Синхронные коммуникации

Synchronousbitsynchronization–строго периодический режим с фиксированной скоростью передачи данных, они требуют применения механизма синхронизации, обеспечивающего согласование таймеров отправителя и получателя.Для координации временных соотношений используются три метода:

• гарантированное изменение состояния;

• отдельный сигнал синхронизации;

• передискретизация (oversampling).

Гарантированное изменение состояния – метод, при котором информация синхронизации встраивается в сам сигнал передачи данных.

Отдельный сигнал синхронизации – метод, в котором используется специальный канал между передатчиком и приемником, по которому передается исключительно информация синхронизации.

Передискретизация – метод, при котором приемник дискретизирует сигнал с более высокой тактовой частотой, чем скорость передачи данных.

Синхронное соединение используется, главным образом, для скоростных каналов связи и передачи мультимедийного трафика, для соединения мейнфреймов и миникомпьютеров. Одна из проблем асинхронной передачи данных связана с очень высокой избыточностью кода. Для каждого байта информационных символов мы вынуждены присовокупить 3-4 бита служебной информации.

Последовательная передача называется синхронной, если точно определен момент отправки и приема каждого бита. При этом поток бит группируется в кадры (frames), нет пустых интервалов, осуществляется синхронизация на протяжении всей передачи. Отсюда высокая скорость передачи данных и, естественно, возможность применения высокоскоростных приложений.

Direction of flow

В случае синхронного соединения исходное сообщение разбивается на достаточно крупные фрагменты (пакеты, кадры, сегменты). Каждый пакет сопровождается служебной информацией содержащейся в заголовке (header) и концевике (tail), который говорит об окончании пакета и приеме его без ошибок. Это позволяет существенно поднять эффективность методов обнаружения и коррекции ошибок, по сравнению с асинхронным методом.

По порядку передачи коммуникации различают: симплексная,полудуплекснаяидуплексная или полная дуплексная.

Симплексная (simplex communication)

Данные передаются исключительно в одном направлении (одностороннее движение). Метод в чистом виде используется редко, нет возможности сообщать и корректировать ошибки вовремя. Пример: телевидение.

Полудуплекс (half-duplexcommunication)

Полудуплексный канал посылает и получает пакеты данных по одной линии связи, но попеременно или с разделением во времени. Пример: СВ радио.

Пример реализации полудуплексного протокола FTP(File Transfers Protocol).

Полный дуплекс (full-duplex communication)

При этом методе данные проходят в обоих направлениях по единственной линии связи одновременно. Это похоже на улицу с двусторонним движением. Пример: телефон.

Передача в основной полосе частот и широкополосная передача.

Шириной используемой полосы частот называют выделенную полосу пропускания среды передачи данных. Общую полосу пропускания среды передачи можно разделить на каналы. Канал представляет собой часть полосы пропускания, которая применяется для передачи данных. Существует два способа выделения полосы пропускания среды передачи данных:

• передача в основной полосе частот (baseband), в этом случае для одного канала используется вся полоса частот;

• широкополосная передача (broadband), этот вид передачи предусматривает разделение полосы пропускания на отдельные каналы.

Синхронизация

При передаче данных выполнение тактовой синхронизации является обязательным условием успешной передачи и приема данных, однако при этом возникает одна, но фундаментальная проблема. Несмотря на то, что передатчик и приемник имеют генераторы тактовых импульсов одинаковой частоты (естественно с какой то погрешностью), для декодирования данных приемник должен не только определить тактовую частоту передатчика более точно, но и подстроить фазу этих двух частот.