Τεχνολογία Δικτύων Επικοινωνιών Εργαστήριο Ενότητα 2 8...

Ενότητα 8.1

Σειριακή Μετάδοση

11/27/2012ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ ΠΕ

1708 2

Περιεχόμενα

n 8.1.1 Σειριακή και παράλληλη μετάδοσηδεδομένων.

n 8.1.2 Η τυποποίηση της σειριακήςμετάδοσης το πρότυπο RS-232C.

n 8.1.3 Σύνδεση δύο συσκευών μεασύγχρονη μετάδοση.


1708 3

8.1.1 Σειριακή και παράλληλημετάδοση δεδομένων

n Στη σειριακή μετάδοση, τα bit ενός byte τοποθετούνται στηνσειρά και μεταδίδονται το ένα μετά το άλλο μέσα από την ίδιαγραμμή μεταφοράς δεδομένων, ξεκινώντας από το λιγότεροσημαντικό ψηφίο LSB. (κάθε χρονική στιγμή ένα μόνο bit).

n Υπάρχουν δύο γραμμές μεταφοράς δεδομένων μια γιααποστολή και μία για λήψη δεδομένων.

n Σε σύνθετες μάλιστα συνδέσεις χρησιμοποιούνται καιεπιπλέον γραμμές, οι γραμμές ελέγχου, μέσα από τις οποίεςανταλλάσσονται σήματα για τον έλεγχο της ροής τωνδεδομένων.

n Οι γραμμές μεταφοράς δεδομένων και ελέγχου είναι λεπτάχάλκινα μονωμένα σύρματα που περιβάλλονται από μονωτικόυλικό δημιουργώντας ένα καλώδιο, το οποίο θα ονομάσουμεσειριακό καλώδιο.


1708 4


Α Β

ΛΗΨΗ Α – ΕΚΠΟΜΠΗ Β

ΕΚΠΟΜΠΗ Α – ΛΗΨΗ Β

ΓΡΑΜΜΕΣ ΕΛΕΓΧΟΥ

0 1 1 0 0 1 0 0


1708 5


n Στην παράλληλη μετάδοση, τα bit μεταδίδονταιόλα μαζί ταυτόχρονα μέσα από διαφορετικέςγραμμές μεταφοράς δεδομένων. Από κάθεγραμμή μεταφέρεται ένα bit.

n Άρα η επικοινωνία μεταξύ των δύο συσκευώνγίνεται πιο γρήγορα.

n Και εδώ υπάρχουν πρόσθετες γραμμέςελέγχου.


1708 6


Α Β

0

0

1

1

0

1

0

1ΕΚΠΟΜΠΗ και ΛΗΨΗ Α - Β

ΓΡΑΜΜΕΣ ΕΛΕΓΧΟΥ


1708 7


n Η χρήση της μιας ή της άλλης τεχνικής επικοινωνίαςεξαρτάτε από παράγοντες όπως:n Η απόσταση.n Η ταχύτητα.n Η αξιοπιστία.n Το οικονομικό κόστος.

n Η σειριακή είναι για μικρές ταχύτητες, αξιόπιστημετάδοση σε μεγάλη απόσταση με μικρό κόστος.

n Η παράλληλη είναι για μεγάλες ταχύτητες, αξιόπιστημετάδοση σε μικρές αποστάσεις με μεγάλο κόστος.


1708 8

8.1.2 Η τυποποίηση τηςσειριακή μετάδοσης RS-232C

n Το βασικό πρότυπο της σειριακής μετάδοσης περιγράφεταιαπό την πρότυπο σύσταση (Recommendation Standard) RS-232C, που προτάθηκε από την Electronics IndustriesAssociation (ΕΙΑ) το 1962.

n Το πρότυπο αυτό χρησιμοποιήθηκε για μεγάλο χρονικόδιάστημα και σε μεγάλο βαθμό για συνδέσεις χαμηλού σχετικάρυθμού μετάδοσης (μερικά Kbps) σε μικρές αποστάσεις(μερικών μέτρων, μέχρι 20).

n Νεότερα πρότυπα του ίδιου οργανισμού, όπως τα RS-442 &RS-449 έχουν τη δυνατότητα για μεγαλύτερες ταχύτητες καιαποστάσεις (της τάξης των 10 Mbps και πάνω από 1,5 χλμ.)


