с нашего сайта (*

Реклама
RxC
RxD
CLK
TxD
RS-232
TxC
CLK
RxD
RS-232
TxC
TxD
2003
www.zelax.ru
Êîëëåêòèâ àâòîðîâ:
Ñóõìàí Ñåðãåé Ìàðàòîâè÷
Áåðíîâ Àðêàäèé Âàëåíòèíîâè÷
Øåâêîïëÿñ Áîðèñ Âëàäèìèðîâè÷
Ðåäàêöèÿ îò 24.01.2003
© Çåëàêñ 2003
2
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
Ñîäåðæàíèå
Ïðåäèñëîâèå.....................................................................................................................4
1. Âçàèìîäåéñòâèå óñòðîéñòâ òèïà DTE/DCE..............................................................5
1.1.  ÷åì ïðîáëåìà? .....................................................................................................5
1.2. ×òî òàêîå “óñòðîéñòâî òèïà DTE (DCE)”?...............................................................5
1.3. Ëîãè÷åñêèé è ôèçè÷åñêèé óðîâíè ïðåäñòàâëåíèÿ ñèãíàëîâ.................................8
1.4. Ãîðÿ÷àÿ äåñÿòêà ñèãíàëîâ RS-232 .........................................................................8
1.4.1. Íåäîîöåíèëè ñèãíàë RI ? .................................................................................9
1.4.2. Ïÿòåðêà ëèäåðîâ: TxD, CLK, TxC; RxD, RxC .................................................10
1.4.2.1. Àñèíõðîííûé ðåæèì.................................................................................10
1.4.2.2. Ñèíõðîííûé ðåæèì ..................................................................................11
1.4.2.2.1. Ïîïóòíî èëè íàâñòðå÷ó? ...................................................................12
1.4.2.2.2. Èíîãäà ïîëåçíî ïðîèíâåðòèðîâàòü ñèíõðîñèãíàë ..........................13
1.4.3. Òðåòèé – ëèøíèé: DTR – DSR èëè DTR – DCD? ...........................................14
1.4.4. Òðóäíàÿ ñóäüáà ñèãíàëîâ RTS è CTS ............................................................15
1.5. Ïðîãðàììíîå óïðàâëåíèå ïîòîêîì äàííûõ .........................................................16
1.6. Òðåõïðîâîäíûé âàðèàíò RS-232 ..........................................................................17
1.7. Ýëåêòðè÷åñêèå óðîâíè ñèãíàëîâ RS-232 .............................................................17
1.8. Âçàèìîäåéñòâèå îäíîèìåííûõ óñòðîéñòâ (DTE – DTE èëè DCE – DCE) â
àñèíõðîííîì ðåæèìå ............................................................................................18
1.8.1. Íóëü-ìîäåìíûå êàáåëè ..................................................................................18
1.8.2. Ïðèìåð ñîïðÿæåíèÿ äâóõ óñòðîéñòâ òèïà DCE .............................................20
2. Ïðèìåðû ñõåì âçàèìîäåéñòâèÿ óñòðîéñòâ òèïà DTE è DCE â
ñèíõðîííîì ðåæèìå ..................................................................................................21
2.1. Ââîäíûå çàìå÷àíèÿ ..............................................................................................21
2.2. Ñèñòåìû ñ âíóòðåííåé ñèíõðîíèçàöèåé ..............................................................22
2.3. Ñèñòåìû ñ âíåøíåé ñèíõðîíèçàöèåé...................................................................23
2.4. Èñïîëüçóåì ìîäåì êàê óñòðîéñòâî òèïà DTE ! ...................................................25
2.5. Cèñòåìà ñ äâóìÿ ïîñëåäîâàòåëüíî âêëþ÷åííûìè êàíàëàìè ñâÿçè ..................25
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
3
Ìíîãèå âåùè íàì íåïîíÿòíû íå ïîòîìó,
÷òî íàøè ïîíÿòèÿ ñëàáû; íî ïîòîìó, ÷òî
cèè âåùè íå âõîäÿò â êðóã íàøèõ ïîíÿòèé.
Ïðåäèñëîâèå
Ê. Ïðóòêîâ
Ýòîò ñáîðíèê – ñâîåãî ðîäà ðàñøèðåíèå íàáîðà ðóêîâîäñòâ ïîëüçîâàòåëÿ,
ðàçðàáîòàííûõ äëÿ íàøèõ èçäåëèé. Ïî çàìûñëó îí äîëæåí â êàêîé-òî ìåðå
âîñïîëíèòü ñîäåðæàòåëüíûå ïðîáåëû, êîòîðûå âîëüíî èëè íåâîëüíî îáðàçóþòñÿ
ïðè íàïèñàíèè îôèöèàëüíîé ñîïðîâîäèòåëüíîé äîêóìåíòàöèè. Äåéñòâèòåëüíî, â
îãðàíè÷åííîì îáúåìå ñòàíäàðòíîãî ðóêîâîäñòâà ïîëüçîâàòåëÿ òðóäíî, à ïîðîé è
íåóìåñòíî ðàçìåùàòü ñâåäåíèÿ, íà êîòîðûå ìîæíî ïðîñòî ñîñëàòüñÿ èëè êîòîðûå
ñ÷èòàþòñÿ îáùåèçâåñòíûìè.
Îäíàêî ñòàíäàðòû, íà êîòîðûå äàþòñÿ ññûëêè, ÷àñòî òðóäíî îòûñêàòü, äà
ìíîãèå èç íèõ è íå äàþò îäíîçíà÷íûõ îòâåòîâ íà êîíêðåòíûå âîïðîñû. ×òî êàñàåòñÿ
íåêîòîðûõ “îáùåèçâåñòíûõ” èñòèí, òî è îíè ïðè áëèæàéøåì ðàññìîòðåíèè òåðÿþò
çàêîí÷åííûå î÷åðòàíèÿ: èõ òðàêòîâêà ðàçëè÷íûìè ëèòåðàòóðíûìè èñòî÷íèêàìè
ìîæåò íå ñîâïàäàòü. Ïîýòîìó íàì çà÷àñòóþ ïðèäåòñÿ ïîÿñíÿòü ÷òî ìû èìåëè â
âèäó, óïîòðåáëÿÿ òîò èëè èíîé “îáùåèçâåñòíûé” òåðìèí.
Ìû ðåøèëè íå æäàòü ïîêà ìàòåðèàëû ñáîðíèêà ñîñòàâÿò íåêóþ çàêîí÷åííóþ
ñòðóêòóðó ñ ðàçáèâêîé ïî ãëàâàì è ò. ï.; îáúåì ñáîðíèêà áóäåò ðàñòè ïî ìåðå
îáðàáîòêè èìåþùåéñÿ è ïðèòîêà íîâîé èíôîðìàöèè ñ ïîÿâëåíèåì íîâûõ óñòðîéñòâ
ô. Çåëàêñ. Íàäååìñÿ, ÷òî Âû ïîæåëàåòå ïîäåëèòüñÿ îïûòîì è ïîëåçíûìè
òåõíè÷åñêèìè ðåøåíèÿìè (ñâîèìè èëè íàéäåííûìè ñðåäè ïóáëèêàöèé) – ñòðàíèöû
ýòîãî ñáîðíèêà ê Âàøèì óñëóãàì; àâòîðñêèå ïðàâà, ðàçóìååòñÿ, áóäóò ñîáëþäåíû.
Æäåì òàêæå Âàøèõ çàìå÷àíèé è ïðåäëîæåíèé.
4
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
1. Âçàèìîäåéñòâèå óñòðîéñòâ òèïà DTE/DCE
Ïîïðîáóåì åùå ðàç ðàçîáðàòüñÿ ñ îáùåèçâåñòíûìè èñòèíàìè.
1.1.  ÷åì ïðîáëåìà? .....................................................................................................5
1.2. ×òî òàêîå “óñòðîéñòâî òèïà DTE (DCE)”?...............................................................5
1.3. Ëîãè÷åñêèé è ôèçè÷åñêèé óðîâíè ïðåäñòàâëåíèÿ ñèãíàëîâ.................................8
1.4. Ãîðÿ÷àÿ äåñÿòêà ñèãíàëîâ RS-232 .........................................................................8
1.4.1. Íåäîîöåíèëè ñèãíàë RI ? .................................................................................9
1.4.2. Ïÿòåðêà ëèäåðîâ: TxD, CLK, TxC; RxD, RxC .................................................10
1.4.2.1. Àñèíõðîííûé ðåæèì.................................................................................10
1.4.2.2. Ñèíõðîííûé ðåæèì ..................................................................................11
1.4.2.2.1. Ïîïóòíî èëè íàâñòðå÷ó? ...................................................................12
1.4.2.2.2. Èíîãäà ïîëåçíî ïðîèíâåðòèðîâàòü ñèíõðîñèãíàë ..........................13
1.4.3. Òðåòèé – ëèøíèé: DTR – DSR èëè DTR – DCD? ...........................................14
1.4.4. Òðóäíàÿ ñóäüáà ñèãíàëîâ RTS è CTS ............................................................15
1.5. Ïðîãðàììíîå óïðàâëåíèå ïîòîêîì äàííûõ .........................................................16
1.6. Òðåõïðîâîäíûé âàðèàíò RS-232 ..........................................................................17
1.7. Ýëåêòðè÷åñêèå óðîâíè ñèãíàëîâ RS-232 .............................................................17
1.8. Âçàèìîäåéñòâèå îäíîèìåííûõ óñòðîéñòâ (DTE – DTE èëè DCE – DCE) â
àñèíõðîííîì ðåæèìå ............................................................................................18
1.8.1. Íóëü-ìîäåìíûå êàáåëè ..................................................................................18
1.8.2. Ïðèìåð ñîïðÿæåíèÿ äâóõ óñòðîéñòâ òèïà DCE .............................................20
1.1.  ÷åì ïðîáëåìà?
Ïðè îïèñàíèè ýëåìåíòîâ ñèñòåì ïåðåäà÷è äàííûõ øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ
òåðìèíû DTE è DCE. Èõ òðàêòîâêà ïðèâîäèòñÿ åäâà ëè íå â êàæäîì ó÷åáíîì ïîñîáèè
ïî òàêèì ñèñòåìàì. Îäíàêî îáùåíèå ñ ïîòðåáèòåëÿìè íàøåé ïðîäóêöèè ïîêàçûâàåò,
÷òî çà÷àñòóþ ìíîãèå èç íèõ íå ïðèäàþò çíà÷åíèÿ îòëè÷èÿì îäíîãî òåðìèíà îò
äðóãîãî; à áåç ïîíèìàíèÿ ñóòè ýòèõ îòëè÷èé òðóäíî âîñïðèíèìàòü ñâåäåíèÿ,
ïðèâåäåííûå â ðóêîâîäñòâàõ ïîëüçîâàòåëÿ. Êðîìå òîãî, åñòü êîå-êàêèå îñîáåííîñòè
èñïîëüçîâàíèÿ ñèãíàëîâ âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó óñòðîéñòâàìè, è ÷òîáû îòûñêàòü èõ
îïèñàíèå â ëèòåðàòóðå, ïîòðåáîâàëîñü áû íåìàëî òåðïåíèÿ è âðåìåíè. Âñå ýòî
ïðèâåëî íàñ ê ìûñëè î òîì, ÷òî íåïëîõî áû äàòü íåêîòîðûå ðàçúÿñíåíèÿ
ïîëüçîâàòåëÿì íàøåé àïïàðàòóðû è, íàäååìñÿ, íå òîëüêî èì.
1.2. ×òî òàêîå “óñòðîéñòâî òèïà DTE (DCE)”?
Âîïðîñ è ïðîñòîé, è íå î÷åíü.  ÷åì ñëîæíîñòü – ñåé÷àñ óâèäèì.  ïðèìåðå
ñèñòåìû ïåðåäà÷è äàííûõ (Ðèñ. 1.1) êîìïüþòåðû îáìåíèâàþòñÿ èíôîðìàöèåé ïî
êàíàëó ñâÿçè ÷åðåç ìîäåìû. Êîìïüþòåðû îáîçíà÷åíû òåðìèíîì DTE, à ìîäåìû –
DCE. Íà÷íåì ñ îïðåäåëåíèé.
DTE – Data Terminal Equipment – îêîíå÷íîå îáîðóäîâàíèå äàííûõ (ÎÎÄ);
DCE – Data Communication Equipment – àïïàðàòóðà ïåðåäà÷è äàííûõ (ÀÏÄ).
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
5
ìîäåì 1
ìîäåì 2
êàíàë ñâÿçè
DTE
DCE
DCE
DTE
Ðèñ. 1.1. Ïðèìåð ñèñòåìû ïåðåäà÷è äàííûõ
Êàê âèäíî èç Ðèñ. 1.1, âñå íà ñâîèõ ìåñòàõ. Äåéñòâèòåëüíî, íåëüçÿ îòðèöàòü,
÷òî êàæäûé èç êîìïüþòåðîâ ÿâëÿåòñÿ “îêîíå÷íûì” (ïîäêëþ÷åííûì ê êîíöó òðàêòà
ïåðåäà÷è äàííûõ) è ÿâëÿåòñÿ “îáîðóäîâàíèåì” äëÿ îáðàáîòêè äàííûõ. Îäíàêî â ýòèõ
ðàññóæäåíèÿõ (à ñêîðåå – îïðàâäàíèÿõ) óæå îùóùàåòñÿ íåêîòîðàÿ íàòÿæêà.  ñàìîì
äåëå, êîìïüþòåð 2, ïî-âèäèìîìó, íå áóäåò “îêîíå÷íûì”, åñëè ê íåìó ïîäêëþ÷èòü åùå
îäèí ìîäåì äëÿ ïðîäîëæåíèÿ êàíàëà ñâÿçè, êàê ïîêàçàíî íà Ðèñ. 1.2
ìîäåì 1
ìîäåì 2
ìîäåì 3
êàíàë ñâÿçè 1
DTE
DCE
DCE
DTE
ìîäåì 4
ïðîäîëæåíèå
êàíàëà ñâÿçè 1
DCE
DCE
DTE
Ðèñ. 1.2. Ðàñøèðåííàÿ ñèñòåìà. Íåÿñíî, êàê òåïåðü ïðàâèëüíî íàçâàòü
êîìïüþòåð 2: óñòðîéñòâîì DTE èëè DCE ?
Çíà÷èò ëè ýòî, ÷òî êîìïüþòåð 2 “ïðåâðàòèëñÿ” èç óñòðîéñòâà DTE â óñòðîéñòâî
DCE ? – Íåò, îí, êàê ìû ïðåäïîëîæèëè, êàêèì áûë, òàêèì è îñòàëñÿ, ê íåìó ëèøü
ïîäêëþ÷èëè äîïîëíèòåëüíûé ìîäåì. Åùå îäèí íåïðèÿòíûé ôàêò, íå
óêëàäûâàþùèéñÿ ⠓òåîðèþ”: ìíîãèå áîëüøèå êîìïüþòåðû èçíà÷àëüíî âûïîëíåíû
êàê óñòðîéñòâà DCE, à íå DTE. Ïðèìåíèâ òàêèå êîìïüþòåðû â ñõåìå íà Ðèñ. 1.1, ìû
ïîëó÷èì öåïî÷êó èç óñòðîéñòâ òèïà DCE, Ðèñ. 1.3.
ìîäåì 1
DCE
DCE
êàíàë ñâÿçè
ìîäåì 2
DCE
DCE
Ðèñ. 1.3. Ñèñòåìà, èñïîëüçóþùàÿ êîìïüþòåðû, âûïîëíåííûå â âèäå óñòðîéñòâ DCE.
Íåÿñíî, ãäå çäåñü “îêîíå÷íîå îáîðóäîâàíèå äàííûõ” ?
Âî âñåõ ïðèâåäåííûõ ïðèìåðàõ ìîäåìû âûñòóïàëè â êà÷åñòâå óñòðîéñòâ òèïà
DCE. Ïðîòèâîðå÷èé íåò, òàê êàê ìîäåì â ïîëíîé ìåðå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé
àïïàðàòóðó ïåðåäà÷è äàííûõ. Îäíàêî íåêîòîðûå ñîâðåìåííûå ìîäåìû, íàïðèìåð
Çåëàêñ Ì-144, ìîãóò áûòü ïåðåñòðîåíû íà ðàáîòó â êà÷åñòâå óñòðîéñòâ òèïà DTE,
õîòÿ “òåðìèíàëüíûõ” ôóíêöèé îíè ÿâíî íå âûïîëíÿþò. Ãðàíèöû ïðèìåíèìîñòè
òåðìèíà DCE òàêæå ñèëüíî ðàçìûòû; âîçìîæíî ïîýòîìó ðåêîìåíäàöèÿ V.24(03/93)
äàåò áîëåå “îñòîðîæíóþ” (íî íå áîëåå ÷åòêóþ) òðàêòîâêó òåðìèíà DCE: Data CircuitTerminating Equipment – àïïàðàòóðà îêîí÷àíèÿ êàíàëà äàííûõ (ÀÊÄ, ñèíîíèì ÀÏÄ).
×òîáû îêîí÷àòåëüíî íå çàïóòàòüñÿ â òåðìèíîëîãèè, ââåäåì ñâîè, ñ
ïîçâîëåíèÿ ñêàçàòü, îïðåäåëåíèÿ, êîòîðûå, íà íàø âçãëÿä, õîðîøî çàïîìèíàþòñÿ è
ðàáîòàþò áåçîòêàçíî. Íî ñíà÷àëà îáðàòèìñÿ ê Ðèñ. 1.4, íà êîòîðîì ïðåäñòàâëåíà
ñõåìà ïîäêëþ÷åíèÿ êîìïüþòåðà (DTE) ê ëèíèè (êàíàëó ñâÿçè) ÷åðåç ìîäåì Ì-144
(DCE).
6
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
RS-232
CLK
TxC
RxD
RxC
DSR
TxD
CLK
TxC
RxD
RxC
DSR
DTR
DTR
DCD
DCD
RTS
RTS
CTS
CTS
DCE
TxD
CLK
TxC
RxD
RxC
DSR
ëèíèÿ
TxD
ìîäåì Ì-144
DTE
DTR
DCD
RTS
CTS
Ðèñ. 1.4. Ñõåìà ñîåäèíåíèÿ óñòðîéñòâ òèïà DTE è DCE
Ïîêàçàíû âñå ñèãíàëû ïîðòà 1 ìîäåìà, õîòÿ íåêîòîðûå èç íèõ ìîãóò íå
èñïîëüçîâàòüñÿ. Çäåñü è äàëåå ïðåäïîëàãàåì, ÷òî ýòîò ïîðò íàñòðîåí íà ðàáîòó ñ
èíòåðôåéñîì RS-232. Îáùàÿ öåïü ñèãíàëüíîé çåìëè íå ïîêàçàíà, ðîäñòâåííûå
ãðóïïû ñèãíàëîâ âûäåëåíû îâàëàìè. Èòàê, ìû ñ÷èòàåì, ÷òî
DTE – óñòðîéñòâî, ó êîòîðîãî ñèãíàë ïåðåäàâàåìûõ äàííûõ TxD ÿâëÿåòñÿ âûõîäíûì
(ïî àññîöèàöèè ñ ôðàçîé “Dàííûå – ÒÅáå”); J
DCE – óñòðîéñòâî, ó êîòîðîãî ñèãíàë ïåðåäàâàåìûõ äàííûõ TxD ÿâëÿåòñÿ âõîäíûì
(ïî àññîöèàöèè ñ ôðàçîé “Dàííûå – ÑÅáå). J
Êàê âèäíî èç Ðèñ. 1.4, ìîæíî äàòü äî 10 ïîäîáíûõ ïàð îïðåäåëåíèé ïî ÷èñëó
çàäåéñòâîâàííûõ ñèãíàëîâ; êàæäûé ñèãíàë – âûõîäíîé äëÿ îäíîãî óñòðîéñòâà è
âõîäíîé äëÿ äðóãîãî. Ìîæåò áûòü, êîìó-òî ïîêàæåòñÿ óäîáíîé äëÿ çàïîìèíàíèÿ
òàêàÿ ïàðà îïðåäåëåíèé:
DTE – óñòðîéñòâî, êîòîðîå ïðèíèìàåò ñèãíàë DCD;
DCE – óñòðîéñòâî, êîòîðîå âûäàåò ñèãíàë DCD.
Çäåñü ðàññóæäàåì òàê. Åñëè óñòðîéñòâî ñëåäèò çà ñîñòîÿíèåì ëèíèè è
ñïîñîáíî ôîðìèðîâàòü ñèãíàë îáíàðóæåíèÿ íåñóùåé (DCD – Data Carrier Detect), òî
îíî ÿâíî “êîììóíèêàöèîííîå” (DCE); óñòðîéñòâî, êîòîðîå ïîãëîùàåò ýòîò ñèãíàë, íå
èíà÷å êàê “òåðìèíàëüíîå” (DTE). Îòìåòèì, ÷òî â ðåêîìåíäàöèè V.24(03/93) ñèãíàë
DCD òðàêòóåòñÿ óæå íåñêîëüêî èíà÷å ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðèâåäåííîé òðàäèöèîííîé
ðàñøèôðîâêîé, õîòÿ ñìûñë îñòàëñÿ ïðàêòè÷åñêè òåì æå – Data channel received line
signal detector (äåòåêòîð ïðèíèìàåìîãî ëèíåéíîãî ñèãíàëà êàíàëà äàííûõ).
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
7
Òàêèì îáðàçîì, ìû óáåäèëèñü â òîì, ÷òî òåðìèíû DTE è DCE èìåþò ñëàáîå
îòíîøåíèå ê ôóíêöèîíàëüíîìó íàçíà÷åíèþ îáîçíà÷àåìûõ èìè óñòðîéñòâ. Ýòè
òåðìèíû âñåãî ëèøü îïðåäåëÿþò íàïðàâëåíèÿ ïåðåäà÷è ñèãíàëîâ. (Ïîýòîìó ÷òîáû
íå ââîäèòü â çàáëóæäåíèå íåèñêóøåííûõ ïîëüçîâàòåëåé àïïàðàòóðû, ñëåäîâàëî áû
âìåñòî ýòèõ òåðìèíîâ ââåñòè àáñòðàêòíûå îáîçíà÷åíèÿ, íå èìåþùèå ðàñøèôðîâêè,
íàïðèìåð X è Y. Íî òðàäèöèè ñëèøêîì óñòîé÷èâû.) Åñëè ñîãëàñèòüñÿ ñ òàêèì
ïîäõîäîì ê òåðìèíîëîãèè, òî ñõåìû, ïîêàçàííûå íà Ðèñ. 1.2 è Ðèñ. 1.3, íå áóäóò
âûãëÿäåòü “ñòðàííûìè”; òàêîâûìè, ñêîðåå, ïîêàæóòñÿ âîïðîñû, ïîñòàâëåííûå â
êîììåíòàðèÿõ ïîä ýòèìè ðèñóíêàìè â òùåòíûõ ïîèñêàõ çäðàâîãî ñìûñëà.
1.3. Ëîãè÷åñêèé è ôèçè÷åñêèé óðîâíè ïðåäñòàâëåíèÿ
ñèãíàëîâ
Ïðè îïèñàíèè âçàèìîäåéñòâèÿ óñòðîéñòâ òèïà DTE è DCE ìû îñòàíîâèëèñü íà
èíòåðôåéñå RS-232 êàê íàèáîëåå ïðîñòîì è ðàñïðîñòðàíåííîì. Ýòîò èíòåðôåéñ áûë
ðàçðàáîòàí â 1969ã. è ñ òåõ ïîð íå ðàç ìîäèôèöèðîâàëñÿ è “âåòâèëñÿ”. Îäíàêî
ïîêàçàííûå íà Ðèñ. 1.4 ñèãíàëû, ïåðåäàâàåìûå ìåæäó óñòðîéñòâàìè DTE è DCE,
ìîæíî íàéòè â ëþáîé åãî âåðñèè, åñëè èìåòü â âèäó ëîãè÷åñêîå ïðåäñòàâëåíèå
ñèãíàëîâ (“åñòü – íåò”).
Èíîãäà îøèáî÷íî ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî èíòåðôåéñ RS-232 ðàáîòàåò òîëüêî â
àñèíõðîííîì ðåæèìå. Ýòà òèïè÷íàÿ îøèáêà îñíîâàíà íà øèðîêî ðàñïðîñòðàíåííîé
ðåàëèçàöèè ìèíèìàëüíîãî ïîäìíîæåñòâà ñèãíàëîâ èíòåðôåéñà RS-232 â
ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðàõ. Íå ñëåäóåò àññîöèèðîâàòü òåðìèí “RS-232” ñ òåðìèíîì
“àñèíõðîííûé ðåæèì” ðàáîòû ïîðòà, òàê êàê ïîëíûé âàðèàíò èíòåðôåéñà ìîæåò
ðàáîòàòü êàê â àñèíõðîííîì, òàê è â ñèíõðîííîì ðåæèìå. Ïîñëåäíèé
õàðàêòåðèçóåòñÿ ðàñøèðåííûì íàáîðîì ó÷àñòâóþùèõ â îáìåíå öåïåé, òî÷íåå,
äîïîëíèòåëüíûì èñïîëüçîâàíèåì òðåõ öåïåé ñèíõðîíèçàöèè: CLK, TxC è RxC, ñì.
