Manchester-II kodu veya Manchester kodu en yaygın olarak şu alanlarda kullanılır: yerel ağlar. Aynı zamanda kendi kendini senkronize eden kodlara da atıfta bulunur, ancak RZ kodunun aksine, daha iyi gürültü bağışıklığı sağlayan üç değil, sadece iki seviyesi vardır.
Mantıksal sıfır, bit aralığının merkezinde üst düzeye geçişe, mantıksal sıfır alt düzeye geçişe karşılık gelir. Kodlama mantığı, birler veya sıfırlar dizisinin iletilmesi örneğinde açıkça görülmektedir. Aralıklı bitleri iletirken, darbe tekrarlama oranı yarıya iner.
Bilgi geçişleri bir bitin ortasında kalırken, birler ve sıfırlar değiştirilirken sınır geçişleri (bit aralıklarının sınırında) yoktur. Bu, bir dizi engelleme darbesi ile yapılır. Bu darbeler bilgi darbeleri ile senkronize edilir ve istenmeyen sınır geçişlerinin engellenmesini sağlar.
Her bitin ortasındaki sinyali değiştirmek, saat sinyalini izole etmeyi kolaylaştırır. Kendi kendine senkronizasyon, verici ve alıcının saat frekansındaki farklılıklar nedeniyle büyük bilgi paketlerinin kayıp olmadan iletilmesini mümkün kılar.
Şekil.7.3 İki seviyeli Manchester-II kodu.
Manchester kodunun büyük bir avantajı, uzun bir birler veya sıfırlar dizisi iletirken sabit bir bileşenin olmamasıdır. Bu nedenle, sinyallerin galvanik izolasyonu, örneğin darbe transformatörleri kullanılarak en basit yollarla gerçekleştirilir.
Manchester kodunun önemli bir özelliği, uzun bir birler veya sıfırlar dizisi iletirken sinyalin sabit bir bileşeni olmamasıdır. Bu, vericilerin ve alıcıların darbe transformatörleri kullanılarak galvanik olarak izole edilmesini sağlar.
Frekans spektrumu Manchester kodlamasındaki sinyal sadece iki taşıyıcı frekans içerir. On megabitlik bir protokol için, bu, bir sıfır veya birlerden oluşan bir sinyal iletirken 10 MHz ve alternatif sıfırlar ve birler içeren bir sinyal için 5 MMHz'dir. Bu nedenle, bant geçiren filtreler diğer tüm frekansları kolayca filtreleyebilir.
Manchester kodunun avantajları:
- kod kendi kendini senkronize ediyor, çünkü mutlaka bir bitin ortasında bir geçiş var,
- Manchester kod sinyalinde DC bileşeni yoktur, bu galvanik izolasyon için kullanmayı mümkün kılar darbe transformatörleri (Galvanik izolasyon ağ kartı tarafından gerçekleştirilir).
Manchester kodunun dezavantajı:
- RZ kodunda olduğu gibi, aynı bit hızındaki NRZ kodundan iki kat daha fazla bant genişliği gereklidir.
Manchester-II kodu, fiber optik ve elektrik teli ağlarında uygulama bulmuştur. En yaygın 10 Mbps Ethernet LAN protokolü bu kodu kullanır.
O halde, öncelikle "Manchester" kodlamasını neyin oluşturduğundan bahsedelim.
"Manchester" kodunda, birim, bit aralığının ortasındaki sinyalin "OFF" durumundan "ON" durumuna geçişi ve sıfır - tam tersi, sinyalin geçişi ile kodlanır. orta
"AÇIK" durumundan "KAPALI" duruma kadar bit aralığı.
"AÇIK" ve "KAPALI" durumları nelerdir?
"AÇIK" ve "KAPALI" sinyal durumları zeka oyunu devletler. Genel olarak, "KAPALI", herhangi bir değiş tokuşun yokluğunda olduğu gibi, etkin olmayan bir durumdur ve "AÇIK", etkin bir durumdur, yani, etkin olmayan durumdan bir şekilde farklı olan bir durumdur. Bu nedenle, sağdaki resimde “AÇIK” sinyal durumunun yüksek bir sinyal seviyesi ile gösterilmesine ve “KAPALI” durumunun düşük bir seviye ile gösterilmesine rağmen, bu tam anlamıyla alınmamalıdır (sadece resim, yüksek ve düşük seviyelerde daha tanıdık ve daha net). Aslında, "AÇIK" ve "KAPALI" durumları tamamen farklı şekillerde kodlanabilir. Örneğin, IR uzaktan kumandaları bu durumları belirli bir frekansta darbelerin varlığı veya yokluğu ile kodlar, entegre fotodetektörler (çoğunlukla yüksek çıkış sinyali seviyesi etkin değildir) "AÇIK"ın düşük bir seviye tarafından kodlandığı bir kod verir ve “KAPALI”, yüksek bir seviye vb. tarafından kodlanmıştır.
Manchester kodlamasında sıfır ve birin süresi aynıdır, yani mesajın uzunluğu mesajda kaç tane sıfır veya bir olduğuna bağlı değildir, sadece toplam bit sayısına bağlıdır.
Manchester kodlamasının temel özelliği, her bir bitin iletimi sırasında her iki sinyal durumunun da mutlaka mevcut olmasıdır: “AÇIK” ve “KAPALI” (yine yukarıdaki şekle bakın). Yani, her bitin iletimi sırasında sinyalin durumunu en az bir kez değiştirmelidir. Yani, "Manchester" kodu, bitişik bitler aynıysa yalnızca tek aralıklardan ve bitişik bitler farklıysa iki katı süreden oluşabilir (bu, soldaki şekilde gösterilmiştir).
Açıklanan özellik, her bit alındığında alıcıyı verici ile ek olarak senkronize etmenize, alınan kodun "Manchester" olup olmayacağını belirlemenize, mesajın sonunu veya verici sinyalinin "kaybını" teşhis etmenize olanak tanır.
Diyelim ki, vericinin frekansının 1,5 kattan fazla atlayamayacağını varsayarsak, sinyal durumunda 3 yarım bit içinde bir değişiklik olmaması, mesajın sonu veya “kayıp” olarak güvenle yorumlanabilir. Verici sinyalinin ”(mesajın uzunluğunu önceden biliyorsak). Veya örneğin, bilinmeyen bir kodu incelerken, kodun "AÇIK" ve "KAPALI" durumları arasındaki aralıkların ikiden fazla varyantını içerdiğini görürsek, açık bir şekilde incelenen kodun "Manchester olmadığı" sonucuna varabiliriz. ”.
Umarım "Manchester" kodunun ne olduğu konusunda her şey az çok açıktır, bu yüzden bir sonraki soruya geçelim - bu kodun nasıl alınacağı ve kodunun çözüleceği.
Açıkçası, alıcı tarafından algılanan sinyalin durumunu “KAPALI” dan “AÇIK” olarak değiştirerek veri iletiminin başlangıcını belirleyebilirsiniz. Ancak bir uyarı var. Birinin aktarımı da “KAPALI” durumundan başladığından, sinyal “KAPALI”dan “AÇIK” a ilk değiştiğinde, birinin aktarımının ortası mı yoksa devrenin ortası mı olduğunu kesinlikle teşhis edemeyiz. sıfır transferinin başlangıcı. Burada yapılabilecek tek şey, önce hangi bitin iletilmesi gerektiğine önceden karar vermektir (yani, değeri her zaman kesin olarak tanımlanacak olan özel bir başlangıç biti tanıtmak).
İşte bu, şimdi, eğer mesajın hangi bitten başladığını biliyorsak, "AÇIK" ve "KAPALI" durumlarının aralıklarının süresini biliyoruz, alıcımızın doğru, kararlı bir jeneratörü var ve biz
tam olarak kaç bit almak istediğimizi biliyoruz, o zaman paketin "Manchester" koduyla kodlanmış orijinali geri yüklemek için ilk en basit algoritmayı oluşturabiliriz:
- - sinyalin değerini kaydetmeye başlayın. Bu andan itibaren bitin süresine eşit aralıklarla. Ve böylece - gerekli sayıda bit elde edilene kadar.