1708 9


n Τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του RS-232C.n Το λογικό «0» αντιστοιχεί σε εύρος τάσεων από

+3 έως +25 Volts.n Το λογικό «1» αντιστοιχεί σε εύρος τάσεων από -

3 έως -25 Volts.n Συνηθισμένη τιμή τάσης είναι τα +12 V για το «0» καιτα -12 V για το «1».

n Σε περίπτωση που η γραμμή μεταφοράςπαραμείνει ανενεργή, η τιμή τάσης είναι ίδια μετου «1».

http://en.wikipedia.org/wiki/RS-232


1708 10



1708 11



1708 12


n Οι συνδετήρες που χρησιμοποιούμε για την σύνδεσημε το πρότυπο RS-232C διακρίνονται από το πλήθοςτων ακροδεκτών (pins) σε :

n DB25S, ο οποίος έχει 25 ακροδέκτες και είναιθηλυκός στον Η/Υ.

n DB9S, ο οποίος έχει 9 ακροδέκτες και είναιαρσενικός στον Η/Υ.

n Στα PCs συνήθως υπάρχουν δυο σειριακές θύρες, οιοποίες ονομάζονται COM1 (με συνδετήρα DB25S)και COM2 (με συνδετήρα DB9S).


1708 13



1708 14


Μπορεί να υπάρξει μετατροπή ενός συνδετήρα DB25S σε DB9S καιαντίστροφα με ειδικούς προσαρμοστές (adapters).


1708 15


n Στις ακίδες των συνδετήρων τερματίζονται οιγραμμές μεταφοράς που είναι τριών ειδών :n Αποστολής – λήψης δεδομένων.n Ελέγχου κίνησηςn Γείωσης.

n Μια γραμμή θεωρείται «ενεργοποιημένη» ότανβρίσκεται σε κατάσταση λογικού «0».

n «απενεργοποιημένη» σε κατάσταση λογικού«1».


1708 16



1708 17



1708 18



1708 19



1708 20

8.1.2 Η τυποποίηση τηςσειριακή μετάδοσης RS-449


1708 21


n Συγχρονισμός.n Κατά την επικοινωνία μεταξύ του πομπού καιτου δέκτη θα πρέπει να υπάρχει συμφωνίαστον τρόπο επικοινωνίας και στο ρυθμό ροήςτων δεδομένων.

n Η συμφωνία αυτή ονομάζεται συγχρονισμόςκαι γίνεται με δύο βασικές τεχνικές :n Την ασύγχρονη καιn Τη σύγχρονη.


1708 22


n Ασύγχρονη μετάδοση :n Ο αποστολέας στέλνει τα δεδομένα χαρακτήραχαρακτήρα, ανεξάρτητα τον ένα από τον άλλο, σε μητακτά χρονικά διαστήματα.

n Κάθε χαρακτήρας περικλείεται σε ένα πλαίσιο (frame)στην αρχή και στο τέλος του οποίου υπάρχουνεπιπλέον bit συγχρονισμού.

n Πιο συγκεκριμένα :n Όταν δεν υπάρχει μετάδοση, η γραμμή είναιανενεργή και βρίσκεται σε κατάσταση λογικού«1».


1708 23


n Αμέσως μόλις ο πομπός θελήσει να μεταδώσει έναχαρακτήρα τον προλογίζει με ένα bit αρχής (startbit). Ο δέκτης συγχρονίζει το ρολόι του με τηνδιάρκεια του παλμού.

n Ακολουθεί η μετάδοση του χαρακτήρα με πρώτοτο LSB.

n Στη συνέχεια αποστέλλεται το ψηφίο ισοτιμίας(parity bit). Παρέχει την δυνατότητα στον πομπό ναανιχνεύσει πιθανό σφάλμα.

n Η ισοτιμία είναι συνήθως άρτια (even) ή περιττή(odd). ο δέκτης καταμετρά το πλήθος των «άσσων»και ελέγχει το ψηφίο ισοτιμίας.


1708 24


n Στην άρτια ισοτιμία το ψηφίο ισοτιμίας έχειτέτοια τιμή ώστε το πλήθος των «άσσων» τουχαρακτήρα μαζί με του ψηφίου ισοτιμίας ναείναι άρτιος.

n Στην περιττή να είναι περιττός.n Το πλαίσιο κλείνει με τα ψηφία τέλους

(stop bits) που μπορεί να είναι διάρκειας 1ή 1,5 ή 2 bits.

n Τέλος η γραμμή γίνεται και πάλι ανενεργή.


