Передача информации по физическим каналам связи в соответствии со стандартом RS-232C

шина (bus);

звезда (star);

кольцо (ring).

     Если компьютеры подключены вдоль одного кабеля [сегмента (segment)], топология называется шиной. В том случае, когда компьютеры подключены к сегментам кабеля, исходящим из одной точки, или концентратора, топология называется звездой. Если кабель, к которому подключены компьютеры, замкнут в кольцо, такая топология носит название кольца. Хотя сами по себе базовые топологии несложны, в реальности часто встречаются довольно сложные комбинации, объединяющие свойства нескольких топологий.[7]

     Шина

     Топологию «шина» часто называют «линейной шиной» (linear bus). Данная топология относится к наиболее простым и широко распространенным топологиям. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети.

Рисунок 14 – «Схема топологии «шина»»

     В сети с топологией «шина» компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру, передавая их по кабелю в виде электрических сигналов. Чтобы понять процесс взаимодействия компьютеров по шине, Вы должны уяснить следующие понятия:

передача сигнала;

отражение сигнала; терминатор.

     Передача сигнала

     Данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети; однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя, ' зашифрованному в этих сигналах. Причем в каждый момент времени только один компьютер может вести передачу.Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, ее производительность зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем их больше, т.е. чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее сеть. Однако вывести прямую зависимость между пропускной способностью сети и количеством компьютеров в ней нельзя. Ибо, кроме числа компьютеров, на быстродействие сети влияет множество факторов, в том числе: характеристики аппаратного обеспечения компьютеров в сети;  частота, которой компьютеры передают данные; тип работающих сетевых приложений; тип сетевого кабеля; расстояние между компьютерами в сети.

     Шина — пассивная топология. Это значит, что компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если один из компьютеров выйдет из строя, это не скажется на работе остальных. В активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети.

     Отражение сигнала

     Данные, или электрические сигналы, распространяются по всей сети -- от одного конца кабеля к другому. Если не предпринимать никаких специальных действий, сигнал, достигая конца кабеля, будет отражаться и не позволит другим компьютерам осуществлять передачу. Поэтому, после того как данные достигнут адресата, электрические сигналы необходимо погасить.

    Терминатор

     Чтобы предотвратить отражение электрических сигналов, на каждом конце кабеля устанавливают терминаторы (terminators), поглощающие эти сигналы. Все концы сетевого кабеля должны быть к чему-нибудь подключены, например к компьютеру или к баррел-коннектору — для увеличения длины кабеля. К любому свободному — неподключенному — концу кабеля должен быть подсоединен терминатор, чтобы предотвратить отражение электрических сигналов.

Рисунок 15 – «Терминатор»

     Нарушение целостности сети

     Разрыв сетевого кабеля происходит при его физическом разрыве или отсоединении одного из его концов. Возможна также ситуация, когда на одном или нескольких концах кабеля отсутствуют терминаторы, что приводит к отражению электрических сигналов в кабеле и прекращению функционирования сети. Сеть «падает». Сами по себе компьютеры в сети остаются полностью работоспособными, но до тех пор, пока сегмент разорван, они не могут взаимодействовать друг с другом.

     Звезда

     При топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту, именуемому концентратором (hub). Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. Эта топология возникла на заре вычислительной техники, когда компьютеры были подключены к центральному, главному, компьютеру.

Рисунок 16 -  «Топология звезда»

     В сетях с топологией «звезда» подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизованны. Но есть и недостаток: так как все компьютеры подключены к центральной точке, для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля. К тому же, если центральный компонент выйдет из строя, нарушится работа всей сети. А если выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры в сети это не повлияет.

     Кольцо

     При топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Поэтому у кабеля просто не может быть свободного конца, к которому надо подключать терминатор. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», здесь каждый компьютер выступает в роли репитера, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.

   Передача маркера

     Один из принципов передачи данных в кольцевой сети носит название передачи маркера. Суть его такова. Маркер последовательно, от одного компьютера к другому, передается до тех пор, пока его не получит тот, который «хочет» передать данные. Передающий компьютер изменяет маркер, помещает электронный адрес в данные и посылает их по кольцу.

Рисунок 17 – « Топология кольцо»

      Данные проходят через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя, указанным в данных. После этого принимающий компьютер посылает передающему сообщение, где подтверждает факт приёма данных. Получим подтверждение, передающий компьютер создаёт новый маркер и возвращает его в сеть. На первый взгляд кажется, что передача маркера отнимает много времени, однако на самом деле маркер передвигается приктически со скоростью света. В кольце диаметром 200 м маркер может циркулировать с частотой 10 000 оборотов в секунду.[8]

Заключение

В данной работе были рассмотрены интерфейс RS-232 для последовательной передачи данных, а также  сети передачи данных и их топологии.

     Интерфейс RS-232-C соединяет только два устройства и это его недостаток, как и небольшая максимальная протяженность линии (12м). Линия передачи первого устройства соединяется с линией приема второго и наоборот (полный дуплекс) Для управления соединенными устройствами используется программное подтверждение (введение в поток передаваемых данных соответствующих управляющих символов). Возможна организация аппаратного подтверждения путем организации дополнительных RS-232 линий для обеспечения функций определения статуса и управления.[9]

     Интерфейс RS-232C предназначен для подключения к компьютеру стандартных внешних устройств (принтера, сканера, модема, мыши и др. в том числе и спутникового ресивера), а также для связи компьютеров между собой. Основными преимуществами использования RS-232C по сравнению с Centronics являются возможность передачи на значительно большие расстояния и гораздо более простой соединительный кабель. В то же время работать с ним несколько сложнее. Данные в RS-232C передаются в последовательном коде побайтно. Каждый байт обрамляется стартовым и стоповыми битами. Данные могут передаваться как в одну, так и в другую сторону (дуплексный режим).  

     В настоящее время имеет место активное продвижение на рынок продуктов, ориентированных на использование нового интерфейса — "Универсальной последовательной шины" (USB — Universal Serial Bus). Эта шина в перспективе должна заменить последовательные и параллельные порты, а также порт для подключения клавиатуры, т.е. все внешние устройства, включая модем, будут подключаться одному разъему. Однако сейчас говорить о новой шине USB как о стандарте пока еще преждевременно.[10]    

Список использованных источников

1)      Электронный ресурс: http://ru.wikipedia.org/wiki/Научно-

      исследовательская_лаборатория

2)      Попов В.Б. Основы компьютерных технологий. //Финансы и статистика, 2002 г.

3)      Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы/ В.Г.Олифер, Н.А.Олифер. -СПб: Питер, 2001 г.

4)      Плотников В.Н., Суханов Б.А., Жигулевцев Ю.Н. Речевой диалог в системах управления. - М.: Машиностроение, 1988 г.

5)      Электронный ресурс http://www.softelectro.ru/rs232.html#M33

6)      Гусева А.И. Работа в локальных сетях NetWare 3.12-4.1.- Учебник. //М.:Диалог// МИФИ, 1996 г.

7)      Нанс Б. Компьютерные сети. – М.: БИНОМ, 1996 г.

8)      Коуров Л.В. Информационные технологии. Минск, «Амалфея»,2000 г.

      9)  Современные высокоскоростные цифровые телекоммуникационные системы Часть  

            4 Проектирование высокоскоростных синхронных сетей СЦИ / В.Н. Гордиенко,

            С.В. Кунегин, М.С. Тверецкий – М.: МТУСИ, 2001 г.

    10)  Синхронные цифровые сети SDH / Н.Н. Слепов – М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 1999 г.