Передавання даних (також обмін даними, цифрове передавання даних, цифровий зв'язок) — фізичне перенесення даних цифрового (бітового) потоку у вигляді сигналів від точки до точки або від точки до множини точок засобами електрозв'язку каналом зв'язку; як правило, для подальшої обробки комп'ютерами. Прикладами подібних каналів можуть бути мідні проводи, оптичне волокно, бездротові канали зв'язку.

Передавання даних може бути аналоговим чи цифровим (потік двійкових сигналів), а також модульованим за допомогою аналогової модуляції, або за допомогою цифрового кодування.

Тоді як аналоговий зв'язок є передаванням змінного аналогового сигналу, при цифровому зв'язку повідомлення є дискретними. Повідомлення є або послідовністю імпульсів, що означає лінійний код (у смузі пропускання), або обмежуються набором хвиль з неперервно змінними формами, використовуючи метод цифрової модуляції. Такий спосіб модуляції і відповідна йому демодуляція здійснюється модемним обладнанням.

Передані дані можуть бути цифровими повідомленнями, що йдуть від джерела даних, наприклад, з комп'ютера або від клавіатури. Це може бути й аналоговий сигнал — телефонний дзвінок або відеосигнал, оцифрований у бітовий потік, з використанням імпульсно-кодової модуляції (PCM) або більш розширені схеми кодування джерела (аналого-цифрове перетворення та стиснення даних). Кодування і декодування джерела здійснюється шифратором або кодуючим обладнанням.

Послідовне і паралельне передаванняРедагувати

У телекомунікації послідовне передавання даних надсилає і приймає елементи, який є символами чи іншими об'єктами даних. Цифрове послідовне передавання — це послідовне відправлення бітів одним дротом, частотою чи оптичним шляхом. Через те, що це вимагає меншої обробки сигналу, і менша ймовірність помилки, ніж при паралельному пересиланні, то швидкість передавання даних по кожному окремому шляху може бути більша. Цей механізм може використовуватися на більш далеких відстанях, бо може легко передаватися контрольна цифра або біт парності.

Паралельним передаванням в телекомунікаціях називається одночасна пересилання елементів сигналу одного символу або іншого об'єкта даних. У цифровому зв'язку паралельним передаванням називається одночасне пересилання відповідних елементів сигналу по двох або більшій кількості шляхів. Використовуючи безліч електричних дротів, можна передавати кілька біт одночасно, що дозволяє досягти більш високих швидкостей пересилання, ніж при послідовному передаванні. Цей метод застосовується всередині комп'ютера, наприклад, у внутрішніх шинах даних, а іноді і в зовнішніх пристроях, таких, як принтери. Основною проблемою при цьому є «перекіс», тому що дроти при паралельному передаванні мають трохи різні властивості (не спеціально), тому деякі біти можуть прибути раніше за інші, і це може пошкодити повідомлення. Біт парності сприяє скороченню помилок. Проте електричний дріт при паралельному передаванні даних менш надійний на великих відстанях, оскільки імовірність порушення сигналу набагато вища.[джерело?]

СинхронізаціяРедагувати

Синхронізація в паралельних інтерфейсах: проблема синхронізації в системах паралельного передавання даних на Фізичному рівні насправді є досить нескладною. Застосовуючи генератор тактових імпульсів, передавач точно вказує приймачу, коли в каналі зв'язку перебувають дійсні дані.

Якщо швидкість пересилання даних і відстань між пристроями перебувають у межах, що дозволяють бути впевненими в тім, що в переданих сигналах немає зрушень по фазі, інформація, надавана генератором тактових імпульсів, достатня для того, щоб уникнути неправильної вибірки даних з каналу зв'язку.

Синхронізація в послідовних інтерфейсах: Коли для передавання даних між передавачем і приймачем доступний тільки один канал зв'язку, проблема синхронізації стає більше складною. У послідовних системах існує два основних способи синхронізації передавача й приймача. Один з них ґрунтується на неявній синхронізації взаємодіючих пристроїв і називається асинхронним обміном даними, інший базується на явній синхронізації при обміні інформацією й відповідно називається синхронним обміном даними.