İkinci Seçenek. Mesajın hangi bitten başladığını biliyoruz, “AÇIK” ve “KAPALI” aralıklarının süresini biliyoruz, alıcımızın sabit bir jeneratörü var ama mesajın uzunluğu hakkında hiçbir şey bilmiyoruz. Bu durumda Manchester kodunun sinyalin 3 veya daha fazla yarım bit için sabit kalamayacağı özelliğini kullanabilirsiniz. Yani sinyalin 3 yarım bit boyunca “OFF” durumunda kaldığı an, mesajın sonu olarak kabul edilebilir. Bu durumda kaynak kodu kurtarma algoritması şöyle görünebilir:
- - sinyalin durumunu "KAPALI"dan "AÇIK"a değiştirerek iletimin başlangıcını belirleriz
- - bit süresinin dörtte birini sayın (yarım bitin ortasına girmek için)
- - bu andan itibaren (1 numaralı an olsun) ve daha sonra, yarım bitin süresine eşit aralıklarla sinyalin değerini analiz ederiz. Bir kere
son üç ölçümdeki sinyal "KAPALI" durumda olacaktır - bu, mesajın sonunu işaret edecektir. Ek olarak, sinyalin değerini sonuncusu hariç her zaman tek sayılarla kaydederek orijinal mesajı geri yükleyeceğiz.
Seçenek üç. Mesajın hangi bitten başladığını biliyoruz, ancak sinyalin “AÇIK” ve “KAPALI” durumda olduğu aralıkların süresini bilmiyoruz. içinde ne yapmalıyız
bu durum? Şans eseri, yalnızca ilk bitin değil, ikincisinin de değerini biliyorsanız, o zaman tam olarak hangi aralıklarla (tam olarak veya yarıda) bilirsiniz.
ilk 2 anahtarlama gerçekleşir ve gerekli aralıkları kolayca tespit edebilir veya bilimsel olarak alıcıyı verici ile senkronize edebilirsiniz.
(Evet, bu yüzden neden 2 başlangıç bitine sahip olduklarını anladık. Bu arada, Manchester kodlamasının da kullanıldığı ethernet ağlarında, ilk senkronizasyon için tam bir 56 bitlik giriş kullanılır).
Daha sonra yukarıdaki algoritmalardan birincisini veya ikincisini kolayca kullanabilirsiniz.
Peki, başka bir seçenek olduğunu varsayalım. Mesajın ilk iki bitini biliyoruz, ancak üretecimiz çalışmasına rağmen (ya da bilimsel terimlerle, yarım bitlik bir süreye eşit bir sürede üreteç frekansının değişmeyeceğini garanti edebiliriz) tam bir boktan. 1,5 kat veya daha fazla). İşte nasıl olunur?
Evet, her yeni cephe için yarım bit ve tam bitin süre değerlerini yeniden hesaplamanız yeterlidir. Başka bir deyişle, alıcıyı verici ile en baştan bir kez değil, her yeni cephede (önden “AÇIK” / “KAPALI” durumları arasında geçişi kastediyoruz) senkronize etmek gerekir, çünkü Manchester kodlaması, iletilen her bitte yeni bir cephemiz var.
Kısacası, düşünün farklı kombinasyonlar uzun süre yapabilirsiniz, “Manchester” kodunun herkes tarafından çok sevilmesinin ana avantajını hatırlayın: her biti iletirken, “AÇIK” / “KAPALI” durumunda bir değişiklik olur, bu da senkronizasyonu mümkün kılar verici ve alıcı.
Yukarıdakilere ek olarak, "fark" veya "diferansiyel" "Manchester" kodlaması da vardır. Bu durumda, sıfır iletildiğinde, bit aralığı, sinyal durumunda tersine bir değişiklik ile başlar ve bir iletildiğinde, bit aralığının başlangıcındaki sinyal durumu değişmez. Aksi takdirde, her şey normal "Manchester" kodlamasıyla aynıdır - bit aralığının ortasında, sinyal durumu mutlaka tersine değişir (soldaki şekle bakın).
EM4100 etiketi 64 bit veri depolar, bu da tasarımın sekiz adet 8 bitlik 74HC165 kaydından oluşan 64 bitlik bir kaydırma yazmacı içermesi gerektiği anlamına gelir. Kayıt, verileri sıfırlamak ve baştan başlamak için her 64 vardiyadan sonra sıfırlanır. Kayıt girişlerindeki veriler aşağıdaki gibidir:- Zamanlama düzeni: dokuz birim
- Üretici/Sürüm Kimliği: 4 biti veri ve 5. biti eşlik olmak üzere 5 bitlik 2 blok
- Benzersiz tanımlayıcı: 4 biti veri ve beşincisi eşlik olmak üzere 5 bitlik 8 blok
- Sağlama toplamı: Sütunlarla sayılan 4 eşlik biti
- Durdurma biti: "0"
Şifrelenmiş etiketler bile birçok saldırıya açıktır. Ek olarak, akıllı telefonlarda etiketleri taklit etmek giderek daha kolay hale geliyor. NFC desteği(genellikle 13.56 MHz'de çalışır). Sadece alan modülasyon uygulamasını doğru yazın ve istediğinizi yapabilirsiniz.
Standart bir mazeret olarak, yazarın (Ve bir çevirmen! - Not. tercüme) bu makaledeki bilgileri kullanmanın sonuçlarından sorumlu değildir. Okuyucu tüm eylemlerinden sorumlu olmalıdır.
Çerçeve
Ara sıra çokşanslı. Prototip bittiğinde ve baskılı devre kartı sipariş edildiğinde şu anda güzel bir kasa zarar vermez. Ve o sırada Fleming montajı bitirdi ve makineyi çalıştırdı. lazer kesim OSAA Foton Testere. Proje üzerinde bir yıl çalıştıktan sonra lazer ilk parçalarını kesmeye hazır. Flemming ve Rune son ayarları yapar ve lazer kabininin alüminyum kapağını değiştirir. Bu şeyin işe yaradığını görmekten ne kadar mutlu olduğumuzu hayal edebilirsiniz.Makine çalışırken projemizi gerçek hayatta test edebildik. RFID etiketimizin muhafazası 2 mm pleksiglastan yapılmıştır. Bu korpus, PhotonSaw'da yapılan ilk nesne, evet!
Fikir, bobini kasanın dışına yerleştirmek için doğdu. İlk başta gövde yüksekliğinin yarısının kullanılmasına karar verildi, ancak bu pratikte işe yaramadı (bu nedenle uzun kenarlardaki ekstra delikler kullanılmaz). Bobin, tüm kasanın çevresine mükemmel bir şekilde uyuyor, ancak dikdörtgen sargının (105x55 mm) normal elektromanyetik bağlantı için çok büyük olup olmayacağından şüphelerim vardı.
Test bobini, herhangi bir hesaplama yapılmadan, 66 turda 0,4 mm tel ile sarılmıştır. Ve açıkçası, yine şanslıydık, çünkü bobin tam olarak olması gerektiği gibi, 645 μH'lik bir endüktansla, bağlı bir etiket vererek rezonans frekansı 125.2 kHz. Bir kapı okuyucu testi, prototipin bu bobinle gayet iyi çalıştığını gösterdi.
Kasanın dışındaki bobin ile ikincisinin kalınlığı azaltılabilir. İç kalınlık artık sadece levha üzerindeki parçaların yüksekliğine bağlıdır ve levha kalınlığı dikkate alındığında yaklaşık 6 mm olmalıdır. Ek olarak, gravür eklemek güzel olurdu. Flemming, estetik ve ergonomik nedenlerle kasanın kenarlarının yuvarlatılmasını önerdi. Kavisli bir gövde ayrıca bobinin kenarlarını daha iyi koruyacaktır, çünkü çok fazla gerilimin olmadığı yerde tel bobinleri dışarı çıkmayı sever.
PhotonSaw henüz tam olarak eşit değil: üzerine gravür kapakönemli ölçüde uzaklaştı. Vakanın son halini yapmadan önce kesinleştirmek gerekiyor. Kiriş kapalı bir yoldan geçtikten sonra ilk konumuna geri dönmediği için eğri konturlar da yazılımda bir hesaplama hatasına maruz kaldı. Ama yine de, eğriler gerçekten pürüzsüz görünüyor.