Ðèñ. 1.4 (ïîäðîáíîñòè – ÷óòü ïîçæå).
Íà ôèçè÷åñêîì óðîâíå ñèãíàëû ïåðåäàþòñÿ ðàçíûìè óðîâíÿìè íàïðÿæåíèÿ.
Íàïðèìåð ñòàíäàðòû RS-232C, D ïðåäóñìàòðèâàþò óðîâíè ïåðåäà÷è ñèãíàëà îò ±5Â
(min) äî ±15Â (max) îòíîñèòåëüíî îáùåé ñèãíàëüíîé çåìëè; â ñòàíäàðòå RS-422A
ñèãíàëû ïåðåäàþòñÿ â äèôôåðåíöèàëüíîì âèäå ±2 (min), â ñòàíäàðòå RS-485 –
óðîâíÿìè íàïðÿæåíèÿ ±1,5Â (min) è ò. ä.
Ê ïîñëåäíèì ìîäèôèêàöèÿì èíòåðôåéñî⠓ñåìåéñòâà RS-232” ìîæíî îòíåñòè
ñëåäóþùèå:
ANSI/TIA/EIA-232-F-1999
ANSI/TIA/EIA-723-98
ANSI/TIA/EIA-574-90(R98)
ANSI/TIA/EIA-404-B-96
Ñ ïîäðîáíîñòÿìè ìîæíî îçíàêîìèòüñÿ íà ñàéòå http://www.tiaonline.org (TIA –
The Telecommunication Industry Association – àññîöèàöèÿ ïðîèçâîäèòåëåé
òåëåêîììóíèêàöèîííîãî îáîðóäîâàíèÿ).
1.4. Ãîðÿ÷àÿ äåñÿòêà ñèãíàëîâ RS-232
Âíîâü ðàññìàòðèâàåì ïàðó “êîìïüþòåð - ìîäåì”. Ïîëíûé èíòåðôåéñ RS-232
ïðåäóñìàòðèâàåò èñïîëüçîâàíèå 25-êîíòàêòíîãî ñîåäèíèòåëÿ, â êîòîðîì êàæäûé
êîíòàêò ñîîòâåòñòâóåò îïðåäåëåííîé öåïè, âêëþ÷àÿ öåïè çàùèòíîãî è ñèãíàëüíîãî
çàçåìëåíèÿ. Îäíàêî íà ïðàêòèêå îáû÷íî èñïîëüçóþòñÿ äàëåêî íå âñå öåïè.
8
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
Íàïðèìåð ëèøíèìè ÷àñòî îêàçûâàþòñÿ öåïè* 118 – 122 îáñëóæèâàíèÿ
äîïîëíèòåëüíîãî êàíàëà ñâÿçè, öåïè 111, 112, 116 óïðàâëåíèÿ ñêîðîñòüþ ïåðåäà÷è,
è äðóãèå.
Êîíå÷íî, åñëè íå÷åãî îáñëóæèâàòü èëè íå÷åì óïðàâëÿòü, òî è
ñîîòâåòñòâóþùèå öåïè íå íóæíû. Íî ÷òî èíòåðåñíî: äàæå åñëè åñòü äîïîëíèòåëüíûé
êàíàë ñâÿçè, è ñêîðîñòü ïåðåäà÷è äîëæíà ðåãóëèðîâàòüñÿ, òî è òîãäà ÷àùå âñåãî
ïåðå÷èñëåííûå öåïè íå èñïîëüçóþòñÿ!
Äåëî â òîì, ÷òî ñîâðåìåííûå “èíòåëëåêòóàëüíûå” ìîäåìû ìîãóò ïîëó÷àòü ïî
öåïè TxD íå òîëüêî äàííûå, íî è êîìàíäû, ôëàãè è èíûå ïðèçíàêè,
ïðåäóñìîòðåííûå ïðîãðàììíûì ïðîòîêîëîì è õàðàêòåðèçóþùèå ïàðàìåòðû îáìåíà.
Òàê ÷òî äëÿ ïåðåäà÷è ñëóæåáíîé èíôîðìàöèè èç êîìïüþòåðà â ìîäåì è îáðàòíî íå
îáÿçàòåëüíî è äàæå íåæåëàòåëüíî èñïîëüçîâàòü “âòîðîñòåïåííûå” öåïè èíòåðôåéñà
RS-232, èç êîòîðûõ ÷àñòü ìû çäåñü óïîìÿíóëè. Íî åñòü è òàêèå öåïè, áåç êîòîðûõ
òðóäíî îáîéòèñü; èõ ðàññìîòðèì ïîñëå íåáîëüøîãî çàìå÷àíèÿ îòíîñèòåëüíî ñèãíàëà
RI.
1.4.1. Íåäîîöåíèëè ñèãíàë RI ?
Íåò, îí ïî ïðàâó íå âîøåë â äåñÿòêó ëèäåðîâ, òàê êàê “ãîðå îò óìà” êîñíóëîñü
è åãî. Íàïîìíèì, ÷òî ñèãíàë RI (Ring Indicator, öåïü 125 – èíäèêàòîð âûçîâà)
ëîãè÷åñêè ïîâòîðÿåò ñèãíàë âûçîâà àáîíåíòà ñî ñòîðîíû ÀÒÑ. Òî÷íåå, ñèãíàë RI
àêòèâåí (åãî óðîâåíü íàïðÿæåíèÿ ñîñòàâëÿåò +12Â), êîãäà íà “íàøó” àáîíåíòñêóþ
ëèíèþ èç ÀÒÑ ïîäàåòñÿ îòíîñèòåëüíî âûñîêîå ïåðåìåííîå íàïðÿæåíèå (“òåëåôîí
çâîíèò”); êîãäà ïåðåìåííîå íàïðÿæåíèå ñíèìàåòñÿ (“çâîíîê óìîëêàåò”), òî ñèãíàë RI
âîçâðàùàåòñÿ â ïàññèâíîå ñîñòîÿíèå (-12Â).
×òîáû ïîíÿòü ïî÷åìó ñòîëü “âàæíûé” ñèãíàë ñòàë íåíóæíûì, ðàññìîòðèì
öåïî÷êó: ÀÒÑ – àáîíåíòñêàÿ ëèíèÿ – ìîäåì – êîìïüþòåð (ðèñóíîê íå ïðèâîäèì).
Ïðåäïîëîæèì, ÷òî â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè àáîíåíòñêàÿ ëèíèÿ ñâîáîäíà (“òðóáêà
ïîâåøåíà”). Åñëè ìîäåì íå îáëàäàåò âûñîêèì “èíòåëëåêòîì”, òî îí ïðè âûçîâå ñî
ñòîðîíû ÀÒÑ ïðîñòî ôîðìèðóåò è ïåðåäàåò â êîìïüþòåð ñèãíàëû RI. Êîìïüþòåð
ðåàãèðóåò íà íèõ íàïðèìåð òàê: ïî îêîí÷àíèè øåñòîãî ñèãíàëà ïåðåäàåò â ìîäåì
êîìàíäó “ñíÿòü òðóáêó”; ïîñëå íåêîòîðîé ïàóçû ïðîâåðÿåò íàëè÷èå ñèãíàëîâ DCD,
DSR, CTS è ïðèñòóïàåò ê îáìåíó ñëóæåáíûìè, à çàòåì è “ïîëåçíûìè” äàííûìè.
Åñëè ìîäåì “èíòåëëåêòóàëåí”, òî îí è ñàì ìîæåò îòñ÷èòàòü çàäàííîå ÷èñëî
âûçûâíûõ ñèãíàëîâ, çàòåì “ñíÿòü òðóáêó” è âûïîëíèòü âñå îïåðàöèè ïî
óñòàíîâëåíèþ ñâÿçè, èäåíòèôèêàöèè èíèöèàòîðà îáìåíà, ïðèåìó è áóôåðèçàöèè
ïîëó÷åííûõ îò íåãî äàííûõ è ò. ï.; ïðè ýòîì êîìïüþòåð ïîäêëþ÷àåòñÿ ê ðàáîòå
òîëüêî êîãäà ýòî äåéñòâèòåëüíî “êðàéíå íåîáõîäèìî”. Êàê âèäèì, â ýòîé ñèòóàöèè
öåïü ïåðåäà÷è ñèãíàëà RI èç ìîäåìà â êîìïüþòåð äåéñòâèòåëüíî íå íóæíà.
Âïðî÷åì, âåðíåìñÿ ê äåñÿòêå íàèáîëåå “óïîòðåáèìûõ” ñèãíàëîâ, ñì. Ðèñ. 1.4.
Ïðè èõ îïèñàíèè íîìåðà öåïåé è ðàñøèôðîâêà òåðìèíîâ äàíû â ñîîòâåòñòâèè ñ
ðåêîìåíäàöèåé V.24(03/93). (Êàê óæå îòìå÷àëîñü ïðè óïîìèíàíèè ñèãíàëà DCD, ýòà
ðàñøèôðîâêà íå âñåãäà ñîâïàäàåò ñ ïðèâû÷íîé.) Íàïðàâëåíèå ïåðåäà÷è ñèãíàëîâ
âèäíî èç ðèñóíêà.
*
Èìåþòñÿ â âèäó öåïè “ñåðèè 100”, îïèñàííûå â ðåêîìåíäàöèè V. 24 ITU-T (ITU-T – International
Telecommunication
Union,
Telecommunication
standardization
sector
–
ìåæäóíàðîäíûé
òåëåêîììóíèêàöèîííûé ñîþç, ñåêòîð ñòàíäàðòèçàöèè òåëåêîììóíèêàöèé). Áîëüøèíñòâî öåïåé èìåþò
ñîêðàùåííûå íàçâàíèÿ (íàïðèìåð TxD), ââåäåííûå àññîöèàöèåé ýëåêòðîííîé ïðîìûøëåííîñòè
Electronic Industries Association (EIA). Íàçâàíèÿ è èõ ðàñøèôðîâêà â ðÿäå ñëó÷àåâ ñî âðåìåíåì
èçìåíÿþòñÿ, íàïðèìåð âìåñòî TxD íûíå â èíòåðôåéñå RS-232F èñïîëüçîâàíî ñîêðàùåíèå TD. Íî íå
áóäåì ñóäèòü îá ýòîé ñèòóàöèè ñëèøêîì ñòðîãî.
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
9
1.4.2. Ïÿòåðêà ëèäåðîâ: TxD, CLK, TxC; RxD, RxC
Ýòè ñèãíàëû ïðèìå÷àòåëüíû òåì, ÷òî èõ ôóíêöèîíàëüíîå íàçíà÷åíèå íå
âûçûâàåò íåîäíîçíà÷íîé òðàêòîâêè. Ñ íèõ è íà÷íåì.
TxD (öåïü 103) – Transmitted Data – äàííûå, ïåðåäàâàåìûå èç óñòðîéñòâà
DTE â óñòðîéñòâî DCE â àñèíõðîííîì èëè ñèíõðîííîì ðåæèìå.
 ñèíõðîííîì ðåæèìå ãðàíèöû è ñåðåäèíû áèòîâûõ èíòåðâàëîâ
ñîîòâåòñòâóþò ïîëîæèòåëüíûì è îòðèöàòåëüíûì ôðîíòàì ñèíõðîñèãíàëà,
ïåðåäàâàåìîãî ïî îòäåëüíîé öåïè. Ýòîò ðåæèì ïðåèìóùåñòâåííî èñïîëüçóåòñÿ â
âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûõ ñèñòåìàõ ïåðåäà÷è äàííûõ.
Àñèíõðîííûé ðåæèì èñïîëüçóåòñÿ î÷åíü øèðîêî, òàê êàê åãî àïïàðàòíàÿ
ðåàëèçàöèÿ áîëåå ïðîñòà – íà ðûíêå èìååòñÿ ðÿä äåøåâûõ ìèêðîñõåì
óíèâåðñàëüíûõ àñèíõðîííûõ ïðèåìîïåðåäàò÷èêîâ (UART). Íî çà ýòó ïðîñòîòó
ïðèõîäèòñÿ ïëàòèòü ñíèæåíèåì ýôôåêòèâíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ öåïåé ïåðåäà÷è
äàííûõ, êàê áóäåò ïîêàçàíî äàëåå.
1.4.2.1. Àñèíõðîííûé ðåæèì
Íàïîìíèì, ÷òî äëÿ êîíêðåòíîñòè ìû îñòàíîâèëèñü íà èíòåðôåéñå RS-232,
õîòÿ ëîãè÷åñêèå ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó ñèãíàëàìè òàêèå æå, êàê è â èíûõ èíòåðôåéñàõ
ñåìåéñòâà RS (RS-422, RS-485 è äð.).
 àñèíõðîííîì ðåæèìå (Ðèñ. 1.5) ïåðåäàâàåìûå äàííûå ïðåäñòàâëåíû
ïîòîêîì ñèìâîëîâ, êàæäûé èç êîòîðûõ ñíàáæåí ñëóæåáíûìè áèòàìè Ñòàðò è Ñòîï.
+12Â
TxD
0Â
-12Â
ñòàðò
ëþáîé òðåáóåìûé èíòåðâàë
êîíòðîëüíûé ðàçðÿä
ñòàðò
ëîã. 0
D0 D1 D2
D7
ëîã. 1
ìëàäøèé ðàçðÿä
ñòîï
Ðèñ. 1.5. Âðåìåííàÿ äèàãðàììà ïåðåäà÷è äàííûõ â àñèíõðîííîì ðåæèìå
(çäåñü è äàëåå – äëÿ èíòåðôåéñà RS-232)
×èñëî ñòîï-áèòîâ ïðè íàñòðîéêå óñòðîéñòâ îáû÷íî âûáèðàþò ðàâíûì 1 èëè 2,
ðåæå 1,5 (èìååòñÿ â âèäó èíòåðâàë âðåìåíè, â ïîëòîðà ðàçà ïðåâûøàþùèé
äëèòåëüíîñòü áèòîâîãî èíòåðâàëà). ×èñëî áèòîâ (5...8) â ñèìâîëå, íàëè÷èå èëè
îòñóòñòâèå êîíòðîëüíîãî ðàçðÿäà (äîïîëíÿþùåãî ÷èñëî åäèíè÷íûõ áèòîâ ñèìâîëà
äî ÷åòíîãî èëè íå÷åòíîãî) è ñêîðîñòü ïåðåäà÷è òàêæå çàäàþòñÿ ïðè íà÷àëüíîé
íàñòðîéêå.  ìîäåìå Ì-144 ñêîðîñòü ïåðåäà÷è V ñîñòàâëÿåò 50...230400 áèò/ñ. (Â
íàñòîÿùåå âðåìÿ â íåêîòîðûõ óñòðîéñòâàõ èñïîëüçóåòñÿ ñêîðîñòü 460800 áèò/ñ è
âûøå.)
Ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî êîëè÷åñòâî ñòîï-áèòîâ çàäàåòñÿ òîëüêî äëÿ
àñèíõðîííîãî ïåðåäàò÷èêà; ïðè ýòîì àñèíõðîííûé ïðèåìíèê ïî èñòå÷åíèè îäíîãî
ñòîï-áèòà âêëþ÷àåò ðåæèì îæèäàíèÿ î÷åðåäíîãî ñòàðò-áèòà.
Ïðèåìíèê
ñèíõðîíèçèðóåòñÿ
ïîëîæèòåëüíûì
ôðîíòîì
(ïåðåõîäîì
íàïðÿæåíèÿ îò -12Â ê +12Â) ñèãíàëà Ñòàðò è, çíàÿ äëèòåëüíîñòü áèòîâîãî èíòåðâàëà
T = 1/V è ôîðìàò ïîñûëêè, ïîñëåäîâàòåëüíî ñ÷èòûâàåò ïåðåäàâàåìûå áèòû.
Àñèíõðîííîñòü ñîñòîèò â òîì, ÷òî ïðèåìíèê íå çíàåò, â êàêîé ìîìåíò ïîñòóïèò
î÷åðåäíîé ñèìâîë. Èíûìè ñëîâàìè, îòñóòñòâóåò åäèíàÿ äëÿ âñåãî ïîòîêà äàííûõ
ñèíõðîíèçàöèÿ, ò. å. îíà èìååò “ëîêàëüíûé” õàðàêòåð – óñòàíàâëèâàåòñÿ çàíîâî
âñÿêèé ðàç ïðè îáíàðóæåíèè ïðèåìíèêîì íà÷àëà î÷åðåäíîãî ñòàðò-áèòà.
10
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
1.4.2.2. Ñèíõðîííûé ðåæèì
Ñèíõðîííûé ðåæèì ïîçâîëÿåò áîëåå ýôôåêòèâíî èñïîëüçîâàòü öåïè
ïåðåäà÷è äàííûõ çà ñ÷åò èñêëþ÷åíèÿ ñòàðò- è ñòîï-áèòîâ. Ïîÿñíèì ýòî íà ïðèìåðå.
Ïðåäïîëîæèì, ÷òî ïðè ïåðåäà÷å äàííûõ â àñèíõðîííîì ðåæèìå ñèìâîë
ñîäåðæèò 8 áèò (áàéò), êîíòðîëü ïî ÷åòíîñòè èëè íå÷åòíîñòè îòñóòñòâóåò, ñòîï-áèò
îäèí. Òîãäà, ñ ó÷åòîì ñòàðòîâîãî áèòà, äëÿ ïåðåäà÷è êàæäîãî áàéòà íóæíî 10
áèòîâûõ èíòåðâàëîâ (ñîîòâåòñòâóþùèõ ïåðåäà÷å ñòàðò-áèòà, âîñüìè áèòîâ äàííûõ è
ñòîï-áèòà). Ïðè ñêîðîñòè ïåðåäà÷è 115200 áèò/ñ è îòñóòñòâèè ïàóç ìåæäó ñòîï- è
ñòàðò-áèòàìè ñêîðîñòü ïåðåäà÷è áàéòîâ ðàâíà 115200 / 10 = 11520 áàéò/ñ èëè
11520x8 = 92160 áèò/ñ. Òàêèì îáðàçîì, ôàêòè÷åñêàÿ ñêîðîñòü ïåðåäà÷è äàííûõ
ñîñòàâëÿåò 0,8 îò “îáúÿâëåííîé”.
 ñèíõðîííîì ðåæèìå ýòè ñêîðîñòè îäèíàêîâû, òàê êàê ïåðåäàþòñÿ òîëüêî
“ïîëåçíûå”
áèòû;
èõ
èñòèííîñòü
ïîäòâåðæäàåòñÿ
ñèíõðîñèãíàëàìè
â
ñîîòâåòñòâóþùèõ öåïÿõ èíòåðôåéñà. Âîçìîæíû äâà âàðèàíòà âçàèìîäåéñòâèÿ
óñòðîéñòâ.
Âàðèàíò 1. Íàïðàâëåíèÿ ïåðåäà÷è ñèíõðîñèãíàëîâ CLK è ïåðåäàâàåìûõ
äàííûõ TxD ñîâïàäàþò, ò. å. èñòî÷íèê äàííûõ è ñèíõðîñèãíàëîâ îäèí è òîò æå
(Ðèñ. 1.6).
äàííûå ãîòîâû
TxD
+12Â
0Â
-12Â
ëîã. 0
CLK
+12Â
0Â
-12Â
ëîã. 1
ëîã. 1
ëîã. 0
ãðàíèöû áèòîâûõ èíòåðâàëîâ
Ðèñ. 1.6. Âðåìåííàÿ äèàãðàììà ïåðåäà÷è äàííûõ TxD
â ñèíõðîííîì ðåæèìå, ïåðâûé âàðèàíò
CLK (öåïü 113) – Transmitter signal element timing (DTE) – ñèãíàë
ñèíõðîíèçàöèè ïåðåäàâàåìûõ äàííûõ, ôîðìèðóåìûé óñòðîéñòâîì DTE. Èñòèííîñòü
áèòà äàííûõ ïîäòâåðæäàåòñÿ îòðèöàòåëüíûì ôðîíòîì (ïåðåïàäîì íàïðÿæåíèÿ îò
+12 Â äî - 12 Â) ñèãíàëà CLK, êàê ïîêàçàíî íà ðèñóíêå. Ïî ïîëîæèòåëüíîìó ôðîíòó
ýòîãî ñèãíàëà â ëèíèþ TxD ïîñòóïàåò ñëåäóþùèé áèò.
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
11
Âàðèàíò 2. Íàïðàâëåíèÿ ïåðåäà÷è ñèíõðîñèãíàëîâ TxC è ïåðåäàâàåìûõ
äàííûõ TxD ïðîòèâîïîëîæíû, ò. å. èñòî÷íèê äàííûõ ðàçìåùåí â îäíîì óñòðîéñòâå, à
èñòî÷íèê ñèíõðîñèãíàëî⠖ â äðóãîì (Ðèñ. 1.7).
ìîìåíòû ñ÷èòûâàíèÿ äàííûõ
TxD
+12Â
0Â
-12Â
ëîã. 0
ëîã. 1
TxC
+12Â
0Â
-12Â
ëîã. 1
ëîã. 0
çàïðîñû íà âûäà÷ó î÷åðåäíîãî áèòà äàííûõ
(ãðàíèöû áèòîâûõ èíòåðâàëîâ)
Ðèñ. 1.7. Âðåìåííàÿ äèàãðàììà ïåðåäà÷è äàííûõ TxD â ñèíõðîííîì ðåæèìå,
âòîðîé âàðèàíò
TxC (öåïü 114) – Transmitter signal element timing (DCE) – ñèãíàë
ñèíõðîíèçàöèè ïåðåäàâàåìûõ äàííûõ TxD , ôîðìèðóåìûé óñòðîéñòâîì DCE.
Ïîëó÷èâ ïîëîæèòåëüíûé ôðîíò ýòîãî ñèãíàëà, ïåðåäàò÷èê âûäàåò î÷åðåäíîé áèò;
çàòåì ïî îòðèöàòåëüíîìó ôðîíòó ñèãíàëà ïðèåìíèê ôèêñèðóåò íîâûé áèò è ò. ä.
Ñèãíàëû CLK èëè TxC ïåðåäàþòñÿ íåïðåðûâíî íà ïðîòÿæåíèè âñåãî ñåàíñà ñâÿçè
ìåæäó óñòðîéñòâàìè. Ñêâàæíîñòü ýòèõ ñèãíàëîâ îáû÷íî ðàâíà äâóì.
1.4.2.2.1.
Ïîïóòíî èëè íàâñòðå÷ó?
Êàêàÿ ñèíõðîíèçàöèÿ ëó÷øå: “ïîïóòíàÿ” (CLK – TxD) èëè “âñòðå÷íàÿ” (TxC –
TxD)? Åñëè ðàññóæäàòü “òåîðåòè÷åñêè”, òî ïðåäïî÷òèòåëüíà ïåðâàÿ, è âîò ïî÷åìó. Â
ïåðâîì âàðèàíòå ïåðåäà÷è äàííûõ çàäåðæêè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñèãíàëîâ TxD è CLK â
êàáåëå ìåæäó óñòðîéñòâàìè DTE è DCE â çíà÷èòåëüíîé ìåðå âçàèìíî
êîìïåíñèðóþòñÿ áëàãîäàðÿ ïðèìåðíî îäèíàêîâûì óñëîâèÿì ñëåäîâàíèÿ ýòèõ
ñèãíàëî⠓ïàðàëëåëüíûìè êóðñàìè”.
Âòîðîé âàðèàíò îñíîâàí íà íå ñîâñåì îïðàâäàííîé “âåðå” â òî, ÷òî çàïðîñ íà
âûäà÷ó î÷åðåäíîãî áèòà äàííûõ áóäåò ìãíîâåííî óäîâëåòâîðåí, è îòðèöàòåëüíûé
ôðîíò ñèãíàëà TxC ïîïàäåò â ñåðåäèíó áèòîâîãî èíòåðâàëà (ñì. Ðèñ. 1.7). Îäíàêî
îòêëîíåíèå ñîñòàâëÿåò êàê ìèíèìóì äâå çàäåðæêè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñèãíàëîâ ïî
êàáåëþ è ÷åòûðå çàäåðæêè èíòåðôåéñíûõ ñõåì íà ïóòè ïðîõîæäåíèÿ çàïðîñà (TxC) è
îòâåòà (TxD). Äåéñòâèòåëüíî, âåäü ïî-õîðîøåìó íóæíî áûëî áû ïåðåäàòü çàïðîñ,
äîæäàòüñÿ ïîñòóïëåíèÿ áèòà äàííûõ, è òîëüêî ïîñëå ýòîãî íà÷èíàòü îòñ÷åò
èíòåðâàëà âðåìåíè äëÿ óêàçàíèÿ ìîìåíòà ïîñëåäóþùåãî ïðèåìà ýòîãî áèòà.
Êîíå÷íî, îòìå÷åííûå ðàçëè÷èÿ ìåæäó âàðèàíòàìè íåñóùåñòâåííû ïðè íèçêèõ
ñêîðîñòÿõ ïåðåäà÷è äàííûõ.