Асинхронне передавання данихРедагувати

Використання терміна «асинхронна» для опису схеми узгодження за часом, у якій передавач і приймач не обмінюються явною синхронізувальною інформацією, є досить невдалим. Для обміну осмисленою інформацією пара передавач-приймач завжди повинна бути синхронізована між собою. Термін асинхронний ставиться до відповідного періоду часу, через який передавач і приймач повинні бути синхронізовані.

В асинхронних системах він, як правило, є дуже нетривалим (звичайно один символ з відомого кодового набору, такого як ASCII — American Standard Code for Information Interchange, американський стандартний код для обміну інформацією). Відповідно термін «посимвольне пересилання» краще підходить для опису асинхронного обміну інформацією.

У таких системах, моделлю яких може служити людина, що натискує клавіші, час між передаванням послідовних символів (міжсимвольний інтервал) різний, звідси й походження терміна «асинхронний». При натисканні на клавішу клавіатура генерує код, що звичайно складається з 10 біт (стартовий біт, 7 біт даних, біт парності й стоповий біт). Щоб одержати ці 10 біт без помилок, приймач повинен витягти[Що?] їх з каналу зв'язку в правильний момент.

Інакше кажучи, передавач і приймач повинні бути синхронізовані. В ідеалі приймач повинен витягати кожний біт точно посерединї інтервалу проходження цього біта, щоб прийом був максимально безпомилковим. При швидкості зв'язку 1200 біт/с кожний біт з'являється в каналі зв'язку приблизно на 830 мкс (1/1200).

Тому, щоб точно витягти[Що?] кожний біт, інтервал вибірки повинен становити близько 830 мкс. У такому випадку проблемою є визначення моменту, коли варто починати вибірку.

Стартовий бітРедагувати

Стартовий біт дозволяє вирішити цю проблему. Початок стартового біта відзначається в лінії зв'язку переходом зі стану з деякою позитивною напругою в стан відсутності напруги (тобто «земля»). Стартовий біт простіше всього собі представити як «дзвінок будильника» для приймача. Коли приймач зауважує передачу, що сигналізує про появу стартового біта, вона просто відраховує половину інтервалу передачі біта (у нашім прикладі це 415 мкс) і здійснює першу вибірку.

Для зчитування решти дев'яти біт символу приймач відраховує дев'ять рівних інтервалів по 830 мкс кожний, здійснюючи вибірку даних з лінії наприкінці цих інтервалів. Таким чином, передавач і приймач залишаються синхронізовані протягом пересилання символа й не мають потреби в обміні явною синхронізувальною інформацією. Звичайно, асинхронний метод обміну даними залежить від ступеня точності ходу незалежно працюючих годинників у передавачі й приймачі.

Крім цього асинхронний обмін працює добре тільки за низької швидкості передавання даних, коли інтервали знаходження бітів у каналі зв'язку відносно великі. При швидкості пересилання 45 Мбіт/с кожний біт присутній у лінії зв'язку тільки 0,002 мкс.

Такий короткий інтервал часу робить асинхронні технології з їхніми неявними механізмами синхронізації зовсім невідповідними для безпомилкової передачі даних на фізичному рівні.

Синхронне передаванняРедагувати

Коли кількість біт, переданих від передавача до приймача, перевищує деяке невелике число для синхронізації пристроїв, що обмінюються даними, потрібен обмін явною синхронізуючою інформацією. Для послідовної лінії зв'язку тільки з одним комунікаційним каналом така синхронізуюча інформація повинна бути добавлена у самі дані.

Таке пересилання, коли узгодження в часі повинне підтримуватися протягом тривалих періодів (тобто часу передавання безлічі біт) і передавач надає синхронізуючу інформацію, як частину потоку даних, називається синхронною. Щоб використовувати вузькосмугові сигнали для синхронізації, необхідно переконатися в тому, що в потоці даних часто зустрічаються переходи (від 1 до 0 і навпаки).[1]

Типи каналів зв'язкуРедагувати

Докладніше: Канал зв'язку

Швидкість пересилання данихРедагувати

Британські вчені досягли швидкості передавання даних в 1 Тбіт/с[2].

ПриміткиРедагувати

Див. такожРедагувати

ПосиланняРедагувати