Return Zero – 3-х уровневый код, в котором после значащего уровня сигнала в первой половине бита. Следует возврат к некоторому нулевому уровню. Переход к нему производится всегда в середине каждого бита.
Поскольку в середине каждого бита имеется переход, то из кода RZ приемник может вызвать синхроимпульс. При использовании этого кода возможна временная привязка не только к началу пакета, но и к каждому биту, поэтому потеря синхронизации не произойдет при любой длине пакета. Такие коды несущие в себе синхроимпульса называются самосинхронизирующимися.
Недостаток кода RZ в том, что для него при заданной скорости передачи требуется в двое большая полоса пропускания, чем для кода NRZ, т.к. на один бит приходится два изменения уровня сигнала.
Манчестерский код (Манчестер-2)
Получил наиболее распространение в локальных сетях. Он также самосинхронизирующийся, но в отличие от кода RZ имеет только два уровня, что способствует его лучшей помехозащищенности. При использовании манчестерского кода нулю соответствует положительный переход в середине бита, а единице – отрицательный, или наоборот.
Обязательно наличие перехода в середине бита также как и в RZ позволяет приемнику легко выделить из пришедшего сигнала синхроимпульс, что позволяет вести передачу информации сколь угодно большими пакетами без потерь из-за раз синхронизации (допустимо расхождение частот приемника и передатчика в 25%).
Как и в случае кода RZ пропускная способность линии связи требуется в 2 раза большая пропускная способность линии связи по сравнению с NRZ.
Важное свойство:
Если один из уровней сигнала нулевой, то величина постоянной составляющей в течении передачи будет близка к половине амплитуды сигнала.
Это позволяет по отклонению постоянной составляющей фиксировать появление коллизий в сети. Этот способ обнаружения коллизий используется в сетях Ethernet.
Стандартный манчестерский код имеет несколько вариантов, один из которых используется в сетях Token Ring (IBM).
В этом варианте, в начале каждого битового интервала сигнал меняет уровень на противоположный предыдущий, а в середине битовых интервалов соответствующих единице, уровень сменяется еще раз.
Манчестер-2
(мод-2)
Более совершенные коды должны находить компромиссы между требуемой при заданной скорости передачи данных полосой пропускания и возможностью самосинхронизации. Обычно для этого в поток передаваемых битов добавляют биты синхронизации, например один бит синхронизации на 4, 5 и другое количество информационных бит. В действительности кодирование не сводится к простой вставке в передаваемые данные дополнительных битов. Группы информационных битов преобразуются в передаваемые по сети группы с увеличенным количеством бит. А приемник осуществляет обратные преобразования.
Например, в сетях FDDI применяется кодирование по схеме 4B/5B, при котором 4 информационных бита преобразуются в 5 передаваемых. Коды преобразование подобраны таким образом, чтобы изменение сигналов было как можно более частым независимо от вида передаваемых данных. Требуемая полоса пропускания при этом увеличивается по сравнению с кодом NRZ не в два, а в 1,25 раза.
По такому же принципу строится код 8В/10В, используемый в сетях Gigabit Ethernet.
В сегменте сетей Fast Ethernet (витая пара) применяется другой подход: используется код 8В/6Т, который предусматривает 11-ю передачу трех 3-х уровневых сигналов по 3-м внешним парам.
Это позволяет достичь скорости передачи 100Мбит/с на дешевых кабелях 3-ей категории с помощью пропускания 16 МГц.
Лекция №6 (3 октября 2008)
Метод доступа – способ определения того какая из рабочих станций сможет следующей использовать ЛВС. Метод, которым сеть управляет доступом к каналу связи, существенно влияет на ее характеристики.
Метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD)
CSMA/CD – Carrier Multiple Access with Collision Detection
Этот метод устанавливает следующий порядок. Если станция хочет воспользоваться сетью для передачи данных, то она сначала должна проверить состояние канала связи. Если канал свободен, то она назначает передачу. В процессе передачи станция продолжает прослушивать сеть для обнаружения возможных конфликтов. Если две станции одновременно пытаются занять канал связи, то обнаружившая конфликт станция отправляет в сеть специальный сигнал и обе станции прекращают передачу. Принимающая станция при этом отбрасывает частично принятое сообщение, а все рабочие станции, имеющие сообщение для передачи, перед началом передачи ожидают в течение некоторого псевдо случайного промежутка времени. Все сетевые интерфейсы сети запрограммированы на разные псевдо случайные промежутки времени, если конфликт возникнет во время повторной передачи, то этот промежуток времени будет увеличен. Данный метод доступа используется в сетях Ethernet.
