Материал: rymsky12345

11

виробником. Також для полегшення роботи з приладами буде розроблено універсальне ПЗ яке буде працювати з любим підключеним приладом різних виробників.

1.2. Класифікація методів передачі даних

Методи передачі даних можна поділити на два основні типи: дротова передача та бездротова передача. Зазвичай, для зручності користування у сучасних пристроях намагаються поєднати обидва типи. Всі методи передачі підпорядковуються загальним стандартам та специфікаціям.

В міжнародній організації по стандартизації ISO (International Standards Organization) найбільш відомим стандартом в сфері комунікації є семирівнева модель протоколів передачі даних OSI [1] (Open Systems Interconnection):

Фізичний рівень – описує механічні, електричні та функціональні характеристики передачі даних, також матеріали, необхідні для встановлення та підтримки зв’язку.

Канальний рівень – відповідає за надійність передачі даних по каналу між двома сусідніми вузлами.

Мережевий рівень – забезпечує маршрутизацію пакетів, шляхом додавання в них адреси отримувача. Також цей рівень відповідає за обробку помилок,

мультиплексування пакетів та керування протоколами даних. До протоколів цього рівня відносяться: X.25, PI, IPX, OSPF, RIP, ES-IS та IS-IS.

Транспортний рівень – надає послуги по надійній передачі даних між кінцевими вузлами мережі. Створює межу, нижче якої передаються пакети, а вище – повідомлення.

Сенсорний рівень – забезпечує організацію та синхронізацію обміну даними між процесами.

12

Рівень візуалізації даних – включає службові операції для інтерпретації та перетворення даних. Встановлює загальні правила взаємодії двох пристроїв різних типів.

Прикладний рівень – відповідає за взаємодію прикладних програм з інтерфейсом користувача.

Організація IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) запровадила

свій стандарт локальної обчислювальної мережі IEEE 802 [2] до якого входять робочі

груди:

IEEE 802.1 – стандарт керування мережевими приладами та їх взаємодія.

IEEE 802.2 – стандарт канального рівня, визначає методи керування логічним каналом.

IEEE 802.3 – до цього стандарту відноситься технологія Ethernet.

IEEE 802.4 – цей стандарт описує механізм організації мереж під назвою Token bus.

IEEE 802.5 – в цьому стандарті описується протокол передачі даних по локальній мережі під назвою Token Ring. Обчислювальні станції в цій мережі організовані в кільцеву топологію, дані в якій передаються послідовно від одної станції в кільці до іншої.

IEEE 802.6 – стандарт що описує протокол для міських мереж. Використовує волоконно – оптичний кабель для передачі даних з максимальною швидкістю

100Мбіт/с на відстань до 100км.

IEEE 802.7 – цей стандарт охоплює широкосмугові локальні мережі і спеціалазується на передачі даних по коаксіальному кабелі, проте на сьогоднішній день родота над цим стандартом заморожена.

IEEE 802.8 – Стандарт зв’язку локальної мережі розроблений для передачі даих по волоконно-оптичних кабелях.

IEEE 802.9 – стандарт розроблений для інтегрованої передачі голосових і відео даних через дроти типу "вита пара" третьої категорії. Даний стандарт також відомий, як isoEthernet.

13

IEEE 802.10 – Стандарт мережевої безпеки, в даний момент є застарілим і не використовується.

IEEE 802.11 – Стандарт зв’язку бездротової локальної мережі, має ряд під категорій, на основі цього стандарту розроблена технологія WiFi.

IEEE 802.12 – Стандарт технології швидкісної передачі даних фірми AT&T и

HP є альтернативою Fast Ethernet, швидкість пере такої технології досягає 100

Мбіт/с.

IEEE 802.14 – Цей стандарт описує роботу кабельного модему двосторонньої передачі даних по коаксіальних та оптичних кабелях.

IEEE 802.15 – Стандарт бездротових персональних мереж, який містить в собі сім цільових груп, до яких також відносяться Bluetooth та ZigBee.

IEEE 802.16 – Стандарт безпровідних мереж міського масштабу, який описує

WMAX інтерфейс, має пропускну здатність 120 Мбіт/с та використовує діапазо частот від 10 до 66 Ггц.

