Suport De Comunicatie a Informatiilor

1
Suport De Comunicatie a Informatiilor

• Ágoston Katalin
• Universitatea Petru Maior Tg.Mures

2
Locul transmisiei datelor într-un sistem numeric

• Pentru protectia informatiei transmise
• Codare
• Modulare
• Sincronizare
• Multiplexare
• Decizii statistice

3
Modelul unui sistem de transmisia informatiei

• Distante mici
• Zgomote, erori mici

• Dificultati de propagare
• Transmisiuni multiple

4

• Marirea eficientei
• Transmisia unor cantitati mari de informatie
• Perturbatii importante
• Secretizare

5
Sarcina unui sistem de transmisie a informatiei

• Sarcina unui sistem de transmisie a informatiei
  este de a pune la dispozitia
• utilizatorului informatia generata de sursa cu un
  grad de deteriorare cat mai mic
• admis.
• Se introduce un criteriu de fidelitate.
• Criteriul de fidelitate
• eroarea medie patratica
• raportul semnal/perturbatie

x(t)-este mesajul transmis y(t)-este mesajul
receptionat, n(t)-este semnalul perturbator
La sistemele numerice criteriul de fidelitate
este probabilitatea receptionarii unui simbol
eronat.
6
Perturbatii naturale adaptare Comunicatia
om-la-om ? codare naturala Comunicatia
masina-masina ? complexitatii echipamentului
terminal îmbunatatirea canalului
7
Masura informatiei
         
 
rata de biti(durata unui bit)-1 1/T2 exprimata
in biti/secunda (bps) rata de bauds(durata
minima intre doua modificari ale semnalului)
1/T1 in bauds.
8
MEDII DE TRANSMITERE

• fire torsadate 300-1M bps
• cablu coaxial 1M-50M bps
• fibre optice aprox. 100M bps

Atenuarea pentru o linie terminata corect (prin
impedanta caracteristica)
A este atenuarea in dB/km l este lungimea liniei
in km.
dBm- decibel miliwatt. P este puterea exprimata
in watti
9
Schema echivalena a unui canal fara pierderi
L- inductanta caracteristica pe unitate
nH/cm C- capacitatea caracteristica pe
unitate pF/cm Impedanta liniei
10
Schema echivalena a unui canal cu pierderi
L- inductanta caracteristica pe unitate
nH/cm C- capacitatea caracteristica pe unitate
pF/cm R- rezistenta caracteristica pe
unitate ?/cm G- conductanta
caracteristica pe unitate
S/cm Impedanta liniei
11
Transmisiuni analogice

• Se spune ca avem transmisiuni analogice când
• unul din parametrii semnalului transmis este
  variat proportional
• cu esantionul al mesajului pe care dorim sa-l
  transmitem.
• În aceasta categorie intra modulatia impulsurilor
  în
• amplitudine,
• frecventa,
• durata,
• pozitie
• interval.

• Se mai utilizeaza transmisiuni
• prin bucla de curent
• linie bifilara pentru fiecare traductor ? ASI
  (Actuator Sensor Interface)

