Soros továbbítás

A számítástechnikai és telekommunikációs digitális a soros átvitel a modalitása adatátvitel , ahol az információ követik egymást a másik után mindegyik egyetlen utat két pont között. Ellentétben áll a párhuzamos adással , amely egyidejűleg több csatornán továbbítja az információs elemeket.

A soros átvitel elektromos , optikai vagy rádiójelekkel történik .

Tábornok

A kis sebességű vagy rövid távú soros átviteli eszközök elektronikus buszként működhetnek , több komponenssel ugyanarra a vonalra csatlakozva. A kommunikációs protokoll meghatározza, hogy melyik komponens küldhet; a többiek megkapják az információt és felhasználják, ha nekik szánják. A távolság nem haladhatja meg annak a negyedét, amelyet a jel két egymást követő állapot között a legrövidebb idő alatt képes megtenni.

A vezeték nélküli eszközök ugyanúgy működnek infravörös , vagy gyakrabban nagyon nagy frekvenciájú rádióhullámokkal. Az egyes csatornákhoz rendelt sáv maximális kihasználása érdekében az átvitel modemet használ .

Az elektromos jeleken alapuló nagysebességű soros átviteli eszközök pont-pont átviteli vonalhálózatokból állnak . Az elágazások és elágazások, az úgynevezett csomópontok , legalább olyan áramköröket tartalmaznak, amelyek vevőivel és adóival impedanciában vannak adaptálva az elosztók által összekapcsolt vonalra. Aktívabban részt vehetnek az adatátvitelben áramkörökkel a jel átformálásához , a kommunikációs protokoll és a puffermemória útválasztásához vagy egyeztetéséhez .

Az optikai szálak továbbításán alapuló eszközök ugyanúgy készülnek, kivéve az optoelektronikus átalakítókon alapuló vevőket és adókat .

A soros átvitel általában keretekkel történik . A keret tartalmaz egy, az átvitelhez szükséges segédinformációt, különösen egy olyan jelet, amely jelzi az üzenet kezdetét, amely nélkül szavakat nem lehet továbbítani , mivel nem tudjuk, hol kezdődnek. Az egyéb kiegészítő információk az átvitel típusától függően változnak. A számítógépes buszok és hálózatok célcímet továbbítanak, gyakran csomagokban ; audiovizuális linkek a státuszhoz és a kódolási információkhoz.

Jellemzők

Általánosságban a soros digitális átviteli eszközök két jelet különböztetnek meg, amelyek az 1-nek, a másik pedig a 0-nak felelnek meg. Ezek a jelek lehetnek elektromos szintek, szintek közötti átmenetek, vagy átmenet vagy tartás. A jel eleme a váltó egy kicsit . Az átviteli csatorna jellemzőinek maximális kihasználása érdekében a digitális rendszerek több szintet tudnak megkülönböztetni. Ebben az esetben minden n szintű digitális elem biteket tartalmaz . ${\ displaystyle \ log _ {2} n}$

Sok átviteli út, különösen ha két távoli helyhez csatlakozik, nem teszi lehetővé az abszolút szintek kimutatását. Vivőfrekvencia modulációt továbbítanak . A modulációs sebességet, amely a legkisebb átviteli esemény időtartamának fordítottja, baudban fejezzük ki . Ezen elemek mindegyike egynél több bitet kódolhat. Amikor a lehető legtöbbet kell kihoznia a rossz minőségű vonalakból, akkor használjon modulátort-demodulátort ( modemeket ) .

A soros átviteli csatorna bitsebessége az órajel frekvenciájának vagy modulációs sebességének a szorzata szorzatban, baudokban, a logaritmus által az átviteli elem lehetséges állapotainak számának 2-es alapjáig: szintek száma vagy érvényes kombinációk száma modulációk.

Mivel az információs elemeket egymás után továbbítják, a vevőnek pontosan meg kell különböztetnie őket.

Szinkron soros átvitel

A szinkron soros átvitel során a szinkronizációs jel meghatározza, hogy a vevő mikor szerezzen be egy adatot. Ha ez a jel nem szabályos órajel , akkor azt az adatokkal párhuzamosan kell továbbítani. Az órajel továbbítása terhelés, és annak zaj- és jitter- vonalban történő lebomlása hibákat okozhat. Általában a vevő rekonstruálja az órajelet a fáziszárt hurok útján továbbított jelből . Ez a jelalapú óra lehetővé teszi számára az információk rekonstruálását, amelyeket regiszterbe helyez. Ezután közli az adatokat a vevő rendszer órája által igényelt időben.

A stabil órajel rekonstrukciója a jel átlagát meghaladó frekvenciával nem akadályozza meg a háttérzaj és a jitter okozta hibákat . Az átviteli protokoll redundáns információt ad hozzá, amelyet az adatokból nyernek : egy ellenőrző összeg, amely csökkenthető paritásbitre, egy ciklikus redundancia-ellenőrzés . Ez az információ, amely biztosítja az adó és a vevő közötti kommunikációt, az átviteli rendszer része, és nem hagyja el azt.

Egyes rendszerek megváltoztatják az adatok sorrendjét, hogy megkönnyítsék az óra újjáépítését vagy a hibák észlelését és kijavítását. Átvételkor a dekódolás visszaállítja a helyes sorrendet.