PCB Montajı
Sipariş edilen pano geldi:
Montaj çok zor olmadı. Şablon tahtasına lehim pastası uygulandı, tüm detaylar yerleştirildi ve daha sonra ev yapımı bir fırında lehimlendi.
Ayırma kapasitansı (47 pF, 125 kHz frekansında yaklaşık 27 kOhm'luk bir dirence sahiptir) ve koruyucu diyotlar aracılığıyla, akım güç buslarına akar. Bobinden gelen enerji, yaklaşık 1 V besleme gerilimini korumak için yeterlidir. Akım 250-500 μA'ya ulaşabilir. Şaşırtıcı bir şekilde, 74HC yongaları bu güç kaynağıyla çalışıyor gibi görünüyor. Ne yazık ki, böyle bir baskı altında garip şeyler oluyor. 74HC'lerin dahili bir sıfırlama devresi vardır ve çalıştığından emin olmanız gerekir. Koruma diyotlarını kapatmanın yardımcı olmadığını unutmayın. Mikro devrelerin girişlerinde bu durumda açılıp aynı işi yapan dahili koruyucu diyotlar bulunmaktadır.
Güç sıfırlama, yalnızca güç kaynağı voltajı belirli bir süre için belirli bir seviyenin altına düşerse tetiklenir. Voltaj çok yüksek kalırsa, dahili mantık karışabilir çünkü bazı kısımları tanımsız durumdayken diğerleri düzgün çalışıyor olabilir. Tüm çipleri tutarlı bir duruma ayarlamak için dahili bir sıfırlama gereklidir. Böylece devre çok düşük bir besleme geriliminde düzensiz çalışacaktır.
Aşağıdaki belirtiler gözlemlendi: etiket, doğru verileri gönderirken bir süre çalışır. Bobin okuyucudan çıkarılıp tekrar takıldığında, etiketin kapanıp kapanmayacağına bahse girebilirsiniz. Bazen çalışıyor, bazen çalışmıyor. PLL'yi kapatmak durumu daha da kötüleştirir. Düşük güç tüketimi, okuyucunun ara sıra devre dışı bırakılmış bir etiketten veri almasına neden olur. "Enerji verimli sistem"in anlamı budur.
İki çözüm vardır: 1) saat kurtarma devresindeki kapasitörü 15 pF'ye düşürün ve 2) fazla enerjiyi boşaltmak için güç ile toprak arasına 22-100 kΩ direnç ekleyin. İkinci yöntem, çalışma sırasında sızıntıda bir artışa yol açar ve kapasitörün kapasitansını düşürürken gerçekten gerekli değildir. Ancak, bir seçenek olarak sunulur ve yine de çiplerin belirsiz durumundan daha iyidir.
Akım veya voltaj ile modülasyon
Modülatör, baş ağrısının taze bir kısmını getirdi. Bobin okuyucudan belirli bir mesafeye yerleştirildiğinde modülasyon tamamen kayboldu. Bobini okuyucuya doğru veya okuyucudan uzaklaştırırken de olabilir.Nedeni modülatör devresindeydi. MOSFET'ler, bobini belirli bir dirence sahip bir dirence kapatır. Ancak, döngüden çekilen güç yüksekse, modülatör direnci besleme devrelerinin direncinden çok daha yüksektir. Bu, modülasyon derinliğinin tüketilen akıma bağlı olduğu gerçeğine yol açar ve bu çok iyi değildir. Durum, prototipten daha düşük bir voltajda kısıtlayıcı bir zener diyot seçimi ile daha da kötüleşti.
Modülatörün voltaj modülasyon modundan akım modülasyon moduna geçirilmesine karar verildi. İlk mod için direnç tahliye devresindeydi ve şimdi kaynak ile toprak arasına bağlı. Geçit kaynağı voltajı, transistörü lineer moda sokacak olan, transistör açma eşiğinin (0.9-1.1 V) biraz üzerinde bir değer kalana kadar bu direnç boyunca düşecektir. Şimdi, boşaltma voltajından bağımsız olarak, transistörden geçen akım sabit olacaktır.
Prototip testleri, mevcut modülasyonun çok iyi çalıştığını göstermiştir. Ucuz isimsiz okuyucu artık başarısız olmuyor (tamam, belki yüzde bir kadar). Bu değişikliğin diğer okuyucular üzerinde harika bir şekilde çalışacağını ve etiketin şimdi muhtemelen çoğu üzerinde çalışabileceğini varsayabiliriz.
Bitmiş Sürüm 1
Değişiklikleri şurada görebilirsiniz: baskılı devre kartı. 15 pF SMD kapasitöre sahip değildim, normal bir tane bacaklı lehimlemek zorunda kaldım. Modülatör, transistörlerin kaynaklarında ek dirençlerle büyümüştür. İlk sürüm için genel olarak kabul edilebilir.(resimler tıklanabilir) 
Video gösterimi
Çözüm
7400 mantığı üzerine kurulu bu projenin retro devrelere atfedilebileceğini düşünebilirsiniz, ancak bu tamamen doğru değil. Birincisi, modern 74HC ailesi o kadar da eski değil. İkincisi, düşük güç şemaları her zaman önemlidir. Üçüncü, tek çip mantıksal öğeler(kullanılmış Schmitt tetikleyicisi gibi) genellikle modern gelişmeler. Teknolojinin gelişiminin, daha eski mikro devre aileleri için bile durmadığı sıklıkla unutulur. Genel çeşitliliğin arka planına karşı daha az fark edilir hale geldiler.Analog kısmın geliştirilmesinin dijital kısımdan daha zor olduğu ortaya çıktı. Kısmen spesifikasyon eksikliğinden, ancak esas olarak parametreleri karşılamak için gereken birçok uzlaşmadan ve öngörülemeyen yan etkiler. Dijital tasarımlar nispeten az seçeneğe sahipken, analog tasarımlar genellikle farklı (ve çoğu zaman karşıt) kriterler arasında bir denge gerektirir.
74HC yongalarının çok ama çok iyi yapıldığını itiraf etmeliyim. Geliştiriciler ne yaptıklarını biliyorlardı ve çok düşük güç tüketimi elde ettiler. İlk başta etiketin pasif güçle çalışıp çalışamayacağı konusunda bazı şüphelerim vardı, ancak teknik özellikleri okuduktan sonra bu sadece uygun devre tasarımı meselesiydi. Bununla birlikte, etiketin farklı bölümlerinin optimizasyonu için hala yer var.
Şimdi bu projenin 2012 7400 yarışmasında nasıl performans gösterdiğini görelim. Yarışma için başvuruların teslimi 31 Kasım'da sona eriyor. Yazara iyi şanslar diliyoruz! - Not. tercüme
Etiketler: Etiketler ekle
Manchester kodu
Yerel ağlarda, yakın zamana kadar en yaygın kodlama yöntemi sözde idi. Manchester kodu(Şekil 2.16, d). Ethernet ve Token Ring teknolojilerinde kullanılır.
Manchester kodunda, potansiyel bir düşüş, yani darbenin ön tarafı, birleri ve sıfırları kodlamak için kullanılır. Manchester kodlamasında her saat iki parçaya bölünmüştür. Bilgi, her döngünün ortasında meydana gelen potansiyel düşüşlerle kodlanır. Bir birim düşükten yükseğe geçişle kodlanır ve sıfır ters kenarla kodlanır. Her döngünün başında, arka arkaya birkaç bir veya sıfırı temsil etmeniz gerekiyorsa, bir hizmet sinyali kenarı oluşabilir. Sinyal, bir veri bitinin iletim döngüsü başına en az bir kez değiştiğinden, Manchester kodu iyi kendi kendini senkronize etme özelliklerine sahiptir. Manchester kodunun bant genişliği bipolar darbenin bant genişliğinden daha dardır. Ayrıca sabit bir bileşeni yoktur ve en kötü durumda (bir veya sıfır dizisini iletirken) temel harmonik N Hz frekansına sahiptir ve en iyi durumda (alternatif olanları ve sıfırları iletirken) eşittir AMI kodlarında veya NRZ'de olduğu gibi N / 2 Hz'ye. Ortalama olarak, Manchester kodunun bant genişliği bipolar darbe kodunun bant genişliğine göre bir buçuk kat daha dardır ve temel harmonik 3N/4 civarında salınım yapar. Manchester kodunun bipolar nabız koduna göre başka bir avantajı daha vardır. İkincisi, veri iletimi için üç sinyal seviyesi kullanırken Manchester iki seviye kullanır.