È âñå æå íà ïðàêòèêå ÷àùå âñåãî ïðèìåíÿåòñÿ “âñòðå÷íàÿ” ñèíõðîíèçàöèÿ. Ýòî
ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî âî âñåõ îòíîøåíèÿõ óäîáíî ïðîâåñòè ãðàíèöó ìåæäó ñèñòåìîé
òðàíñïîðòèðîâàíèÿ äàííûõ è ïðî÷èìè óñòðîéñòâàìè. À åñëè ýòî òàê, òî ñèñòåìà
òðàíñïîðòèðîâàíèÿ äîëæíà áûòü ôóíêöèîíàëüíî çàêîí÷åííîé è, â ÷àñòíîñòè, èìåòü
ñîáñòâåííûé ãåíåðàòîð ñèíõðîñèãíàëîâ. Òàêèì îáðàçîì, ïðèíèìàåìûå â ñèñòåìó
òðàíñïîðòèðîâàíèÿ
äàííûå
íåèçáåæíî
îêàæóòñÿ
îáúåêòîì
“âñòðå÷íîé”
ñèíõðîíèçàöèè.
12
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
1.4.2.2.2.
Èíîãäà ïîëåçíî ïðîèíâåðòèðîâàòü ñèíõðîñèãíàë
Ðåàëüíîñòü ÷àñòî âíîñèò êîððåêòèâû äàæå â ïðîñòûå ðåøåíèÿ, êîòîðûå ìû
ñåé÷àñ ðàññìàòðèâàåì.  ñèëó ðàçíûõ ïðè÷èí, íà÷èíàÿ îò âëèÿíèÿ ïàðàçèòíûõ
åìêîñòåé è çàêàí÷èâàÿ ýëåìåíòàðíûìè îøèáêàìè ïðè ìîíòàæå óñòðîéñòâà (êîãäà â
“òðóäíîäîñòóïíîì” äëÿ íàñ ìåñòå ïåðåïóòàíû êîíòàêòû, íà êîòîðûå âûâåäåí
ïàðàôàçíûé ñèíõðîñèãíàë), ðåàëüíàÿ âðåìåííàÿ äèàãðàììà ìîæåò ñèëüíî
îòëè÷àòüñÿ îò “òåîðåòè÷åñêîé”. Ïðè÷åì íàñòîëüêî, ÷òî èìååò ñìûñë
ïðîèíâåðòèðîâàòü ñèíõðîñèãíàë, ÷òîáû ïîëó÷èòü áîëåå òî÷íîå ïîïàäàíèå åãî
îòðèöàòåëüíîãî ôðîíòà íà ïåðèîä ñòàáèëüíîñòè áèòà äàííûõ, êàê ïîêàçàíî íà
Ðèñ. 1.8.
ìîìåíòû ñ÷èòûâàíèÿ äàííûõ
ëîã. 0
TxD
ëîã. 1
ïëîõî
TxC
ëó÷øå
TxC
Ðèñ. 1.8. Ïðèìåð ðåàëüíîé âðåìåííîé äèàãðàììû.
 îòëè÷èå îò “òåîðåòè÷åñêîé” (ñì. Ðèñ. 1.7), çäåñü ñêâàæíîñòü
ñèíõðîñèãíàëîâ îòëè÷íà îò äâóõ, à äàííûå ïîñòóïàþò ñ çàìåòíîé çàäåðæêîé
 äàííîì ïðèìåðå çàòåìíåííûìè ïðÿìîóãîëüíèêàìè ïîêàçàíû çàïàñû
âðåìåíè óñòàíîâëåíèÿ ñèãíàëà TxD ïðè åãî ðåãèñòðàöèè. Èç ðèñóíêà âèäíî, ÷òî
ëó÷øå èìåòü áîëüøèé çàïàñ, ÷åì ìåíüøèé, õîòÿ çäåñü íàñ ìîæåò ïîäñòåðåãàòü
äðóãàÿ îïàñíîñòü – ïðèáëèæàÿ îòðèöàòåëüíûé ôðîíò ñèíõðîñèãíàëà ê êîíöó
áèòîâîãî èíòåðâàëà (ò.å.óâåëè÷èâàÿ äëèíó çàòåìíåííîãî ïðÿìîóãîëüíèêà), ðèñêóåì
çàðåãèñòðèðîâàòü íåñòàáèëüíûå äàííûå.
Âîçìîæíîñòü âûáîðà òîãî èëè èíîãî âàðèàíòà ñèíõðîíèçàöèè ñóùåñòâóåò
áëàãîäàðÿ òîìó, ÷òî ñèíõðîèìïóëüñû íå “ïðîíóìåðîâàíû”, ò. å. íå ïðèâÿçàíû ê
“ñâîèì” áèòàì äàííûõ. Èíûìè ñëîâàìè, ïðèåìíèê äàííûõ TxD “íå èíòåðåñóåòñÿ”
ïðîèñõîæäåíèåì ñèíõðîñèãíàëà (ïðÿìîé îí èëè èíâåðñíûé, áûë ëè â ïóòè çàäåðæàí
íà 10 èëè 1000 ïåðèîäîâ è ò. ï.) – âàæíî ëèøü òî, ÷òîáû îí íàõîäèëñÿ “â ñîãëàñèè” ñ
äàííûìè è îáåñïå÷èâàë èõ íàäåæíûé ïðèåì.
Ðàññìîòðèì îñòàâøèåñÿ ñèãíàëû ëèäèðóþùåé ïÿòåðêè – RxD è RxC.
RxD (öåïü 104) – Received data – äàííûå, ïðèíèìàåìûå óñòðîéñòâîì DTE â
àñèíõðîííîì èëè ñèíõðîííîì ðåæèìå. Àñèíõðîííûé ðåæèì ïåðåäà÷è ñèãíàëîâ RxD
àíàëîãè÷åí ðàññìîòðåííîìó ðàíåå (ñì. Ðèñ. 1.5, íà êîòîðîì îáîçíà÷åíèå TxD òåïåðü
ñëåäîâàëî áû èçìåíèòü íà RxD).
Ñèíõðîííûé
ðåæèì
òàêæå
àíàëîãè÷åí
ðàññìîòðåííîìó ðàíåå âàðèàíòó 1 ïåðåäà÷è ñèãíàëîâ TxD (Ðèñ. 1.9).
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
13
äàííûå ãîòîâû
RxD
+12Â
0Â
-12Â
ëîã. 0
RxC
+12Â
0Â
-12Â
ëîã. 1
ëîã. 1
ëîã. 0
ãðàíèöû áèòîâûõ èíòåðâàëîâ
Ðèñ. 1.9. Âðåìåííàÿ äèàãðàììà ïåðåäà÷è äàííûõ RxD â ñèíõðîííîì ðåæèìå
RxC (öåïü 115) – Receiver signal element timing (DCE) – ñèãíàë ñèíõðîíèçàöèè
äàííûõ RxD, ôîðìèðóåìûé óñòðîéñòâîì DCE. Èñòèííîñòü áèòà äàííûõ
ïîäòâåðæäàåòñÿ îòðèöàòåëüíûì ôðîíòîì ñèãíàëà RxC, êàê ïîêàçàíî íà ðèñóíêå;
ñìåíà áèòà äàííûõ âîçìîæíà ïî ïîëîæèòåëüíîìó ôðîíòó ñèãíàëà RxC.
1.4.3. Òðåòèé – ëèøíèé: DTR – DSR èëè DTR – DCD?
Íà÷íåì ñ îïðåäåëåíèé.
DTR (öåïü108/2) – Data terminal ready – ãîòîâíîñòü óñòðîéñòâà DTE ê
äàííûìè.
îáìåíó
DSR (öåïü 107) – Data set ready – ãîòîâíîñòü óñòðîéñòâà DCE ê îáìåíó
äàííûìè.
DCD (öåïü 109) – Data channel received line signal detector – äåòåêòîð
ïðèíèìàåìîãî ëèíåéíîãî ñèãíàëà êàíàëà äàííûõ. Èíûìè ñëîâàìè, ýòî
ïîäòâåðæäåíèå íàëè÷èÿ â ëèíèè ñèãíàëà îò óäàëåííîãî àáîíåíòà, ïðè÷åì
ãàðàíòèðóåòñÿ, ÷òî ïàðàìåòðû ïðèíèìàåìîãî ñèãíàëà ëåæàò â çàðàíåå îãîâîðåííûõ
ïðåäåëàõ äëÿ åãî óâåðåííîãî ðàñïîçíàâàíèÿ. Íàïîìíèì, ÷òî òðàäèöèîííàÿ
ðàñøèôðîâêà ñîêðàùåíèÿ DCD – Data carrier detect – ñèãíàë îáíàðóæåíèÿ íåñóùåé.
Ïåðâîíà÷àëüíî ñèãíàëû DTR è DSR ðàññìàòðèâàëèñü êàê “ïàðíûå”, ò. å.
âçàèìîäîïîëíÿþùèå, êâèòèðóþùèå. Ýòî âïîëíå åñòåñòâåííî, òàê êàê ïðåæäå ÷åì
íà÷àòü îáìåí äàííûìè, íóæíî êàê ìèíèìóì èìåòü ñâåäåíèÿ î ãîòîâíîñòè ïàðòíåðà ê
îáìåíó. Îäíàêî ñåãîäíÿ ïàðà DTR – DSR ÿâíî “óñòàðåëà”, è áîëåå èíôîðìàòèâíîé
âûãëÿäèò ïàðà DTR – DCD. ×òîáû ïîíÿòü ïî÷åìó ýòî ïðîèçîøëî, îáðàòèìñÿ ê
íåäàâíåé èñòîðèè.
 ðàííèõ ðàçðàáîòêàõ òåëåêîììóíèêàöèîííîé àïïàðàòóðû øèðîêî
èñïîëüçîâàëñÿ ïîëóäóïëåêñíûé ðåæèì îáìåíà äàííûìè ñ óäàëåííûì àáîíåíòîì. Â
òàêîì ðåæèìå äàííûå ïåðåäàþòñÿ ïîïåðåìåííî òî â îäíîì, òî â äðóãîì
íàïðàâëåíèè. ßñíî, ÷òî â ïîëóäóïëåêñíîì ðåæèìå ïðè ïåðåäà÷å äàííûõ â ëèíèþ
ñèãíàë DCD íå íåñåò èíôîðìàöèè, òàê êàê ïðèíèìàåìîãî ñèãíàëà íåò. Ïîýòîìó ïàðà
ñèãíàëîâ DTR – DSR, êàê è ïîëîæåíî, ïîäòâåðæäàåò âçàèìíóþ ãîòîâíîñòü óñòðîéñòâ
ê ðàáîòå, à ñèãíàë DCD îáðåòàåò ñìûñë ëèøü â ïåðèîäû ïðèåìà äàííûõ èç ëèíèè.
Ñ ðàçâèòèåì òåëåêîììóíèêàöèîííîé àïïàðàòóðû îñíîâíûì ðåæèìîì îáìåíà
ñòàë ïîëíîñòüþ äóïëåêñíûé, ïðè êîòîðîì äàííûå ïåðåäàþòñÿ îäíîâðåìåííî â îáå
14
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
ñòîðîíû. Â òàêîì ðåæèìå ñèãíàë DCD èìååò ñìûñë íà ïðîòÿæåíèè âñåãî âðåìåíè
ïðåáûâàíèÿ íà ñâÿçè “íàøåãî” è óäàëåííîãî ìîäåìîâ. Ïîýòîìó ïîÿâèëàñü
âîçìîæíîñòü âîçëîæèòü íà ñèãíàë DCD äîïîëíèòåëüíóþ ñìûñëîâóþ íàãðóçêó,
êîòîðóþ ðàíåå íåñ ñèãíàë DSR (ïîñëåäíèé è ñòàë “ëèøíèì”). Äðóãèìè ñëîâàìè,
òåïåðü ìíîãèå óñòðîéñòâà òèïà DCE ñïðîåêòèðîâàíû òàê, ÷òî ñèãíàë DCD “îòâå÷àåò”
íå òîëüêî çà îáíàðóæåíèå íåñóùåé, íî è çà îáùóþ ãîòîâíîñòü óñòðîéñòâà ê ðàáîòå.
Òàêèì îáðàçîì, ñèãíàë DSR âî ìíîãîì óòðàòèë áûëîå çíà÷åíèå, è ñåé÷àñ â
ìàññå
ïðîèçâîäèìûõ
îòå÷åñòâåííûõ
è
çàðóáåæíûõ
èçäåëèé
ïàðû
âçàèìîäîïîëíÿþùèõ ñèãíàëîâ DTR – DCD âñòðå÷àþòñÿ ÷àùå ÷åì DTR – DSR. Ïðè
ýòîì öåïü ïåðåäà÷è ñèãíàëà DSR ìîæåò îòñóòñòâîâàòü; íà îñâîáîäèâøèéñÿ âõîä
DSR óñòðîéñòâà DTE îáû÷íî ïîäàåòñÿ ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå +12Â, èìèòèðóþùåå
ãîòîâíîñòü óñòðîéñòâà DCE ê ðàáîòå.
1.4.4. Òðóäíàÿ ñóäüáà ñèãíàëîâ RTS è CTS
Âñå äåëî â òîì, ÷òî ñåé÷àñ ýòè ñèãíàëû â ïîäàâëÿþùåì áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ
èñïîëüçóþòñÿ íå ïî ïðÿìîìó íàçíà÷åíèþ. Ñíà÷àëà ðàññìîòðèì èõ îïðåäåëåíèÿ
ñîãëàñíî ðåêîìåíäàöèè V.24(03/93).
Ïðÿìîå íàçíà÷åíèå . . .
RTS (öåïü 105) – Request to send – çàïðîñ íà ïåðåäà÷ó äàííûõ;
CTS (öåïü 106) – Ready for sending – ãîòîâíîñòü ê ïåðåäà÷å äàííûõ.
Òðàäèöèîííàÿ ðàñøèôðîâêà ñîêðàùåíèÿ CTS – Clear to send – äîñëîâíî, “ñâîáîäåí,
ïðîçðà÷åí äëÿ ïåðåäà÷è”.
Çäåñü, âèäèìî, âíîâü íå îáîéòèñü áåç èñòîðè÷åñêîãî ýêñêóðñà âî âðåìåíà
øèðîêîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïîëóäóïëåêñíîãî ðåæèìà îáìåíà äàííûìè ñ óäàëåííûì
àáîíåíòîì. Â òå âðåìåíà (äà èíîãäà è òåïåðü, åñëè ñëåäîâàòü óïîìÿíóòîé
ðåêîìåíäàöèè) ñèãíàë RTS, ïîïðîñòó ãîâîðÿ, âûðàæàë ïðîñüáó, àäðåñîâàííóþ
óñòðîéñòâó DCE ñî ñòîðîíû óñòðîéñòâà DTE, ïðèìåðíî òàêîãî ñîäåðæàíèÿ: “ïðîøó
ïðè ïåðâîé âîçìîæíîñòè ïåðåêëþ÷èòüñÿ èç ñîñòîÿíèÿ ïðîñëóøèâàíèÿ ëèíèè ñâÿçè ñ
óäàëåííûì àáîíåíòîì â ðåæèì ïåðåäà÷è äàííûõ â ýòó ëèíèþ”. Ïîñëå âûïîëíåíèÿ
ýòîé ïðîñüáû â óñòðîéñòâî DTE ïîñûëàëñÿ îòâåòíûé ñèãíàë CTS, ïîäòâåðæäàâøèé
ôàêò ïåðåêëþ÷åíèÿ óñòðîéñòâà DCE ñ ïðèåìà íà ïåðåäà÷ó äàííûõ â ëèíèþ.
Îòìåòèì, ÷òî ê ýòîìó ìîìåíòó óäàëåííûé àáîíåíò òàêæå äîëæåí áûë óñïåòü
ïåðåêëþ÷èòüñÿ ñ ïåðåäà÷è íà ïðèåì (åñëè îí ïåðåäàâàë äàííûå â òó æå ëèíèþ),
÷òîáû èñêëþ÷èòü êîíôëèêòû. È, íàêîíåö, ïîñëå ïîëó÷åíèÿ ñèãíàëà CTS óñòðîéñòâî
DTE íà÷èíàëî âûäà÷ó äàííûõ TxD.
Èòàê, íàëèöî ÿâíûé àíàõðîíèçì. Òåì íå ìåíåå, â ìîäåìå Ì-144 ïðèìåíåíî
ïðîñòîå è ýôôåêòèâíîå òåõíè÷åñêîå ðåøåíèå äëÿ ïîääåðæêè óñòðîéñò⠓ñòàðøåãî
ïîêîëåíèÿ”. Òî÷íåå, ïðè ðàáîòå â ñèíõðîííîì ðåæèìå ïðåäóñìîòðåíî ôîðìèðîâàíèå
ñèãíàëà CTS ïóòåì ïîâòîðåíèÿ âõîäíîãî ñèãíàëà RTS áåç çàäåðæêè, ëèáî ñ
çàäåðæêîé 5 èëè 40 ìñ. Çàäåðæêà íóæíà äëÿ ñîïðÿæåíèÿ ñ íåêîòîðûìè
óñòðîéñòâàìè, êîòîðûå â ñâîå âðåìÿ áûëè ñïðîåêòèðîâàíû áåç ó÷åòà âîçìîæíîé
“ìãíîâåííîé” ðåàêöèè ñî ñòîðîíû ìîäåìà.
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
15
. . . è àëüòåðíàòèâíîå
 àñèíõðîííîì ðåæèìå ñèãíàëû RTS è CTS îáñëóæèâàþò îáà íàïðàâëåíèÿ
ïåðåäà÷è äàííûõ, ÷òî âûõîäèò çà ðàìêè ðåêîìåíäàöèè V.24(03/93) è îòðàæàåò íåêèé
“ñòàíäàðò äå-ôàêòî”. Ïîýòîìó íàèìåíîâàíèÿ ñèãíàëîâ íå ñîîòâåòñòâóþò (òî÷íåå,
ïðîòèâîðå÷àò) èõ íàçíà÷åíèþ. Ñèãíàë RTS òåïåðü ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê ãîòîâíîñòü
óñòðîéñòâà DTE ïðèíÿòü äàííûå RxD îò óñòðîéñòâà DCE. Àíàëîãè÷íî ñèãíàë CTS
ñâèäåòåëüñòâóåò î ãîòîâíîñòè óñòðîéñòâà DCE ïðèíÿòü äàííûå TxD îò óñòðîéñòâà
DTE è ñïîñîáíîñòè ïåðåäàòü ýòè äàííûå â ëèíèþ.
Ëîãèêà ðàáîòû òàêîâà: ïåðåäà÷à äàííûõ â òó èëè èíóþ ñòîðîíó âîçìîæíà
òîëüêî ïðè óñëîâèè, ÷òî ïðèåìíèê ãîòîâ ýòè äàííûå ïðèíÿòü. Åñëè îáíàðóæåíà
“íåãîòîâíîñòü” ïðèåìíèêà, òî èñòî÷íèê äàííûõ ïðèîñòàíàâëèâàåò ðàáîòó, æäåò
ïîÿâëåíèÿ ãîòîâíîñòè, âîçîáíîâëÿåò ïåðåäà÷ó, è ò. ä. Ýòî – òàê íàçûâàåìîå
“àïïàðàòíîå óïðàâëåíèå ïîòîêîì äàííûõ” (hardware flow control), â îòëè÷èå îò
ïðîãðàììíîãî.
1.5. Ïðîãðàììíîå óïðàâëåíèå ïîòîêîì äàííûõ
Ýòîò ìåòîä óïðàâëåíèÿ (software flow control) ïðèìåíèì òîëüêî â àñèíõðîííîì
ðåæèìå ïðè èñïîëüçîâàíèè êîäà ASCII (èëè èíîãî ñèìâîëüíîãî êîäà, ïîñòðîåííîãî
íà îñíîâå ASCII; çàáåãàÿ âïåðåä, îòìåòèì, ÷òî êîäû ñëóæåáíûõ ñèìâîëîâ Xon è Xoff
íå äîëæíû ñîâïàäàòü ñ êîäàìè ñèìâîëîâ àëôàâèòà, öèôð è çíàêîâ). Ñèãíàëû RTS è
CTS íå èñïîëüçóþòñÿ, íà ñîîòâåòñòâóþùèå âõîäû óñòðîéñòâ DCE è DTE ïîäàåòñÿ
íàïðÿæåíèå +12Â, èìèòèðóþùåå ãîòîâíîñòü óñòðîéñòâ ê îáìåíó äàííûìè.
 óñòðîéñòâå DTE èìååòñÿ âõîäíàÿ áóôåðíàÿ ïàìÿòü, â êîòîðóþ çàïèñûâàåòñÿ
ïîòîê äàííûõ, ïðèíèìàåìûõ ïî öåïè RxD. Àíàëîãè÷íî â óñòðîéñòâå DCE ñîäåðæèòñÿ
áóôåðíàÿ ïàìÿòü äëÿ âðåìåííîãî õðàíåíèÿ äàííûõ, ïðèíèìàåìûõ ïî öåïè TxD.
Çàäà÷à ñîñòîèò â òîì ÷òîáû ïðåäîòâðàòèòü ïåðåïîëíåíèå áóôåðíîé ïàìÿòè â
êàæäîì óñòðîéñòâå, åñëè òåìï ïîñòóïëåíèÿ äàííûõ âûøå òåìïà èõ ðàññàñûâàíèÿ.
Ðàññìîòðèì ñíà÷àëà ñèòóàöèþ, ïðè êîòîðîé óñòðîéñòâî DTE (êîìïüþòåð, ñì.
Ðèñ. 1.4) íå ñïðàâëÿåòñÿ ñ ïîòîêîì äàííûõ RxD, ïîñòóïàþùèõ èç ëèíèè ÷åðåç
óñòðîéñòâî DCE (ìîäåì). Òàêîå ìîæåò ïðîèçîéòè äàæå ïðè íå î÷åíü âûñîêîé
ñêîðîñòè àñèíõðîííîãî îáìåíà, åñëè, íàïðèìåð, êîìïüþòåð â äàííûé ïåðèîä
âûïîëíÿåò áîëåå ïðèîðèòåòíóþ çàäà÷ó, íå ñâÿçàííóþ ñ òåêóùèì îáìåíîì.
Êîãäà áóôåð óñòðîéñòâà DTE çàïîëíÿåòñÿ äî íåêîòîðîãî êðèòè÷åñêîãî óðîâíÿ,
íàïðèìåð äî 90% , êîìïüþòåð ïåðåõîäèò ê ïðåðûâàþùåé ïðîãðàììå, êîòîðàÿ
ïðåäïèñûâàåò âûäàòü â öåïü TxD ñèìâîë Xoff – êîä 1316 = 0001.00112 â ASCII.
Ïîëó÷èâ ýòîò ñèìâîë, ìîäåì ïðèîñòàíàâëèâàåò âûäà÷ó äàííûõ RxD.  çàâèñèìîñòè
îò ïîñòðîåíèÿ ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ êîìïüþòåð ëèáî ñðàçó âîçâðàùàåòñÿ ê
ïðåðâàííîé çàäà÷å, ëèáî ïðèñòóïàåò ê ðàçãðóçêå áóôåðà, ëèáî ïåðåõîäèò ê êàêèìëèáî èíûì äåéñòâèÿì. Âî âñÿêîì ñëó÷àå, äîëæåí íàñòóïèòü ìîìåíò, êîãäà áóôåð
îêàæåòñÿ äîñòàòî÷íî ñâîáîäíûì äëÿ ïîëó÷åíèÿ íîâûõ äàííûõ. Òîãäà â öåïü TxD
áóäåò ïðîãðàììíî âûäàí ñèìâîë Xon = 1116 , ìîäåì âîçîáíîâèò âûäà÷ó äàííûõ RxD
è ò. ä.
 ïðîòèâîïîëîæíîé ñèòóàöèè, êîãäà ìîäåì íå ñïðàâëÿåòñÿ ñ ïîòîêîì äàííûõ
TxD, îí ïîñûëàåò â êîìïüþòåð ïî öåïè RxD ñèìâîë Xoff, ïðèîñòàíàâëèâàÿ ïîòîê.
Ïîñëå ðàññàñûâàíèÿ äàííûõ ÷åðåç ëèíèþ ìîäåì ïîñûëàåò ïî öåïè RxD ñèìâîë Xon,
ïåðåäà÷à äàííûõ âîçîáíîâëÿåòñÿ, è ò. ä.
Ïðèìå÷àòåëüíî, ÷òî ñèìâîëû Xon è Xoff, ïîñûëàåìûå èç êîìïüþòåðà â ìîäåì,
â ëèíèþ ñâÿçè ñ óäàëåííûì àáîíåíòîì íå ïåðåäàþòñÿ.
16
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
1.6. Òðåõïðîâîäíûé âàðèàíò RS-232
 ýòîì âàðèàíòå êàáåëü, ñîåäèíÿþùèé äâà óñòðîéñòâà, ñîäåðæèò âñåãî òðè
ïðîâîäà: îäèí – äëÿ îáúåäèíåíèÿ öåïåé ñèãíàëüíîé çåìëè, âòîðîé è òðåòèé – äëÿ
ïåðåäà÷è ñèãíàëîâ TxD è RxD, ñì. Ðèñ. 1.4, íà êîòîðîì ñëåäîâàëî áû èñêëþ÷èòü âñå
“ëèøíèå” ñâÿçè, à íà îñâîáîäèâøèåñÿ âõîäû ïîäàòü íàïðÿæåíèå +12Â. (Íî âñå æå
ïðàâèëüíåå áûëî áû èñïîëüçîâàòü äâå âèòûå ïàðû ïðîâîäî⠓çåìëÿ – ñèãíàë” ÷òîáû
óìåíüøèòü àìïëèòóäó ïåðåêðåñòíûõ ïîìåõ.)
