انتقال داده ها
مدارات اجاره ای دیجیتال
- در مدارات اجاره ای همه اطلاعات( داده و صوت ) بصورت دیجیتال انتقال می یابند
- چون صوت بصورت دیجیتال انتقال می یابد پس صدای آنالوگ باید به دیجیتال تبدیل شود که به این کار دیجیتال کردن (Digitization) می گویند.
- حد اکثر فرکانس صدا ۴KHz است
- طبق تئوری نایکوئیست باید با نرخ دو برابر نمونه برداری شود
- مدار نمونه برداری و نگه داری این کار را انجام می دهد
- به سیگنال حاصله PAM می گویند
- سپس هر نمونه باید بصورت یک عدد در آید که به این کار عددی کردن (Quantization) می گویند
- Companding برای بالا بردن کیفیت صدا دیجیتال بکار می رود
- دو روش Companding مورد استفاده است : Alaw و Ulaw
تسهیم
- مداراتی که صدای دیجیتال را انتقال می دهند چندین کانال را پشتیبانی می کنند
- این کار را به روش TDM انجام می دهند
دو نوع اتصال بیشتر مورد استفاده است
- اتصال E1 دارای ۳۲ کانال است و ۳۰ کانال صدا دارد
- اتصال T1 دارای ۲۴ کانال است و ۲۴ کانال صدا دارد
مقدمه
مفاهیم ارسال داده
ارسال غیر همزمان
ارسال همزمان
روشهای تشخیص خطا
فشرده سازی داده
مدارات و وسایل کنترل انتقال
مقدمه
- برای انتقال داده انتقال اطلاعات اضافی برای کنترل لازم است
- در برخی کاربردها تمام بیتها مهم هستند و اگر دچار خطا شوند باید تصحیح شوند
- داده در کامپیوتر بوسیله کدهایی کدگذاری می شود
- روشهای کدگذاری مختلفی وجود دارد که دو روش بیشتر استفاده می شوند: ASCII و EBCDIC
- در همه روشها یک سری کد برای کاراکترهای قابل نمایش و یک سری کد برای کاراکترهای غیر قابل نمایش وجود دارد
انتقال سری
- در داخل کامپیوتر بخاطر فواصل کوتاه اتقال داده ها موازی انجام می شود
- ولی در خارج از کامپیوتر بصورت سری
حالتهای ارتباط
- یک طرفه ( Simplex )
- نیمه دو طرفه ( Half Duplex )
- کاملا دو طرفه ( Duplex یا Full duplex
حالتهای ارسال
- داده معمولا بصورت ضریبی از یک طول مشخص ارسال می شود (مثلا ۸ بیت)
- معمولا هر داده ارسالی مجموعه از این قسمتهاست( تعدادی ۸ بیتی )
- برای اینکه داده درست دریافت شود گیرنده باید موارد زیر را تشخیص دهد
- لحظه شروع هر بیت : bit or clock sync.
- شروع و خاتمه هر عنصر ( بایت ) : byte or character sync.
- شروع و خاتمه بلوک پیغام : frame or block sync.
- همزمانی به دو روش قابل انجام است بسته به اینکه کلاک فرستنده و گیرنده مستقل از هم است یا همزمان
- غیر همزمان : هر بایت بصورت مجزا ارسال می شود
- همزمان : همه بایتهای قاب پشت سر هم ارسال می شوند
ارسال غیر همزمان
- داده های تولیدی در زمانهای تصادفی
- خط انتقال در زمان طولانی بیکار است پس باید همزمانی مجدد انجام شود
- با بیت شروع انتقال شروع می شود و یک یا چند بیت خاتمه هم در انتها وجود دارد
- برای همزمانی در گیرنده یک کلاک محلی n برابر کلاک فرستنده وجود دارد
ارسال همزمان
برای ارسال انبوهی از داده در نرخ بالاتر از ارسال همزمان استفاده می شود
برای اینکه گیرنده داده را درست دریافت کند:
- بیتها به روشی کدگذاری می شوند که گیرنده بتواند در همزمانی باقی بماند
- در ابتدای همه قابها تعدادی بایت با الگوی مشخص ارسال می شود که گیرنده همزمانی بایت را بدست آورد
- محتویات هر قاب بین دو بایت مشخص قرار می گیرد تا گیرنده اول و آخر قاب را تشخیص دهد
کنترل خطا
تشخیص خطا و تصحیح خطا
برای تشخیص خطا روشهای مختلفی وجود دارد که بسته به کاربرد و نرخ و نوع خطا انتخاب می شوند، مثلا در انتقال غیر همزمان استفاده از بیت توازن کارساز است ،ولی در انتقال همزمان ممکن است یک بیت اضافی کافی نباشد، پس از تشخیص خطا تصحیح آن باید انجام گیرد.
