ПРОБЛЕМИ ФІЗИЧНОЇ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ ЛІНІЯМИ ЗВ'ЯЗКУ

Проблеми фізичної передачі даних по лініях зв'язку

        Навіть при розгляді найпростішої мережі, що перебуває усього з двох машин, можна побачити багато які проблеми, властиві будь-якій обчислювальній мережі, в тому числі проблеми, пов'язаній з фізичною передачею сигналів по лініях зв'язку, без вирішення якої неможливий будь-який вид зв'язку.

        У обчислювальній техніці для представлення даних використовується двійковий код. Всередині комп'ютера одиницям і нулям даних відповідають дискретні електричні сигнали. Представлення даних у вигляді електричних або оптичних сигналів називається кодуванням. Існують різні способи кодування двійкових цифр 1 і 0, наприклад, потенційний спосіб, при якому одиниці відповідає один рівень напруги, а нулю іншій, або імпульсний спосіб, коли для представлення цифр використовуються імпульси різної або однієї полярності.

        Аналогічні підходи можуть бути використані для кодування даних і при передачі їх між двома комп'ютерами по лініях зв'язку. Однак ці лінії зв'язку відрізняються за своїми електричними характеристиками від тих, які існують всередині комп'ютера. Головна відмінність зовнішніх ліній зв'язку від внутрішніх складається в їх набагато більшій протяжності, а також в тому, що вони проходять поза екранованим корпусом по просторах, часто схильних до впливу сильних електромагнітних перешкод. Все це приводить до значно більших спотворень прямокутних імпульсів (наприклад, “завалленню” фронтів), чим всередині комп'ютера. Тому для надійного розпізнавання імпульсів на приймальному кінці лінії зв'язку при передачі даних всередині і поза комп'ютером не завжди можна використати одні і ті ж швидкості і способи кодування. Наприклад, повільне наростання фронту імпульсу через високе ємкісний навантаження лінії вимагає передачі імпульсів з меншою швидкістю (щоб передній і задній фронти сусідніх імпульсів не перекривалися і імпульс встиг дорости до необхідного рівня).

        У обчислювальних мережах застосовують як потенційне, так і імпульсне кодування дискретних даних, а також специфічний спосіб представлення даних, який ніколи не використовується всередині комп'ютера, модуляцію (мал. 1). При модуляції дискретна інформація представляється синусоідальним сигналом тієї частоти, яку добре передає лінія зв'язку, що існує.

        Потенційне або імпульсне кодування застосовується на каналах високої якості, а модуляція на основі синусоідальних сигналів переважно в тому випадку, коли канал вносить сильно спотворені сигнали, що передаються. Звичайно модуляція використовується в глобальних мережах при передачі даних через аналогові телефонні канали зв'язку, які були розроблені для передачі голосу в аналоговій формі і тому погано підходять для безпосередньої передачі імпульсів.

МАЛ. 1. Приклади представлення дискретної інформації

Фізичне кодування.

В обчислювальній техніці для подання даних використовується двійковий код. Процес обробки інформації передбачає представлення даних одиницям і нулям, що відповідають дискретним електричним сигналам. Подання даних у вигляді електричних або оптичних сигналів називається кодуванням. Існують різноманітні засоби кодування двійкових цифр 1 і 0, наприклад, потенційне кодування, при якому одиниці відповідає один рівень напруги, а нулю – інший, або імпульсний засіб, коли для представлення цифр використовуються імпульси різної або однієї полярності.

Аналогічні підходи можуть бути використані для кодування даних і при передачі їх між двома комп'ютерами лініями зв'язку. Проте, ці лінії зв'язку відрізняються своїми електричними характеристиками від тих, що існують всередині комп'ютера. Головна відмінність зовнішніх ліній зв'язку від внутрішніх полягає в набагато більшій протяжності перших, а також у тому, що вони проходять поза екранованим корпусом просторами, що часто піддаються впливу сильних електромагнітних перешкод. Все це призводить до більш значних спотворень прямокутних імпульсів (наприклад, «завалювання» фронтів). Тому для надійного розпізнавання імпульсів на приймальному кінці лінії зв'язку, при передачі даних всередині і поза комп'ютером не завжди можна використовувати ті самі швидкості і засоби кодування. Наприклад, повільне наростання фронту імпульсу через високий ємнісний опір лінії потребує передачі імпульсів із меншою швидкістю (щоб попередній і наступний фронти імпульсів не перекривалися і імпульс встиг доростити до необхідного рівня).

У обчислювальних мережах застосовують як потенційне, так і імпульсне кодування дискретних даних, а також специфічний засіб представлення даних, що ніколи не використовується всередині комп'ютера, – модуляцію. При модуляції дискретна інформація представляється синусоїдальним сигналом тієї частоти, яку добре передає наявна лінія зв'язку.

Потенційне або імпульсне кодування застосовується на каналах високої якості, а модуляції на основі синусоїдальних сигналів віддають перевагу в тому випадку, коли канал вносить сильні перекручування в передані сигнали. Звичайно модуляція використовується в глобальних мережах при передачі даних через аналогові телефонні канали зв'язку, що були розроблені для передачі голосу в аналоговій формі і тому погано підходять для безпосередньої передачі імпульсів.

Логічне кодування.

Для покращання потенціальних кодів типу AMI, NRZI чи 2B1Q використовується логічне кодування. Воно повинне створювати вкрапленнями одиниць у довгих послідовностях нульових біт, які приводять до постійного потенціалу. Для логічного кодування характерні два методи – надлишкові коди та скремблювання.