Created by Pepoudi K.
Rodos 2009

Συγχρονισμένη Μετάδοση
Αντίθετα από την ασυγχρόνιστη μετάδοση, όπου κάθε χαρακτήρας μεταδίδεται χωριστά, στη συγχρονισμένη μετάδοση (synchronous transmission) οι χαρακτήρες μεταδίδονται κατά ομάδες. Όμως, επειδή τα δυαδικά ψηφία των δεδομένων οδηγούνται στο δέκτη το ένα μετά το άλλο, πρέπει να υπάρχει ένας τρόπος που να καθορίζει πού αρχίζει το μήνυμα και πού τελειώνει. Ο καθορισμός της αρχής και του τέλους του μηνύματος γίνεται με την αποστολή ειδικών χαρακτήρων, των προπορευόμενων και των παρεπόμενων δυαδικών ψηφίων αντίστοιχα, και λέγεται συγχρονισμός. Το πώς είναι δομημένες οι μορφές των προπορευόμενων και των παρεπόμενων δυαδικών ψηφίων εξαρτάται από το εάν η μετάδοση είναι προσανατολισμένη προς χαρακτήρα, προς δυαδικό ψηφίο ή προς πλαίσιο. Συνήθως η συγχρονισμένη σειριακή μετάδοση εφαρμόζεται στην αποστολή μεγάλου αριθμού δεδομένων, όπου απαιτούνται υψηλοί ρυθμοί μετάδοσης. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιείται ιδιαίτερα στην επικοινωνία απομακρυσμένων συστημάτων ηλεκτρονικών υπολογιστών, στο βιντεοτηλέφωνο, το οποίο σήμερα αποτελεί ένα από τα πιο εξελιγμένα μέσα επικοινωνίας στο χώρο της τηλεφωνίας, κ.α. Το κόστος της σειριακής επικοινωνίας δε θεωρείται σήμερα υψηλό, αυξάνεται όμως με το μήκος της καλωδιακής εγκατάστασης. Στην περίπτωση της συγχρονισμένης σειριακής μετάδοσης που είναι προσανατολισμένη προς χαρακτήρα (character oriented), η αναγνώριση εκκίνησης μιας ομάδας χαρακτήρων γίνεται με την αποστολή ενός ειδικού χαρακτήρα στην αρχή της ομάδας, που ονομάζεται χαρακτήρας συγχρονισμού (SYNC). Είναι όμως ενδεχόμενο ο χαρακτήρας συγχρονισμού να εκφράζει επίσης και κάποιο χαρακτήρα δεδομένων που αποστέλλεται, με αποτέλεσμα ο δέκτης να θεωρήσει, εσφαλμένα, ότι ξεκινά μια νέα ομάδα χαρακτήρων. Για την αποφυγή ενός τέτοιου ενδεχόμενου ο χαρακτήρας συγχρονισμού αποστέλλεται δύο φορές στην αρχή κάθε πακέτου. Κατόπιν αποστέλλονται οι χαρακτήρες της πληροφορίας, ενώ το τέλος της ομάδας βεβαιώνεται με την αναγνώριση από το δέκτη ενός άλλου χαρακτήρα τερματισμού, που συμβολίζεται ως EOB (End Of Block). Η διαδικασία που ακολουθείται προκειμένου να επιτευχθεί ο συγχρονισμός είναι η ακόλουθη:

Ο δέκτης που περιμένει μήνυμα συγκρίνει την τιμή του καταχωρητή μετατόπισης (shift register) με την τιμή που έχει ο χαρακτήρας συγχρονισμού.

Αν οι δύο αυτές τιμές δε συμπέσουν, δεν επιτυγχάνεται συγχρονισμός.

Αν οι δύο αυτές τιμές συμπέσουν, επιτυγχάνεται συγχρονισμός.

Στην περίπτωση συγχρονισμού ένας μετρητής αυξάνεται κατά μία μονάδα κάθε φορά που εισέρχεται ένα δυαδικό ψηφίο στο δέκτη. Όταν ο μετρητής καταγράψει την είσοδο όλων των δυαδικών ψηφίων του χαρακτήρα (π.χ. 8 δυαδικά ψηφία για ASCII χαρακτήρες), ο μετρητής μηδενίζεται, προκειμένου να μετρήσει τα δυαδικά ψηφία του χαρακτήρα που ακολουθεί.

Ένας ειδικός χαρακτήρας, γνωστός ως EOF (End Of File), σηματοδοτεί τον τερματισμό της μετάδοσης του μηνύματος.