Potansiyel kod 2B1Q
Şek. 2.16e, veri kodlaması için dört sinyal seviyesine sahip bir potansiyel kodu göstermektedir. kod bu 2B1Q, adı özünü yansıtan - her iki bit (2V) bir döngüde dört duruma (1Q) sahip bir sinyal ile iletilir, Bir çift 00 biti -2,5 V'luk bir potansiyele, bir çift bit 01'e karşılık gelir -0.833 V'luk bir potansiyele, bir çift 11 - bir potansiyel +0.833 V'lik bir potansiyele ve bir çift 10 - +2.5 V'luk potansiyele karşılık gelir.Bu kodlama yöntemiyle, sinyal daha sonra sabit bir bileşene dönüştürülür. Rastgele bit serpiştirme ile, aynı bit hızında saat süresi iki katına çıktığından, sinyalin spektrumu NRZ kodunun iki katı kadar dardır. Böylece 2B1Q kodunu kullanarak aynı hat üzerinden AMI veya NRZI koduna göre iki kat daha hızlı veri aktarabilirsiniz. Bununla birlikte, uygulanması için, verici gücü daha yüksek olmalıdır, böylece dört seviye, alıcı tarafından parazit arka planına karşı açıkça ayırt edilebilir.
2.2.3. mantık kodlaması
Potansiyel AMI, NRZI veya 2Q1B tipi kodları geliştirmek için mantık kodlaması kullanılır. Mantıksal kodlama, sabit bir potansiyele yol açan uzun bit dizilerini serpiştirilmiş olanlarla değiştirmelidir. Yukarıda belirtildiği gibi, iki yöntem mantıksal kodlamanın özelliğidir - gereksiz kodlar ve karıştırma.
gereksiz kodlar
gereksiz kodlar orijinal bit dizisini, genellikle karakter olarak adlandırılan bölümlere ayırmaya dayanır. Daha sonra her orijinal karakter, orijinalinden daha fazla bit içeren yenisiyle değiştirilir. Örneğin, mantık kodu FDDI ve Fast Ethernet teknolojilerinde kullanılan 4V/5V, orijinal 4 bit karakterleri 5 bit karakterlerle değiştirir. Ortaya çıkan semboller fazla bitler içerdiğinden, içlerindeki toplam bit kombinasyonlarının sayısı orijinal olanlardan daha fazladır. Böylece, 4B / 5B kodunda, ortaya çıkan semboller 32 bit kombinasyon içerebilirken, orijinal semboller - sadece 16. Bu nedenle, ortaya çıkan kodda, çok sayıda sıfır içermeyen bu tür 16 kombinasyon seçebilirsiniz ve gerisini say yasak kodlar (kod ihlali). DC'yi kaldırmaya ve kodu kendi kendine senkronize etmeye ek olarak, fazlalık kodlar alıcının bozuk bitleri tanımasını sağlar. Alıcı yasak bir kod alırsa, hattaki sinyal bozulmuş demektir.
Kaynak ve 4V/5V kodlarının yazışmaları aşağıda sunulmuştur.
4B/5B kodu daha sonra, yalnızca uzun sıfır dizilerine duyarlı olan potansiyel kodlama yöntemlerinden birinde fiziksel kodlama kullanılarak hat üzerinden iletilir. 5 bit uzunluğundaki 4V/5V kod sembolleri, bunların herhangi bir kombinasyonu için satırda arka arkaya üç sıfırdan fazlasının oluşamayacağını garanti eder.
Kod adındaki B harfi, temel sinyalin 2 duruma sahip olduğu anlamına gelir - İngilizce ikiliden - ikili. Ayrıca, örneğin 8-bit kodlama için 8B/6T kodunda üç sinyal durumuna sahip kodlar da vardır. arkaplan bilgisi her biri üç duruma sahip 6 sinyalden oluşan bir kod kullanılır. 8B/6T kodunun fazlalığı, 256 kaynak kodu başına 3 6 =729 sonuç sembolü olduğundan, 4B/5B kodundan daha yüksektir.
Arama tablosunu kullanmak çok basit bir işlemdir, bu nedenle bu yaklaşım karmaşık değildir. ağ bağdaştırıcıları ve anahtarların ve yönlendiricilerin arayüz blokları.
verilmesini sağlamak için Bant genişliği yedek kod kullanan bir verici, artırılmış bir saat hızında çalışmalıdır. Yani 4V/5V kodlarının 100 Mb/s hızında iletilebilmesi için vericinin 125 MHz saat frekansında çalışması gerekir. Bu durumda, hat üzerindeki sinyalin spektrumu, hat üzerinden saf, yedekli olmayan bir kodun iletildiği duruma kıyasla genişletilir. Bununla birlikte, gereksiz potansiyel kodun spektrumunun, mantıksal kodlamanın ek aşamasını ve ayrıca alıcı ve vericinin artan bir saat frekansında çalışmasını haklı çıkaran Manchester kodunun spektrumundan daha dar olduğu ortaya çıkıyor.
Çırpınmak
Verileri açık bir kodla sıraya koymadan önce bir karıştırıcı ile karıştırmak, mantıksal kodlamanın başka bir yoludur.
Karıştırma yöntemleri, kaynak kodun bitlerine ve elde edilen kodun önceki döngülerde alınan bitlerine dayalı olarak elde edilen kodun bit bit hesaplanmasından oluşur. Örneğin, bir karıştırıcı aşağıdaki ilişkiyi uygulayabilir:
Bi, scrambler'ın i-th döngüsünde elde edilen sonuç kodunun ikili basamağıdır, Ai, scrambler'ın girişindeki i-th döngüsüne gelen kaynak kodun ikili basamağıdır, Bi-3 ve Bi -5, scrambler'ın önceki döngülerinde elde edilen elde edilen kodun ikili basamaklarıdır, sırasıyla mevcut döngüden 3 ve 5 döngü önce, XOR işlemi (modulo 2 ilavesi). Örneğin, 110110000001 kaynak dizisi için, karıştırıcı aşağıdaki sonuç kodunu verecektir: B1 = A1 = 1 (sonuç kodunun ilk üç basamağı orijinal ile aynı olacaktır, çünkü henüz gerekli önceki basamaklar yoktur)
Böylece, karıştırıcının çıktısı, içinde mevcut olan altı sıfır dizisini içermeyen 110001101111 dizisi olacaktır. kaynak kodu.
Ortaya çıkan diziyi aldıktan sonra, alıcı bunu, orijinal diziyi ters ilişkiye dayalı olarak yeniden oluşturan şifre çözücüye iletir:
Çeşitli karıştırma algoritmaları, elde edilen kodun basamağını veren terimlerin sayısında ve terimler arasındaki kaymada farklılık gösterir. Bu nedenle, ISDN ağlarında, bir ağdan bir aboneye veri aktarırken, 5 ve 23 konumlu vardiyalarla ve bir aboneden bir ağa veri aktarırken, 18 ve 23 konumlu vardiyalarla bir dönüşüm kullanılır.
Fazlası var basit yöntemler Karıştırma sınıfına da atıfta bulunulan birim dizilerine karşı mücadele.
Bipolar AMI kodunu geliştirmek için, sıfırlar dizisinin yasak karakterlerle yapay olarak bozulmasına dayanan iki yöntem kullanılır.
Şek. Şekil 2.17, AMI kodunu düzeltmek için B8ZS (8-Sıfır Değiştirmeli Bipolar) yönteminin ve HDB3 (Yüksek Yoğunluklu Bipolar 3-Sıfır) yönteminin kullanımını göstermektedir. Kaynak kodu iki uzun sıfır dizisinden oluşur: ilk durumda - 8'den ve ikincisinde - 5'ten.
