Transmisii de date asincrone

1. Noţiuni de bază. Definiţii

Definiţie: Prin comunicaţie de date se înţelege schimbul de informaţie numerică codificată între două DTE.

Trebuie făcută distincţia între termenii "dată" şi "informaţie". Termenul "dată" este folosit pentru a desemna un set sau un bloc de caractere numerice sau alfabetice codificate ce sunt schimbate între două echipamente. În cadrul comunicaţiei de date în afara transferului acestui tip de date este de asemenea necesar ca cele două echipamente să schimbe şi diverse mesaje de control (de exemplu pentru a preveni sau corecta erorile de transfer). De aceea termenul de informaţie este folosit cu un înteles mai larg desemnând atât date cât şi mesaje de control.

Comunicaţia de date se ocupă nu numai cu modul de transmisie a datelor printr un mediu de transmisie fizic ci şi cu tehnicile ce trebuie folosite pentru detectarea şi corectarea erorilor de transmisie, cu controlul ratei de transfer a datelor şi stabilirea formatului datelor ce trebuie transferate.

Transmisia unui semnal se poate realiza direct în banda sa de bază, dacă se introduce pe canal semnalul nemodificat, cu spectrul său original, aşa cum este obtinut de la traductorul carepreia informatia din mediul real şi o transformă în semnal (senzori pentru diferite mărimi fizice, microfoane pentru semnal audio, camere de luat vederi pentru semnale video). Transmisia în banda de bază nu utilizează modularea pe purtătoare a semnalului util, care ar rezulta în modificarea spectrului de frecvente initial, prin translare.

Acest mod de transimisie a informatiei are avantajul simplitătii, deoarece semnalele nu sunt prelucrate suplimentar, dar are şi o serie de dezavantaje. Banda relativă de frecventă este largă (banda relativă = banda semnalului raportată la frecventa medie) şi poate fi uşor influentată de perturbatii cu diverse frecvente. Semnalele nu pot fi transmise în banda de bază la distante mari datorită imunitătii scăzute la perturbatii ce apar cu precădere în zona inferioară a spectrului.

Sistemele de transmisie a datelor care nu folosesc procedee de modulare/demodulare, utilizând direct forma de undă numerică (semnalul dreptunghiular) asociat secventei de date, se numesc sisteme de transmisie a datelor în banda de bază, deoarece banda de frecvente a semnalului nu este translată în jurul unei frecvente superioare şi contine inclusiv componenta continuă (frecventa zero).

Transmisia digitală în banda de bază înseamnă, în general, transmiterea directă pe canal a semnalului dreptunghiular cu două nivele de tensiune sau curent corespunzătoare valorilor logice de “0” şi “1”. Deoarece transmisia datelor are loc în mod serial, echipamentul receptor va primi doar două nivele de tensiune care se succed în timp, din care acesta trebuie să discrimineze începutul şi sfârşitul fiecărei celule de bit (sincronizarea pe bit), dar şi împachetarea globală a şirului de date în caractere şi blocuri de date (sincronizarea pe caracter şi pe cadru).

Sincronizarea receptorului cu emitătorul poate fi realizată în două moduri, în functie de relatia dintre ceasul transmitătorului şi cel al receptorului.

În cazul transmisiei asincrone, cele două ceasuri sunt semnale independente. Fiecare caracter este tratat independent şi receptorul va trebui resincronizat la începutul acestuia. Receptorul reporneşte practic ceasul de sondare a bitilor la începutul fiecărui caracter, odată cu detectia unui front negativ de “START” pe linia de comunicatie, ca în figura 1. Acest mod de transmisie se utilizează mai mult în situatiile când datele transferate sunt generate la intervale aleatoare de timp.

Fig. 1.

Din punct de vedere al numărului de linii ce interconectează două echipamente se deosebesc două tipuri de conexiuni:

1. modul de transfer paralel presupune folosirea câte unui fir pentru fiecare bit de date (al unui cuvânt). Aceasta înseamnă că mai multe fire sunt folosite pentru interconectarea a două DTE. Din acest motiv modul de transfer paralel nu se foloseşte decât în cazul în care distanţa între DTE este mică.

2. modul de transfer serial presupune folosirea unei singure perechi de fire pentru interconectarea echipamentelor.

La un moment dat pe linie se transmite un singur bit, pentru fiecare bit fiind alocat un interval de timp fix. Viteza de transfer este mai mică decât în cazul 1 dar distanţa între DTE poate fi mult mai mare.

Cele două moduri de operare sunt reprezentate în figura 2.

Comunicaţia de date între două echipamente se poate realiza în trei moduri:

1. simplex: presupune transmisia datelor într o singură direcţie.

2. half duplex: presupune transferul de date alternativ între cele două echipamente. Când unul din echipamente se află în starea de emisie celălalt se află în recepţie.

3. duplex (full duplex): presupune schimbul de date în ambele direcţii simultan.

Datele ce sunt transferate între două DTE sunt formate din unităţi de lungime fixă, de obicei de câte 8 biţi. De exemplu când un terminal comunică cu un calculator fiecare caracter tastat este codificat într o valoare binară de 8 biţi, întregul mesaj fiind format dintr un şir de astfel de caractere codificate. Deoarece fiecare caracter este transmis serial, echipamentul receptor pentru a decodifica şi interpreta corect biţii transmişi trebuie să cunoască:

- rata de emisie a biţilor (durata unei celule bit);

- începutul şi sfârşitul fiecărui caracter (octet);

- începutul şi sfârşitul fiecărui mesaj complet (bloc).