Ïîñêîëüêó öåïè ñèíõðîíèçàöèè îòêëþ÷åíû, îáìåí äàííûìè âîçìîæåí òîëüêî â
àñèíõðîííîì ðåæèìå. Êàê óæå îòìå÷àëîñü (ñì. ï. 1.4), ïðè äîñòàòî÷íîì “èíòåëëåêòå”
óñòðîéñòâ ìîæíî ââîäèòü â ïîòîê ñèìâîëî⠓óíèêàëüíûå” êîäû, êîòîðûå
ðàñöåíèâàþòñÿ ïðèåìíèêîì êàê êîìàíäû, òàê ÷òî òðåõïðîâîäíûé âàðèàíò
èíòåðôåéñà îêàçûâàåòñÿ íå ñòîëü ïðèìèòèâíûì, êàê ýòî ìîæåò ïîêàçàòüñÿ íà
ïåðâûé âçãëÿä.
Ñóùåñòâóåò è àïïàðàòíàÿ ïîääåðæêà òðåõïðîâîäíîãî âàðèàíòà èíòåðôåéñà,
ïðàâäà çàòðàãèâàþùàÿ âñåãî ëèøü îäèí ðåæèì, ñâÿçàííûé ñ îêîí÷àíèåì ñåàíñà
ñâÿçè ìåæäó óñòðîéñòâàìè. Åñëè îäíî èç óñòðîéñò⠓æåëàåò” ïðåêðàòèòü
âçàèìîäåéñòâèå ñ äðóãèì óñòðîéñòâîì, òî îíî âìåñòî “íîðìàëüíîãî” ôîðìèðóåò
“ðàñòÿíóòûé” ñòàðò-áèò äëèòåëüíîñòüþ áîëåå 300 ìñ. Óñòðîéñòâî-ïðèåìíèê
ïåðâîíà÷àëüíî ðàñöåíèâàåò ýòó ñèòóàöèþ êàê îøèáî÷íóþ, íî ïî èñòå÷åíèè 300 ìñ
ïðèíèìàåò ê ñâåäåíèþ ôàêò ëîãè÷åñêîãî ðàçðûâà ñîåäèíåíèÿ è î÷èùàåò ñâîþ
áóôåðíóþ ïàìÿòü îò îøèáî÷íûõ äàííûõ, ïðèíÿòûõ çà ýòî âðåìÿ.
1.7. Ýëåêòðè÷åñêèå óðîâíè ñèãíàëîâ RS-232
Âîçâðàùàÿñü ê Ðèñ. 1.4 îòìåòèì, ÷òî, ñîãëàñíî èíòåðôåéñó RS-232,
ýëåêòðè÷åñêèå óðîâíè ñèãíàëîâ îòñ÷èòûâàþòñÿ îò “ñèãíàëüíîé çåìëè” SG, öåïü 102 –
signal ground or common return. Óïðàâëÿþùèå ñèãíàëû ïåðåäàþòñÿ â ïðÿìîì êîäå, ò.
å. íàëè÷èþ ñèãíàëà ñîîòâåòñòâóåò òèïîâîé óðîâåíü íàïðÿæåíèÿ +12Â, à åãî
îòñóòñòâèþ – ìèíóñ 12Â. Äàííûå TxD è RxD ïðåäñòàâëåíû â îáðàòíîì êîäå, ò. å.
ñèãíàëó ëîã. 1 ñîîòâåòñòâóåò íàïðÿæåíèå ìèíóñ 12Â, à ñèãíàëó ëîã. 0 – íàïðÿæåíèå
+12Â, ñì. Ðèñ. 1.5 – Ðèñ. 1.8. Ñòàðò- è ñòîï-áèòû (ñì. Ðèñ. 1.5) ïåðåäàþòñÿ
ñîîòâåòñòâåííî ïîëîæèòåëüíûì è îòðèöàòåëüíûì óðîâíÿìè íàïðÿæåíèÿ.
Ôîðìèðîâàòåëü ñèãíàëà äîëæåí âûäàâàòü íàïðÿæåíèå âûñîêîãî óðîâíÿ â
ïðåäåëàõ +5...+15Â èëè íàïðÿæåíèå íèçêîãî óðîâíÿ â ïðåäåëàõ ìèíóñ 5...15Â
(òèïîâîå çíà÷åíèå: ±12Â). Ïðèåìíèê ðàñöåíèâàåò âõîäíîå íàïðÿæåíèå èç äèàïàçîíà
+3...+25Â êàê íàïðÿæåíèå âûñîêîãî óðîâíÿ, è èç äèàïàçîíà ìèíóñ 3...25Â êàê
íàïðÿæåíèå íèçêîãî óðîâíÿ.
Åñëè âõîä íå èñïîëüçóåòñÿ, òî íà íåãî ñëåäóåò ïîäàòü ñîîòâåòñòâóþùåå
íàïðÿæåíèå âûñîêîãî èëè íèçêîãî óðîâíÿ. Íàïðèìåð âõîäû DSR, DCD, TxC è CTS
(ñì. Ðèñ. 1.4) ìîæíî îòêëþ÷èòü îò ñîîòâåòñòâóþùèõ öåïåé è ïîäàòü íà íèõ
íàïðÿæåíèå +12Â. Ïðè ýòîì ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ìîäåì âñåãäà ãîòîâ ê ðàáîòå, â
ëèíèè ïîñòîÿííî ïðèñóòñòâóåò ïîëíîöåííûé ïðèíèìàåìûé ñèãíàë, ïåðåäà÷à äàííûõ
TxD â ñèíõðîííîì ðåæèìå ïðîèñõîäèò òîëüêî ñ èñïîëüçîâàíèåì ñèãíàëà CLK,
óïðàâëåíèå ïîòîêîì äàííûõ â àñèíõðîííîì ðåæèìå ëèáî ïðîãðàììíîå (Xon – Xoff),
ëèáî àïïàðàòíîå (hardware flow control), íî îäíîñòîðîííåå, ïðè êîòîðîì ìîäåì
íèêîãäà íå “âîçðàæàåò” ïðîòèâ ïðèåìà äàííûõ TxD, à â ñèíõðîííîì ðåæèìå îí
âñåãäà ãîòîâ íà÷àòü èëè ïðîäîëæèòü ïðèåì äàííûõ TxD è èõ ïåðåäà÷ó â ëèíèþ.
Ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî åñëè íåèñïîëüçóåìûé âõîä ïðèåìíèêà îñòàâèòü
íåïîäêëþ÷åííûì, òî èç-çà âûñîêîãî âõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ïðèåìíèêà è íàâîäîê îò
ñîñåäíèõ ïðîâîäîâ â êàáåëå, ìîãóò íàáëþäàòüñÿ ïðîèçâîëüíûå èçìåíåíèÿ
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
17
ñîñòîÿíèÿ ýòîãî âõîäà è, êàê ñëåäñòâèå, ïîÿâÿòñÿ ëîæíûå çàïðîñû íà îáðàáîòêó
ïðåðûâàíèé. È åùå îäíî. Òàê êàê â èíòåðôåéñå íå ïðåäóñìîòðåíà öåïü, íà êîòîðîé
âñåãäà ïðèñóòñòâóåò ïîëîæèòåëüíîå íàïðÿæåíèå, íåèñïîëüçóåìûé âõîä ïðèåìíèêà
ñîåäèíÿþò ñ âûõîäîì ïåðåäàò÷èêà, íà êîòîðîì ýòî íàïðÿæåíèå ⠓íóæíûé ìîìåíò”
îáÿçàòåëüíî ïîÿâèòñÿ.
1.8. Âçàèìîäåéñòâèå îäíîèìåííûõ óñòðîéñòâ (DTE – DTE
èëè DCE – DCE) â àñèíõðîííîì ðåæèìå
Íà ïðàêòèêå ÷àñòî íåîáõîäèìî ñîåäèíèòü ìåæäó ñîáîé äâà îäíîèìåííûõ
óñòðîéñòâà: DTE – DTE èëè DCE – DCE. Ñíà÷àëà ðàññìîòðèì âçàèìîäåéñòâèå ýòèõ
óñòðîéñòâ â àñèíõðîííîì ðåæèìå (ïðè êîòîðîì öåïè ñèíõðîíèçàöèè íå
èñïîëüçóþòñÿ); âçàèìîäåéñòâèå â ñèíõðîííîì ðåæèìå îïèñàíî â ï.2.
1.8.1. Íóëü-ìîäåìíûå êàáåëè
Íà Ðèñ. 1.10 ïîêàçàíû íåêîòîðûå âàðèàíòû ñîåäèíåíèÿ óñòðîéñòâ òèïà DTE.
Ïðåäïîëîæèì, ÷òî âñå ïîêàçàííûå íà ðèñóíêå óñòðîéñòâà – êîìïüþòåðû, è
êàæäûé èç íèõ “óâåðåí”, ÷òî åãî ïàðòíåð – ìîäåì (èìåííî äëÿ òàêîé ïàðû è áûë â
ñâîå âðåìÿ ðàçðàáîòàí èíòåðôåéñ RS-232). Íî ìîäåìà â äåéñòâèòåëüíîñòè íåò,
ïîýòîìó â äàííîé ñèòóàöèè ñîåäèíèòåëüíûå êàáåëè ìåæäó óñòðîéñòâàìè íàçûâàþò
“íóëü-ìîäåìíûìè”.
Ïîêàçàíû íå âñå âîçìîæíûå âàðèàíòû êàáåëåé. Ê ñîæàëåíèþ, åñëè â
äîêóìåíòàöèè íà óñòðîéñòâî íåò ÷åòêî ñôîðìóëèðîâàííûõ óñëîâèé ôîðìèðîâàíèÿ è
ïðîâåðêè óïðàâëÿþùèõ èíòåðôåéñíûõ ñèãíàëîâ (à òàê ÷àùå âñåãî è áûâàåò), òî
“òâîð÷åñêèé ïðîöåññ” íåèçáåæåí – ïðèäåòñÿ ïðèìåíÿòü ðàçíûå âàðèàíòû êàáåëåé.
Öèôðàìè îáîçíà÷åíû íîìåðà êîíòàêòîâ ñîåäèíèòåëÿ DB-25 (âèëêà),
øòðèõîâîé ëèíèåé îáîçíà÷åí ïðîâîä, ñîåäèíÿþùèé öåïè GND çàùèòíîé çåìëè (ýòèõ
öåïåé ìîæåò è íå áûòü); öåïè ñèãíàëüíîé çåìëè SG â îáùåì ñëó÷àå èçîëèðîâàíû îò
öåïåé GND. Âî âñåõ âàðèàíòàõ âûõîä TxD ñîåäèíåí ñ âõîäîì RxD óñòðîéñòâà –
ïàðòíåðà.
Âàðèàíò à îòëè÷àåòñÿ îò âàðèàíòà á ñïîñîáîì ôîðìèðîâàíèÿ âõîäíîãî
ñèãíàëà DCD: â ïåðâîì ñëó÷àå îí ïîâòîðÿåò ñèãíàë DTR, âî âòîðîì – ñèãíàë RTS
óñòðîéñòâà – ïàðòíåðà. Âàðèàíò à, ïîæàëóé, íàèáîëåå ëîãè÷åí. Äåéñòâèòåëüíî,
çäåñü âèäèì äâå (è äàæå òðè!) “êëàññè÷åñêèå” ïàðû âçàèìîäîïîëíÿþùèõ ñèãíàëîâ
óïðàâëåíèÿ: RTS – CTS, DTR – DSR è DTR – DCD. Ýòîò âàðèàíò êàáåëÿ íàèáîëåå
ïîïóëÿðåí, è åãî èìååò ñìûñë èñïîëüçîâàòü â òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà íåò äîñòàòî÷íîé
èíôîðìàöèè îá îñîáåííîñòÿõ ðåàëèçàöèè èíòåðôåéñà ñîåäèíÿåìûõ óñòðîéñòâ.
18
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
à↓
DTE
1
á↓
DTE
GND
GND
DTE
1
1
DTE
GND
GND
1
2 TxD
TxD 2
2 TxD
TxD 2
3 RxD
RxD 3
3 RxD
RxD 3
4 RTS
RTS 4
4 RTS
RTS 4
5 CTS
CTS 5
5 CTS
CTS 5
6 DSR
DSR 6
6 DSR
DSR 6
7
SG
SG
8 DCD
7
DCD 8
20 DTR
DTR 20
7
8 DCD
1
DTR 20
ã↓
DTE
GND
7
DCD 8
20 DTR
â↓
DTE
SG
SG
GND
DTE
1
1
GND
DTE
GND
1
2 TxD
TxD 2
2 TxD
TxD 2
3 RxD
RxD 3
3 RxD
RxD 3
4 RTS
RTS 4
4 RTS
RTS 4
5 CTS
CTS 5
5 CTS
CTS 5
6 DSR
DSR 6
6 DSR
DSR 6
7
SG
8 DCD
SG
7
DCD 8
20 DTR
DTR 20
7
SG
SG
8 DCD
20 DTR
7
DCD 8
DTR 20
Ðèñ. 1.10. Íåêîòîðûå âàðèàíòû ñîåäèíåíèÿ óñòðîéñòâ òèïà DTE
 âàðèàíòå á âõîäû CTS è DCD îáúåäèíåíû. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ïàññèâíîå
ñîñòîÿíèå ñèãíàëà íà îáúåäèíåííûõ âõîäàõ (íàïðÿæåíèå –12Â) âîñïðèíèìàåòñÿ íå
òîëüêî êàê íåãîòîâíîñòü ïðèåìíèêà óñòðîéñòâà – ïàðòíåðà, íî è êàê åãî îáùàÿ
íåãîòîâíîñòü ê ðàáîòå. Ïîýòîìó ïîìèìî “êëàññè÷åñêîãî” àïïàðàòíîãî óïðàâëåíèÿ
ïîòîêîì äàííûõ ïî öåïÿì RTS – CTS (êàê â âàðèàíòå à ), çäåñü íàáëþäàåòñÿ íåêèé
“ïîáî÷íûé ýôôåêò”. Îí çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ïðèîñòàíîâêà ïîòîêà â îäíîì èç
íàïðàâëåíèé (ñíÿòèåì ñèãíàëà RTS) âëå÷åò çà ñîáîé ïðåêðàùåíèå ïðèåìà äàííûõ,
ïåðåäàâàåìûõ â ïðîòèâîïîëîæíîì íàïðàâëåíèè, òàê êàê ïðè îòñóòñòâèè ñèãíàëà
DCD ïðèíèìàòü äàííûå íåò ñìûñëà. Õîðîøî ýòî èëè ïëîõî – ðåøàåò òîò, êòî òî÷íî
çíàåò öåëü ïîñòðîåíèÿ êîíêðåòíîé ñèñòåìû èç äâóõ óñòðîéñòâ òèïà DTE.
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
19
Âàðèàíò â îòëè÷àåòñÿ îò âàðèàíòà á íåâîçìîæíîñòüþ ðàáîòû â ðåæèìå
àïïàðàòíîãî óïðàâëåíèÿ ïîòîêîì äàííûõ, òàê êàê ìåæäó óñòðîéñòâàìè íåò ñâÿçåé ïî
öåïÿì RTS – CTS. Ñõîäñòâî ýòèõ âàðèàíòî⠖ â ïîëíîé áëîêèðîâêå îáìåíà äàííûìè
ìåæäó óñòðîéñòâàìè ïðè îòñóòñòâèè ñèãíàëà RTS õîòÿ áû â îäíîì èç íèõ.
Âàðèàíò ã ïðåäïîëàãàåò ïîñòîÿííóþ ãîòîâíîñòü óñòðîéñòâà – ïàðòíåðà ê
ðàáîòå, òàê êàê âõîäíûå óïðàâëÿþùèå ñèãíàëû èìèòèðóþòñÿ, à íå îòðàæàþò
èñòèííîå ïîëîæåíèå âåùåé.
1.8.2. Ïðèìåð ñîïðÿæåíèÿ äâóõ óñòðîéñòâ òèïà DCE
DCE
1
GND
DCE
GND
1
2 TxD
TxD 2
3 RxD
RxD 3
4 RTS
RTS 4
5 CTS
CTS 5
6 DSR
DSR 6
7
SG
8 DCD
20 DTR
SG
7
DCD 8
DTR 20
Ðèñ. 1.11. Ñõåìà ñîïðÿæåíèÿ äâóõ
óñòðîéñòâ òèïà DCE
20
Ñõåìû ñîïðÿæåíèÿ óñòðîéñòâ òèïà DCE ïî
ñìûñëó áëèçêè ðàññìîòðåííûì ðàíåå. Âñå îíè
ñîäåðæàò îáùèå öåïè ñèãíàëüíîé è (íå âñåãäà)
çàùèòíîé çåìëè (SG è GND), à òàêæå äâå
ïåðåêðåñòíûå ñâÿçè RxD – TxD, ñì. Ðèñ. 1.11. Â
äàííîì ïðèìåðå çàäåéñòâîâàíû ïàðû öåïåé CTS
– RTS è DCD – DTR. Çäåñü òàêæå ìîæíî
ïðåäëîæèòü
ðÿä
âàðèàíòîâ
ñîåäèíåíèÿ.
Íàïðèìåð
âìåñòî
âûõîäà
DCD
ìîæíî
èñïîëüçîâàòü âûõîä DSR, âûõîäû CTS ìîæíî
ñîåäèíèòü ïåðåìû÷êàìè ñ âõîäàìè RTS “ñâîèõ”
æå óñòðîéñòâ è ò. ï.
Èíòåðåñíî îòìåòèòü, ÷òî ñîåäèíèòåëüíûå
êàáåëè ìåæäó óñòðîéñòâàìè DCE ÷àñòî òàêæå
íàçûâàþò “íóëü-ìîäåìíûìè”, õîòÿ èõ ïî
àíàëîãèè ïðàâèëüíåå áûëî áû íàçâàòü “íóëüêîìïüþòåðíûìè”.
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
2. Ïðèìåðû ñõåì âçàèìîäåéñòâèÿ óñòðîéñòâ òèïà
DTE è DCE â ñèíõðîííîì ðåæèìå
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
Ââîäíûå çàìå÷àíèÿ ..............................................................................................21
Ñèñòåìû ñ âíóòðåííåé ñèíõðîíèçàöèåé ..............................................................22
Ñèñòåìû ñ âíåøíåé ñèíõðîíèçàöèåé...................................................................23
Èñïîëüçóåì ìîäåì êàê óñòðîéñòâî òèïà DTE ! ...................................................25
Cèñòåìà ñ äâóìÿ ïîñëåäîâàòåëüíî âêëþ÷åííûìè êàíàëàìè ñâÿçè ..................25
2.1. Ââîäíûå çàìå÷àíèÿ
 ñèíõðîííîì ðåæèìå, òàê æå êàê è â àñèíõðîííîì, âîçìîæíî âçàèìîäåéñòâèå
óñòðîéñòâ DTE è DCE â ëþáûõ ñî÷åòàíèÿõ.
Íàïîìíèì, ÷òî ïàðà óñòðîéñòâ DTE – DCE îáû÷íî îáúåäèíÿåòñÿ “ïðÿìûìè”
ñâÿçÿìè ìåæäó îäíîèìåííûìè êîíòàêòàìè ñîåäèíèòåëåé (ñì. Ðèñ. 1.4). Îòìåòèì
òàêæå, ÷òî “òðîéêà” ñèãíàëîâ ñèíõðîíèçèðóþùåé ãðóïïû (CLK, TxC, RxC) íå
èñïîëüçóþòñÿ îäíîâðåìåííî: âîçìîæíû ëèøü ñî÷åòàíèÿ CLK – RxC èëè TxC – RxC
(ñì. ï. 1.4.2.2). Ïðè îáúåäèíåíèè îäíîèìåííûõ ïàð óñòðîéñòâ (DTE – DTE è DCE –
DCE) ïîìèìî èñïîëüçîâàíèÿ öåïåé, ðàññìîòðåííûõ ðàíåå (ñì. Ðèñ. 1.10, Ðèñ. 1.11),
íåîáõîäèìî òàêæå äîëæíûì îáðàçîì ñîåäèíèòü êîíòàêòû, îòâå÷àþùèå çà
ñèíõðîíèçàöèþ.
Ìîæíî ïðåäëîæèòü äåñÿòêè âàðèàíòîâ ñõåì ñîïðÿæåíèÿ îäíîèìåííûõ è
ðàçíîèìåííûõ óñòðîéñòâ (DTE è DCE). Ýòè ñõåìû ðàçëè÷àþòñÿ ÷èñëîì è
ìåñòîïîëîæåíèåì èñòî÷íèêîâ ñèíõðîñèãíàëîâ, âûáîðîì ñî÷åòàíèÿ öåïåé CLK – RxC
èëè TxC – RxC, ñòðóêòóðíûìè îñîáåííîñòÿìè óñòðîéñòâ, ñõåìàìè êàáåëåé, è ò. ä.
×òîáû íå çàïóòàòüñÿ â ýòèõ âàðèàíòàõ è íå òðàòèòü ñèëû íà èçó÷åíèå
ïîëóýêçîòè÷åñêèõ ðåøåíèé, ðàññìîòðèì ëèøü íåêîòîðûå “ïîêàçàòåëüíûå” ñõåìû
ñîïðÿæåíèÿ. Äëÿ ýòîãî îáðàòèìñÿ ê íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûì ïðèìåðàì
ïîñòðîåíèÿ ñèíõðîííûõ êàíàëîâ ñâÿçè ìåæäó óäàëåííûìè óñòðîéñòâàìè, Ðèñ. 2.1 –
Ðèñ. 2.4.
 ýòèõ ñõåìàõ äàííûå ïåðåäàþòñÿ ìåæäó îêîíå÷íûìè óñòðîéñòâàìè ÷åðåç
óñòðîéñòâà òèïà DCE 1 è 2 (â íàøèõ ïðèìåðàõ – ÷åðåç ìîäåìû) ïî êàíàëó ñâÿçè.
Ïðîñòåéøèé êàíàë ñâÿçè – ýòî îäíà èëè äâå âèòûå ïàðû ìåäíûõ ïðîâîäîâ.  áîëåå
îáùåì ñëó÷àå êàíàë ñâÿçè ìîæåò ñîäåðæàòü ïîñëåäîâàòåëüíî âêëþ÷åííûå
ðåòðàíñëÿòîðû, ìóëüòèïëåêñîðû è èíûå óñòðîéñòâà. Íî â íàøèõ ïðèìåðàõ
ñóùåñòâåííî òîëüêî òî, ÷òî êàíàë ñâÿçè ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé âñåãî ëèøü íåêîòîðóþ
ñðåäó ïåðåäà÷è äàííûõ, “ñìåøàííûõ” ñ ñèíõðîñèãíàëàìè. Ïðè ýòîì ïåðåäà÷à
âåäåòñÿ îäíîâðåìåííî â îáîèõ íàïðàâëåíèÿõ. Äëÿ óïðîùåíèÿ ðèñóíêîâ ïîêàçàíû
òîëüêî òðàåêòîðèè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñèíõðîñèãíàëîâ.
Êàíàë ñâÿçè ñ ïîäêëþ÷åííûìè ê åãî íà÷àëó è êîíöó óñòðîéñòâàìè òèïà DCE
óäîáíî ðàññìàòðèâàòü êàê ýëåìåíòàðíóþ ôóíêöèîíàëüíî-çàêîí÷åííóþ òðàíñïîðòíóþ
ñèñòåìó ïåðåäà÷è äàííûõ. Ýòà ñèñòåìà ìîæåò ñèíõðîíèçèðîâàòüñÿ îò ñîáñòâåííûõ
èëè âíåøíèõ îïîðíûõ ãåíåðàòîðîâ; òîãäà åå îáû÷íî íàçûâàþò ñîîòâåòñòâåííî
ñèñòåìîé ñ âíóòðåííåé èëè âíåøíåé ñèíõðîíèçàöèåé.
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
21
2.2. Ñèñòåìû ñ âíóòðåííåé ñèíõðîíèçàöèåé
 ñõåìå, ïðèâåäåííîé íà Ðèñ. 2.1, êàæäîå íàïðàâëåíèå ïåðåäà÷è äàííûõ
îáñëóæèâàåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùèì ãåíåðàòîðîì G1 è G2 ñèíõðîñèãíàëîâ âûñîêîé
òî÷íîñòè è ñòàáèëüíîñòè∗. Íîìèíàëüíûå ÷àñòîòû ñèãíàëîâ ýòèõ ãåíåðàòîðîâ
îäèíàêîâû, íî ôàêòè÷åñêè îíè, êîíå÷íî, íåñêîëüêî ðàçëè÷íû (àáñîëþòíîãî
ñîâïàäåíèÿ áûòü íå ìîæåò). Ðàññìîòðèì ïðîöåññ ïåðåäà÷è äàííûõ èç óñòðîéñòâà
DTE 1 â óñòðîéñòâî DTE 2.