Pirinç. 2.17. B8ZS ve HDB3 kodları. V - yasak polarite biriminin sinyali; 1*-doğru polarite biriminin sinyali, ancak kaynak kodunda 0'ın yerini alıyor
B8ZS kodu yalnızca 8 sıfırdan oluşan dizileri düzeltir. Bunu yapmak için, ilk üç sıfırdan sonra kalan beş sıfır yerine beş basamak ekler: V-1*-0-V-1*. Burada V, belirli bir polarite döngüsü için yasaklanmış bir sinyali, yani öncekinin polaritesini değiştirmeyen bir sinyali belirtir, 1* doğru polarite biriminin bir sinyalidir ve yıldız işareti, bu döngüdeki kaynak kodunda bir birim değil, sıfır olduğu gerçeği. Sonuç olarak, alıcı 8 saat döngüsünde 2 bozulma görür - bunun hattaki gürültü veya diğer iletim arızaları nedeniyle olması pek olası değildir. Bu nedenle, alıcı bu tür ihlalleri ardışık 8 sıfırın kodlanması olarak kabul eder ve alındıktan sonra bunları orijinal 8 sıfırla değiştirir. B8ZS kodu, herhangi bir ikili basamak dizisi için sabit bileşeni sıfır olacak şekilde oluşturulmuştur.
Ders 4: OSI Modeli
OSI modelinde katmanlar ve iletişim süreci
İletişim sürecinde seviyelerin etkileşimi
Heterojen cihazlar ve yazılımlar içeren ağlarda verilerin birleşik bir temsili için, Uluslararası Standartlar Organizasyonu (ISO) temel bir iletişim modeli geliştirmiştir. açık sistemler OSI (Açık Sistem Ara Bağlantısı). Bu model, bir iletişim oturumu düzenlenirken çeşitli ağ ortamlarında veri aktarımına ilişkin kuralları ve prosedürleri açıklar. Modelin ana unsurları katmanlar, uygulama süreçleri ve fiziksel bağlantı araçlarıdır. Şek. 2.1 temel modelin yapısını gösterir. Modelin her seviyesi OSI, bir ağ üzerinden veri iletme sürecinde belirli bir görevi yerine getirir. temel model ağ protokollerinin geliştirilmesinin temelidir. OSI, bir ağdaki iletişim işlevlerini, her biri açık sistemler birlikte çalışabilirlik sürecinin farklı bir bölümüne hizmet eden yedi katmana böler.
Pirinç. 2.1 OSI Modeli
OSI modeli, son kullanıcı uygulamalarını değil, yalnızca sistem çapında etkileşim araçlarını tanımlar. Uygulamalar, sistem olanaklarına erişerek kendi iletişim protokollerini uygular. Bir uygulama, OSI modelinin bazı üst katmanlarının işlevlerini üstlenebiliyorsa, iletişim için doğrudan OSI modelinin kalan alt katmanlarının işlevlerini gerçekleştiren sistem araçlarına erişir.
OSI modelinin katmanlarının etkileşimi
OSI modeli, Şekil 2.2'de gösterildiği gibi iki farklı modele ayrılabilir:
farklı makinelerde programların ve süreçlerin etkileşimi için bir mekanizma sağlayan yatay protokol tabanlı bir model;
aynı makine üzerinde birbirine komşu katmanların sağladığı hizmetlere dayalı dikey bir model.
Pirinç. 2.2 Temel OSI referans modelinde bilgisayarların etkileşim şeması
Gönderen bilgisayarın her katmanı, doğrudan bağlıymış gibi alıcı bilgisayarın aynı katmanıyla etkileşime girer. Böyle bir ilişkiye mantıksal veya sanal bağlantı. Aslında etkileşim, bir bilgisayarın bitişik seviyeleri arasında gerçekleştirilir.
Bu yüzden gönderen bilgisayardaki bilgiler tüm seviyelerden geçmelidir. Daha sonra fiziksel ortam üzerinden alıcı bilgisayara iletilir ve yine tüm katmanlardan geçerek gönderen bilgisayarda gönderildiği seviyeye ulaşana kadar geçer.
AT yatay model iki programın veri alışverişi için ortak bir protokole ihtiyacı vardır. Dikey bir modelde, bitişik katmanlar Uygulama Programlama Arayüzlerini (API'ler) kullanarak iletişim kurar.
Ağa beslenmeden önce veriler paketlere bölünür. Paket, bir ağdaki istasyonlar arasında iletilen bir bilgi birimidir. Veri gönderirken, paket sırayla tüm seviyelerden geçer. yazılım. Her seviyede, ağ üzerinden başarılı veri iletimi için gerekli olan bu seviyenin (başlık) kontrol bilgisi, Şekil 2'de gösterildiği gibi pakete eklenir. 2.3, nerede Zag- paket başlığı, Kon- paketin sonu.
Alıcı tarafta, paket tüm katmanlardan ters sırada geçer. Her katmanda, o katmandaki protokol paketin bilgilerini okur, ardından gönderici tarafından aynı katmanda pakete eklenen bilgileri kaldırır ve paketi bir sonraki katmana iletir. Paket ulaştığında Uygulamalı düzeyde, tüm kontrol bilgileri paketten kaldırılacak ve veriler orijinal formuna geri dönecektir.
Pirinç. 2.3 Yedi seviyeli modelin her seviyesinde bir paketin oluşturulması
Modelin her seviyesinin kendi işlevi vardır. Seviye ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla zor görev o kararlaştırır.
Ayrı model seviyeleri OSI olarak değerlendirmek uygun program grupları belirli gerçekleştirmek için tasarlanmış fonksiyonlar. Örneğin, bir katman, veri dönüşümünü sağlamaktan sorumludur. ASCII içinde EBCDIC ve içerir programlar bu görevi tamamlamak için gerekli.
Her katman bir üst katmana hizmet sağlarken, alt katmandan da hizmet talep eder. Üst katmanlar da aynı şekilde bir hizmet talep eder: Kural olarak, bazı verilerin bir ağdan diğerine yönlendirilmesi bir gerekliliktir. Veri adresleme ilkelerinin pratik uygulaması alt seviyelere atanır.
Ele alınan model, açık sistemlerin etkileşimini belirler. farklı üreticiler aynı ağda. Bu nedenle, onlar için koordinasyon eylemleri gerçekleştirir:
uygulanan süreçlerin etkileşimi;
veri sunum formları;
tek tip veri depolama;
ağ kaynak yönetimi;
veri güvenliği ve bilgi koruması;
programların ve donanımın teşhisi.
Şek. 2.4 verilen Kısa Açıklama tüm seviyelerde işlev görür.
Pirinç. 2.4 Seviye fonksiyonları
Uygulama katmanı
Uygulama katmanı, uygulama süreçlerine etkileşim alanına erişim sağlar, üst (yedinci) seviyedir ve uygulama süreçlerine doğrudan bitişiktir. Aslında, uygulama katmanı, ağ kullanıcılarının dosyalar, yazıcılar veya köprü metni Web sayfaları gibi paylaşılan kaynaklara eriştiği ve ayrıca ortak çalışmalarını örneğin protokolü kullanarak düzenlediği çeşitli protokoller kümesidir. E-posta. Özel uygulama hizmeti öğeleri, dosya aktarımı ve terminal öykünme programları gibi belirli uygulama programları için hizmetler sağlar. Örneğin, programın dosya göndermesi gerekiyorsa, kesinlikle kullanılacaktır. dosya aktarımı, erişim ve yönetim protokolü FTAM ( Dosya transferi, Erişim ve Yönetim). OSI modelinde uygulama programı belirli bir görevi gerçekleştirmesi gereken (örneğin, bilgisayardaki bir veritabanını güncelleme), formda belirli verileri gönderir datagramlarüzerinde uygulama katmanı. Bu katmanın temel görevlerinden biri, bir başvuru talebinin nasıl işlenmesi gerektiğini, diğer bir deyişle talebin hangi biçimde olması gerektiğini belirlemektir.
Uygulama katmanının üzerinde çalıştığı veri birimine genellikle mesaj denir.
Uygulama katmanı aşağıdaki işlevleri yerine getirir:
Uygulanan süreçler arasındaki etkileşim biçimlerinin ve yöntemlerinin tanımı.
