Кодування сигналів

Тема 1.3: Кодування і передача даних з допомогою адаптера

Лекція 3

1. Кодування сигналів
2. Будова адаптера

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

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			Transmit Data
Transmit Data			Receive Data
Data Terminal Ready		6+1	Data Set Ready + Carrier Detect
System Ground			System Ground
Data Set Ready + Carrier Detect	6+1		Data Terminal Ready
Request to Send			Clear to Send
Clear to Send			Request to Send

Нуль-модем (25-25) кабель

Рис 2. Порт DB25

Роз’єм 1	Контакти	контакти	Роз’єм 2
Receive Data			Transmit Data
Transmit Data			Receive Data
Data Terminal Ready		6+8	Data Set Ready + Carrier Detect
System Ground			System Ground
Data Set Ready + Carrier Detect	6+8		Data Terminal Ready
Request to Send			Clear to Send
Clear to Send			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			Помилка
Data Bit 1			Вибір
Data Bit 2			Paper Out
Data Bit 3			Підтвердження
Data Bit 4			Зайнято
Підтвердженя			Data Bit 3
Зайнято			Data Bit 4
Paper Out			Data Bit 2
Вибір			Data Bit 1
Помилка			Data Bit 0
Reset			Reset
Вибір			Вибір
Земля			Земля

Тема 1.4. Способи передачі даних в мережі

1. Методи доступу
2. Ймовірносні методи
3. Детерміновані методи

Кожна мережева топологія має характерну для неї топологію з'єднаня вузлів в мережі і метод доступу до середовища передачі. Ці категорії пов'язані з 1 і 2 рівнями моделі OSI.

Розрізняють фізичну топологію, яка визначає правила фізичних з'єднань вузлів (прокладку кабелів) і логічну топологію, котра визначає напрямки потоків даних між вузлами мережі.
Логічна і фізична топологія відносно незалежні одна від другої.
В логічній шині інформація (кадр) передається першим вузлом одночасно до всіх вузлів підключених до одного сегменту. Передачу зчитаних даних на вищий рівень (LLC підрівень Data Link рівня моделі OSI) виконує тільки той вузол, якому адресовано даний кадр.

Логічна шина реалізується на фізичних топологіях шини, зірки, дерева, сітки. Метод доступу до середовища передачі даних - імовірностний (Ethernet), або детермінований (ARCnet)

В логічному кільці інформація передається послідовно від вузла до вузла. Кожен вузол приймає кадри тільки від попереднього і посилає наступним вузлам тільки по колу. Вузол далі транслює всі дані по мережі, але обробляє тільки адресовані йому. Метод доступу – детермінований. Дану топологію використовують в мережах Token Ring, IEEE 802.5, FDDI.

Доступом до мережі називають взаємодію станції (вузла мережі) із середовищем передачі даних для обміну інформацією з іншими станціями. Керування доступом до середовища - це встановлення послідовності, у якій станції одержують доступ до середовища передачі даних.

Методи доступу поділяються на:

· імовірнісний (probabilistic)

· детермінований (determistic).

Метод доступу до середовища передачі, який розподіляється між усіма вузлами сегмента - імовірнісний, який базується на прослуховуванні сигналу ліній. Детермінований метод - оснований на певній дисципліні передачі прав доступу.

Дата добавления: 2013-12-12