1.5. Дистанционная связь

Когда микроЭВМ должна обмениваться данными с удаленными ВУ или другими микроЭВМ (находящимися в другой комнате, другом конце здания или другом доме), то возникает вопрос: как и с помощью чего связать эти объекты. Относительно большое расстояние между объектами предопределяет последовательный (побитный) обмен данными. Это же расстояние обусловливает экономическую нецелесообразность использования для связи специальных кабельных линий и наводит на мысль об обмене через телефонные линии или радиоканал.

Телефонные линии предназначены для передачи человеческого голоса, а не цифровых данных. Двухуровневые сигналы претерпевают значительные искажения во время их передачи по телефонным линиям, что приводит к изменению передаваемых данных. В то же время синусоидальный сигнал с частотой от 1000 до 2500 Гц, называемой несущей, может быть передан с относительно малыми искажениями. Поскольку значения простой синусоидальной волны полностью предсказуемы, то она сама по себе не передает никакой информации. Однако путем изменения ее амплитуды, частоты или фазы можно передавать последовательность нулей и единиц. Такой процесс называют модуляцией.

При амплитудной модуляции для представления значений 0 и 1 используются соответственно два различных уровня напряжения. Если послушать такую передачу цифровых данных с очень низкой скоростью передачи, то можно услышать громкий фон при 1 и не услышать никакого фона при 0. При частотной модуляции уровень напряжения сохраняется постоянным, однако несущая частота принимает различные значения для 1 и 0. Если послушать передачу частотно-модулированных цифровых данных, то можно услышать два фона, соответствующих 0 и 1.

Таким образом, когда микроЭВМ должна быть связана с ВУ или другой ЭВМ по телефонному каналу (любой двухпроводной линии связи или радиоканалу), между ними следует установить устройства для преобразования данных из параллельного кода в последовательный код (двухуровневый сигнал напряжения) и для обратного преобразования, а также для преобразования двухуровневого сигнала напряжения в амплитудно-. частотно- или фазово-модулированный сигнал и для обратного преобразования. Последнее устройство получило название модем (модулятор-демодулятор).

Для надежной расшифровки модулированной информации передаваемые биты должны быть преобразованы в достаточно представительные части синусоидальной волны, частота которой ограничивается полосой пропускания линии связи (для телефонного канала полоса пропускания 3000 Гц). Это накладывает ограничения на скорость передачи цифровой информации по каналу связи. При частотной модуляции, когда для представления 0 и I используются токовые сигналы с частотами 1070 и 1270 Гц, скорость передачи информации не должна превышать 1200 бит/с. Для увеличения этой скорости применяют более сложные методы модуляции, при которых каждый передаваемый сигнальный элемент кодирует не один, а несколько битов. Это позволяет поднять скорость передачи по телефонной линии до 9600 бит/с, а по специальной линии —до 19,2К бит/с.

При передаче данных по линиям связи используются три режима: симплексный (от лат. simplex — простой), полудуплексный и дуплексный (от лат. duplex—двойной). Симплексная линия обеспечивает передачу данных только в одном направлении. Причиной этого являются не какие-то особенности проводов, а просто тот факт, что на одном конце линии имеется только передающее устройство, а на другом конце — только приемное.

Полудуплексная связь обеспечивает передачу и получение информации в обоих направлениях, но не одновременно. Во время любой передачи один модем посылает, а другой получает.

Дуплексная связь обеспечивает передачу и получение данных в обоих направлениях одновременно. Большинство модемов может обеспечить дуплексную связь с помощью одной телефонной линии. Это достигается путем использования другой пары частот для связи в обратном направлении, например: 2025 Гц — для представления 0 и 2225 Гц — для представления 1.