DTE 1
TxC
RxC
TxC
DCE 1
RxC
G1
Ìîäåì 1
Êàíàë ñâÿçè
DCE 2
RxC
G2
TxC
DTE 2
RxC
TxC
TxC
Ìîäåì 2
Ðèñ. 2.1. Ïðèìåð ñèñòåìû ñ âíóòðåííåé ñèíõðîíèçàöèåé, ïåðâûé âàðèàíò. Ïîêàçàíû ïóòè
ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñèíõðîñèãíàëîâ
Ïîä äåéñòâèåì ñèãíàëà TxC îò ãåíåðàòîðà G1 óñòðîéñòâî DTE 1 âûäàåò
äàííûå TxD (íà ðèñóíêå íå îòîáðàæåíû) â ñîîòâåòñòâèè ñ âðåìåííîé äèàãðàììîé,
ïðèâåäåííîé íà Ðèñ. 1.7. Ýòè äàííûå ïîñòóïàþò â ìîäåì 1, âðåìåííî â íåì
çàïîìèíàþòñÿ è çàòåì ïîä äåéñòâèåì ñèíõðîñèãíàëà îò òîãî æå ãåíåðàòîðà (G1)
êîäèðóþòñÿ è ïåðåäàþòñÿ â êàíàë ñâÿçè. Òàêèì îáðàçîì, â êàíàë ïîñòóïàåò “ñìåñü”
äàííûõ ñ ñèíõðîñèãíàëîì.
Ìîäåì 2 âûäåëÿåò èç ïîëó÷åííîé ïî êàíàëó “ñìåñè” ñèíõðîñèãíàë è äàííûå.
Ñèíõðîñèãíàë “î÷èùàåòñÿ” îò ïîìåõ (ïîäðîáíåå – ñì. ãë. 3), äàííûå âðåìåííî
çàïîìèíàþòñÿ. Äàëåå ïîä óïðàâëåíèåì âîññòàíîâëåííîãî ñèíõðîñèãíàëà,
èìåíóåìîãî òåïåðü RxC, äàííûå RxD (íà ðèñóíêå íå ïîêàçàíû) ïåðåäàþòñÿ èç
ìîäåìà 2 â óñòðîéñòâî
DTE 2 â ñîîòâåòñòâèè ñ âðåìåííîé äèàãðàììîé,
ïðèâåäåííîé íà Ðèñ. 1.9. Ñõåìà ñèììåòðè÷íà, ïîýòîìó ïðîöåññ ïåðåäà÷è äàííûõ â
îáðàòíîì íàïðàâëåíèè àíàëîãè÷åí îïèñàííîìó.
Ñõåìà, ïðèâåäåííàÿ íà Ðèñ. 2.2, îòëè÷àåòñÿ îò ïðåäûäóùåé òåì, ÷òî âìåñòî
ñèíõðîñèãíàëà îò ãåíåðàòîðà G2 èñïîëüçóåòñÿ ñèíõðîñèãíàë, âûäåëåííûé èç
êàíàëà.  äàííîì ñëó÷àå âñå ïðîöåññû ïðîòåêàþò ïîä óïðàâëåíèåì ãåíåðàòîðà G1
“âåäóùåãî” (Master) ìîäåìà 1. “Âåäîìûé” (Slave) ìîäåì 2, ïî ñóùåñòâó, ïîìèìî
ïðî÷åãî, âûïîëíÿåò ôóíêöèþ ðåòðàíñëÿòîðà ñèíõðîñèãíàëà îò ãåíåðàòîðà G1.
Ïåðåäà÷à äàííûõ èç óñòðîéñòâà DTE 1 â óñòðîéñòâî DTE 2 àíàëîãè÷íà
îïèñàííîé ðàíåå. Ïðè ïåðåäà÷å äàííûõ â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè îíè âðåìåííî
çàïîìèíàþòñÿ â ìîäåìå 2 è çàòåì âûäàþòñÿ â êàíàë – íî òåïåðü ýòè ïðîöåññû
ñèíõðîíèçèðóþòñÿ âûäåëåííûì èç êàíàëà ñèãíàëîì.
∗
Òåðìèí òî÷íîñòü îïðåäåëÿåò ñòåïåíü ñîîòâåòñòâèÿ ìåæäó íîìèíàëüíîé (“çàÿâëåííîé”) ÷àñòîòîé
ãåíåðàòîðà è óñðåäíåííîé ïî âðåìåíè ôàêòè÷åñêîé (èçìåðåííîé) ÷àñòîòîé. Íàïðèìåð, ãåíåðàòîð ñ
íîìèíàëüíîé ÷àñòîòîé 10 ÌÃö ìîæåò èìåòü ôàêòè÷åñêóþ ÷àñòîòó, óñðåäíåííóþ çà 100 ÷àñîâ,
îòëè÷àþùóþñÿ îò íîìèíàëüíîé íà 0,4 Ãö. Òåðìèí ñòàáèëüíîñòü îïðåäåëÿåò ñòåïåíü ñîîòâåòñòâèÿ
ìåæäó ôàêòè÷åñêîé óñðåäíåííîé ïî âðåìåíè è “ìãíîâåííîé” èçìåðåííîé ÷àñòîòîé. Ýòè ÷àñòîòû,
íàïðèìåð, ìîãóò ðàçëè÷àòüñÿ íà 0,7 Ãö. Òàêèì îáðàçîì, ãåíåðàòîð ìîæåò áûòü: (à) òî÷íûì è
ñòàáèëüíûì, (á) òî÷íûì, íî íåñòàáèëüíûì, (â) íåòî÷íûì, íî ñòàáèëüíûì, è, íàêîíåö, (ã) íåòî÷íûì è
íåñòàáèëüíûì. Äëÿ îöåíêè ãåíåðàòîðîâ ïðèíÿòû ñòàíäàðòíûå óðîâíè êà÷åñòâà, ñì. ï. 3.5.
22
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
DTE 1
TxC
RxC
TxC
DCE 1
RxC
Êàíàë ñâÿçè
DCE 2
RxC
G1
Ìîäåì 1
(Master)
TxC
Ìîäåì 2
DTE 2
RxC
TxC
TxC
(Slave)
Ðèñ. 2.2. Ïðèìåð ñèñòåìû ñ âíóòðåííåé ñèíõðîíèçàöèåé, âòîðîé âàðèàíò
Îòìåòèì, ÷òî ñèãíàëû TxC è RxC íà âõîäàõ óñòðîéñòâà DTE 1 èìåþò
îäèíàêîâóþ ÷àñòîòó, íî âçàèìíî ñäâèíóòû ïî ôàçå íà íåêîòîðûé çàðàíåå íå
èçâåñòíûé óãîë. Ïîýòîìó ïåðåäàâàåìûå è ïðèíèìàåìûå äàííûå ïðèíàäëåæàò
âçàèìíî ñäâèíóòûì ïî ôàçå “ñèíõðîñåòêàì”, ïî êîòîðûì îïðåäåëÿþòñÿ ãðàíèöû è
öåíòðû áèòîâûõ èíòåðâàëîâ. Ýòîò ñäâèã âûçâàí ñóùåñòâåííûì ðàçëè÷èåì çàäåðæåê
ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñèãíàëà îò îäíîãî è òîãî æå ãåíåðàòîðà (G1) äî âõîäîâ óñòðîéñòâà
DTE 1 ïî “êîðîòêîìó” è “äëèííîìó” ïóòÿì. (Êðîìå òîãî, êà÷åñòâî ñèãíàëà ïîñëå åãî
ïðîõîæäåíèÿ ïî “äëèííîé” ïåòëå ìîæåò â òîé èëè èíîé ñòåïåíè ñíèçèòüñÿ; íî îá
ýòîì – îòäåëüíûé ðàçãîâîð, ñì. ãë. 3, ï. 3.6.)
Äëÿ íîðìàëüíîé ðàáîòû íåêîòîðûõ óñòðîéñòâ (ìóëüòèïëåêñîðîâ è ò. ï.) òîëüêî
÷òî óïîìèíàâøèéñÿ ôàçîâûé ñäâèã ìåæäó ñèíõðîñåòêàìè ïåðåäàâàåìûõ è
ïðèíèìàåìûõ äàííûõ íåäîïóñòèì. Ðåøåíèå çàäà÷è âûðàâíèâàíèÿ ôàç áóäåò
ïîêàçàíî íà ïðèìåðå ñõåìû, ïðèâåäåííîé íà Ðèñ. 2.4.
2.3. Ñèñòåìû ñ âíåøíåé ñèíõðîíèçàöèåé
 ñõåìå íà Ðèñ. 2.3, â îòëè÷èå îò ïðåäûäóùåé, îïîðíûé ãåíåðàòîð ðàçìåùåí
â îêîíå÷íîì óñòðîéñòâå òèïà
DCE. Ïîä äåéñòâèåì ñèíõðîñèãíàëà ñ ýòîãî
ãåíåðàòîðà äàííûå ïåðåäàþòñÿ èç óñòðîéñòâà DCE 1 â ìîäåì 1, âðåìåííî
çàïîìèíàþòñÿ â íåì è çàòåì ⠓ñìåñè” ñ ñèíõðîñèãíàëîì ïîñòóïàþò â êàíàë ñâÿçè.
Ìîäåì 2 è îêîíå÷íîå óñòðîéñòâî òèïà DTE ðàáîòàþò â òåõ æå ðåæèìàõ, ÷òî è â
ïðåäûäóùåé ñõåìå. Îáðàòíàÿ ïåðåäà÷à äàííûõ èç ìîäåìà 1 â óñòðîéñòâî DCE 1
ñîïðîâîæäàåòñÿ âûäåëåííûì èç êàíàëà ñèãíàëîì RxC, êîòîðûé ïðè ïîñòóïëåíèè â
ýòî óñòðîéñòâî “òðàêòóåòñÿ” êàê ñèãíàë CLK.
Ðèñ. 2.3. Ïðèìåð ñèñòåìû ñ âíåøíåé ñèíõðîíèçàöèåé, ïåðâûé âàðèàíò
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
23
Ñõåìà, ïðèâåäåííàÿ íà Ðèñ. 2.4, îòëè÷àåòñÿ îò ïðåäûäóùåé äâóìÿ
ñóùåñòâåííûìè ïðèçíàêàìè.
Âî-ïåðâûõ, ãåíåðàòîð G1 ôîðìèðóåò ñèíõðîííûå è ñèíôàçíûå ñèãíàëû RxC
è TxC. Îíè, êàê è ïîëîæåíî, ñîîòâåòñòâåííî ñîïðîâîæäàþò “ñâîè” âûõîäíûå äàííûå
è çàïðàøèâàþò “÷óæèå”, ïîñòóïàþùèå íà âõîä óñòðîéñòâà DCE 1. Òàêèì îáðàçîì,
ìîäåì 1 ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ óñòðîéñòâîì DCE 1 äîëæåí âûäàâàòü è ïðèíèìàòü
äàííûå â ñîîòâåòñòâèè ñ îäíîé è òîé æå ñèíõðîñåòêîé.
Âî-âòîðûõ, ìîäåì 1 (òèïà Ì-64 ô. Çåëàêñ) äîïîëíèòåëüíî âûïîëíÿåò ôóíêöèþ
ïðèâÿçêè ïðèíèìàåìûõ èç êàíàëà äàííûõ ê èñõîäíîìó ñèíõðîñèãíàëó îò ãåíåðàòîðà
G1. Ýòî îñóùåñòâëÿåòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì. Ìîäåì 1, êàê è â ïðåäûäóùèõ
ïðèìåðàõ, âûäåëÿåò èç êàíàëüíîãî ñèãíàëà ñèíõðîèìïóëüñû è äàííûå. Ïîä
äåéñòâèåì ýòèõ ñèíõðîèìïóëüñîâ ïðèíÿòûå èç êàíàëà äàííûå âðåìåííî
çàïîìèíàþòñÿ ⠓ýëàñòè÷íîé” ïàìÿòè (íà ðèñóíêå íå ïîêàçàíà; ïîäðîáíîñòè – â ãë. 3).
 îòëè÷èå îò îïèñàííîãî ðàíåå “ñêâîçíîãî” ïðîõîæäåíèÿ ñèíõðîñèãíàëà ÷åðåç
ìîäåì 1, äàëüíåéøåå ðàñïðîñòðàíåíèå âûäåëåííûõ èç êàíàëà ñèíõðîèìïóëüñîâ
ïðåêðàùàåòñÿ, ÷òî óñëîâíî îòðàæåíî íà ñõåìå “êðåñòèêîì”.
DCE 1
RxC
G1
DCE 2
CLK
DCE 3
RxC
TxC
RxC
TxC
Êàíàë ñâÿçè
Ìîäåì 1
DTE
RxC
TxC
Ìîäåì 2
M-64
Ðèñ. 2.4. . Ïðèìåð ñèñòåìû ñ âíåøíåé ñèíõðîíèçàöèåé, âòîðîé âàðèàíò
Äàííûå ñ÷èòûâàþòñÿ èç ýëàñòè÷íîé ïàìÿòè ïîä óïðàâëåíèåì ñèãíàëîâ îò
ãåíåðàòîðà
G1, ïîñòóïàþùèõ ïî öåïè
G1 – RxC – CLK.
Ýòè äàííûå
ñîïðîâîæäàþòñÿ “ñâîèì” ñèãíàëîì RxC, êîòîðûé, îäíàêî, â äàííîé ñõåìå íå
èñïîëüçóåòñÿ.
 ðåçóëüòàòå èìååì ñëåäóþùóþ “êàðòèíó”. Óñòðîéñòâî DCE 1 ñîïðîâîæäàåò
ñâîè âûõîäíûå äàííûå ñèãíàëîì RxC. Ìîäåì 1 ïðèíèìàåò ýòîò ñèãíàë íà âõîä CLK
è ïîä åãî óïðàâëåíèåì âðåìåííî çàïîìèíàåò âõîäíûå äàííûå è ïåðåñûëàåò èõ â
êàíàë. Â òî æå âðåìÿ óñòðîéñòâî DCE 1 çàïðàøèâàåò äàííûå îò ìîäåìà 1 ñèãíàëîì
TxC, ñîâïàäàþùèì ñ RxC. Îíî “óâåðåíî” â ïðèâÿçêå ïîñòóïàþùèõ îò ìîäåìà 1
äàííûõ ê ñèãíàëó TxC. È ýòà “óâåðåííîñòü” îïðàâäûâàåòñÿ áëàãîäàðÿ ïðàâèëüíîìó
âûáîðó ðåæèìà ñèíõðîíèçàöèè ýëàñòè÷íîé ïàìÿòè.
24
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
2.4. Èñïîëüçóåì ìîäåì êàê óñòðîéñòâî òèïà DTE !
Ïàðà ìîäåìîâ Çåëàêñ Ì-144 ìîæåò ðàáîòàòü ñ êàíàëîì ñâÿçè â ðàçëè÷íûõ
ðåæèìàõ. Ïðè ýòîì, â ÷àñòíîñòè, îäèí èç ìîäåìîâ ìîæåò ðàññìàòðèâàòüñÿ êàê
óñòðîéñòâî òèïà DTE. Çäåñü ìû îçíàêîìèìñÿ òîëüêî ñ îäíèì èç òàêèõ ðåæèìîâ
(Ðèñ. 2.5).
RxC
Êàíàë ñâÿçè
DTE
DCE
TxC
RxC
TxC
Ìîäåì 1
Ìîäåì 2
M-144
M-144
(Master)
(Slave)
Ðèñ. 2.5. Îäèí èç ñåìè âàðèàíòîâ ïîäêëþ÷åíèÿ ìîäåìîâ Ì-144 ê êàíàëó ñâÿçè.
Êàê ñëåäóåò èç ñõåìû, ìîäåìû 1 è 2 âûïîëíÿþò ñîîòâåòñòâåííî ôóíêöèè
óñòðîéñòâ òèïà DTE è DCE. Ïðè ýòîì îáåñïå÷èâàåòñÿ ïàðàëëåëüíîå è “ñêâîçíîå”
ïðîõîæäåíèå ñèãíàëîâ ñèíõðîíèçàöèè “ñëåâà – íàïðàâî” îò äâóõ âíåøíèõ èñòî÷íèêîâ
ñèíõðîíèçàöèè, â îáùåì ñëó÷àå íåçàâèñèìûõ. Íåèçáåæíî âîçíèêàåò âîïðîñ: à ìîæåò
ëè ñèíõðîñèãíàë ÒõÑ ðàñïðîñòðàíÿòüñÿ â êàíàëå íàâñòðå÷ó “ñâîèì æå” äàííûì (ò. å.
êàê áû “ïðîòèâ òå÷åíèÿ”)? – Äà, ìîæåò, íî îïèñàíèå ïîäðîáíîñòåé òàêîãî
ðàñïðîñòðàíåíèÿ âûõîäèò çà ðàìêè íàñòîÿùåé ãëàâû. Ïðèìåì ïîêà ýòîò ôàêò “íà
âåðó”.
2.5. Cèñòåìà ñ äâóìÿ ïîñëåäîâàòåëüíî âêëþ÷åííûìè
êàíàëàìè ñâÿçè
 ñõåìå, ïðèâåäåííîé íà Ðèñ. 2.6, ïðèìåíåíû äâà ðàññìîòðåííûõ ðàíåå
ðåøåíèÿ, ñì. Ðèñ. 2.1 è Ðèñ. 2.5. Ïîñëåäíåå èñïîëüçîâàíî â êà÷åñòâå
“óäëèíèòåëÿ” äëÿ ïåðåäà÷è ñèãíàëîâ RxC è TxC ê óäàëåííîìó îêîíå÷íîìó
óñòðîéñòâó DTE 3. Ïàðó ìîäåìîâ 2 è 3, ðàñïîëîæåííûõ íåäàëåêî äðóã îò äðóãà,
ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê ðåòðàíñëÿòîð.
DTE 1
TxC
DCE 1
DCE 2
TxC
G1
RxC
Êàíàë
ñâÿçè 1
RxC
Ìîäåì 1
DTE 2
Êàíàë
ñâÿçè 2
DCE 3
RxC
RxC
RxC
TxC
TxC
TxC
DTE 3
RxC
G2
Ìîäåì 2
Ìîäåì 3
Ìîäåì 4
M-144
M-144
(Master)
TxC
(Slave)
Ðèñ. 2.6. Ñèñòåìà ñ äâóìÿ ïîñëåäîâàòåëüíî âêëþ÷åííûìè êàíàëàìè ñâÿçè
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
25
Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè ñèñòåì ñ âíóòðåííåé è âíåøíåé ñèíõðîíèçàöèåé
íåîáõîäèìî ñëåäèòü çà òåì, ÷òîáû â íèõ íå áûëî çàìêíóòûõ êîíòóðîâ
ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñèíõðîñèãíàëà, íå ñâÿçàííûõ ñ îïîðíûì ãåíåðàòîðîì. Èç
ïðèâåäåííûõ ñõåì ñëåäóåò, ÷òî â íèõ òàêèõ êîíòóðîâ íåò. Íî â áîëåå ñëîæíûõ
ñèñòåìàõ, ñîñòîÿùèõ èç äåñÿòêîâ èëè ñîòåí ñèíõðîííûõ óñòðîéñòâ, ïðåäîòâðàòèòü
âîçíèêíîâåíèå òàêèõ êîíòóðîâ áûâàåò íå ïðîñòî (ñì. ãë. 3).
____________________________
À òåïåðü, ñëåäóÿ ïðèíöèïó “îò ïðîñòîãî – ê ñëîæíîìó”, ðàññìîòðèì âîïðîñû
ñèíõðîíèçàöèè ñ áîëåå îáùèõ ïîçèöèé.
…ïðîäîëæåíèå ñëåäóåò
26
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
3. Ñèíõðîíèçàöèÿ ïåðåäà÷è äàííûõ ìåæäó
óäàëåííûìè óñòðîéñòâàìè
Ñèè âåùè ïðîñòî îáÿçàíû âîéòè â êðóã íàøèõ ïîíÿòèé:
3.1. ×òî òàêîå ñèíõðîíèçàöèÿ? ....................................................................................27
3.2. Êëþ÷åâàÿ ïðîáëåìà ñèíõðîíèçàöèè è åå óíèâåðñàëüíîå ðåøåíèå ..................28
3.3. Ê ÷åìó ïðèâîäÿò ïðîñêàëüçûâàíèÿ ......................................................................30
3.4. Èñòî÷íèêè “îáíîâëÿåìîé” ñèíõðîíèçàöèè...........................................................30
3.5. Ãåíåðàòîðû ñèãíàëîâ âûñîêîé òî÷íîñòè è ñòàáèëüíîñòè...................................31
3.6. Êîàëèöèÿ âðàãîâ ñèíõðîíèçàöèè..........................................................................32
3.7. Àäàïòèâíûé ôèëüòð äëÿ ïîäàâëåíèÿ äæèòòåðà – âàíäåðà................................33
3.8. Ñèíõðîíèçàöèÿ äóïëåêñíûõ êàíàëîâ ...................................................................34
3.9. Îòêóäà áåðóòñÿ ïàðàçèòíûå öèêëû ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñèíõðîñèãíàëîâ?...........36
3.10. Àâòîìàòè÷åñêîå ðåøåíèå ãîëîâîëîìîê ñèíõðîíèçàöèè.................................38
3.11. Ñèíõðîíèçàöèÿ êîëüöåâûõ ñòðóêòóð ................................................................41
3.1. ×òî òàêîå ñèíõðîíèçàöèÿ?
 ñõåìå, ïðèâåäåííîé íà Ðèñ. 3.1, íåêîòîðûé èñòî÷íèê äàííûõ ïåðåñûëàåò èõ
â óäàëåííûé ïðèåìíèê ÷åðåç ìíîæåñòâî óçëî⠓òðàíñïîðòíîé ñåòè”.
Rc
Èñòî÷íèê äàííûõ
Ïðèåìíèê äàííûõ
Sc
Òðàíñïîðòíàÿ ñåòü
Ðèñ. 3.1. Ñõåìà ñèíõðîííîé ïåðåäà÷è äàííûõ ÷åðåç òðàíñïîðòíóþ ñåòü; Sc è Rc –
íåïðåðûâíûå ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ñèíõðîèìïóëüñîâ, ïåðåäàâàåìûõ â ñåòü è ïðèíèìàåìûõ èç
ñåòè â êà÷åñòâå ñèãíàëîâ ïîäòâåðæäåíèÿ èñòèííîñòè áèòîâ äàííûõ
Èñòî÷íèê äàííûõ, íàïðèìåð ïåðâûé ìîáèëüíûé òåëåôîí, ïåðåäàåò â ñåòü
êîäèðîâàííûé ñèãíàë, â êîòîðîì äàííûå (“îöèôðîâàííàÿ” ðå÷ü) “ñìåøàíû” ñ
ñèíõðîèìïóëüñàìè Sc. Âòîðîé òåëåôîí âûäåëÿåò èç ïðèíÿòîãî ñèãíàëà äàííûå è
ñèíõðîèìïóëüñû Rc è âîññòàíàâëèâàåò ðå÷åâîé ñèãíàë. Òå æå ïðîöåññû ïðîòåêàþò
è ïðè ïåðåäà÷å äàííûõ â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè, ÷òî, îäíàêî, íå îòðàæåíî íà
ðèñóíêå äëÿ åãî óïðîùåíèÿ.
Êàê îáû÷íî, ñèíõðîíèçàöèÿ ñîñòîèò â îáåñïå÷åíèè ñëàæåííîé, ñîãëàñîâàííîé
âî âðåìåíè, ðàáîòû èñòî÷íèêà è ïðèåìíèêà äàííûõ. Òðóäíîñòè âîçíèêàþò â ñâÿçè ñ
áîëüøîé ôèçè÷åñêîé ïðîòÿæåííîñòüþ ñèñòåìû – ðàññòîÿíèå ìåæäó èñòî÷íèêîì è
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
27
ïðèåìíèêîì äàííûõ ìîæåò ñîñòàâëÿòü äåñÿòêè òûñÿ÷ êèëîìåòðîâ, à òðàåêòîðèÿ
ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïàêåòà äàííûõ ÷åðåç ñåòü çàðàíåå íåèçâåñòíà è ìîæåò ïðîõîäèòü
ñêâîçü ñîòíè óçëîâ. Êðîìå òîãî, ôèçè÷åñêàÿ ñðåäà òðàíñïîðòíîé ñåòè íåîäíîðîäíà,
ñîîòâåòñòâåííî íåîäèíàêîâû è ñêîðîñòè ïåðåäà÷è ïîòîêîâ, â êîòîðûå “âïàäàåò” íàø
ñëàáûé ïîòîê äàííûõ. Ñëîæíîñòåé, êàê âèäèì, áîëåå ÷åì äîñòàòî÷íî.
Îäíàêî, íå âäàâàÿñü ïîêà â ïîäðîáíîñòè è èñõîäÿ òîëüêî èç “îáùèõ
ñîîáðàæåíèé”, ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî äëÿ ïðàâèëüíîé ïåðåäà÷è ïîòîêà áèòîâ îò
èñòî÷íèêà ê ïðèåìíèêó íåîáõîäèìî ðàâåíñòâî ÷àñòîò ñèíõðîñèãíàëîâ Sc è Rc.