Verim Çeşitli türlerİşler.
dosya transferi;
iş yönetimi;
sistem yönetimi vb.
Kullanıcıların şifreleri, adresleri, elektronik imzaları ile tanımlanması;
Çalışan abonelerin belirlenmesi ve yeni başvuru süreçlerine erişim imkanı;
Mevcut kaynakların yeterliliğinin belirlenmesi;
Diğer başvuru süreçleri ile bağlantı taleplerinin organizasyonu;
Gerekli bilgi açıklama yöntemleri için başvuruların temsilci düzeyine aktarılması;
Süreçlerin planlı diyalogu için prosedürlerin seçimi;
Uygulama süreçleri arasında değiş tokuş edilen verilerin yönetimi ve uygulama süreçleri arasındaki etkileşimin senkronizasyonu;
Hizmet kalitesinin belirlenmesi (veri bloklarının teslim süresi, kabul edilebilir hata oranı);
Hataların düzeltilmesi ve verilerin güvenilirliğinin belirlenmesi konusunda anlaşma;
Sözdizimine getirilen kısıtlamaların koordinasyonu (karakter kümeleri, veri yapısı).
Bu işlevler, uygulama katmanının uygulama süreçlerine sağladığı hizmet türlerini tanımlar. Ayrıca uygulama katmanı, fiziksel, bağlantı, ağ, taşıma, oturum ve sunum katmanlarının sağladığı hizmeti uygulamaya aktarır.
Üzerinde uygulama katmanı kullanıcılara önceden işlenmiş bilgileri sağlamak gereklidir. Bu, sistem ve kullanıcı yazılımı tarafından ele alınabilir.
Uygulama katmanı, uygulamalara ağa erişmekten sorumludur. Bu seviyenin görevleri dosya transferi, değişim posta mesajları ve ağ yönetimi.
En yaygın ilk üç katman protokolleri şunlardır:
FTP (Dosya Aktarım Protokolü) dosya aktarım protokolü;
TFTP (Trivial File Transfer Protocol) en basit dosya aktarım protokolüdür;
X.400 e-postası;
Telnet, uzak bir terminalle çalışır;
SMTP (Basit Posta Aktarım Protokolü), basit bir posta alışverişi protokolüdür;
CMIP (Common Management Information Protocol) ortak bilgi yönetimi protokolü;
SLIP ( Seri Hat IP) Seri hatlar için IP. Seri karakter karakter veri aktarımı için protokol;
SNMP (Basit Ağ Yönetim Protokolü) basit ağ yönetim protokolü;
FTAM (Dosya Aktarımı, Erişimi ve Yönetimi), dosyaların aktarılması, bunlara erişilmesi ve yönetilmesi için bir protokoldür.
Sunum katmanı
Sunum katmanı veya sunum katmanı, istenen veri biçiminde uygulama süreçleri arasında geçirilen verileri temsil eder.
Bu katman, uygulama katmanından geçen bilgilerin başka bir sistemdeki uygulama katmanı tarafından anlaşılmasını sağlar. Gerekirse, sunum katmanı, bilgi aktarımı sırasında veri formatlarının bazı ortak sunum formatlarına dönüştürülmesini gerçekleştirir ve alım sırasında sırasıyla ters dönüştürmeyi gerçekleştirir. Böylece uygulama katmanları, örneğin veri gösterimindeki sözdizimsel farklılıkların üstesinden gelebilir. Bu durum, heterojen bilgisayarlara sahip bir LAN'da ortaya çıkabilir ( IBM bilgisayar veMacintosh) veri alışverişi gerekir. Bu nedenle, veritabanları alanlarında, bilgiler harf ve sayı şeklinde ve genellikle formda sunulmalıdır. grafik görüntü. Bu verileri örneğin kayan nokta sayıları olarak işlemeniz gerekir.
Ortak veri gösterimi, modelin tüm seviyeleri için ortak olan ASN.1 sistemine dayanmaktadır. Bu sistem, dosyaların yapısını tanımlamaya hizmet eder ve ayrıca veri şifreleme sorununu da çözer. Bu seviyede, tüm uygulama servisleri için veri alışverişinin gizliliğinin anında sağlanması sayesinde veri şifreleme ve şifre çözme gerçekleştirilebilir. Böyle bir protokolün bir örneği protokoldür. güvenli Priz katman(SSL) TCP/IP yığınının uygulama katmanı protokolleri için gizli mesajlaşma sağlar. Bu katman, uygulama katmanının veri dönüşümünü (kodlama, sıkıştırma, vb.) taşıma katmanı için bir bilgi akışına sağlar.
Temsili katman aşağıdaki ana işlevleri yerine getirir:
Uygulama süreçleri arasında etkileşim oturumları oluşturmak için isteklerin oluşturulması.
Uygulama süreçleri arasında veri sunumunun koordinasyonu.
Veri sunum formlarının uygulanması.
Grafik materyalin sunumu (çizimler, çizimler, diyagramlar).
Veri şifreleme.
Oturumları sonlandırmak için istek gönderme.
Sunum katmanı protokolleri genellikle ayrılmaz parça Modelin ilk üç katmanının protokolleri.
Oturum katmanı
Oturum katmanı, kullanıcılar veya uygulama süreçleri arasında oturum yürütme prosedürünü tanımlayan katmandır.
Oturum katmanı, hangi tarafın etkin olduğunu yakalamak için konuşma kontrolü sağlar. şu an ve ayrıca senkronizasyon olanakları sağlar. İkincisi, uzun transferlere kontrol noktaları eklemenize izin verir, böylece bir arıza durumunda sonuncusuna geri dönebilirsiniz. kontrol noktası her şeye yeniden başlamak yerine. Pratikte, birkaç uygulama oturum katmanını kullanır ve nadiren uygulanır.
Oturum katmanı, uygulama süreçleri arasında bilgi transferini kontrol eder, bir iletişim oturumunun alımını, iletimini ve verilmesini koordine eder. Ek olarak, oturum katmanı, alt katmanlardaki hatalardan kaynaklanan bir başarısızlıktan sonra bir iletim oturumunda şifre yönetimi, konuşma kontrolü, senkronizasyon ve iletişimin iptali fonksiyonlarını içerir. Bu seviyenin işlevleri şunlardır: iletişim koordinasyonunda farklı iş istasyonlarında çalışan iki uygulama programı arasında İyi yapılandırılmış bir diyalog şeklinde gelir. Bu işlevler, bir oturum oluşturmayı, bir oturum sırasında mesaj paketlerinin iletimini ve alımını yönetmeyi ve bir oturumu sonlandırmayı içerir.
Oturum düzeyinde, iki uygulama süreci arasındaki aktarımın ne olacağı belirlenir:
yarı dubleks(süreçler sırayla veri gönderecek ve alacaktır);
dubleks(işlemler veri gönderecek ve aynı anda alacaktır).
Yarım çift yönlü modda, oturum katmanı, iletimi başlatan sürece yayınlar, veri belirteci. İkinci işlemin yanıt verme zamanı geldiğinde, veri belirteci ona iletilir. Oturum katmanı, yalnızca veri belirtecine sahip olan tarafa iletime izin verir.
Oturum katmanı aşağıdaki işlevleri sağlar:
Etkileşen sistemler arasında bir bağlantının oturum düzeyinde kurulması ve sonlandırılması.
Başvuru süreçleri arasında normal ve acil iletişimin gerçekleştirilmesi.
Uygulanan süreçlerin etkileşimini yönetmek.
Oturum bağlantılarının senkronizasyonu.
İstisnaların uygulama süreçlerinin bildirilmesi.
Uygulama sürecinde, bir hata veya hatadan sonra, en yakın etiketten yürütülmesini geri yüklemeye izin veren etiketlerin oluşturulması.
Başvuru sürecinin gerekli durumlarda kesintiye uğraması ve doğru bir şekilde yeniden başlatılması.
Veri kaybı olmadan oturum sonlandırma.
Oturumun ilerleyişi hakkında özel mesajların iletilmesi.
Oturum katmanı, son makineler arasında veri alışverişi oturumlarının düzenlenmesinden sorumludur. Oturum katmanı protokolleri genellikle modelin ilk üç katmanının protokollerinin bir bileşenidir.