1708 25



1708 26


n Σύγχρονη μετάδοση.n Στην περίπτωση της σύγχρονης μετάδοσης οπομπός και ο δέκτης συγχρονίζονται με χρήσηενός ρολογιού το οποίο έχει συχνότητα ίδια μεεκείνη του ρυθμού μετάδοσης.

n Τα δεδομένα μεταδίδονται σε τμήματα (blocks) πουμπορεί να αποτελούνται από περισσότερους τουενός χαρακτήρες.

n Η σύγχρονη σε σχέση με την ασύγχρονηχρησιμοποιεί λιγότερα ψηφία συγχρονισμού καιπετυχαίνει υψηλότερους ρυθμούς μετάδοσηςείναι όμως ακριβότερη στην υλοποίηση της.


1708 27


n Έλεγχος ροής δεδομένων. Flow Control.n Όταν δύο συσκευές συνδέονται σειριακά, είναιαναγκαίο να υπάρχει συγχρονισμός στο ρυθμόεπικοινωνίας.

n Ο πομπός δεν πρέπει να στέλνει δεδομένα με ρυθμόμεγαλύτερο από εκείνο που μπορεί να λάβει οδέκτης.

n Η τεχνική για την ομαλή ροή δεδομένων ονομάζεταιτεχνική χειραψίας (handshaking).και γίνεται με τρειςτρόπους :


1708 28


n Δεν γίνεται Handshaking : χρησιμοποιείται στην περίπτωσηπου ο δέκτης προλαβαίνει να διαβάσει έναν χαρακτήρα πρινφτάσει ο επόμενος.

n Software Handshaking : Σε αυτή την περίπτωσηχρησιμοποιούνται δύο ειδικοί χαρακτήρες του κώδικα ASCII,οι XON και XOFF.

n Σε περίπτωση που ο δέκτης αδυνατεί να δεχτεί άλλαδεδομένα, αποστέλλει στον πομπό το χαρακτήρα XOFF. Τότεο πομπός αναστέλλει τη μετάδοση, μέχρι να δεχτεί τονχαρακτήρα XON, ο οποίος και σηματοδοτεί τη συνέχιση τηςαποστολής.

n Hardware Handshaking : μοιάζει με το προηγούμενο, με τηνδιαφορά ότι γίνεται χρήση των γραμμών ελέγχου RTS/CTSκαι DTR/DSR για τον έλεγχο ροής μεταξύ πομπού και δέκτη.


1708 29


n Ρυθμός μετάδοσης : (ταχύτητα μετάδοσης).Μετριέται σε πλήθος bits/sec (bps). Είναι ηταχύτητα με την οποία μεταδίδονται τα bitsμέσα από το καλώδιο.


1708 30

8.1.3 Σύνδεση δύο συσκευώνμε ασύγχρονη μετάδοση.

n Θα πρέπει να ακολουθήσουμε αναλυτικά ταβήματα για την σύνδεση δύο Η/Υ πουπεριγράφονται στην παράγραφο 8.1.3 τουβιβλίου, σελ. 131-135.

n Βήμα 1ο κατασκευή του καλωδίου.n Βήμα 2οΕνεργοποίηση εφαρμογής.n Πρακτική άσκηση.


1708 31

Βήμα 1ο Κατασκευή καλωδίουn Στην περίπτωσητης σύνδεσηςDTE με DCE θαπρέπει ναχρησιμοποιηθείκαλώδιο στοοποίο να υπάρχειαπόλυτηαντιστοιχία «έναπρος ένα» τωνκαλωδιακώναπολήξεων.


1708 32

Βήμα 1ο Κατασκευή καλωδίουn Στην περίπτωση που γίνεται διασύνδεση δύοσυσκευών ιδίου τύπου DTE δηλαδή Η/Υ θα πρέπεινα χρησιμοποιηθεί καλώδιο τύπου «null modem».

n Η γραμμή λήψης δεδομένων της μίας συσκευήςσυνδέεται με τη γραμμή εκπομπής της άλλης και τοαντίστροφο.

n Στην συγκεκριμένη περίπτωση δεν μπορούμε ναέχουμε Hardware handshaking γιατί δεν θασυνδέσουμε τις γραμμές RTS/CTS & DTR/DSR.