Äåéñòâèòåëüíî, åñëè ÷àñòîòû íå ðàâíû, òî ñêîðîñòè ïîñòóïëåíèÿ è ñ÷èòûâàíèÿ
äàííûõ èç ñåòè áóäóò ðàçëè÷àòüñÿ. Åñëè ñêîðîñòü ïîñòóïëåíèÿ äàííûõ â ñåòü
áîëüøå ñêîðîñòè èõ ðàññàñûâàíèÿ ïðèåìíèêîì, òî íåêàÿ áóôåðíàÿ ïàìÿòü,
èìåþùàÿñÿ â ñåòè, ìîæåò ïåðåïîëíèòüñÿ, ÷òî ïðèâåäåò ê ïîòåðå äàííûõ. Åñëè
ñêîðîñòü ðàññàñûâàíèÿ äàííûõ èç áóôåðíîé ïàìÿòè ïðåâûøàåò ñêîðîñòü èõ
ïîñòóïëåíèÿ, òî ìîæåò íàñòóïèòü ìîìåíò ïîëíîãî “îïóñòîøåíèÿ” ïàìÿòè. Â
ðåçóëüòàòå ïðèåìíèê ïîëó÷èò íåäîñòîâåðíûå äàííûå.
Çàáåãàÿ âïåðåä, îòìåòèì, ÷òî îáå ñêîðîñòè ìîãóò áûòü îäèíàêîâûìè òîëüêî
ïðè èñïîëüçîâàíèè ãåíåðàòîðîâ âûñøåãî óðîâíÿ òî÷íîñòè (STRATUM 1), åñëè îíè
ñèíõðîíèçèðóþòñÿ îò ñïóòíèêîâîé ãëîáàëüíîé ñèñòåìû ïîçèöèîíèðîâàíèÿ GPS. Íî
äàæå åñëè ýòî òàê, òî êàê áûòü ñ ñåòüþ? Âåäü íåëüçÿ æå â êàæäîì åå óçëå
óñòàíàâëèâàòü ãåíåðàòîðû òàêîãî óðîâíÿ ñëîæíîñòè!
3.2. Êëþ÷åâàÿ ïðîáëåìà ñèíõðîíèçàöèè è åå
óíèâåðñàëüíîå ðåøåíèå
Íåñìîòðÿ íà çàâîðàæèâàþùóþ ñëîæíîñòü ñèñòåìû, ïîêàçàííîé íà Ðèñ. 3.1,
ïðè áëèæàéøåì ðàññìîòðåíèè ìîæíî çàìåòèòü, ÷òî â íåé äåéñòâóþò íåêîòîðûå
óíèâåðñàëüíûå “íåïðåëîæíûå çàêîíû”, (ïðè÷åì ìíîãèå “ñòàðû êàê ìèð”),
îáëåã÷àþùèå ïîíèìàíèå åå ôóíêöèîíèðîâàíèÿ.
Îäèí èç íèõ îòíîñèòñÿ ê êëþ÷åâîé ïðîáëåìå ñèíõðîíèçàöèè: “Êàê ñîõðàíèòü
ñîãëàñîâàííóþ ðàáîòó ïåðåäàò÷èêà è ïðèåìíèêà äàííûõ ïðè íåâîçìîæíîñòè
íåïîñðåäñòâåííîé ïåðåäà÷è ñèíõðîñèãíàëîâ ìåæäó íèìè?” Îòâåò òàêîâ:
“Ñóùåñòâóåò óíèâåðñàëüíîå ðåøåíèå íà îñíîâå öåïè ðåòðàíñëÿòîðîâ, êàæäûé èç
êîòîðûõ âðåìåííî áóôåðèçóåò äàííûå è îáíîâëÿåò ñèíõðîñèãíàë”. Ñêàçàííîå
ïîÿñíÿåòñÿ ñõåìîé íà Ðèñ. 3.2.
28
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
NE
NE
NE
Ec
Áóôåð
äàííûõ
Sc
DIN
NE
NE
Rc
DOUT
Hc
Ðèñ. 3.2. Óïðîùåííàÿ ñõåìà òðàññû ïåðåäà÷è äàííûõ è ñèíõðîñèãíàëîâ ÷åðåç òðàíñïîðòíóþ
ñåòü (ñì. Ðèñ. 3.1)
Òðàññà ïåðåäà÷è äàííûõ ïðîõîäèò ÷åðåç ïîñëåäîâàòåëüíîñòü óäàëåííûõ
äðóã îò äðóãà óñòðîéñòâ NE (Network Equipment – îáîðóäîâàíèå ñåòè).  êàæäîì
óñòðîéñòâå
NE
èìååòñÿ áëîê “ýëàñòè÷íîé ïàìÿòè”, âûïîëíÿþùèé ðîëü
ñãëàæèâàþùåãî áóôåðà äàííûõ.
Èç âõîäíîãî ñèãíàëà âûäåëÿþòñÿ ñèíõðîèìïóëüñû Ec è äàííûå DIN.
Âûäåëåíèå ñèíõðîèìïóëüñîâ Åñ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ìåñòíîãî ãåíåðàòîðà ñ
àâòîïîäñòðîéêîé ÷àñòîòû (íà ðèñóíêå íå ïîêàçàí). Äàííûå DIN ïîä óïðàâëåíèåì
ñèíõðîèìïóëüñîâ Åñ çàíîñÿòñÿ â áóôåðíóþ ïàìÿòü. Îíà èìååò ñòðóêòóðó
“òðóáîïðîâîäà” è ðàáîòàåò ïî ïðèíöèïó “ïåðâûé âîøåäøèé ïåðâûì âûõîäèò”
(First Input – First Output, ñîêð. FIFO). Ñ ïàìÿòüþ ìîãóò áåñêîíôëèêòíî ðàáîòàòü
ìåñòíûå èñòî÷íèê è ïðèåìíèê äàííûõ. (Êîíôëèêòû, êîòîðûå ìîãëè áû âîçíèêíóòü
ïðè îäíîâðåìåííûõ îáðàùåíèÿõ ê ïàìÿòè ïî çàïèñè è ÷òåíèþ, óñòðàíÿþòñÿ
àïïàðàòíî.)
Ñ÷èòûâàíèå äàííûõ DOUT èç áóôåðà ïðîèñõîäèò ïîä óïðàâëåíèåì ñèãíàëà
Íñ (òîé æå íîìèíàëüíîé ÷àñòîòû); îí, êàê ïðåäïîëàãàåì, áîëåå áëèçîê ê
“èäåàëüíîìó”, ÷åì ñèãíàë Åñ. Äåëî â òîì, ÷òî ïðîòîòèï ñèãíàëà Åñ, âîçìîæíî,
íåäîñòàòî÷íî ñòàáèëåí, òàê êàê ïðåòåðïåâàåò âîçäåéñòâèå øóìîâ â ëèíèè ñâÿçè è
èíûõ ôàêòîðîâ. (Î âàðèàíòàõ ïðîèñõîæäåíèÿ ñèãíàëà Íñ – ÷óòü ïîçæå.)
Ñ÷èòàííûå äàííûå
DOUT
“ñìåøèâàþòñÿ” ñ ñèíõðîñèãíàëàìè
Íñ â
ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèíÿòûì ìåòîäîì êîäèðîâàíèÿ è ïîñòóïàþò â ëèíèþ äëÿ ïåðåäà÷è â
ñîñåäíåå óñòðîéñòâî NE, ãäå îïèñàííûå ïðîöåññû ïîâòîðÿþòñÿ, è ò. ä.
Êàê îòìå÷àëîñü, ÷àñòîòà ñèíõðîíèçàöèè íà ðàçíûõ ó÷àñòêàõ ñåòè ìîæåò áûòü
ðàçëè÷íîé. Îäíàêî îïèñàííûé ïðèíöèï çàìåíû “âòîðîñîðòíûõ” ñèíõðîñèãíàëîâ
“âûñîêîêà÷åñòâåííûìè” îñòàåòñÿ ïðèìåíèìûì äëÿ êàæäîãî ó÷àñòêà.
Íà íà÷àëüíîì ýòàïå ïåðåäà÷è äàííûõ èõ ñ÷èòûâàíèå èç áóôåðíîé ïàìÿòè
èìååò ñìûñë íà÷èíàòü òîëüêî ïîñëå òîãî êàê ïàìÿòü çàïîëíèòñÿ ïðèìåðíî íà 50%,
èíà÷å áóäåò âåëèê ðèñê åå ïîëíîãî îïóñòîøåíèÿ (íàïðèìåð èç-çà âðåìåííîãî
íåçíà÷èòåëüíîãî ñíèæåíèÿ ÷àñòîòû ñèãíàëà Åñ â òîò ïåðèîä, êîãäà óðîâåíü
çàïîëíåíèÿ áóôåðíîé ïàìÿòè î÷åíü ìàë). Îøèáêè, ñâÿçàííûå ñ ïåðåïîëíåíèåì èëè
îïóñòîøåíèåì áóôåðíîé ïàìÿòè, íàçûâàþò “ïðîñêàëüçûâàíèÿìè”.
Èòàê, â óñòàíîâèâøåìñÿ ðåæèìå öåïî÷êà èç óñòðîéñòâ NE ðàáîòàåò êàê
åäèíîå öåëîå, íàïîìèíàþùåå ñïîðòèâíóþ ýñòàôåòó. Êà÷åñòâî ñèíõðîñèãíàëîâ
óõóäøàåòñÿ íà äèñòàíöèÿõ ìåæäó óñòðîéñòâàìè, â îñíîâíîì, èç-çà ïîìåõ â ëèíèÿõ
ñâÿçè, íî â äîñòàòî÷íîé ìåðå âîññòàíàâëèâàåòñÿ êàæäûì ïîñëåäóþùèì
óñòðîéñòâîì. Åñëè âñå ñäåëàíî ïðàâèëüíî, òî ìîæíî îæèäàòü, ÷òî ïðè ïåðåäà÷å
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
29
ïàêåòà äàííûõ â êàæäîì óñòðîéñòâå NE óðîâåíü çàïîëíåíèÿ áóôåðíîé ïàìÿòè
êîëåáëåòñÿ îêîëî îòìåòêè “50%”, ïðîñêàëüçûâàíèé íå âîçíèêàåò èëè, ïî êðàéíåé
ìåðå, îíè ïðîèñõîäÿò äîñòàòî÷íî ðåäêî.
3.3. Ê ÷åìó ïðèâîäÿò ïðîñêàëüçûâàíèÿ
Òàáëèöà 3.1 îòðàæàåò ïîñëåäñòâèÿ ïðîñêàëüçûâàíèÿ ñèíõðîíèçàöèè â ðàçíûõ
ñèòóàöèÿõ.
Òàáëèöà 3.1
Òèï äàííûõ èëè òåõíîëîãèÿ
èõ ïåðåäà÷è
Ïðîÿâëåíèå ïðîñêàëüçûâàíèÿ ñèíõðîíèçàöèè
Çâóêîâûå äàííûå (ìóçûêà,
ðå÷ü)
Ùåë÷êè ïðè ïðîñëóøèâàíèè ìóçûêè, ðå÷è
Ïåðåäà÷à ôàêñ-ñîîáùåíèé
Íåïðàâèëüíûé òåêñò
Ïåðåäà÷à ñîîáùåíèé ïî
ýëåêòðîííîé ïî÷òå
Íåïðàâèëüíûé òåêñò èëè íåîáõîäèìîñòü ïîâòîðíîé
ïåðåäà÷è
Âèäåî-èíôîðìàöèÿ
Èñêàæåíèå èçîáðàæåíèÿ (íàïðèìåð
“çàìîðàæèâàíèå” èëè ïîòåðÿ êàðòèíêè)
Òåõíîëîãèÿ SONET/SDH
Ïîòåðÿ äàííûõ
Òåõíîëîãèÿ ÀÒÌ
Íåïðàâèëüíûå äàííûå
Òåõíîëîãèÿ DSL
Ïîòåðÿ ïàêåòîâ
3.4. Èñòî÷íèêè “îáíîâëÿåìîé” ñèíõðîíèçàöèè
 ñõåìå íà Ðèñ. 3.2 èñïîëüçîâàëñÿ èñòî÷íèê Íñ ñèíõðîèìïóëüñîâ âûñîêîé
òî÷íîñòè è ñòàáèëüíîñòè. Ãäå âçÿòü òàêîé èñòî÷íèê?
Åñòü äâà âàðèàíòà: (1) óñòàíîâèòü ìåñòíûé ãåíåðàòîð èëè (2) “èçâëå÷ü”
ñèíõðîèìïóëüñû èç ñèãíàëà, ïðèíèìàåìîãî ïî îäíîìó èç èìåþùèõñÿ êàíàëîâ,
âûáðàâ êàíàë ñ íàèëó÷øèì êà÷åñòâîì, Ðèñ. 3.3. (Ïðè ýòîì íå èñêëþ÷åíî, ÷òî
ñèíõðîñèãíàë èìåííî “íàøåãî” êàíàëà – ñàìûé ñòàáèëüíûé è òî÷íûé.)
30
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
C
D
A
B
G1
Sc
NE
NE
Ñèíõðîíèçàöèÿ
îò ìåñòíîãî
ãåíåðàòîðà
G2
NE
NE
Rc
Ñèíõðîíèçàöèÿ
îò íàèëó÷øåãî
êàíàëà (D)
Ðèñ. 3.3. Ñõåìà âîññòàíîâëåíèÿ ñèíõðîíèçàöèè ñ èñïîëüçîâàíèåì ðàçíûõ âàðèàíòîâ åå
“îáíîâëåíèÿ”
 äàííîì ïðèìåðå íà ïóòè ïåðåäà÷è èñõîäíîãî ñèíõðîñèãíàëà
Sc
(“ñìåøàííîãî” ñ äàííûìè) èìåþòñÿ ÷åòûðå óñòðîéñòâà NE (Network Equipment –
îáîðóäîâàíèå ñåòè). Ïåðâîå è âòîðîå ðàçìåùåíû â ïåðâîì çäàíèè è
ñèíõðîíèçèðóþòñÿ îò ìåñòíîãî ãåíåðàòîðà
G1 ñðåäíåãî óðîâíÿ òî÷íîñòè è
ñòàáèëüíîñòè (STRATUM 2, ñì. ï. 3.5). Òðåòüå è ÷åòâåðòîå óñòðîéñòâà
NE
ðàçìåùåíû âî âòîðîì çäàíèè, óäàëåííîì îò ïåðâîãî. Ýòè óñòðîéñòâà ðàáîòàþò íå
òîëüêî ñ “íàøèì”, íî è ñ äðóãèìè êàíàëàìè (A, B, C, D).  êàíàëå D ïðèñóòñòâóåò
ñèãíàë íàèâûñøåãî óðîâíÿ òî÷íîñòè è ñòàáèëüíîñòè (STRATUM 1). Îí âûáèðàåòñÿ â
êà÷åñòâå ñèíõðîñèãíàëà Íñ (ñì. Ðèñ. 3.2) ñ ïîìîùüþ ãåíåðàòîðà
G2
ñ
àâòîïîäñòðîéêîé ÷àñòîòû.
Îáà âàðèàíòà íå ëèøåíû íåäîñòàòêîâ. Ïåðâûé ìîæåò îêàçàòüñÿ äîðîãèì èëè
ãðîìîçäêèì, òàê êàê ïðåäïîëàãàåò èñïîëüçîâàíèå ãåíåðàòîðà âûñîêîé (ïî
ñîâðåìåííûì ìåðêàì) òî÷íîñòè è ñòàáèëüíîñòè. Âòîðîé âàðèàíò ïîäðàçóìåâàåò
õîðîøåå î÷èùåíèå âîññòàíîâëåííîãî ñèãíàëà îò ïàðàçèòíîé ÷àñòîòíîé ìîäóëÿöèè,
ïðîÿâëÿþùåéñÿ â âèäå òàê íàçûâàåìûõ äæèòòåðà (jitter – äðîæàíèå) è âàíäåðà
(wander – ñòðàíñòâèå). Çäåñü âèäèòñÿ òàêàÿ ïðîáëåìà: êàê î÷èñòèòü ïðèíÿòûé èç
ëèíèè ñèíõðîñèãíàë îò ïàðàçèòíîé ÷àñòîòíîé ìîäóëÿöèè, íå èìåÿ îïîðíîãî ñèãíàëà?
Íî ñíà÷àëà î ïåðâîì âàðèàíòå.
3.5. Ãåíåðàòîðû ñèãíàëîâ âûñîêîé òî÷íîñòè è
ñòàáèëüíîñòè
Ïðè ïîñòðîåíèè ñåòåé ïåðåäà÷è äàííûõ èñïîëüçóþòñÿ ãåíåðàòîðû òðåõ
óðîâíåé: Stratum 1, Stratum 2, Stratum 2E, Stratum 3, Stratum 3Å (Stratum – ñëîé).
Óðîâåíü Stratum 1 – ñàìûé âûñîêèé. Ãàðàíòèðîâàííàÿ òî÷íîñòü – íå íèæå
±1*10 . Ýòîò óðîâåíü óæå íàäåæíî ïðåîäîëåí. Òàê, èñòî÷íèê ñèíõðîíèçàöèè
STSC2010 íà îñíîâå âîäîðîäíîãî ìàçåðà îáåñïå÷èâàåò ìàêñèìàëüíóþ
ñòàáèëüíîñòü ÷àñòîòû, äîñòèæèìóþ ñîâðåìåííîé òåõíîëîãèåé – ïîðÿäêà 10-14,
ñì. êàòàëîã ô. Datum (ÑØÀ) íà ñàéòå http//www.datum.com . Ýòà æå ôèðìà
âûïóñêàåò öåçèåâûé èñòî÷íèê ñèíõðîñèãíàëîâ
FTS4065B ñ êðàòêîâðåìåííîé
-11
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
31
ñòàáèëüíîñòüþ 10-12 è äîëãîâðåìåííîé ñòàáèëüíîñòüþ 10-14.
Óðîâåíü Stratum 2 – áîëåå íèçêèé, îí ãàðàíòèðóåò òî÷íîñòü íå íèæå ±1,6 *10-8.
Ãåíåðàòîð FTS1130 ýòîãî óðîâíÿ âûïîëíåí íà îñíîâå ñâåðõñòàáèëüíîãî êâàðöåâîãî
ðåçîíàòîðà è îáåñïå÷èâàåò ñòàáèëüíîñòü óðîâíÿ 5*10-11 â òå÷åíèå äíÿ. Ãåíåðàòîðû
âòîðîãî è òðåòüåãî óðîâíåé âûïîëíÿþòñÿ òàêæå íà îñíîâå ðóáèäèåâûõ èñòî÷íèêîâ
ñèíõðîñèãíàëîâ.
Óðîâíè Stratum 3 è Stratum 3Å ãàðàíòèðóþò òî÷íîñòü íå íèæå ±4,6 *10-6.
 ðÿäå ðåøåíèé ïðèìåíÿåòñÿ ïðèåìíèê ñïóòíèêîâûõ ñèãíàëîâ ãëîáàëüíîé
ñèñòåìû ïîçèöèîíèðîâàíèÿ
GPS, ÷òî ïîìîãàåò ñôîðìèðîâàòü ñèãíàë óðîâíÿ
Stratum 1 è ïðåäîñòàâëÿåò âîçìîæíîñòü îòñëåæèâàòü àñîëþòíîå âðåìÿ.
Ïîäðîáíîñòè – íà ñàéòå ô. Datum.
Ïðèìåíåíèå “ñâîåãî” ãåíåðàòîðà ïîçâîëÿåò âëàäåëüöó àïïàðàòóðû ïðîâîäèòü
áîëåå íåçàâèñèìóþ òåõíè÷åñêóþ ïîëèòèêó è èçáàâëÿåò îò íåîáõîäèìîñòè
îòñëåæèâàíèÿ íîâîââåäåíèé â ñîñåäíèõ óçëàõ ñåòè. Íàïðèìåð â ðåçóëüòàòå
íåñîãëàñîâàííûõ äåéñòâèé ñîñåä ïî ñåòè ìîæåò ïðîäàòü ñâîé ãåíåðàòîð óðîâíÿ
Stratum 1 â ðàñ÷åòå íà èñïîëüçîâàíèå “íàøåãî” ñèãíàëà, à ýòîò ñèãíàë, â ñâîþ
î÷åðåäü, âñåãäà êîñâåííî ôîðìèðîâàëñÿ îò “ñîñåäñêîãî” ãåíåðàòîðà (êîòîðûé òåïåðü
íåèçâåñòíî ãäå).
Òàêóþ îøèáêó áûâàåò íåëåãêî îáíàðóæèòü, òàê êàê ïîñëå ïîòåðè îïîðíîãî
èñòî÷íèêà ñèíõðîñèãíàëîâ ãåíåðàòîðû ñ àâòîïîäñòðîéêîé ÷àñòîòû ïðîäîëæàþò
ôóíêöèîíèðîâàòü (ñ ïîíèæåííîé òî÷íîñòüþ è ñòàáèëüíîñòüþ), îáåñïå÷èâàÿ áîëåå
èëè ìåíåå ïðàâèëüíóþ ïåðåäà÷ó äàííûõ. Ê òàêèì ãîëîâîëîìêàì ìû åùå âåðíåìñÿ.
3.6. Êîàëèöèÿ âðàãîâ ñèíõðîíèçàöèè
 íåå âõîäÿò óïîìèíàâøèåñÿ äæèòòåð è âàíäåð, ïðè÷åì ïîñëåäíèé – “âðàã
íîìåð îäèí”, òàê êàê îí íåóêëîííî ñòðåìèòñÿ âûçâàòü ïðîñêàëüçûâàíèå, â òî âðåìÿ
êàê äæèòòåð ëåã÷å ãàñèòñÿ ýëàñòè÷íîé ïàìÿòüþ. Òîò è äðóãîé èìåþò îäèíàêîâóþ
ñóùíîñòü, êîòîðàÿ ñîñòîèò â ïàðàçèòíîé ÷àñòîòíîé ìîäóëÿöèè ñèíõðîñèãíàëà
ñèãíàëàìè îòíîñèòåëüíî âûñîêîé (äæèòòåð) èëè (è) íèçêîé (âàíäåð) ÷àñòîòû. (Ñâîåãî
ðîäà èëëþñòðàöèåé âàíäåðà ìîæåò ñëóæèòü çâó÷àíèå àêêîðäåîíà, îñîáåííî åñëè
èãðàòü ìåäëåííî è íåãðîìêî.) ×àñòîòíàÿ ãðàíèöà ìåæäó äæèòòåðîì è âàíäåðîì
îáû÷íî ïðèíèìàåòñÿ ðàâíîé 10 Ãö, õîòÿ è íå âñåãäà. Õàðàêòåð èñêàæåíèé ïîÿñíÿåòñÿ
Ðèñ. 3.4.
a
á
Ðèñ. 3.4. Ïðîÿâëåíèÿ äæèòòåðà è âàíäåðà: à – âðåìåííàÿ äèàãðàììà, îòðàæàþùàÿ ñèãíàë áåç
ïîìåõ; á – âðåìåííàÿ äèàãðàììà ñèíõðîñèãíàëîâ ïðè âîçäåéñòâèè äæèòòåðà èëè (è) âàíäåðà
Ïðîèñõîæäåíèå òàêèõ èñêàæåíèé ìîæåò áûòü âûçâàíî ìíîãèìè ôàêòîðàìè.
Íåêîòîðûå èç íèõ: ïåðåêðåñòíûå ïîìåõè â ëèíèè; ïóëüñàöèè íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ
èñòî÷íèêà è ïðèåìíèêà ñèãíàëîâ; “íåáëàãîïðèÿòíûå” êîäîâûå êîìáèíàöèè ïðè
ôîðìèðîâàíèè âûõîäíîãî ñèãíàëà ëèíåéíûì ïåðåäàò÷èêîì; ìåõàíè÷åñêàÿ âèáðàöèÿ
(ïðè êîòîðîé íåêîòîðûå ðàäèîýëåêòðîííûå ýëåìåíòû ìîãóò ðàáîòàòü êàê
ïðåîáðàçîâàòåëè ìåõàíè÷åñêîé ýíåðãèè â ýëåêòðè÷åñêóþ); äíåâíûå – íî÷íûå
32
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
ïåðåïàäû òåìïåðàòóðû (ñâåðõíèçêî÷àñòîòíûé âàíäåð).
3.7. Àäàïòèâíûé ôèëüòð äëÿ ïîäàâëåíèÿ äæèòòåðà –
âàíäåðà
Íàïîìíèì, â ÷åì çàêëþ÷àåòñÿ ïðîáëåìà. Ïðè ïåðåäà÷å äàííûõ ïî öåïè èç
óçëîâ ñåòè íåîáõîäèìî ïåðèîäè÷åñêè âîññòàíàâëèâàòü ñèíõðîíèçàöèþ, ò. å.
îòáðàñûâàòü “óñòàðåâøèé” ñèíõðîñèãíàë è çàìåíÿòü åãî “ñâåæèì”. Ãäå åãî âçÿòü? –
Ìîæíî óñòàíîâèòü ãåíåðàòîð, íî ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ ñèãíàëîì, âûäåëåííûì èç
êàêîãî-ëèáî èìåþùåãîñÿ êàíàëà, åñëè êà÷åñòâî ýòîãî ñèãíàëà äîñòàòî÷íî âûñîêîå.