Taşıma katmanı.
Taşıma katmanı, paketleri bir iletişim ağı üzerinden aktarmak için tasarlanmıştır. Taşıma katmanında paketler bloklara ayrılır.
Göndericiden alıcıya giden yolda paketler bozulabilir veya kaybolabilir. Bazı uygulamaların kendi hata işlemeleri olsa da, bazıları hemen güvenilir bir bağlantıyla uğraşmayı tercih eder. Taşıma katmanının görevi, uygulamaların veya modelin üst katmanlarının (uygulama ve oturum) verileri ihtiyaç duydukları güvenilirlik derecesinde aktarmasını sağlamaktır. OSI modeli, taşıma katmanı tarafından sağlanan beş hizmet sınıfını tanımlar. Bu tür hizmetler, sağlanan hizmetlerin kalitesine göre farklılık gösterir: aciliyet, kesintiye uğramış iletişimleri geri yükleme yeteneği, ortak bir aktarım protokolü aracılığıyla farklı uygulama protokolleri arasında çoklu bağlantılar için çoğullama olanaklarının kullanılabilirliği ve en önemlisi, algılama ve düzeltme yeteneği paketlerin bozulması, kaybolması ve çoğaltılması gibi iletim hataları.
Taşıma katmanı, ağdaki fiziksel cihazların (sistemler, parçaları) adreslenmesini belirler. Bu katman, bilgi bloklarının alıcılara teslim edilmesini garanti eder ve bu teslimatı yönetir. Ana görevi, sistemler arasında verimli, kullanışlı ve güvenilir bilgi aktarımı biçimleri sağlamaktır. Birden fazla paket işleniyorsa, taşıma katmanı paketlerin geçiş sırasını kontrol eder. Daha önce alınan bir mesajın kopyası geçerse, o zaman verilen seviye bunu algılar ve mesajı yok sayar.
Taşıma katmanının işlevleri şunları içerir:
Ağ iletim kontrolü ve veri bloklarının bütünlüğünün sağlanması.
Hataların tespiti, kısmen ortadan kaldırılması ve düzeltilmemiş hataların raporlanması.
Arızalar ve arızalardan sonra şanzıman kurtarma.
Veri bloklarının konsolidasyonu veya bölünmesi.
Blok transferler için öncelik verilmesi (normal veya acil).
Aktarım onayı.
Ağdaki kilitlenme durumlarında blokların ortadan kaldırılması.
Taşıma katmanından başlayarak, tüm yüksek protokoller uygulanır yazılım araçları genellikle bir ağ işletim sistemiyle birlikte verilir.
En yaygın taşıma katmanı protokolleri şunları içerir:
TCP (İletim Kontrol Protokolü) TCP/IP yığın iletim kontrol protokolü;
UDP (Kullanıcı Datagram Protokolü), TCP/IP yığınının kullanıcı datagram protokolüdür;
NetWare ağları için NCP (NetWare Çekirdek Protokolü) temel protokolü;
SPX (Sıralı Paket Değişimi) Novell Yığın Sıralı Paket Değişimi;
TP4 (İletim Protokolü) - sınıf 4 iletim protokolü.
Mancuniyenkod kendi kendini senkronize eden darbe kodlarını ifade eder ve iyi bir gürültü bağışıklığı sağlayan iki seviyeye sahiptir. Her döngü (bit aralığı) iki kısma ayrılır. Bilgi, her döngünün ortasında meydana gelen potansiyel düşüşlerle kodlanır.
Bir birim, yüksekten düşüğe bir sinyal seviyesi ile kodlanır ve bir sıfır, bir ters kenar tarafından kodlanır. Döngünün başlangıcında, sinyalin bir servis kenarı oluşabilir (bir satırda birkaç bir veya sıfır iletildiğinde).
Önceki durumlarda olduğu gibi özel kodlama durumlarını ele alalım.
saat Manchester Kodlamada, her bit aralığının ortasındaki zorunlu sinyal değişikliği, saat sinyalinin izole edilmesini kolaylaştırır. Bu yüzden Mancuniyenkod Iyi geçti kendi kendine senkronizasyonözellikleri.
Sinyal sabit bir bileşen içermez, sinyalin temel harmoniğinin frekansı aralığındadır. fo=N/2 Hz'e fo=N Hz, bit akışının türüne göre değişir.
10 Mbps Ethernet teknolojisinin ilk sürümlerinde Manchester kodlaması kullanılıyordu.
Diferansiyel Manchester kodu (Farklı Manchester)
Boole değerleri "0" ve "1" sırasıyla aktarılır mevcudiyet veya yokluk vardiya sinyal seviyesi erken saat (bit) aralığı. Bit aralığının ortasında, sinyal değerinde zorunlu bir değişiklik vardır.
Diferansiyel Manchester kodlaması
Bu kod ile aynı avantaj ve dezavantajlara sahiptir. Mancuniyen.
İncelediğimiz tüm kodlar arasında, sinyal kenarı saat başına en az bir kez meydana geldiğinden, Manchester kodlaması en iyi kendi kendine senkronizasyona sahiptir.
10 Mbps (10Base-T) iletim hızına sahip Ethernet ağlarında Manchester kodu kullanılır. Diferansiyel Manchester kodu - Token Ring teknolojisine sahip ağlarda.
Şu anda, geliştiriciler, birçok durumda potansiyel kodlamanın uygulanmasının daha rasyonel olduğu sonucuna varmışlardır ve sözde yardımıyla eksikliklerini ortadan kaldırmaktadır. mantıklı kodlama (santimetre. bu bölümde aşağıda).
Sıfıra dönüş kodu rz (Sıfıra Dön)
Bit "1" - dürtü bir bit aralığının ilk yarısında polarite, bit aralığının ikinci yarısında sinyal sıfır potansiyele sahiptir.
Bit "0" - darbe bir diğer bit aralığının ilk yarısında polarite, bit aralığının ikinci yarısında sinyal sıfır potansiyele sahiptir. Kodun iyi senkronizasyon özellikleri vardır.
Bu kod için bit aralığı 
.
Kod değerlerinin tersine çevrilmesi ile kod cmi.
Bu aktarım yöntemi ile bit 1, kurallara göre temsil edilir. yarı üçlü kodlama ve bit 0 - ortada bir işaret değişikliği olan iki zıt kutuplu darbe şeklinde. Kodun ayrıca iyi senkronizasyon özellikleri vardır.
Potansiyel kod 2b1q
Bu, verileri kodlamak için dört sinyal seviyesine sahip potansiyel bir koddur. Ad, kodlamanın özünü yansıtır - her iki bit (2B) belirli bir seviyedeki bir sinyalle bir döngüde iletilir (1Ç) . Hat sinyalinin dört durumu vardır. Başka bir deyişle, bu kodlama yöntemindeki bilgi oranı N, modülasyon hızı B'nin iki katıdır.
2B1Q kodlaması
2B1Q kodunda sinyal
Şekil, bit dizisine karşılık gelen bir sinyali göstermektedir: 01 01 10 00. 2B1Q kodundaki sinyalin ana frekansı değeri aşmıyor fo=N/4 Hz.
Bununla birlikte, bu kodlama yöntemini uygulamak için verici gücü, dört potansiyel değerin alıcı tarafından parazit arka planına karşı açıkça ayırt edilmesi için daha yüksek olmalıdır.
kod MLT3 (Çok Seviyeli Şanzıman - 3) .
Üç iletim seviyesi kullanılır: "-1", "0", "+1".
Birlik karşılık gelir gereklidir geçiş saat aralığının kenarında bir sinyal seviyesinden diğerine.
sıfır karşılık gelir yokluk hat sinyal seviyesi değişiklikleri.
Bir diziyi iletirken, sinyal seviyesi değişim periyodu dört bit içerir. Bu durumda fo=N/4 Hz. Bu, koddaki sinyalin maksimum temel frekansıdır. MLT-3. Değişen sıfırlar ve birler dizisi durumunda, sinyalin temel harmoniği bir frekanstadır. fo=N/8 Hz., kodun yarısı olan NRZI.