12
Modulatia impulsurilor în amplitudine (M.I.A.)
E - se realizeaza esantionarea cu pasul ?t p(t)
- impulsuri rectangulare n(t) - zgomot introdus
de canal G - filtre FTJ - pentru
recuperarea/refacerea semnalului
13
Modulatia impulsurilor în pozitie (M.I.P)
Parametrul care transmite informatia este
deplasarea a pozitiei impulsurilor fata de
momentele de esantionare. Aceasta deplasare este
direct proportionala cu esantioanele mesajului
?pc?m(kT), c
- constanta modulatorului. La receptie
impulsurile sunt comparate cu un nivel constant,
momentul când semnalul ajunge la acest nivel se
considera momentul aparitiei impulsului.
Diferenta dintre acest moment si momentul
esantionarii ne da ?p.
14
Caracteristici electrice a transmisiei analogice
prin bucla de curent
Transmisia unui semnal în curent -nu apar
caderi de tensiune ? ?1km -generatorul de
curent are impedanta mare -tensiunile parazite
nu afecteaza bucla de curent -convertor
tensiune-curent
Standarde 2-10mA 4-20mA
15
Transmisiuni digitale
Transmisiunile numerice se caracterizeaza prin
faptul ca informatia se transmite sub forma
numerica, ca o succesiune de biti.
Astfel are o imunitate foarte mare la
perturbatii. Receptorul face doar o
detectie de semnale (1 sau 0) nu este
necesara recunoasterea formei semnalului.
Pe canalul de transmisiune, semnalul poate fi
refacut din loc în loc, astfel efectul
perturbatilor nu se acumuleaza ? detectia corecta.
16
Caracteristici transmisiilor digitale

• un octet este transmis simultan
• viteza mare
• protectie la perturbatii
• distanta mica

Transmisii paralele Transmisii seriale

• bitii transmisi succesiv pe o linie
• viteza redusa
• protectie usoara la perturbatii si zgomote
• distanta mai mare

Linii de date Linii de control
? HANDSHAKE 1. Emitator ? date
disponibile 2. Receptor ? gata pt.
primire 3. Transferul datelor
4. Receptor ? terminare
Suportul fizic conductoare, fibre optice, fara
fir
17
Modulatia impulsurilor în cod (MIC)
Cuantizare uniforma
18
Modulatia diferentiala a impulsurilor în cod
(MDIC)
Principiul MDIC      1. la emisie se face
diferenta ?m(t)-mˆ(t)     2. în particular la
predictie de ordin zero, este diferenta dintre
doua esantioane      3. diferenta se cuantizeaza
si se transmite      4. la receptie din
diferentele receptionate se reface esantionul
19
Interfete si standarde de comunicatie
Transmisia datelor - serial datele si bitii de
control sunt grupate,
se transmit secvential, este nevoie de
sincronizare
- paralel mai usor,
mai rapid, mai scump
Rolul interfetei -conversia formatului datelor
(serial/paralel sau paralel/serial)
-convertirea nivelurilor TTL (0 si 1
logic) in nivele electrice
adecvate pentru transmisia in
canal si invers MAX232
20
1. Exista trei moduri posibile pentru efectuarea
transmisiei seriale a datelor         simplex -
datele sunt transmise intotdeauna in acelasi
sens         semiduplex - datele pot fi transmise
in ambele sensuri, alternativ         duplex -
datele sunt transmise simultan in ambele sensuri
aceasta necesita
existenta a doua canale de comunicatie.
2.Transmisia seriala a datelor poate fi asincrona
sau sincrona.
continuu ceas
numai când datele sunt disponibile în rest linia
este 1
3. Rata de transmisie bit/secunda 110,
150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 bps
21
Interfete electrice pentru transmisia la distanta

• Pentru ce este nevoie
• cu cresterea distantei creste C sarcina în
  plus pentru emitator scade amplitudinea
• creste R
  cadere suplimentara de tensiune
• influenta mai mare a perturbatiilor
  electromagnetice