1708 33

Βήμα 1ο Κατασκευή καλωδίουn Αρχικά θα πρέπει να εξακριβώσουμε τον τύπο των σειριακών θυρών κάθεΗ/Υ.

n Στην συνέχεια να προμηθευτούμε τους αντίστοιχους συνδετήρες(connectors).

n Το καλώδιο σύνδεσης με τουλάχιστο τρεις γραμμές επικοινωνίας.n Και φυσικά θα χρειαστούμε τα κατάλληλα εργαλεία και υλικά όπως :

n Κολλητήρι.n Καλάι.n Κόπτες.n Κατσαβίδια.n Μητοτσίμπιδο.n Απογυμνωτή καλωδίων.n Βάση στήριξης (μέγγενη).n Πολύμετρο.


1708 34

Βήμα 1ο Κατασκευή καλωδίου


1708 35

Βήμα 1ο Κατασκευή καλωδίουn Κόβουμε το καλώδιο και από τις δύο πλευρές ώστενα είναι ίσιο.

n Το απογυμνώνουμε και από τις δύο πλευρές από τοεξωτερικό περίβλημα περίπου 3 cm.

n Ξεχωρίζουμε τα εσωτερικά χάλκινα καλώδια και απότις δύο πλευρές και τα απογυμνώνουμε από τοπερίβλημά τους περίπου 0,5 cm.

n Διαλέγουμε ποια καλώδια, ποιού χρώματος θαχρησιμοποιήσουμε και τα υπόλοιπα τα κόβουμε.

n Τα κομμένα καλώδια ΔΕΝ τα πετάμε ταχρησιμοποιούμε για βραχυκυκλωτήρες.


1708 36

Βήμα 1ο Κατασκευή καλωδίουn Τα επικασσιτερώνουμε βάζοντας λίγο καλάι με το κολλητήριστις απογυμνωμένες άκρες.

n Το ίδιο κάνουμε και στους ακροδέκτες του βύσματος.n Κολλάμε το καλώδια στους ακροδέκτες του βύσματοςσύμφωνα με το σχέδιο.

n ΠΡΟΣΟΧΗ !! Δεν κρατάμε πολύ ώρα το κολλητήρι επάνωστους ακροδέκτες του βύσματος.

n Ελέγχουμε την κόλληση οπτικά.n Ελέγχουμε την συνέχεια του καλωδίου με το πολύμετρο.n Κλείνουμε το βύσμα.


1708 37

Βήμα 2ο Ενεργοποίησηεφαρμογής

n Αφού συνδέσουμε το καλώδιο στους Η/Υ, θαπρέπει να ενεργοποιήσουμε την εφαρμογή που θαχρησιμοποιήσουμε για επικοινωνία.

1. Ξεκινάμε και ενεργοποιούμε το πρόγραμμα HyperTerminal επιλέγοντας στην σειρά :n Start. (έναρξη).n Programs. (όλα τα προγράμματα).n Accessories. (βοηθήματα).n Επικοινωνίες.n Hyper Terminal.

38


n Πληκτρολογήστετο όνομα σας καιεπιλέξτε έναεικονίδιο, όποιοθέλετε.

39


n Επιλέγουμε τηνσειριακή θύρα μέσωτης οποίας θα γίνει ημεταφορά τωνδεδομένων.

n Θα πρέπει να είναι ηίδια και στους δύο Η/Υ.(δεν ισχύει πάντα).

n Αν δεν υπάρχειεπικοινωνίαεπαναλαμβάνουμεαυτό το βήμα.

40


n Καθορίζουμε τιςπαραμέτρους τηςθύρας.

n Ταχύτητα (connectionspeed) : 115200 bps.

n Bit δεδομένων (databits) : 8.

n Ισοτιμία (parity) :Καμία

n bit διακοπής (stop bit) :1

n Έλεγχος ροής (flowcontrol) : Καμία.

41


n Ακολουθούμε τηνίδια διαδικασία καιστον δεύτερο Η/Υ.

n Σε κάθε έναν απότους δύο Η/Υέχουμε ανοικτή απόμία κενή τερματικήοθόνη.

42


n Οτιδήποτεπληκτρολογούμεστον Η/Υ 1 δενεμφανίζεται στηνοθόνη του αλλάστην οθόνη τουΗ/Υ 2. καιαντίστροφα.