کنترل جریان
اگر داده ارسالی کم باشد ارسال همه داده به یکباره مشکل ساز نیست ،ولی اگر داده زیاد باشد و نرخ ارسال از نرخ مصرف داده در گیرنده بیشتر باشد داده از دست می رود ،باید به طریقی نرخ ارسال در فرستنده را تنظیم کرد.
پروتکلهای اتصال داده
کنترل خطا و کنترل جریان دو بخش اصلی از پروتکلهای اتصال داده هستند، اصولا پروتکل مجموعه قوانینی است که دو طرف ارتباط باید از آن پیروی کنند تا داده به درستی در گیرنده دریافت شود. علاوه بر کنترل خطا و کنترل جریان موارد دیگری نیز باید بین طرفین مشخص شود مانند:
- فرمت داده انتقالی – مثلا تعداد بیتها در هر عنصر و روش کدگذاری
- نوع و ترتیب پیغامهای ارسالی
ارسال غیر همزمان
هر DTE باید اعمال زیر را انجام دهد
- تبدیل موازی به سری و بالعکس
- دستیابی به همزمانی توسط گیرنده
- تولید و تشخیص کدهای کنترل خطا
- تبدیل موازی به سری با PISO و تبدیل سری به موازی با SIPO انجام می گیرد
- برای دستیابی به همزمانی بیت و بایت مدارات کنترل انتقال در گیرنده باید مطابق با مشخصات مدار فرستنده تنظیم شود
ارسال غیر همزمان- همزمان سازی بیت
- در گیرنده یک کلاک با نرخ N برابر کلاک فرستنده کار می کند
- در اولین لبه پایین رونده داده شمارش شروع می شود
- لحظه وسط بیت شروع بعد از شمارش N/2 کلاک است و نمونه برداری انجام می گیرد
- پس از بیت شروع سایر بیتها با شمارش N کلاک نمونه برداری می شود.
ارسال غیر همزمان- همزمان سازی بایت
- تعداد بیتها مشخص است
- پس از دریافت همان تعداد بیت بیتهای خاتمه دریافت می شود
- همزمان سازی برای بایت بعدی مجددا انجام می شود
ارسال غیر همزمان- همزمان سازی قاب
اگر داده ارسالی کاراکترهای قابل نمایش هستند:
برای شروع قاب کاراکتر غیر قابل نمایش STX ارسال می شود و برای خاتمه قاب کاراکتر غیر قابل نمایش ETX ارسال می شود والا قبل از STX و ETX کاراکتر DLE ارسال می شود و در داده قبل از DLE یک DLE اضافی ارسال می شود.
ارسال همزمان
دو روش وجود دارد
- کاراکتر گرا
- بیت گرا
همزمان سازی بیت در هر دو یکسان است
ارسال همزمان – همزمان سازی بیت
دو روش وجود دارد
-
- کدگذاری کلاک در داده
- استفاده از ِDPLL در گیرنده
ارسال همزمان – همزمان سازی بیت
کدگذاری دوقطبی RZ
کدگذاری منچستر NRZ
کدگذاری منچستر تفاضلی NRZ
DPLL
کدگذاری داده در WAN
- AMI
- B8ZS
- HDB3
- ۴B3T
- ۲B1Q
روشهای ترکیبی
- ترکیب DPLL و منچستر
ارسال کاراکتر گرا
- همزمان سازی بایت
- کاراکتر SYN
- Hunt mode
- همزمان سازی قاب
ارسال بیت گرا
- همزمان سازی قاب
- پرچم شروع و خاتمه
- شاخص شروع قاب و طول
- سرپیچی از روش کدگذاری بیتها