Rata de transfer depinde de - distanta
- calitatea
liniei parametrii cablului
- nivelul zgomotului
din canal
Modem convertesc semnalul numeric în semnale
posibile de transmis
Reflexia semnalului transmis pentru minimizare
impedanta de intrare a receptorului prin care se
inchide linia va trebui sa fie egala cu impedanta
caracteristica a liniei.
22
Metode pentru realizarea legaturii seriale
Single-ended legatura dintre emitator si receptor
se realizeaza printr-un singur fir.
Performante - un fir pentru fiecare canal
- legaturile de pamântare nu sunt
legate - influenta
zgomotului mare - diferenta
de potential reduce nivelul semnalului
receptionat
RS232
23
Unbalanced differential se realizeaza pe doua
fire.
Performante - se receptioneaza un semnal
diferential diferenta de tensiune
dintre fire - tensiunea de
zgomotul indus aproximativ egal - se
elimina ofsetul datorat diferentelor de potential
al pamântarilor - are performante
superioare RS423
24
Balanced differential Conexiunea se realizeaza pe
doua fire pentru fiecare canal.
Performante - doua iesiri simetrice vt si -vt ?
diferenta de potential 2vt - atenuarea
semnalului mai mic - creste distanta de
transmisie - pentru reducerea zgomotului
firele se rasucesc (linie torsadata) -
zgomotul si tensiunea de ofset sunt rejectate la
receptie RS422
25
Coduri pentru transmiterea datelor
26
Interfata GPIB (General Purpose Interface Bus)
1965 Hewlet-Packard conectarea
instrumentelor programabile
Lucreaza cu semnale TTL în logica negativa
Permite conectarea a 15 aparate (adresa proprie)
pe o lungime max. de 20m Capacitatea de transfer
a informatiei max. 1Mbyte/s, depinde de viteza
aparat.
27
Dezvoltarea standardului GPIB
IEEE 488.1 - simplifica interconectarea
aparatelor dif. producatori - specificatii
mecanice, electrice si protocoale hardware
- cablu standard - nu ofera formate pt.
adrese, rapoarte de stare, configurare IEEE
488.2 - elimina deficientele (format, erori,
protocoale) ? software - compatibil,
sigur, eficient si fiabil SCPI (Standard
Commands for Programmable Instruments) -
defineste comenzi specifice dispozitivului care
standardizeaza programarea instrumentelor
- mai usor de programat si de întretinut HS
488 - protocol handshake pt. GPIB - creste
viteza de transfer a datelor - toate
instrumentele trebuie sa fie compatibile
28
Semnale si linii GPIB

• 24 linii 16 linii de semnal 8 linii de masa
  
• Magistrala de date -8 linii bidirectionale
  DIO1-DIO8
• -rezultatele masuratorilor, starile
  aparatului, instructiuni
• de programare, date de tiparit, afisat
• Magistrala de control al transferului handshake
  
• NRFD (not ready for data)- activ când disp.
  sunt gata pt. primirea octetului
• de pe MD. Comandat de ascultator comenzi
• vorbitor valideaza
  protocolul
• NDAC (not data accepted)- activ când disp. au
  receptionat octetul
• Comandat de toate aparate comenzi
• ascultatori mesaje
• DAV (data valid)- activ când sursa a pus pe MD
  octetul transmis
• Comandat de controller comenzi
• vorbitor date, rezultate
  masuratorilor

29

• Magistrala de control al interfetei
  administreaza fluxul de date
• ATN (attention)- emis de coordonator
  (controller)
• ATNL ? mesaje de interfata (desemnarea vorb.,
  asc., validarea interogarii)
• ATNH ? rezultate, date citite
• IFC (interface clear)- emis de coordonator pt.
  a initializa bus, aparatele
• REN (remote enable)- emis de coordonator pt. a
  plasa aparatul adresat prin
• MD în mod local sau la distanta
• SRQ (service request)- cerere de întrerupere
  de orice dispozitiv
• EOI (end or identify)- vorbitor sfârsitul
  mesajului
• coordonator pt. a primi de la ap.
  raspuns la o
• interogare paralela de identificare

30
Fieldbus
Retea de comunicatie digitala folosita în
industrie Pentru a înlocui semnalul standard
analog 4-20mA Este un bus bidirectional, cu
comunicatie seriala Leaga dispozitive separate
traductoare, senzori, actuatori, controlere
Dispozitiv inteligent executa functii
simple control, diagnostizare întretinere,
comunicatie bidirectionala Înlocuieste o retea
cu control centralizat ? control distribuit
Foloseste o pereche de fire torsadate Simplu,
fiabil, usor de utilizat, de întretinut