1708 43


n Πέραν όμως από τηναπλή επικοινωνία είναιδυνατή και ηανταλλαγή αρχείωνμεταξύ των δύο Η/Υ.

n Έστω ότι επιθυμούμενα μεταφέρουμε ένααρχείο από τον Η/Υ 1(αποστολέας) στονΗ/Υ 2 (παραλήπτης)

Η/Υ 1Αποστολέας

Η/Υ 2Παραλήπτης

44


n Διατηρώντας«ανοικτά» τατερματικάπαράθυραεπιλέγουμε στονπαραλήπτη, τομενού«μεταφορά» καιστην συνέχεια«λήψη αρχείου».

45


n Καθορίζουμε τοφάκελο στονοποίο θατοποθετηθεί τοαρχείο που μαςαποστέλλεται.

n Μέσω τηςαναζήτησης.

46


n Επίσηςκαθορίζουμε καιτην μέθοδοεπικοινωνίας(Ζmodem).

n Είναι τοπρωτόκολλοσύμφωνα με τουςκανόνες τουοποίου θαπραγματοποιηθείη επικοινωνία.

47


n Με τον ίδιοτρόπο, αλλάστην πλευράτου αποστολέα,επιλέγουμε«μεταφορά»και «αποστολήαρχείου».

48


n Καθορίζουμε τοπρος μεταφοράαρχείο και τηνμέθοδοεπικοινωνίας.

n ΠΡΟΣΟΧΗ ημέθοδοςεπικοινωνίας θαπρέπει να είναιίδια και στους δύοΗ/Υ. (Ζmodem).

49


n Πατάμε τοπλήκτρο λήψηστον παραλήπτηκαι αποστολήστον αποστολέα.

n Πρώτα πατάμελήψη και μετάσχεδόνταυτόχρονα τηναποστολή.

50


n Παρακολουθούμε τηναποστολή καιτην λήψη τουαρχείου από ταχαρακτηριστικάπαράθυρα πουεμφανίζονταιτόσο στονπομπό όσο καιστον δέκτη.

51


n Παρακολουθούμε τηναποστολή καιτην λήψη τουαρχείου από ταχαρακτηριστικάπαράθυρα πουεμφανίζονταιτόσο στονπομπό όσο καιστον δέκτη.


1708 52

Βήμα 2ο Ενεργοποίησηεφαρμογής Το όνομα

τουαρχείου Ο χώρος

αποθήκευσης

Αριθμόςαρχείωνπρος

αποστολή

Αριθμόςπροσπαθειώναποστολής

ταχύτητααποστολής

Είδοςεργασίας

Πρόοδοςεργασίας


1708 53


n Μετά την πάροδο χρονικού διαστήματος ανάλογουτου μεγέθους του αρχείου και αντιστρόφως ανάλογουτης ταχύτητας μετάδοσης, η μεταφορά του αρχείουολοκληρώνεται.

n Μπορούμε τώρα να κλείσουμε τα παράθυραεφαρμογής.

n Θα ερωτηθούμε εάν θέλουμε να σώσουμε την επαφήπροκειμένου να την επαναχρησιμοποιήσουμε.


1708 54

Πρακτική Άσκηση 1n Παρατηρήστε προσεκτικά το σχήμα 8.1.6 σελ. 132.n Εξηγήστε τον λόγο για τον οποίο γίνεται η σύνδεσητων Η/Υ με το συγκεκριμένο τρόπο.

n Ποια θα ήταν η διασύνδεση στην περίπτωση που θαθέλαμε Hardware Handshaking ; Καταγράψτε τοδιάγραμμα της.

n Ποια θα ήταν η διασύνδεση μεταξύ ενός Η/Υ (DTE)και ενός modem (DCE) χωρίς να λάβετε υπόψη τοhandshaking ;


1708 55

Πρακτική Άσκηση 1


1708 56

Πρακτική Άσκηση 2n Κάνετε εκ νέου δοκιμές επικοινωνίας με τοπρόγραμμα hyper terminal μεταβάλλοντας τα βασικάχαρακτηριστικά των συνδέσεων.n Των αριθμό bit δεδομένων.n Την ισοτιμία.n Τα bits τέλους.

n Δοκιμάστε τις συνδέσεις σας χρησιμοποιώνταςδιαφορετικές :n Ταχύτητες.n Πρωτόκολλα.

Τεχνολογία Δικτύων Επικοινωνιών Εργαστήριο Ενότητα 2 8...

Education

Transcript of Τεχνολογία Δικτύων Επικοινωνιών Εργαστήριο Ενότητα 2 8...