Íàïðèìåð, îäèí èç êàíàëîâ ìîæåò íåñòè ñèíõðîñèãíàë óðîâíÿ Stratum 1, è òîãäà
äåøåâëå åãî “ïîä÷èñòèòü”, ÷åì ïîêóïàòü ñâîé ãåíåðàòîð ýòîãî óðîâíÿ. Íî êàê ýòî
ñäåëàòü, íå èìåÿ íè÷åãî ëó÷øåãî, ÷åì ñàì “çàñîðåííûé” ñèãíàë? Èëè, äðóãèìè
ñëîâàìè, ñïîñîáåí ëè îí ê ñàìîî÷èùåíèþ?
Ñõåìà, ïîêàçàííàÿ íà Ðèñ. 3.5, ïîçâîëÿåò óìåíüøèòü óðîâåíü èñêàæåíèé,
âíîñèìûõ äæèòòåðîì è âàíäåðîì, áåç èñïîëüçîâàíèÿ îïîðíîãî ñèãíàëà.
G
Ec
Áóôåð
äàííûõ
DIN
DELTA
DOUT
VCO
Fc
Ðèñ. 3.5. Ñõåìà ôèëüòðà äëÿ ïîäàâëåíèÿ ïàðàçèòíîé ÷àñòîòíîé ìîäóëÿöèè ñèíõðîñèãíàëà
Ñõåìà íàïîìèíàåò ðàññìîòðåííóþ ðàíåå, ñì Ðèñ. 3.2. Â íåé èñïîëüçóåòñÿ òà
æå ýëàñòè÷íàÿ ïàìÿòü ñ äîïîëíèòåëüíî ââåäåííûì èíäèêàòîðîì óðîâíÿ çàïîëíåíèÿ.
Ýòîò èíäèêàòîð ôîðìèðóåò ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå DELTA, êîòîðîå ïî çíàêó è
âåëè÷èíå ïðîïîðöèîíàëüíî îòêëîíåíèþ óðîâíÿ çàïîëíåíèÿ áóôåðà îò îòìåòêè
“50%”.
Ãåíåðàòîð
VCO, óïðàâëÿåìûé íàïðÿæåíèåì, ñïîñîáåí ïîä äåéñòâèåì
ñèãíàëà DELTA èçìåíÿòü ÷àñòîòó â íåáîëüøèõ ïðåäåëàõ. Ïðè DELTA = 0 ÷àñòîòà
âûõîäíîãî ñèãíàëà Fc áëèçêà íîìèíàëüíîé. Ïðè DELTA > 0 ÷àñòîòà ïîâûøàåòñÿ,
ïðè DELTA < 0 – ñíèæàåòñÿ.
Ïðåäïîëîæèì, ÷òî â èñõîäíîì ñîñòîÿíèè áóôåðíàÿ ïàìÿòü çàïîëíåíà íà
50%, ãåíåðàòîð G ñ àâòîïîäñòðîéêîé ÷àñòîòû âûäåëÿåò èç âõîäíîãî ñèãíàëà
ñèíõðîñèãíàë Åñ, ñåïàðàòîð äàííûõ (íà ðèñóíêå íå ïîêàçàí) âîññòàíàâëèâàåò
äàííûå DIN è ïåðåäàåò èõ íà âõîä ïàìÿòè. Ñ÷èòûâàíèå äàííûõ èç ïàìÿòè
ïðîèñõîäèò ïîä óïðàâëåíèåì ñèãíàëà Fc.
Ïðè íàëè÷èè äæèòòåðà â ñèãíàëå Åñ óðîâåíü çàïîëíåíèÿ ïàìÿòè ñîâåðøàåò
îòíîñèòåëüíî áûñòðûå êîëåáàíèÿ, ÷òî îòðàæàåòñÿ â âèäå ñîîòâåòñòâóþùèõ
êîëåáàíèé íàïðÿæåíèÿ íà óïðàâëÿþùåì âõîäå ãåíåðàòîðà
VCO. Áëàãîäàðÿ
äîñòàòî÷íîé èíåðöèîííîñòè ãåíåðàòîðà è ñëàáîé êðóòèçíå åãî õàðàêòåðèñòèêè
íàïðÿæåíèå – ÷àñòîòà, ñèãíàë Fc íà åãî âûõîäå “äðîæèò” â ìåíüøåé ñòåïåíè, ÷åì
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
33
ñèãíàë Åñ, ïðè÷åì âûñîêî÷àñòîòíûå êîìïîíåíòû äæèòòåðà ïîäàâëÿþòñÿ ëó÷øå, ÷åì
íèçêî÷àñòîòíûå.
Ïðè íàëè÷èè âàíäåðà â ñèãíàëå Åñ êîëåáàíèÿ óðîâíÿ çàïîëíåíèÿ ïàìÿòè
èìåþò íèçêóþ ÷àñòîòó, ïîýòîìó èíåðöèîííîñòü ãåíåðàòîðà VCO óæå íå ìîæåò
ñëóæèòü ñðåäñòâîì åãî ïîäàâëåíèÿ. Èç-çà áîëüøîãî ïåðèîäà êîëåáàíèé âîçðàñòàåò
îïàñíîñòü ïåðåïîëíåíèÿ èëè îïóñòîøåíèÿ ïàìÿòè. (Ñëèøêîì ñèëüíî óâåëè÷èâàòü
îáúåì ïàìÿòè íåëüçÿ, òàê êàê ïðè ýòîì íåîïðàâäàííî óâåëè÷èâàåòñÿ çàäåðæêà
ïåðåäà÷è äàííûõ.)  äàííîì ñëó÷àå ãåíåðàòîð VCO äî íåêîòîðîé ñòåïåíè
ïðåäîõðàíÿåò ïàìÿòü îò ïåðåïîëíåíèé è îïóñòîøåíèé ïóòåì ñîîòâåòñòâóþùåãî
ñëàáîãî ïîâûøåíèÿ èëè ñíèæåíèÿ ÷àñòîòû âûõîäíîãî ñèãíàëà Fc. Èíûìè ñëîâàìè,
÷àñòü âàíäåðà, ê ñîæàëåíèþ, ïðîõîäèò ÷åðåç òàêîé ôèëüòð.
Äëÿ óëó÷øåíèÿ õàðàêòåðèñòèê ôèëüòðà èñïîëüçóþò íåëèíåéíûé èíäèêàòîð
óðîâíÿ çàïîëíåíèÿ ïàìÿòè, ïðåäïîëàãàþùèé íàëè÷èå íåêîòîðîé “ìåðòâîé çîíû”
âáëèçè îòìåòêè “50%”. Äî òåõ ïîð ïîêà óðîâåíü çàïîëíåíèÿ ïàìÿòè ëåæèò â
ïðåäåëàõ ýòîé çîíû, ãåíåðàòîð VCO íå èçìåíÿåò ÷àñòîòó âûõîäíîãî ñèãíàëà.
Ìîæíî ïîñòðîèòü ìíîãîçâåííûå ôèëüòðû ñ ëèíåéíûìè è íåëèíåéíûìè
èíäèêàòîðàìè è îáðàòíûìè ñâÿçÿìè ðàçíûõ óðîâíåé.
Êîíå÷íî, åñòü ìíîãî èíûõ ðåøåíèé. Íàïðèìåð, ôèëüòð, îïèñàííûé â ïàò. ÑØÀ
¹ 5.923.669, ïîçâîëÿåò óìåíüøèòü âàíäåð â 5 – 10 ðàç♥.
3.8. Ñèíõðîíèçàöèÿ äóïëåêñíûõ êàíàëîâ
 ñõåìå íà Ðèñ. 3.6, à íà÷àëüíûé è êîíå÷íûé óçëû ó÷àñòêà òðàíñïîðòíîé ñåòè
ñèíõðîíèçèðóþòñÿ îò ãåíåðàòîðîâ G íàèâûñøåãî óðîâíÿ òî÷íîñòè è ñòàáèëüíîñòè
(STRATUM 1). Äàííûå, “ñìåøàííûå” ñ ñèíõðîñèãíàëàìè, ïåðåäàþòñÿ ìåæäó
óñòðîéñâàìè NE (íàïðèìåð ìóëüòèïëåêñîðàìè) îäíîâðåìåííî â îáå ñòîðîíû, ò. å. â
äóïëåêñíîì ðåæèìå.
Ñðåäà ïåðåäà÷è äàííûõ ìåæäó ñîñåäíèìè óñòðîéñòâàìè NE – îäíà èëè äâå
âèòûå ïàðû ïðîâîäîâ, îïòîâîëîêîííàÿ ëèíèÿ, è ò. ï. Ñêîðîñòè ïåðåäà÷è äàííûõ â
îáîèõ íàïðàâëåíèÿõ (îáîçíà÷åííûõ ñòðåëêàìè) îäèíàêîâû. Ïðèâåäåííàÿ íà Ðèñ.
3.6, à
ñõåìà äîñòàòî÷íî ðàñïðîñòðàíåíà; îíà, íàïðèìåð, ìîæåò ÿâëÿòüñÿ
ôðàãìåíòîì çàìêíóòîãî êîëüöà èç óñòðîéñòâ NE â ñåòè SONET/SDH.
Êàæäîå ïðîìåæóòî÷íîå óñòðîéñòâî NE (Ðèñ. 3.6, á) ïðèíèìàåò ëèíåéíûå
ñèãíàëû ñ îáîèõ íàïðàâëåíèé, âûäåëÿåò èç íèõ äàííûå è ñèíõðîèìïóëüñû. Äëÿ
♥
Çäåñü è äàëåå, ññûëàÿñü íà ïàòåíòíóþ èíôîðìàöèþ, ìû ïðåäïîëàãàåì, ÷òî Âû
âîñïîëüçóåòåñü øèðîêèìè ïîèñêîâûìè âîçìîæíîñòÿìè ñåðâåðà ñ àäðåñîì
http://www.delphion.com . Âû ñìîæåòå áåñïðåïÿòñòâåííî (è áåñïëàòíî) ðàñïå÷àòàòü
ëþáîå ïîëíîå îïèñàíèå ïàòåíòà, ïðàâäà ïðè ýòîì êàæäóþ ñ÷èòàííóþ ñòðàíèöó
ôîðìàòà À4 ïðèäåòñÿ ðàññìàòðèâàòü êàê îòäåëüíûé ôàéë.
34
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
G
G
NE
NE
NE
NE
NE
NE
à
NE
HP
á
â
CLK
LP
ä
NE
HP
NE
HP
LP
CLK
LP
NE
HP
ã
LP
Ðèñ. 3.6. Ñõåìà ñèíõðîíèçàöèè ó÷àñòêà òðàíñïîðòíîé ñåòè ïðè äóïëåêñíîé ïåðåäà÷å äàííûõ: à
– îáùàÿ ñòðóêòóðà öåïè èç óñòðîéñòâ NE; á – ñòðóêòóðà îäíîãî èç óñòðîéñòâ NE; â, ã, ä –
âàðèàíòû íàñòðîéêè óñòðîéñòâà NE
âîññòàíîâëåíèÿ ïðàâèëüíîé ñèíõðîíèçàöèè è ôèëüòðàöèè äæèòòåðà è âàíäåðà, êàê
áûëî ïîêàçàíî ðàíåå, èñïîëüçóþòñÿ áëîêè ýëàñòè÷íîé ïàìÿòè. Çäåñü è äàëåå ýòè
áëîêè íå ïîêàçàíû äëÿ óïðîùåíèÿ ðèñóíêîâ. Ïîýòîìó ëèíèè, ïðîâåäåííûå íà
ðèñóíêàõ âíóòðè óñòðîéñòâ NE, íåëüçÿ ðàññìàòðèâàòü êàê ïðÿìûå ïðîâîäíûå ñâÿçè
ìåæäó ñîîòâåòñòâóþùèìè òî÷êàìè.  äàííîì ñëó÷àå øòðèõîâûå ëèíèè îòðàæàþò
âîçìîæíûå ïóòè ïåðåäà÷è ñèíõðîñèãíàëîâ.
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
35
Ïðîìåæóòî÷íîå óñòðîéñòâî NE (Ðèñ. 3.6, á) ñîäåðæèò ìåñòíûé ãåíåðàòîð
CLK ñèíõðîñèãíàëà îòíîñèòåëüíî íåâûñîêîé òî÷íîñòè è ñòàáèëüíîñòè. (Áûëî áû
ðàñòî÷èòåëüíûì óñòàíàâëèâàòü ãåíåðàòîðû óðîâíÿ
STRATUM 1
â êàæäîì
óñòðîéñòâå NE.) Ýòîò ãåíåðàòîð, êàê áóäåò ïîêàçàíî, èñïîëüçóåòñÿ êðàòêîâðåìåííî
è òîëüêî â ýêñòðåìàëüíûõ ñèòóàöèÿõ, â ïðîöåññå îïåðàòèâíîé àâòîìàòè÷åñêîé
çàìåíû èñòî÷íèêà ñèíõðîíèçàöèè. Òî÷íîñòü è ñòàáèëüíîñòü ãåíåðàòîðà CLK,
îäíàêî, äîëæíû áûòü äîñòàòî÷íûìè äëÿ ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ó÷àñòêà ñåòè, ïóñòü äàæå
ñ ïîâûøåííûì óðîâíåì îøèáîê. Ïðè íîðìàëüíîé ðàáîòå ýòîò ãåíåðàòîð âûêëþ÷åí, è
äëÿ ñèíõðîíèçàöèè âûõîäíûõ ñèãíàëîâ ïðèìåíÿåòñÿ ñèíõðîñèãíàë, âûäåëåííûé èç
âõîäíîãî, ïîñòóïàþùåãî ñïðàâà èëè ñëåâà, â ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèñâîåííûìè èì
ïðèîðèòåòàìè.
Ïðèîðèòåòû îòðàæàþò öåëåñîîáðàçíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ âûäåëåííûõ èç
âõîäíîãî ñèãíàëà ñèíõðîèìïóëüñîâ â êà÷åñòâå âûõîäíûõ.  äàííîì ïðèìåðå (Ðèñ.
3.6, á) âûñîêèé ïðèîðèòåò HP ïðèñâîåí ëåâîìó, à íèçêèé LP – ïðàâîìó âõîäàì
óñòðîéñòâà NE. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî, ïðè íîðìàëüíîé ðàáîòå, äàííûå, âûäàâàåìûå
óñòðîéñòâîì NE â îáå ñòîðîíû, ñèíõðîíèçèðóþòñÿ ñèãíàëîì, âûäåëåííûì èç ëåâîãî
(à íå èç ïðàâîãî) êàíàëà.
Ïðîìåæóòî÷íîå óñòðîéñòâî NE ìîæíî íàñòðîèòü íà ðàáîòó â îäíîì èç òðåõ
ðåæèìîâ, ñì. Ðèñ. 3.6, â, ã, ä.
 ïåðâîì ðåæèìå (Ðèñ. 3.6, â) äëÿ îáùåé ñèíõðîíèçàöèè èñïîëüçóåòñÿ ñèãíàë
ñ âûñîêîïðèîðèòåòíîãî âõîäà ÍÐ. Ñèíõðîèìïóëüñû, âûäåëåííûå èç ñèãíàëà ñ
íèçêîïðèîðèòåòíîãî âõîäà
LP,
èñïîëüçóþòñÿ òîëüêî äëÿ çàíåñåíèÿ
ñîîòâåòñòâóþùèõ äàííûõ â ýëàñòè÷íóþ ïàìÿòü è äàëåå íå ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ, ÷òî
óñëîâíî îòðàæåíî íà ðèñóíêå “êðåñòèêîì”. Óòîëùåííûìè ëèíèÿìè ïîêàçàíà òðàññà
ðàñïðîñòðàíåíèÿ îñíîâíîãî ñèíõðîñèãíàëà.
Âî âòîðîì è òðåòüåì ðåæèìàõ (Ðèñ. 3.6, ã, ä) äëÿ îáùåé ñèíõðîíèçàöèè
èñïîëüçóþòñÿ ñîîòâåòñòâåííî ñèãíàëû ñ íèçêîïðèîðèòåòíîãî âõîäà
LÐ è îò
ãåíåðàòîðà CLK.
3.9. Îòêóäà áåðóòñÿ ïàðàçèòíûå öèêëû ðàñïðîñòðàíåíèÿ
ñèíõðîñèãíàëîâ?
Ïðè ïîñòðîåíèè ñåòåé ðàçðàáîò÷èêè ñòðåìÿòñÿ ê òîìó, ÷òîáû êàæäûé óçåë
ñèíõðîíèçèðîâàëñÿ ñèãíàëîì óðîâíÿ STRATUM 1. Íî, êàê íå ðàç çäåñü îòìå÷àëîñü,
ýêîíîìè÷åñêè (è, ìîæåò áûòü, íå òîëüêî) íåöåëåñîîáðàçíî óñòàíàâëèâàòü
àâòîíîìíûé ãåíåðàòîð ýòîãî óðîâíÿ â êàæäîì ñåòåâîì óñòðîéñòâå (íàïðèìåð,
ìóëüòèïëåêñîðå) èëè äàæå â ãðóïïå óñòðîéñòâ. Ïðîùå ïîëó÷èòü âûñîêîòî÷íûé è
âûñîêîñòàáèëüíûé ñèãíàë èç êàíàëà ñâÿçè, “î÷èñòè┠åãî îò äæèòòåðà è âàíäåðà.
Íî çäåñü íóæíî àáñîëþòíî òî÷íîå çíàíèå “ðîäîñëîâíîé” âñåõ ñèãíàëî⠖
êàíäèäàòîâ íà èñïîëüçîâàíèå â êà÷åñòâå îïîðíûõ. Áîëåå òîãî, äîëæíà áûòü
óâåðåííîñòü â òîì, ÷òî áåç ñîãëàñîâàíèÿ ñ Âàìè ñîñåäè íå èçìåíÿò òîïîëîãèþ òðàññ
ñèíõðîíèçàöèè. Èíà÷å ìîãóò ïîÿâèòüñÿ òîïîëîãè÷åñêèå “ïðèâèäåíèÿ” – öèêëû, íå
ñîäåðæàùèå ìàòåðèàëüíîãî èñòî÷íèêà îïîðíîé ÷àñòîòû. Ñêàçàííîå èëëþñòðèðóåòñÿ
Ðèñ. 3.7.
36
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
G1
STRATUM 1
STRATUM 1 G2
NE1
NE2
NE3
HP
HP
à
LP
G1
NE1
á
NE4
LP
STRATUM 1 G2
STRATUM 1
Îòêàç
NE2
Öèêë!
NE3
NE4
HP
HP
LP
LP
Ðèñ. 3.7. Ñõåìà, ïîÿñíÿþùàÿ ïðîöåññ âîçíèêíîâåíèÿ îøèáîê ñèíõðîíèçàöèè – öèêëîâ,
ëèøåííûõ îïîðíîãî èñòî÷íèêà ñèãíàëîâ: à – èñõîäíîå (ðàáîòîñïîñîáíîå) ñîñòîÿíèå öåïè èç
óñòðîéñòâ NE; á – ñîñòîÿíèå ýòîé öåïè ïîñëå îòêàçà êàíàëà ñâÿçè NE1 Ł NE2
 äàííîì ïðèìåðå ó÷àñòîê ñåòè ñîñòîèò èç ÷åòûðåõ óñòðîéñòâ NE1 – NE4.
Óñòðîéñòâà NE1 è NE4 ñèíõðîíèçèðóþòñÿ íåïîñðåäñòâåííî îò âûñîêîíàäåæíûõ
àâòîíîìíûõ ãåíåðàòîðîâ
G1 è G2 óðîâíÿ STRATUM 1. Ïîýòîìó âõîäíûå
ñèíõðîñèãíàëû èç êàíàëîâ ñâÿçè â ýòèõ óñòðîéñòâàõ èñïîëüçóþòñÿ òîëüêî äëÿ ââîäà
äàííûõ ñ ñîîòâåòñòâóþùåãî íàïðàâëåíèÿ â ýëàñòè÷íóþ ïàìÿòü.
 óñòðîéñòâàõ NE2 è NE3 (Ðèñ. 3.7, à) äëÿ ñèíõðîíèçàöèè âûõîäíûõ
ñèãíàëîâ èñïîëüçîâàíû èìïóëüñû, âûäåëåííûå ñ âûñîêîïðèîðèòåòíûõ âõîäîâ ÍÐ.
Ñèíõðîñèãíàëû ñ íèçêîïðèîðèòåòíûõ âõîäîâ LP èñïîëüçóþòñÿ òîëüêî äëÿ ââîäà
äàííûõ â ýëàñòè÷íóþ ïàìÿòü è ïðåêðàùàþò äàëüíåéøåå ðàñïðîñòðàíåíèå.
Òàêèì îáðàçîì, âñå óñòðîéñòâà ó÷àñòêà ñåòè, ïîêàçàííîãî íà Ðèñ. 3.7, à,
ñèíõðîíèçèðóþòñÿ ñèãíàëàìè óðîâíÿ STRATUM 1: óñòðîéñòâà NE1, NE2 è NE3 –
îò ãåíåðàòîðà G1, à óñòðîéñòâî NE4 – îò ãåíåðàòîðà G2. Êàê âèäèì, âñå ñäåëàíî
ïðàâèëüíî.
Òåïåðü ïðåäïîëîæèì, ÷òî êàíàë ñâÿçè ìåæäó óñòðîéñòâàìè NE1 è NE2
ïåðåñòàë ðàáîòàòü â îäíîì íàïðàâëåíèè, íàïðèìåð â ðåçóëüòàòå óõóäøåíèÿ
èçîëÿöèè â ëèíåéíîì êàáåëå (Ðèñ. 3.7, á). Ýòîò ôàêò ïðåæäå âñåãî áóäåò àïïàðàòíî
çàðåãèñòðèðîâàí â óñòðîéñòâå
NE2
â ðåçóëüòàòå ïîëíîãî îòñóòñòâèÿ èëè
ïîñòóïëåíèÿ èñêàæåííîãî è îñëàáëåííîãî ñèãíàëà ñî ñòîðîíû óñòðîéñòâà NÅ1.
Óñòðîéñòâî
NE3 ïî-ïðåæíåìó ïîëó÷àåò “ïðàâèëüíûé” ñèãíàë ñèíõðîíèçàöèè,
ïðàâäà, óõóäøåííîãî êà÷åñòâà, òàê êàê ãåíåðàòîð ñ àâòîïîäñòðîéêîé ÷àñòîòû
óñòðîéñòâà
NE2
“ïî èíåðöèè” ïðîäîëæàåò ðàáîòàòü íà ÷àñòîòå, áëèçêîé
íîìèíàëüíîé, íî óæå áåç êîððåêöèè ñî ñòîðîíû ãåíåðàòîðà G1.
 óñëîâèÿõ îòñóòñòâèÿ èíôîðìàöèè î ïðîèñõîæäåíèè ñèãíàëîâ íà âõîäàõ
óñòðîéñòâà NE2 ÷åëîâåê – îïåðàòîð èëè íåêèé àâòîìàòè÷åñêèé ïåðåêëþ÷àòåëü
ðåæèìîâ ñèíõðîíèçàöèè ìîæåò ïðèíÿòü ïðîñòîå, íî áåçîòâåòñòâåííîå ðåøåíèå: â
îòâåò íà ïðîïàäàíèå âûñîêîïðèîðèòåòíîãî ñèãíàëà c âõîäà ÍÐ ïåðåêëþ÷èòüñÿ íà
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
37
íèçêîïðèîðèòåòíûé ñèãíàë ñ âõîäà LP. ×òî è äåëàåòñÿ â äàííîì ïðèìåðå. Íî ïîñëå
òàêîãî ïåðåêëþ÷åíèÿ, êàê âèäèì èç ñõåìû, îáðàçîâàëñÿ öèêë, íå ñîäåðæàùèé ñâÿçè ñ
îïîðíûìè ãåíåðàòîðàìè G1 èëè G2.
 ýòîì öèêëå ïðèñóòñòâóþò äâà ãåíåðàòîðà ñ àâòîïîäñòðîéêîé ÷àñòîòû;
êàæäûé ãåíåðàòîð ñòðåìèòñÿ ïîäñòðîèòüñÿ ïî ÷àñòîòå ê äðóãîìó, ðàññìàòðèâàÿ åãî â
êà÷åñòâå îïîðíîãî. Ïîýòîìó ñîçäàåòñÿ ïîëîæèòåëüíàÿ îáðàòíàÿ ñâÿçü, êîòîðàÿ
ïðèâîäèò ê âûõîäó îáîèõ ãåíåðàòîðîâ íà ãðàíè÷íûå äîïóñòèìûå îòêëîíåíèÿ îò
öåíòðàëüíîé ÷àñòîòû èëè ê êîëåáàíèÿì ÷àñòîòû â íåêîòîðûõ ìàëûõ ïðåäåëàõ. Òàê
÷òî çäåñü èñêóññòâåííî ñîçäàþòñÿ äæèòòåð è âàíäåð.
Òåì íå ìåíåå, ó÷àñòîê ñåòè ìîæåò îñòàâàòüñÿ â ðàáîòîñïîñîáíîì ñîñòîÿíèè
(åñëè íå ñ÷èòàòü îòêàçà êàíàëà NE1 Ł NE2), òàê êàê ðàáîòà ïàðû “áåçîïîðíûõ”
èñòî÷íèêîâ ñèíõðîñèãíàëîâ ìîæåò áûòü óäîâëåòâîðèòåëüíîé â òîì ñìûñëå, ÷òî
äàííûå, õîòÿ è ñ áîëüøîé âåðîÿòíîñòüþ îøèáêè, ìîãóò ïåðåäàâàòüñÿ ïî ñåòè.