Aszinkron soros átvitel

Aszinkron átvitelnél az átviteleket a vonal inaktivitásának minimális hossza választja el. A vevő kezdeményezi az új adatok rögzítését. Az átvitel kezdőjellel kezdődik, amely meghatározza, hogy milyen sebességgel kövessék egymást a követendő információelemek. Ezt a folyamatot főleg mérsékelt sebességgel és rövid keretekkel alkalmazzák. Leggyakrabban paritásbitet adunk hozzá.

Használ

A soros átvitel dominál, amint a csatlakoztatandó alkatrészek bizonyos távolságra vannak.

Minden távközlés soros kapcsolaton keresztül történik. Szekvenciálisan nemcsak az egyes adások bitjeit továbbítja, hanem ugyanazon fizikai csatornán multiplexeli a több adás csomagjait .

Ugyanez vonatkozik a digitális audiovizuális távvezetékekre is . Az audio linkek ( AES / EBU , MADI ) két vagy több soros audio csatornát multiplexelnek, az SDI linkek egy video jelet és több multiplexált audio csatornát továbbítanak.

A soros és a párhuzamos átvitel összehasonlítása

Az adatok számtani és logikai feldolgozása általában párhuzamosan történik. A kimeneti adatokat a bemeneti adatok információelemei közötti szimultán logikai kapcsolatokkal nyerjük. Egy adott felhasználáshoz össze kell hasonlítani a soros átvitelt, amely legalább egy sorosítási áramkört igényel , a párhuzamos átvitellel , amelyet közvetlenül a processzor kimeneti vonalaival lehet végrehajtani.

Ugyanazon frekvencián a párhuzamos átvitel sebessége nagyobb. A soros átvitel általában magasabb frekvenciával kompenzálja ezt a gyengeséget, ha ez fizikailag megvalósítható a meglévő technológiákkal.

Számos tényező teszi lehetővé ezt a magas frekvenciát:

A különböző linkek közötti terjedési idő különbségét (ferdeség) könnyebb ellenőrizni kisebb számú kommunikációs vonallal, mivel csak egy van ;
egy soros link kevésbé van kitéve az áthallásnak ;
egy soros összeköttetéshez kisebb számú kommunikációs vonalra van szükség, amely helyet szabadít fel, és amelyek felhasználhatók az elektromágneses kompatibilitás javítására .

Másrészt a soros összeköttetéshez kevesebb átviteli csatorna szükséges, és ezért különösen előnyös nyereség a mikrochipek csapjaiban, mivel csökkenésükhöz és így árához vezet .

Pont-pont kapcsolat

Alacsony sebességű többpontos kapcsolatok

Nagy sebességű többpontos linkek

Függelékek

Bibliográfia

Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság , az IEC 60050 nemzetközi elektrotechnikai szótár ,2016( online olvasás )
Jacques Hervé , Elektronikus digitális adások , Párizs, Ed. Marketing, koll. "Ellipszisek",1993, 416 p. ( ISBN 2-7298-9336-9 )
Christiane Morvan és Michel Carto , Liaisons et transmission série , Párizs, Editests,1988

Kapcsolódó cikkek

Külső linkek

C. Tavernier, „ Asynchronous Serial Interface ” ,2017(megajándékozzuk 1 -jén november 2020 )

Megjegyzések és hivatkozások

Vezetõpárban a jel terjedési sebessége lényegesen kisebb, mint a vákuumban mûködõ fénysebesség , 3 × 10 8 m s-1. A jel hullámhosszának egynegyedén túl , a kapcsolat digitális sebességének eléréséhez szükséges maximális frekvencián az impedancia törések reflexiói állandó hullámokat idézhetnek elő .
Átmenet felfelé vagy lefelé , pl. Manchesteri kódolás .
Például a Non Return to Zero Inverted kódolás .
Például frekvenciaeltolás moduláció .

704-16-27 soros (digitális) (en) továbbítás , Electropedia Transmission - A digitális átvitel alapfogalmai.
Hervé 1993 p. 17-18 .
701-02-05 „csatorna (frekvenciák)” , az IEC 60050 szabvány kifejezés .
704-14-01 képkocka (digitális átvitelben) , Electropedia Transmission - keretek és csatornák.
704-14-02 keret kezdete , Electropedia Transmission - keretek és sávok.
721-09-02 csomag , Electropedia Telegraphy, Fax és Data Communication.
704-16-01 „jelelem (digitális átvitelben)” , IEC 60050 .
704-16-05 „digitális jel n -ary” , IEC 60050 .
(in) Digitális átvitel (vonalkódolás) nézet 35.
702-06-47 „Frekvenciaeltolás moduláció” , IEC 60050 .
721-03-26 „modulációs ráta” , IEC 60050 .
702-06-47 „Frekvenciaeltolás moduláció” , IEC 60050 .
704-13-15 szinkron , Elektropédia átvitel / szinkronizálás.
704-16-13 jitter (digitális átvitelben) , Electropedia Transmission / Alapvető fogalmak a digitális átvitelben.
Hervé 1993 p. 18, 136-138 .
704-17-25 Scrambler , Electropedia Transmission / Online Coding.
Hervé 1993 p. 18-19 .