MLT-3 kodunda sinyal
mantık kodlaması
mantık kodlaması kadar verici tarafından yürütülen fizikselyukarıda tartışılan kodlama, bağlantı veya fiziksel katman aracılığıyla. Sahnede mantıklıkodlama yöntemlerin eksiklikleri ile mücadele fizikseldijitalkodlama - yokluksenkronizasyon, kullanılabilirlikdevamlıbileşen. Böylece, ilk önce yardımı ile mantıklıkodlama düzeltilmiş bit dizileri oluşturulur, bunlar daha sonra basit yöntemlerfizikselkodlama iletişim hatları üzerinden iletilir.
Boolekodlama orijinal bilgi dizisinin bitlerinin, aynı bilgiyi taşıyan yeni bir bit dizisi ile değiştirilmesini içerir, ancak buna ek olarak, alıcı tarafın alınan verilerdeki hataları tespit etme veya ile senkronizasyonu güvenilir bir şekilde sürdürme yeteneği gibi ek özelliklere sahiptir. gelen sinyal.
Ayırt etmek iki mantıksal kodlama yöntemi:
- kodlama gereksiz kod;
- karıştırıyor.
AŞIRI kodlar (tablo kodları), orijinal bit dizisini gruplara ayırmaya ve ardından her orijinal grubu tabloya uygun olarak bir kod kelimesiyle değiştirmeye dayanır. Bir kod sözcüğü her zaman orijinal gruptan daha fazla bit içerir.
Mantık kodu 4V/5V orijinal 4 bitlik grupları 5 bitlik kod sözcükleri ile değiştirir. Sonuç olarak, onlar için olası bit kombinasyonlarının toplam sayısı (2 5 =32), orijinal gruplardan (2 4 =16) daha fazladır. Bu nedenle, kod tablosu içermeyen 16 kombinasyon ekleyebilirsiniz. arka arkaya ikiden fazla sıfır ve bunları veri aktarmak için kullanın. Kod, herhangi bir kod sözcüğü kombinasyonu için satırda en fazla üç ardışık sıfır oluşamayacağını garanti eder.
Kalan kod kombinasyonları, servis sinyallerini iletmek için kullanılır (iletim senkronizasyonu, veri bloğunun başlangıcı, veri bloğunun sonu, bağlantı katmanında iletim kontrolü). Veri akışındaki hataları tespit etmek için alıcı tarafından kullanılmayan kod sözcükleri kullanılabilir. Bu veri kodlama yöntemiyle elde edilen avantajların fiyatı, faydalı bilgilerin aktarım hızında %25 oranında bir azalmadır.
|
Hat kodu |
Sembol |
Kaynak grubu | |
100Mbit/s Ethernet ağlarında 4V/5V mantıksal kodlama kullanılır:
NRZI koduyla birlikte (100Base FX özelliği, iletim ortamı - optik fiber);
MLT-3 koduyla (100Base TX spesifikasyonu, UTP Cat 5e iletim ortamı) birlikte.
Ayrıca üç sinyal durumuna sahip kodlar da vardır, örneğin kodda 8V/6T orijinal bilginin 8 bitini kodlamak için 6 elementin üçlü kodunun kod kelimeleri kullanılır. Her eleman üç değerden (+1, 0, -1) birini alabilir. Kod Yedekliliği 8V/6T koddan daha yüksek 4V/5V, 2 8'den beri = 256 hesaplanan kaynak karakterler 3 6 =729 elde edilen kod sözcükleri. Bu kodlama yöntemi, 100Base T4 spesifikasyonunda - UTP Cat3 kablosu üzerinden 100Mbps Ethernet düzenlenirken kullanılır (eski spesifikasyon). Burada, bit akışını iletmek için aynı anda 3 bükümlü çift kullanılır. Her bir çift için bilgi aktarım hızı N=100 Mbps / 3 = 33.3 Mbps'dir, lineer sinyalin modülasyon hızı 25 M Baud'dur (8:6=1.33; 33.3:1.33=25) , ekransız kullanımına izin verir. bükülü çift UTP Kat3.
kodda8V/10V orijinal dizinin her 8 biti, kod kelimesinin on biti ile değiştirilir. Aynı zamanda, 256 başlangıç kombinasyonu için 1024 sonuç kombinasyonu vardır. Kod tablosuna göre değiştirirken aşağıdaki kurallara uyulur:
sonuçta ortaya çıkan hiçbir kombinasyon (kod kelimesi) arka arkaya 4'ten fazla aynı bit içermemelidir;
sonuçtaki hiçbir kombinasyon 6'dan fazla sıfır veya 6 birlik içermemelidir;
8B/10B(+NRZI) kodu 1000Base-X Gigabit Ethernet standardında kullanılır (iletim ortamı olarak fiber kullanıldığında).
Mantıksal kodlama ağ bağdaştırıcılarını uygulayın. Bir arama tablosunun kullanımı çok basit bir işlem olduğundan, mantıksal artıklık kodlama yöntemi bu ekipmanın işlevsel gereksinimlerini karmaşıklaştırmaz.
Belirli bir verim sağlamak içinNArtık kod kullanan bir bit/s vericisi, artırılmış bir saat hızında çalışmalıdır. Yani, kodda sinyal iletimi için 4V/5V bilgi aktarım hızı ile N= 100 Mb/sn, verici bir saat frekansında çalışmalıdır 125 MHz (yaniB=125 Mbaud). Bu durumda, lineer sinyalin spektrumu genişletilir. Bununla birlikte, fazlalık potansiyel kodunun sinyal spektrumunun, aşağıdaki sinyal spektrumundan daha dar olduğu ortaya çıkar. Manchesterkod, mantıksal kodlamanın ek adımını ve ayrıca alıcı ve vericinin artan bir saat frekansında çalışmasını haklı çıkarır.
Çırpınmak fiziksel kodlama modülünün girişinde birler ve sıfırların oluşma olasılığının 0,5'e yakın olduğu orijinal bit dizisinin böyle bir "karıştırılmasıdır". Bu işlemi gerçekleştiren cihazlara (veya yazılım modüllerine) denir. karıştırıcılar (karıştırma - boşaltma, rastgele montaj).
Bir iletişim kanalına bir karıştırıcı dahil etme şeması
Vericideki karıştırıcı, orijinal dijital akışın yapısının dönüşümünü gerçekleştirir. Alıcıdaki şifre çözücü, orijinal bit dizisini geri yükler. Karıştırıcılarda ve karıştırıcılarda kullanılan hemen hemen tek işlem, XOR - "bitsel XOR"(ekle modül 2).
Karıştırıcının ve karıştırıcının ana parçası, bir K-bit geri besleme kaydırma yazmacı biçiminde bir sözde rastgele dizi üretecidir (PRS).
2 ana tip karıştırıcı-descrambler çifti vardır:
kendi kendine senkronizasyon;
ilk kurulum ile (katkı maddesi).
Kendinden saatli devreler, şifreli bir sıra ile kontrol edilir. Bu şemalar, hata yayılımının dezavantajına sahiptir. Hatalı sembolün etkisi olduğu kadar çok görünür. geri bildirimşemadadır.
Kendi kendini senkronize eden bir şemada karıştırma uygulamasının bir çeşidi.
Örneğin, karıştırıcının In i =A i +B ben -5 +B ben -7 ilişkisini uygulamasına izin verin.
Burada Bi, karıştırıcının i-inci döngüsünde elde edilen elde edilen kodun ikili basamağıdır; Ai, i. döngüde karıştırıcının girişinde vericiye gelen kaynak kodunun ikili bir basamağıdır; B ben -5 ve B ben -7, karıştırıcının önceki döngülerinde sırasıyla "i-5" ve "i-7" döngülerinde elde edilen sonuç kodunun ikili rakamlarıdır.
Alıcıdaki şifre çözücü, ilişkiyi kullanarak orijinal diziyi yeniden yapılandırır.
C ben =B ben +B ben-5 +B ben-7 =(A ben +B ben-5 +B ben-7)+B ben-5 +B ben-7 =A ben
Eklemeli devrelerde, karıştırılmış dizi, kaydırma yazmaçlarının girişine beslenmez, hata yayılımı yoktur, ancak karıştırıcı-çözücü çiftinin çalışmasının senkronizasyonu gereklidir.
