис.1.17. Сопротивления R1 a R 2 выбираются из условия согласования волнового сопротивления кабеля и входного сопротивления оконечного формирователя. Диоды используются для ограничения выбросов напряжения на линии, превышающих величину .
Пример схемы гальванической развязки на основе оптрона показана на рис. 1.18. Сопротивление резистора R1 выбирается из условия обеспечения номинального тока включения оптопары. Резистор R2 и преобразователь уровня 564ПУ4 необходимы для согласования выхода линии с входами микросхем. Можно использовать оптронный переключатель 249АП1 со встроенным инвертором. Для последовательной передачи двоичных сигналов применяют двухполюсные сигналы низкого уровня (НУ), двухполюсные сигналы низкого уровня с относительным кодированием (ОНУ), биимпульсные сигналы, или код Манчестер-2, квазитроичные сигналы (КИ). Например, для стыка С1-ФЛ различают четыре типа: С1-ФЛ-НУ, С1-ФЛ-ОНУ, С1-ФЛ-БИ. Временные диаграммы информационного сигнала (ИС) и сигналов в линии показаны на рис.1.19.
При двухполярном сигнале "1" соответствует положительное напряжение, "0"- отрицательное напряжение. Сигнал занимает полосу частот от до , где - тактовая частота. При относительном кодировании "1" передается отсутствием изменения полярности предшествующего бита, а "0" - изменением полярности сигнала. При передаче биимпульсными сигналами каждый бит передается двумя посылками так, что в середине каждого бита имеется переход. Логическая "1" передается импульсом положительной полярности, а затем отрицательной. Логический "0" передается импульсом отрицательной полярности, а затем положительной. Возможно применение относительного кодирования, при котором смена порядка следования полярностей измеряется всякий раз при передаче логического "0". Биимпульспые сигналы, обладаютболее высокой помех устойчивостью.
Полоса частот этого сигнала лежит в пределах от до . У него отсутствует постоянная и низкочастотная составляющие. Имеется возможность обнаружить ошибку в каждом передаваемом разряде, поскольку в середине каждого бита должен быть переход. Вероятность одновременной инверсии полярности в пределах бита невелика. Кроме того, упрощается выделение тактовой частоты на приеме, так как в последовательности присутствуют и тактовые, и информационные сигналы. Биимпульсный сигнал обладает свойством самосинхронизации. При квазитроичном кодировании сигнал в линии может принимать три уровня. На рис.1.19 "нулевые" биты передаются в линию нулевым потенциалом, "единичные" биты передаются посылками с положительной или отрицательной полярностью. При этом каждый "единичный" бит передается полярностью, противоположной предыдущему. Квазитроичный сигнал не имеет постоянной составляющей и его можно передавать через трансформаторы. Амплитуда сигналов передачи не превышает для С1-НУ и С1-БИ 0,4 В. Для С1-КИ амплитуда сигналов передачи лежит в пределах от 1 до.3 В.. Чем больше скорость передачи, тем больше требуется амплитуда, сигнала. Для обеспечения совместимости уровней сигналов в линиях и интегральных схемах применяют преобразователи уровней. В тех случаях, когда требуется согласовывать схемы, запитываемыми напряжениями разного знака при большом значении логического перепада в каждой из схем используют ключевые транзисторные схемы. Для примера рассмотрим схемы, работающие на принципе переключения тока. Принцип переключения тока иллюстрируется схемой, показанной на рис. 1.20. Изменение входного напряжения по отношению к опорному Е0, приводит к переключению тока из коллектора цепи транзистора V1 в цепь коллектора транзистора V2 и наоборот. Величина опорного напряжения выбирается равной , где - уровень напряжения логического "нуля", - уровень напряжения логической единицы". Если В, а В, то В. Для преобразования уровней при одновременной гальванической развязке используют оптронные переключатели. Примеры схем приведены на рис. 1.21 для преобразования уровней тока линии связи в уровни ТТЛ-схем и на рис. 1.22 показана схема преобразования уровней ТТЛ-схем в двухполярные сигналы телеграфных каналов, реализуемая в стыке С1-TГ.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-29; просмотров: 2717; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.103.20 (0.01 с.) |