Метод множественного доступа с передачей полномочий (TPMA)
TPMA – Token Passing Multiple Access
Метод с передачей полномочий – это метод доступа к среде, в котором от рабочей станции к другой рабочей станции передается маркер дающий разрешение на передачу сообщений. При получении маркера, рабочая станция может передавать сообщение, присоединяя его к маркеру, который таким образом переносит это сообщение по сети. Пакет распространяется по сети от одного адаптера к другому.
Пакет распространяется по сети пока не найдет своего адресата, который установит в нем определенные биты для подтверждения того, что данные достигли адресата и вновь ретранслирует его в сеть. Каждый узел принимает пакет от предыдущего, восстанавливает уровень сигнала до номинального уровня и передает пакет дальше. После этого пакет возвращается к рабочей станции, с которой он был направлен. После проверки безошибочной передачи, узел освобождает сеть, выпуская новый маркер. Таким образом в сети с методом доступа TPMA невозможно появление конфликтов. Метод с передачей маркера используется в основном в кольцевой топологии.
Метод TPMA гарантирует определенное время доставки блоков данных в сети и дает возможность предоставления различных приоритетов при передаче данных. Вместе с тем в сети возможна потеря маркера или появление нескольких маркеров, что приводит к отказу сети. Подключение новой станции и отключение имеющейся связано с изменением всей сети.
Метод множественного доступа с разделением во времени (TDMA)
TDMA - Time Division Multiple Access
Множественный доступ с разделением во времени основан на распределении времени работы канала между абонентами. Для работы сети с таким методом доступа требуется работа тактового генератора, который делит время работы канала на повторяющиеся циклы.
Каждый из циклов начинается сигналом разграничителя. Цикл включает в себя некоторое количество. Цикл содержит в себе некоторое количество временных интервалов, называемых ячейками. Этот способ доступа позволяет организовать передачу данных с коммутацией пакетом или с коммутацией каналом.
Простейший вариант использования временных интервалов заключается в том, что их количество устанавливается равным количеством подключенных к каналу связи абонентов, тогда во время цикла каждой станции предоставляется один интервал, в течении которого она может передавать данные, однако, этот вариант не эффективен, т.к. часто будет возникать ситуация когда одним станциям нечего передавать, а другим не хватает выделенного времени.
Другой вариант заключается в том, что абонент получает интервал только тогда, когда у него возникает необходимость передачи данных. Для передачи данных система может получать интервал с одним и тем же временем. Такой режим называется режимом с коммутацией каналом и используется при передаче речи.
Лекция №7 (7 октября 2008)
Множественный доступ с разделением частоты (FDMA)
При использовании метода FDMA, называемого также методом множественного доступа с разделением волны (WDMA), широкая полоса пропускания канала делится на ряд узких полос, разделенных между собой защитными полосами.
В каждой узкой полосе создается логический канал, а размеры узких полос могут быть разными. Передаваемые по логическим каналам сигналы накладываются на разные несущие и по этому не должны пересекаться в частотной области, однако, иногда, несмотря на наличие защитных полос спектральная составляющая сигнала может выходить за границы логического канала, вызывая тем самым шум в соседнем логическом канале. В оптических каналах разделение частоты осуществляется направлением каждой из них в луче света с различными частотами, благодаря чему пропускная способность канала может быть увеличена в несколько раз. При осуществлении такого мультиплексирования в один, световод излучает несколько лазеров на разных частотах, а излучение каждого из них проходит независимо от другого. На приемном конце разделения частот сигналов, прошедших физических канал, осуществляется путем фильтрации выходных сигналов.
Метод FDMA относительно прост, но для его реализации необходимы приемники и передатчики, работающие на различных частотах.
