Suport De Comunicaţie a Informaţiilor

1. Suport De Comunicaţie a Informaţiilor Ágoston Katalin Universitatea “Petru Maior” Tg.Mures

2. Locul transmisiei datelor într-un sistem numeric • Pentru protecţia informaţiei transmise: • Codare • Modulare • Sincronizare • Multiplexare • Decizii statistice

3. Modelul unui sistem de transmisia informaţiei • Distanţe mici • Zgomote, erori mici • Dificultăţi de propagare • Transmisiuni multiple

4. Mărirea eficienţei • Transmisia unor cantităţi mari de informaţie • Perturbaţii importante • Secretizare

5. Sarcina unui sistem de transmisie a informaţiei • Sarcina unui sistem de transmisie a informaţiei este de a pune la dispoziţia • utilizatorului informaţia generată de sursă cu un grad de deteriorare căt mai mic • admis. • Se introduce un criteriu de fidelitate. • Criteriul de fidelitate: • eroarea medie pătratică: • raportul semnal/perturbaţie: x(t)-este mesajul transmis; y(t)-este mesajul receptionat, n(t)-este semnalul perturbator La sistemele numerice criteriul de fidelitate este probabilitatea recepţionăriiunui simbol eronat.

6. Perturbaţii naturale – adaptare Comunicaţia om-la-om  codare naturală Comunicaţia maşină-maşină complexităţii echipamentului terminal îmbunătăţirea canalului

7. T1 T2 Măsura informaţiei rata de biti=(durata unui bit)-1 =1/T2 exprimata in biti/secunda (bps) rata de bauds=(durata minima intre doua modificari ale semnalului) =1/T1 in bauds.

8. MEDII DE TRANSMITERE • fire torsadate : 300-1M bps • cablu coaxial : 1M-50M bps • fibre optice : aprox. 100M bps Atenuarea pentru o linie terminata corect (prin impedanta caracteristica): A este atenuarea in dB/km l este lungimea liniei in km. dBm- decibel miliwatt. P este puterea exprimata in watti

9. Schema echivalenă a unui canal fără pierderi L’- inductanţa caracteristică pe unitate nH/cm C’- capacitatea caracteristică pe unitate pF/cm Impedanţa liniei:

10. Schema echivalenă a unui canal cu pierderi L’- inductanţa caracteristică pe unitate nH/cm C’- capacitatea caracteristică pe unitate pF/cm R’- rezistenţa caracteristică pe unitate /cm G’- conductanţa caracteristică pe unitate S/cm Impedanţa liniei:

11. Transmisiuni analogice • Se spune că avem transmisiuni analogice când • unul din parametrii semnalului transmis este variat proporţional • cu eşantionul al mesajului pe care dorim să-l transmitem. • În această categorie intră modulaţia impulsurilor în: • amplitudine, • frecvenţă, • durată, • poziţie • interval. • Se mai utilizează transmisiuni: • prin buclă de curent • linie bifilară pentru fiecare traductor  ASI (Actuator Sensor Interface)

12. Modulaţia impulsurilor în amplitudine (M.I.A.) E- se realizează eşantionarea cu pasul t p(t) - impulsuri rectangulare n(t) - zgomot introdus de canal G - filtre FTJ - pentru recuperarea/refacerea semnalului

13. Modulaţia impulsurilor în poziţie (M.I.P) Parametrul care transmite informaţia este deplasarea a poziţiei impulsurilor faţă de momentele de eşantionare. Această deplasare este direct proporţională cu eşantioanele mesajului: p=cm(kT), c - constanta modulatorului. La recepţie impulsurile sunt comparate cu un nivel constant, momentul când semnalul ajunge la acest nivel se consideră momentul apariţiei impulsului. Diferenţa dintre acest moment şi momentul eşantionării ne dă p.

14. Caracteristici electrice a transmisiei analogice prin bucla de curent Transmisia unui semnal în curent -nu apar căderi de tensiune  1km -generatorul de curent are impedanţă mare -tensiunile parazite nu afectează bucla de curent -convertor tensiune-curent Standarde: 2-10mA 4-20mA

15. Transmisiuni digitale • *Transmisiunile numerice se caracterizează prin faptul că informaţia • se transmite sub formă numerică, ca o succesiune de biţi. • *Astfel are o imunitate foarte mare la perturbaţii. • *Receptorul face doar o detecţie de semnale (“1” sau “0”) nu este • necesară recunoaşterea formei semnalului. • *Pe canalul de transmisiune, semnalul poate fi refăcut din loc în loc, • astfel efectul perturbaţilor nu se acumulează  detecţia corectă.

16. Caracteristici transmisiilor digitale • un octet este transmis simultan • viteză mare • protecţie la perturbaţii • distanţă mică Transmisii paralele: Transmisii seriale: • biţii transmişi succesiv pe o linie • viteză redusă • protecţie uşoară la perturbaţii şi zgomote • distanţă mai mare Linii de date Linii de control HANDSHAKE 1. Emiţător  date disponibile 2. Receptor  gata pt. primire 3. Transferul datelor 4. Receptor  terminare Suportul fizic: conductoare, fibre optice, fără fir

17. Modulaţia impulsurilor în cod (MIC) Cuantizare uniformă

18. Modulaţia diferenţială a impulsurilor în cod (MDIC) Principiul MDIC: 1. la emisie se face diferenţa:=m(t)-mˆ(t) 2. în particular la predicţie de ordin zero, este diferenţa dintre două eşantioane 3. diferenţa se cuantizează şi se transmite 4. la recepţie din diferenţele recepţionate se reface eşantionul