1.2.1. Дротова передача даних

Дротова передача даних здійснює обмін інформацією за допомогою різних інтерфейсів підключення.

Інтерфейс - це сукупність ланцюгів, які об’єднують різні пристрої і алгоритми,

що визначають порядок передачі інформації між цими пристроями [3].

За принципом передачі інформації інтерфейси поділяють на паралельні та послідовні.

Послідовний інтерфейс при передачі даних використовує одну сигнальну лінію по якій інформаційні біти передаються один за одним послідовно [4].

При паралельній передачі для кожного біта використовується своя сигнальна лінія, таким чином всі біти передаються одночасно [5].

За способом обміну інформацією в часі розрізняють інтерфейси з синхронною передачею даних і з асинхронною.

14

При синхронній передачі даних синхронізуючі сигнали задають певний часовий інтервал, протягом якого зчитується інформація з одного датчика первинної інформації. Часовий інтервал в даному випадку визначається найбільшою тривалістю затримки в системі передачі даних і максимальним часом перетворення виміряного сигналу в цифровий код.

Асинхронна передача даних характеризується наявністю керуючих сигналів.

При такій організації обміну автоматично встановлюється співвідношення між швидкістю передачі даних і часом затримки сигналів в каналах зв'язку. Сигнал контроль обміну є результатом розв'язання задачі виявлення збою в процесі передачі і забезпечує розпізнавання сигналу перешкоди в каналі передачі.

При синхронній передачі даних в порівнянні з асинхронної більш ефективно використовується канал. В асинхронної передачі досягається краща стійкість [6].

За режимом обміну інформацією розрізняють інтерфейси з симплексним,

напівдуплексним, дуплексним і мультиплексним режимами обміну.

У симплексному режимі тільки один з двох абонентів може ініціювати в будь-

який момент часу передачу інформації по інтерфейсу.

При напівдуплексному режимі будь-який з двох абонентів може почати передачу інформації іншому, якщо лінія зв'язку інтерфейсу при цьому виявляється вільною.

Для випадку зв'язку двох абонентів в дуплексному режимі кожен абонент може почати передачу інформації іншому в довільний момент часу.

У разі зв'язку декількох абонентів в мультиплексному режимі в кожен момент часу зв’язок може бути здійснена між парою абонентів у будь-якому, але в єдиному напрямку від одного з абонентів до іншого.

Види інтерфейсів послідовної передачі даних:

RS-232, RS-423, RS-485, CAN, I2C, USB, FireWire, Enthernet, Fibre Channel, Infini Band, MIDI, Serial Attached SCSl, Serial ATA, PCI Express, Sonet и SDH, T1 и E1. [7]

15

Таблиця 1.1. Порівняльна характеристика інтерфейсів послідовного порту [8]

Дротова передача даних дозволяє реалізовувати обмін інформацією між пристроями з великою швидкістю, проте недоліком такого типу зв’язку є необхідність проведення лінії дротового з’єднання, а в деяких випадках це створює певні незручності, тому іноді такий вид підключення заміняють на бездротове.

1.2.2. Бездротова передача даних

Бездротова передача даних – служить для передачі інформації між двома і більше абонентами що знаходяться на відстані, не потребуючи при цьому ніякого фізичного підключення[9].

Залежно від середовища, бездротову передачу даних можна поділити на дві великі групи, радіоканали та супутникові канали зв’язку.

В радіоканалах зв'язку передача даних здійснюється бездротовим шляхом від передавача до приймача. Передавач формує радіоімпульс певної частоти і амплітуди,

коливання випромінюється. Приймач фільтрує і обробляє сигнал, після цього відбувається вилучення потрібної інформації. До цієї групи відносяться такі типи зв’язку як WPAN, WLAN, WMAN [10] (рисунок 1.1).

Передача інформації по супутникових каналах відбувається завдяки використанню супутника, на якому встановлена антена зі спеціальним обладнанням.

Сигнал надходить від абонента на найближчу наземну станцію, потім здійснюється переадресація сигналу на супутник. Звідти інформація відправляється на приймач до іншої наземної станції. Супутникові канали передачі забезпечують обмін інформацією на дуже великі відстані. До них відноситься тип зв’язку WWAN [11].