 ýòîì êðîåòñÿ òðóäíîñòü îáíàðóæåíèÿ òàêèõ ñèòóàöèé. Ïîýòîìó ëó÷øåå
ñðåäñòâî áîðüáû ñ íèìè – ïðîôèëàêòèêà è íåäîïóñòèìîñòü âîëþíòàðèñòñêèõ
ðåøåíèé, ïîäîáíûõ îïèñàííîìó. Íî äëÿ ýòîãî íóæíà íåêîòîðàÿ àâòîìàòèçàöèÿ
ïðèíÿãèÿ ïðàâèëüíûõ ìåð ïî âîññòàíîâëåíèþ ñèíõðîíèçàöèè â ýêñòðåìàëüíûõ
ñëó÷àÿõ èëè ïðè ìîäåðíèçàöèè ñåòè.
3.10. Àâòîìàòè÷åñêîå ðåøåíèå ãîëîâîëîìîê
ñèíõðîíèçàöèè
Ìû òîëüêî ÷òî ðàññìîòðåëè ñðàâíèòåëüíî ïðîñòóþ ñèòóàöèþ, êîãäà
íåïðàâèëüíîå ðåøåíèå áûëî ïðèíÿòî èç-çà íåäîñòàòêà èíôîðìàöèè î
ïðîèñõîæäåíèè âõîäíûõ ñèíõðîñèãíàëîâ. Íî ÷åì ñëîæíåå ñåòü, òåì “êâàäðàòè÷íî”
òðóäíåå ïîëó÷èòü î íåé ïîëíóþ èíôîðìàöèþ. Âûðó÷àåò òî, ÷òî ðàçðàáîòàíû
ïðîòîêîëû ïåðåäà÷è ñâåäåíèé î ñòàòóñå ñèíõðîñèãíàëîâ è àëãîðèòìû âûáîðà
îïòèìàëüíûõ òðàññ ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñèíõðîñèãíàëîâ îò îïîðíûõ èñòî÷íèêîâ. ×òîáû
ïîÿñíèòü ñìûñë àâòîìàòè÷åñêîé ïðîêëàäêè íîâîé òðàññû ïîñëå èçìåíèâøèõñÿ
óñëîâèé ðàáîòû ñåòè, ðàññìîòðèì ïðîñòîé ïðèìåð, Ðèñ. 3.8.
Èñõîäíûå óñëîâèÿ ðàáîòû ó÷àñòêà ñåòè ñîâïàäàþò ñ ïðèâåäåííûìè â
ïðåäûäóùåì ïðèìåðå (ñðàâíèòå Ðèñ. 3.7, à è Ðèñ. 3.8, à), ïîýòîìó, ñ Âàøåãî
ïîçâîëåíèÿ, ïîâòîðÿòü îïèñàíèå íå áóäåì. È îòêàç áóäåò òî÷íî òàêèì æå, íî ðåàêöèÿ
íà íåãî ïîñëåäóåò âåñüìà è âåñüìà “ãðàìîòíàÿ”.
Ñðàâíèâàÿ ðèñóíêè, âèäèì, ÷òî ïîÿâèëèñü íîâûå îáîçíà÷åíèÿ: ST1, DUS, è
ïðî÷. Ýòî ìíåìîêîäû, îòðàæàþùèå ñòàòóñ ïåðåäàâàåìîãî ñèíõðîñèãíàëà. Íî – âñå
ïî ïîðÿäêó.
Äàííûå ìåæäó óñòðîéñòâàìè NE1 – NE4 ïåðåäàþòñÿ êàäðàìè. Êàäð ñîäåðæèò
êàê “ïîëåçíóþ” (ñ òî÷êè çðåíèÿ ïîëüçîâàòåëÿ), òàê è “ñëóæåáíóþ” èíôîðìàöèþ, î
ñóùåñòâîâàíèè êîòîðîé ïîëüçîâàòåëü “íå çíàåò”. Íå áóäåì ðàçáèðàòü ñòðóêòóðó
êàäðà – ýòî óòîìèòåëüíîå è, ãëàâíîå, íåíóæíîå ñåé÷àñ çàíÿòèå. Äëÿ íàñ â äàííîì
38
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
G1
STRATUM 1
STRATUM 1
NE1
NE2
ST1
à
DUS
LP
NE4
NE3
ST1
HP
DUS
HP
DUS
LP
ST1
G2
G1
Îòêàç
NE1
ST1
á
NE2
HP
LOS CLK
SMC
LP
NE4
NE3
SMC
HP
DUS
DUS
LP
ST1
G2
G1
NE1
ST1
â
NE2
HP
LOS CLK
SMC
LP
NE3
SMC
HP
ST1
NE4
DUS
LP
ST1
G2
G1
NE1
NE2
ST1
ã
G2
ST1
HP
LOS
NE3
DUS
LP
ST1
NE4
DUS
HP
LP
ST1
Ðèñ. 3.8. Ñõåìà, ïîÿñíÿþùàÿ ïðîöåññ àäàïòàöèè öåïè èç óñòðîéñòâ NE ê îòêàçó êàíàëà ñâÿçè
NE1 Ł NE2: à – èñõîäíîå (ðàáîòîñïîñîáíîå) ñîñòîÿíèå öåïè; á, ⠖ ñîñòîÿíèÿ â ïðîöåññå
àäàïòàöèè; 㠖 êîíå÷íîå ñîñòîÿíèå
ñëó÷àå âàæíî òîëüêî òî, ÷òî êàæäûé êàäð ñîäåðæèò, â ÷èñëå ïðî÷åãî, “ñëóæåáíîå”
4
ïîëå èç ÷åòûðåõ áèò, â êîòîðîì ìîæíî çàêîäèðîâàòü äî 2 = 16 ðàçëè÷íûõ
ïðèçíàêîâ, õàðàêòåðèçóþùèõ ñèíõðîñèãíàë, “ïåðåíîñÿùèé” äàííûé êàäð îò îäíîãî
óñòðîéñòâà NEi ê äðóãîìó, ñîñåäíåìó. Íà ðàçíûõ “ïåðåãîíàõ” îò óñòðîéñòâà ê
óñòðîéñòâó ñòàòóñ ñèíõðîñèãíàëà ìîæåò èçìåíÿòüñÿ. Íî îí ìîæåò èçìåíÿòüñÿ òàêæå
è â çàâèñèìîñòè îò ñèòóàöèè, â ÷åì ìû äàëåå óáåäèìñÿ.
Â
ïðèìåðå
ñèíõðîñèãíàë:
•
èñïîëüçîâàíû
ñëåäóþùèå
ïðèçíàêè,
õàðàêòåðèçóþùèå
ST1 – ïðèçíàê, îçíà÷àþùèé, ÷òî ñèãíàë ïðîèçîøåë îò ãåíåðàòîðà
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
39
óðîâíÿ STRATUM 1;
•
DUS – (Do not Use for Sync) – “Íå èñïîëüçîâàòü äëÿ ñèíõðîíèçàöèè”.
Ñìûñë ïîíÿòåí èç íàèìåíîâàíèÿ;
•
LOS – (Loss – ïîòåðÿ) – ïðèçíàê, ôîðìèðóåìûé óñòðîéñòâîì,
“ïîòåÿâøèì” ñîîòâåòñòâóþùèé âõîäíîé ñèãíàë;
•
SMC – (SONET
Minimum
Clock) – Ïðèçíàê, îçíà÷àþùèé, ÷òî
ñèíõðîñèãíàë èìååò îòíîñèòåëüíî íèçêîå êà÷åñòâî, ò. å. îáëàäàåò
ìèíèìàëüíî äîïóñòèìûìè ïàðàìåòðàìè (òî÷íîñòüþ, ñòàáèëüíîñòüþ è
äðóãèìè), ïðèåìëåìûìè â ñòàíäàðòàõ ñåòåé SONET.
Íà÷àëüíîå ðàñïðåäåëåíèå ïðèçíàêîâ (ñì. Ðèñ. 3.8, à) íå äîïóñêàåò
ïðîâåäåíèå â æèçíü îøèáî÷íîãî ðåøåíèÿ, ïðèíÿòîãî â ïðåäûäóùåì ïðèìåðå (ñì.
Ðèñ. 3.7). Äåéñòâèòåëüíî, óñòðîéñòâî NE2 òåïåðü íå èìååò ïðàâà ðàññìàòðèâàòü
ñèíõðîñèãíàë ñ íèçêîïðèîðèòåòíîãî âõîäà LP â êà÷åñòâå ýòàëîííîãî – îá ýòîì
íåäâóñìûñëåííî ïðåäóïðåæäàåò ïåðèîäè÷åñêè ïîñòóïàþùèé íà ýòîò âõîä ïðèçíàê
DUS.
Ïðè
ñîáûòèé.
âîçíèêíîâåíèè
îòêàçà
ðàçâîðà÷èâàåòñÿ
òàêàÿ
ïîñëåäîâàòåëüíîñòü
Îáíàðóæèâ îòêàç, óñòðîéñòâî NE2 ôîðìèðóåò “äëÿ ñåáÿ” ïðèçíàê LOS è
ïåðåêëþ÷àåòñÿ íà ñèíõðîíèçàöèþ îò âíóòðåííåãî ãåíåðàòîðà CLK (ñì. Ðèñ. 3.8, á).
×òîáû îïîâåñòèòü ñîñåäåé î ñëó÷èâøåìñÿ, óñòðîéñòâî NE2 òåïåðü ñîïðîâîæäàåò
âñå èñõîäÿùèå êàäðû ïðèçíàêîì SMS. Óñòðîéñòâî NE1 íèêàê íå ðåàãèðóåò íà
èçìåíåíèå ñòàòóñà ñèíõðîñèãíàëà èç ëèíèè, òàê êàê îíî ñèíõðîíèçèðóåòñÿ
íåïîñðåäñòâåííî îò ãåíåðàòîðà
G1
óðîâíÿ
STRATUM 1, è âïîëíå ýòèì
óäîâëåòâîðåíî.
Íî óñòðîéñòâî NE3 íå æåëàåò ìèðèòüñÿ ñî ñíèæåíèåì êà÷åñòâà ýòàëîííîãî
ñèíõðîñèãíàëà. Îíî ïðîâåðÿåò âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ ýòàëîííîãî ñèãíàëà ñ
äðóãîãî, íèçêîïðèîðèòåòíîãî âõîäà LP. Òàêàÿ âîçìîæíîñòü èìååòñÿ, òàê êàê ñèãíàë
íà íèçêîïðèîðèòåòíîì âõîäå LP óñòðîéñòâà NE3 èìååò ñòàòóñ ST1 (STRATUM 1).
Ïîýòîìó óñòðîéñòâî NE3 ïåðåêëþ÷àåòñÿ íà íîâûé èñòî÷íèê ñèíõðîíèçàöèè è
íàçíà÷àåò èñõîäÿùåìó âëåâî ñèíõðîñèãíàëó ñòàòóñ
ST1,
ïîîùðÿÿ åãî
ðàñïðîñòðàíåíèå âãëóáü ñòðóêòóðû, ñì Ðèñ. 3.8, â.
Óñòðîéñòâî NE2 òàêæå íå æåëàåò ìèðèòüñÿ ñ íèçêèì êà÷åñòâîì ñâîåãî
èñòî÷íèêà ñèíõðîíèçàöèè (ãåíåðàòîðà CLK) è æäåò ïîÿâëåíèÿ ñèíõðîñèãíàëà
ëó÷øåãî êà÷åñòâà íà åäèíñòâåííîì èñïðàâíîì âõîäå LP. Îæèäàíèå îïðàâäûâàåòñÿ
ñ ïîñòóïëåíèåì íà ýòîò âõîä êàäðîâ, ñîäåðæàùèõ ïðèçíàê ST1. Òåïåðü óñòðîéñòâî
NE2 ïåðåêëþ÷àåòñÿ íà íîâûé èñòî÷íèê ñèíõðîñèãíàëà è íàçíà÷àåò ñòàòóñ âûõîäíûõ
ñèãíàëîâ â ñîîòâåòñòâèè ñ Ðèñ. 3.8, ã. Çàäà÷à ðåøåíà: ñèíõðîíèçàöèÿ
âîññòàíîâëåíà, êàæäîå óñòðîéñòâî ïîëó÷àåò ñèíõðîñèãíàëû óðîâíÿ STRATUM 1.
Ñðåäè ïðî÷èõ ÷åòûðåõðàçðÿäíûõ ñòàòóñíûõ ïðèçíàêîâ, õàðàêòåðèçóþùèõ
ñèíõðîñèãíàë, ñëåäîâàëî áû îñîáî âûäåëèòü ïðèçíàê STU (STRATUM Traceability
Unknown – STRATUM-òðàññèðóåìîñòü íåèçâåñòíà). Ýòîò ïðèçíàê (åãî êîä 00002, ÷òî
ñóùåñòâåííî) íåñåò èíôîðìàöèþ î òîì, ÷òî ïðîèñõîæäåíèå ñèíõðîñèãíàëà,
íåñóùåãî äàííûé êàäð, íåèçâåñòíî.
 äåéñòâèòåëüíîñòè, ðàçóìååòñÿ, ïðè æåëàíèè âñåãäà ìîæíî “äîêîïàòüñÿ” äî
ïåðâîèñòî÷íèêà ñèãíàëà. Íî äåëî â òîì, ÷òî ïðîòîêîë îáìåíà ñòàòóñíûìè
ïðèçíàêàìè ðàçðàáîòàí ñðàâíèòåëüíî íåäàâíî, è íå âñå ñåòåâûå óñòðîéñòâà åãî
“ïîíèìàþò”. Èíûìè ñëîâàìè, ðåòðàíñëèðóÿ êàäðû, ýòè óñòðîéñòâà âîîáùå
40
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
íåñïîñîáíû çàïîëíèòü ïîëå ñòàòóñíûõ ïðèíàêîâ êàêèì-ëèáî êîäîì. Ïîýòîìó ïîëå
îñòàåòñÿ ïóñòûì (êîä 00002). À ýòîò êîä, âî èçáåæàíèå íåäîðàçóìåíèé,
âîñïðèíèìàåòñÿ ñîñåäÿìè ïî ñåòè êàê ïðèçíàê STU.
Òàêèì îáðàçîì, íîâûå óñòðîéñòâà ìîãóò áåçáîëåçíåííî âíåäðÿòüñÿ â ñòàðûå
ñåòè ïåðåäà÷è äàííûõ. Ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ ÷èñëà íîâûõ óñòðîéñòâ, â ñåòè
îáðàçóþòñÿ îñòðîâêè, à çàòåì öåëûå àðõèïåëàãè è êîíòèíåíòû èç óñòðîéñòâ,
àâòîìàòè÷åñêè è êîëëåêòèâíî ðåøàþùèõ ïðîáëåìû îáùåé ñèíõðîíèçàöèè. Òàê ÷òî
íàëèöî – ðàñïðåäåëåííàÿ ñàìîîðãàíèçóþùàÿñÿ ñèñòåìà.
3.11. Ñèíõðîíèçàöèÿ êîëüöåâûõ ñòðóêòóð
Ìû íå ðàç ãîâîðèëè î òîì, ÷òî ïðè ïîñòðîåíèè ñèñòåì ñèíõðîíèçàöèè
íåäîïóñòèìî îáðàçîâàíèå êîëüöåâûõ ñòðóêòóð. Íî êàê ïîñòóïèòü, åñëè ñàìà ñåòü
ïåðåäà÷è äàííûõ èìååò êîëüöåâóþ ñòðóêòóðó?
Íèêàêîãî ïðîòèâîðå÷èÿ íåò – ïðîñòî ïåðâîíà÷àëüíî ìîæåò ââåñòè â
çàáëóæäåíèå “èãðà ñëîâ”. Ïðàâèëà òå æå, è, ÷òîáû ïîêàçàòü èõ ïðèìåíèìîñòü ê
êîëüöåâûì ñòðóêòóðàì, ðàññìîòðèì ñõåìó, ïðèâåäåííóþ íà Ðèñ. 3.9.
NE2
DUS
NE3
ST1
DUS
ST1
ST1
G
ST1
ST1
NE4
NE1
DUS
NE6
DUS
ST1
NE5
DUS
ST1
ST1
Ðèñ. 3.9. Ïðèìåð ñõåìû ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñèíõðîñèãíàëîâ â êîëüöåâîé ñòðóêòóðå
 ýòîé ñõåìå ïðèíÿòû ââåäåííûå ðàíåå óñëîâíûå ãðàôè÷åñêèå îáîçíà÷åíèÿ è
òåðìèíû. Äëÿ îïðåäåëåííîñòè óòî÷íèì äâå äåòàëè.
1. Ãåíåðàòîð G ôîðìèðóåò ñèíõðîñèãíàë óðîâíÿ STRATUM 1 ïðè
íàëè÷èè âíåøíåé ñèíõðîíèçàöèè îò ñïóòíèêîâîé ñèñòåìû ãëîáàëüíîãî
ïîçèöèîíèðîâàíèÿ (GPS). Åñëè ïîñòóïëåíèå âíåøíåãî ñèíõðîñèãíàëà
ïðåêðàùàåòñÿ (íàïðèìåð ïðè ïîÿâëåíèè íåèñïðàâíîñòè ïðèåìíîé
àíòåííû ãåíåðàòîðà), òî ãåíåðàòîð àâòîìàòè÷åñêè ïåðåêëþ÷àåòñÿ â
àâòîíîìíûé ðåæèì è ôîðìèðóåò ñèíõðîñèãíàë óðîâíÿ STRATUM 2.
2. Êàæäîå óñòðîéñòâî NE 1 – NE 6
ñèíõðîñèãíàëà óðîâíÿ STRATUM 3.
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
èìååò âíóòðåííèé ãåíåðàòîð
41
Ïðè íîðìàëüíîé ðàáîòå ñòðóêòóðû êàæäîå óñòðîéñòâî NEi ïîëüçóåòñÿ
ñèíõðîñèãíàëîì óðîâíÿ STRATUM 1. Óñòðîéñòâî NE 1 ïîëó÷àåò ýòîò ñèãíàë
íåïîñðåäñòâåííî îò ãåíåðàòîðà G, à îñòàëüíûå óñòðîéñòâà – êîñâåííî, âûäåëÿÿ åãî
èç ïåðåäàâàåìîé ïî ëèíèè “ñìåñè” äàííûõ è ñèíõðîèìïóëüñîâ. Êàê ñëåäóåò èç
ñõåìû, ïàðàçèòíûõ êîíòóðîâ ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñèíõðîñèãíàëîâ íåò, èõ
âîçíèêíîâåíèå “ïðîôèëàêòè÷åñêè” ïðåäîòâðàùàåòñÿ ïðèäàíèåì ñòàòóñà DUS (“Íå
èñïîëüçîâàòü äëÿ ñèíõðîíèçàöèè”) ñèíõðîñèãíàëàì, âîçâðàùàþùèìñÿ â ñòîðîíó
ãåíåðàòîðà G.
Ðàññìîòðèì ïîâåäåíèå ñèñòåìû ñèíõðîíèçàöèè â òðåõ ýêñòðåìàëüíûõ
ñèòóàöèÿõ (À, Â, Ñ).
Ñèòóàöèÿ À. Ïðåäïîëîæèì, ÷òî â ãåíåðàòîðå G îòêàçàë ïðèåìíèê ñèãíàëîâ
îò ñïóòíèêîâîé ãëîáàëüíîé ñèñòåìû ïîçèöèîíèðîâàíèÿ (GPS). Ãåíåðàòîð
ïðîäîëæàåò ðàáîòàòü â àâòîíîìíîì ðåæèìå è íà÷èíàåò ôîðìèðîâàòü ñèíõðîñèãíàë
óðîâíÿ STRATUM 2, î ÷åì óâåäîìëÿåò óñòðîéñòâî NE 1. Ýòî óñòðîéñòâî, â ñâîþ
î÷åðåäü, óâåäîìëÿåò áëèæàéøèõ ñîñåäåé î ñíèæåíèè êà÷åñòâà ñèíõðîñèãíàëà
çàìåíîé ïðèçíàêà ST1 ïðèçíàêîì ST2 â ïåðåäàâàåìûõ êàäðàõ (ýòè èçìåíåíèÿ íà
ðèñóíêå íå îòðàæåíû).
Èíôîðìàöèÿ î ñíèæåíèè êà÷åñòâà ñèíõðîñèãíàëà
ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ ê
îñòàëüíûì óñòðîéñòâàì. Òàêèì îáðàçîì, âñå óñòðîéñòâà NEi ïðèíèìàþò åå ê
ñâåäåíèþ, íî, çà íåèìåíèåì ëó÷øåãî ñèíõðîñèãíàëà, ðàáîòàþò â òåõ æå ðåæèìàõ,
÷òî è ðàíåå. Êîëüöåâàÿ ñòðóêòóðà îñòàåòñÿ ðàáîòîñïîñîáíîé, íî, âîçìîæíî
âîçðàñòàåò ÷èñëî ïðîñêàëüçûâàíèé.
Ñèòóàöèÿ Â. Ïðåäïîëîæèì, ÷òî îòêàçàë ãåíåðàòîð G. Îáíàðóæèâ îòñóòñòâèå
ñèãíàëîâ îò ãåíåðàòîðà G, óñòðîéñòâî NE 1 íà÷èíàåò èñïîëüçîâàòü ñîáñòâåííûé
âíóòðåííèé ãåíåðàòîð ñèíõðîñèãíàëîâ óðîâíÿ
STRATUM 3. Òàê æå êàê è â
ïðåäûäóùåé ñèòóàöèè, âñå óñòðîéñòâà NEi ïðèíèìàþò ê ñâåäåíèþ èçìåíåíèå
ñòàòóñà ïîëó÷àåìîãî èç ëèíèè ñèíõðîñèãíàëà (ST 1 Ł ST3).
Íî èìååò ëè ñìûñë ïîëüçîâàòüñÿ âûäåëåííûì èç ëèíèè ñèíõðîñèãíàëîì
óðîâíÿ STRATUM 3 (â êà÷åñòâå îïîðíîãî), êîãäà åñòü ñèãíàë îò ñîáñòâåííîãî
ãåíåðàòîðà òîãî æå óðîâíÿ òî÷íîñòè è ñòàáèëüíîñòè? – Êîíå÷íî, ñìûñëà íåò.
Ïîýòîìó âñå óñòðîéñòâà NEi ïåðåõîäÿò ê ðàáîòå îò âíóòðåííèõ ãåíåðàòîðîâ.
Ñòðóêòóðà îñòàåòñÿ ðàáîòîñïîñîáíîé, íåñìîòðÿ íà âîçìîæíîå óâåëè÷åíèå ÷èñëà
ïðîñêàëüçûâàíèé.
Ñèòóàöèÿ Ñ. Ïðåäïîëîæèì, ÷òî îòêàçàëî óñòðîéñòâî NE 1. Ñâÿçè ñ ñîñåäÿìè
ïîëíîñòüþ “ðàçîðâàíû”. Ñîñåäÿì (óñòðîéñòâàì NE 2 è NE 6) íå îñòàåòñÿ íè÷åãî
äðóãîãî êàê ïåðåéòè ê ðàáîòå îò âíóòðåííèõ ãåíåðàòîðîâ, òàê êàê àëüòåðíàòèâíûå
èñòî÷íèêè ñèíõðîñèãíàëîâ èìåþò ñòàòóñ DUS (“Íå èñïîëüçîâàòü äëÿ
ñèíõðîíèçàöèè”). Óñòðîéñòâà NE 3 – NE 5 òàêæå íà÷èíàþò ñèíõðîíèçèðîâàòüñÿ îò
âíóòðåííèõ ãåíåðàòîðîâ, òàê êàê âûäåëÿåìûå èç ëèíèè ñèíõðîñèãíàëû “íè÷óòü íå
ëó÷øå” ñâîèõ (à ñêîðåå – õóæå). Òàê ÷òî îñòàâøàÿñÿ èñïðàâíîé ÷àñòü ñòðóêòóðû è â
ýòîé ñèòóàöèè îñòàåòñÿ ðàáîòîñïîñîáíîé !
42
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
Óâàæàåìûå ÷èòàòåëè!
Ïîëíàÿ îòðåäàêòèðîâàííàÿ âåðñèÿ “Ó÷åáíèêà” ñîäåðæèòñÿ â êíèãå
“Ñèíõðîíèçàöèÿ â òåëåêîììóíèêàöèîííûõ ñèñòåìàõ. Àíàëèç èíæåíåðíûõ ðåøåíèé”
(àâòîðû: Ñ.Ì.Ñóõìàí, À.Â.Áåðíîâ, Á.Â.Øåâêîïëÿñ, èçä. Ýêî-Òðåíäç, Ìîñêâà, 2003,
272 ñ.). Âû ìîæåòå îçíàêîìèòüñÿ ñ ðåôåðàòîì ýòîé êíèãè è àäðåñàìè åå
ïðèîáðåòåíèÿ íà íàøåì ñàéòå â ðàçäåëå “Íîâîñòè” (ñîîáùåíèå îò 14.01.2003 ã.).
“Çåëàêñ” - www.zelax.ru
43
Скачать