19. Interfeţe şi standarde de comunicaţie Transmisia datelor - serial– datele şi biţii de control sunt grupate, se transmit secvenţial, este nevoie de sincronizare - paralel – mai uşor, mai rapid, mai scump Rolul interfeţei: -conversia formatului datelor (serial/paralel sau paralel/serial); -convertirea nivelurilor TTL (0 si 1 logic) in nivele electrice adecvate pentru transmisia in canal si invers MAX232

20. 1. Exista trei moduri posibile pentru efectuarea transmisiei seriale a datelor: simplex - datele sunt transmise intotdeauna in acelasi sens semiduplex - datele pot fi transmise in ambele sensuri, alternativ duplex - datele sunt transmise simultan in ambele sensuri; aceasta necesita existenta a doua canale de comunicatie. 2.Transmisia seriala a datelor poate fi asincrona sau sincrona. continuu ceas numai când datele sunt disponibile în rest linia este “1” 3. Rata de transmisie [bit/secunda]: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 [bps]

21. Interfete electrice pentru transmisia la distanta • Pentru ce este nevoie: • cu creşterea distanţei creşte C – sarcină în plus pentru emiţător – scade amplitudinea • creşte R – cădere suplimentară de tensiune • influenţă mai mare a perturbaţiilor electromagnetice Rata de transfer depinde de: - distanţă - calitatea liniei – parametrii cablului - nivelul zgomotului din canal Modem – convertesc semnalul numeric în semnale posibile de transmis Reflexia semnalului transmis – pentru minimizare impedanta de intrare a receptorului prin care se inchide linia va trebui sa fie egala cu impedanta caracteristica a liniei.

22. Metode pentru realizarea legaturii seriale Single-ended legătura dintre emiţător şi receptor se realizează printr-un singur fir. Performanţe: - un fir pentru fiecare canal - legăturile de pământare nu sunt legate - influenţa zgomotului mare - diferenţa de potenţial reduce nivelul semnalului recepţionat RS232

23. Unbalanced differential se realizează pe două fire. Performanţe: - se recepţionează un semnal diferenţial – diferenţa de tensiune dintre fire - tensiunea de zgomotul indus aproximativ egal - se elimină ofsetul datorat diferenţelor de potenţial al pământărilor - are performanţe superioare RS423

24. Balanced differential Conexiunea se realizeaza pe doua fire pentru fiecare canal. Performanţe: - două ieşiri simetrice +vtşi -vt diferenţă de potenţial 2vt - atenuarea semnalului mai mic - creşte distanţa de transmisie - pentru reducerea zgomotului firele se răsucesc (linie torsadată) - zgomotul şi tensiunea de ofset sunt rejectate la recepţie RS422

25. Coduri pentru transmiterea datelor

26. Interfaţa GPIB (General Purpose Interface Bus) 1965 Hewlet-Packard conectarea instrumentelor programabile Lucrează cu semnale TTL în logică negativă Permite conectarea a 15 aparate (adresă proprie) pe o lungime max. de 20m Capacitatea de transfer a informaţiei max. 1Mbyte/s, depinde de viteza aparat.

27. Dezvoltarea standardului GPIB IEEE 488.1 - simplifică interconectarea aparatelor dif. producători - specificaţii mecanice, electrice şi protocoale hardware - cablu standard - nu oferă formate pt. adrese, rapoarte de stare, configurare IEEE 488.2 - elimină deficienţele (format, erori, protocoale)  software - compatibil, sigur, eficient şi fiabil SCPI (Standard Commands for Programmable Instruments) - defineşte comenzi specifice dispozitivului care standardizează programarea instrumentelor - mai uşor de programat şi de întreţinut HS 488 - protocol handshake pt. GPIB - creşte viteza de transfer a datelor - toate instrumentele trebuie să fie compatibile

28. Semnale şi linii GPIB • 24 linii = 16 linii de semnal + 8 linii de masă • Magistrala de date: -8 linii bidirecţionale DIO1-DIO8 • -rezultatele măsurătorilor, stările aparatului, instrucţiuni • de programare, date de tipărit, afişat • Magistrala de control al transferului: handshake • NRFD (not ready for data)- activ când disp. sunt gata pt. primirea octetului • de pe MD. Comandat de ascultător – comenzi • vorbitor – validează protocolul • NDAC (not data accepted)- activ când disp. au recepţionat octetul • Comandat de toate aparate – comenzi • ascultători – mesaje • DAV (data valid)- activ când sursa a pus pe MD octetul transmis • Comandat de controller – comenzi • vorbitor – date, rezultate măsurătorilor

29. Magistrala de control al interfeţei: administrează fluxul de date • ATN (attention)- emis de coordonator (controller) • ATN=L  mesaje de interfaţă (desemnarea vorb., asc., validarea interogării) • ATN=H  rezultate, date citite • IFC (interface clear)- emis de coordonator pt. a iniţializa bus, aparatele • REN (remote enable)- emis de coordonator pt. a plasa aparatul adresat prin • MD în mod local sau la distanţă • SRQ (service request)- cerere de întrerupere de orice dispozitiv • EOI (end or identify)- vorbitor – sfârşitul mesajului • coordonator – pt. a primi de la ap. răspuns la o • interogare paralelă de identificare

30. Fieldbus Reţea de comunicaţie digitală folosită în industrie Pentru a înlocui semnalul standard analog 4-20mA Este un bus bidirecţional, cu comunicaţie serială Leagă dispozitive separate: traductoare, senzori, actuatori, controlere Dispozitiv “inteligent” – execută funcţii simple: control, diagnostizare întreţinere, comunicaţie bidirecţională Înlocuieşte o reţea cu control centralizat  control distribuit Foloseşte o pereche de fire torsadate Simplu, fiabil, uşor de utilizat, de întreţinut