П.3. Преобразователи интерфейса

Преобразователь (конвертор) интерфейсов используется для обеспечения совместимости устройств с разными интерфейсами или изменения физического способа передачи информации.

Сложность преобразователя интерфейсов существенно зависит от числа уровней модели OSI и их функций, которые должны быть реализованы в преобразователе.

В простейшем случае, когда требуется преобразовать RS-232 в RS-485, и интерфейс RS-232 работает в режиме программного управления потоком данных, возможна побитовая ретрансляция сигналов без изменения протокола даже физического уровня.

Однако в общем случае преобразование интерфейсов подразумевает изменение протокола передачи данных и специальное программное обеспечения для портов ввода-вывода.

Может потребоваться выполнение одним из интерфейсов специфических для конкретной сети функций канального уровня (адресация, борьба за доступ к шине, отсылка сообщений об ошибках, обеспечение достоверности передачи и др.).

Преобразователи интерфейсов не используют функции уровня приложений, поскольку в этом случае они переходят в разряд межсетевых шлюзов.

Преобразователь RS-232 - RS-485/422.

В простейшем распространенном случае, когда к компьютеру с портом RS-232 требуется подключить сеть на основе интерфейса RS-485, порт RS-232 используется в режиме программного управления потоком данных. При этом преобразование интерфейса сводится фактически только к побитовому преобразованию данных из одной электрической формы в другую, без преобразования протоколов передачи и изменения драйверов порта ввода-вывода.

Преобразователи интерфейса часто используют в качестве удлинителей интерфейса, т.е. для увеличения расстояния, на которое можно передать информацию. Например, для удлинения порта RS-232 можно использовать преобразователь RS-232 в RS-485, который обеспечивает дальность до 1.2 км, а на приемном конце сделать обратное преобразование из RS-485 в RS-232. Аналогично можно использовать оптоволоконный интерфейс или САN. Часто для удлинения интерфейсов используют преобразование в промежуточный нестандартный канал передачи, использующий повышенную мощность сигнала и позволяющий передавать данные на расстояние, например, до 20 км по медному кабелю.

Преобразователь RS-232 в оптоволоконный интерфейс.

Оптоволоконный канал имеет ряд неоспоримых преимуществ, связанных с оптическим способом передачи информации:

- большая дальность передачи (обычно до 2 км в многомодовом канале или до 20 км в одномодовом, с повторителями – до нескольких сотен км);

- нечувствительность к электромагнитным помехам, в том числе при разряде молнии и электростатических разрядах;

- отсутствие аварийных ситуаций и порчи оборудования в случае коротких замыканий, отсутствие коррозии мест соединений;

- высокая пропускная способность (скорость передачи) и уменьшенное количество ошибок в канале;

- хорошая защищенность от несанкционированного доступа: невозможно перехватить передаваемую информацию, не нарушив связь по каналу.

В многомодовом кабеле распространяются световые волны нескольких мод (длин волн), в одномодовом – одной длины волны. Одномодовое оптоволокно позволяет передавать сигнал на большее расстояние, однако, коннекторы и приемопередатчики, а также вся кабельная инфраструктура для многомодового оптоволокна обычно на 25... 50 % дешевле.

Преобразователь USB в RS-232, RS-485, RS-422.

Преобразователь из USB в RS-232/422/485 гораздо сложнее, чем все остальные. Это обусловлено тем, что для шины USB стандартом установлен определенный порядок обмена пакетами данных. Побитовая ретрансляция становится невозможна и большую роль играет модификация драйверов порта.

Преобразователи из USB в RS-232/422/485 используются, когда компьютер имеет недостаточное количество портов RS-232/422/485, но есть неиспользуемые порты USB. При подключении к компьютеру преобразователя и установки соответствующих драйверов в операционной системе появляется новый виртуальный СОМ-порт, который со стороны программного и аппаратного интерфейса ничем не отличается от обычного.

Адресуемые преобразователи интерфейса

Адресуемый преобразователь интерфейса может выполнять часть сетевых функций: проверку доступности канала, состязание за доступ к каналу, разбивку данных на кадры, обнаружение и коррекцию ошибок, повторную передачу в случае обнаружения ошибок. Однако он не выполняет функций приложений, как это делают межсетевые шлюзы.

Наиболее распространены адресуемые преобразователи интерфейса RS-232 в RS-485, которые позволяют подключить к сети на основе интерфейса RS-485 такие устройства, как вольтметр, аппарат для считывания штрих-кодов, кассовый аппарат или ПЛК с интерфейсом RS-232. Обращение к устройствам выполняется по адресу, записанному в ППЗУ преобразователя. Использование шины RS-485 вместо нескольких портов RS-232 позволяет отнести устройство на расстояние до 1.2 км от компьютера и расположить его в любом удобном месте.

Функцию адресуемого преобразователя можно реализовать с помощью универсального контроллера, имеющего соответствующие порты. Контроллер, содержащий программу преобразования портов, называют коммуникационным. Коммуникационный контроллер принимает сигнал через один из своих портов и передает его через другой порт. В общем случае коммуникационный контроллер может также выполнять функции сигнализации состояния шины, несложные функции управления и быть как ведомым, так и ведущим.

Дата добавления: 2014-01-07