Η διαδικασία συγχρονισμού στη σειριακή μετάδοση δεδομένων προϋποθέτει τη χρησιμοποίηση ενός κοινού ρολογιού, στο μεν πομπό για τη μετακίνηση των δεδομένων από τον καταχωρητή μετατόπιση στη γραμμή μετάδοσης, στο δε δέκτη για τον έλεγχο του χρόνου στη γραμμή της δειγματοληψίας. Η ύπαρξη κοινού ρολογιού στον πομπό και στο δέκτη απαλλάσσει τη μετάδοση από τη χρησιμοποίηση των παλμών αρχής και τέρματος κάθε χαρακτήρα που μεταδίδεται.
Επομένως, προκειμένου να συγχρονιστεί ο δέκτης με τον πομπό, είναι αναγκαίο, εκτός από το σήμα που μεταφέρει την πληροφορία, να μεταδίδεται και το σήμα χρονισμού. Εναλλακτικές τεχνικές χρησιμοποιούν ξεχωριστή γραμμή συγχρονισμού ή ενσωματώνουν την πληροφορία συγχρονισμού στα δεδομένα. Σε κάθε περίπτωση ο ακριβής χρόνος αποστολής και άφιξης κάθε δυαδικού ψηφίου είναι γνωστός.

Πέρα από το συγχρονισμό πομπού και δέκτη, απαιτείται ένα κύκλωμα μετατροπής κάθε χαρακτήρα του μηνύματος στα αντίστοιχα δυαδικά ψηφία που παριστάνει, τα οποία τοποθετούνται στη συνέχεια σε σειρά, το ένα μετά το άλλο, προκειμένου να γίνει η μετάδοση. Το κύκλωμα αυτό τοποθετείται στον πομπό, ενώ και από την πλευρά του δέκτη απαιτείται αναλογικά η μετατροπή των δυαδικών ψηφίων, ένα προς ένα, και η αντιστοίχισή τους σε χαρακτήρες. Μ’ αυτό τον τρόπο στον πομπό γίνεται η κατάτμηση του χαρακτήρα, ενώ στο δέκτη η επανασύνθεσή του. Το ηλεκτρονικό κύκλωμα που κάνει αυτές τις μετατροπές έχει τυποποιηθεί και ονομάζεται πρότυπο κύκλωμα RC-232C (περισσότερα γι’ αυτό στην επόμενη παράγραφο).

Τέλος, όπως και στην ασυγχρόνιστη σειριακή μετάδοση, έτσι και στη συγχρονισμένη χρησιμοποιούνται διάφορες τεχνικές για την αναγνώριση λαθών κατά τη μετάδοση, όπως είναι το δυαδικό ψηφίο ισοτιμίας, ο κώδικας EOB κτλ. Στην περίπτωση της μετάδοσης που είναι προσανατολισμένη προς δυαδικό ψηφίο (bit oriented), το τμήμα των δεδομένων αντιμετωπίζεται σαν μια διαδοχή από δυαδικά ψηφία. Όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, δύο ειδικής μορφής χαρακτήρες δηλώνουν την αρχή μιας ομάδας, ενώ ένας ειδικός χαρακτήρας, με τ ο συμβολισμό EOT (End Of Transission), σηματοδοτεί τον τερματισμό της μετάδοσης του μηνύματος.

Στη μετάδοση που είναι προσανατολισμένη προς πλαίσιο (frame oriented) η σειρά χαρακτήρων του μηνύματος ομαδοποιείται και διαιρείται σε πλαίσια (frames), τα οποία συμπεριλαμβάνουν και τους χαρακτήρες συγχρονισμού. Ο πομπός και ο δέκτης πρέπει να βρίσκονται σε πλήρη συγχρονισμό για όλο το χρονικό διάστημα που διαρκεί η μετάδοση του πλαισίου. Το συνολικό πλαίσιο αποκτά μια συγκεκριμένη δομή (σχήμα xxx) και αποτελείται από τους χαρακτήρες συγχρονισμού, οι οποίοι με τη σειρά τους συγκροτούν την επικεφαλίδα (header), το μήνυμα που μερικές φορές μπορεί να είναι μεταβλητού μήκους, το τέλος του κειμένου(trailer) κτλ.

Δραστηριότητα

Με όσα έχετε διαβάσει μέχρι τώρα προσπαθήστε να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

  1. Πως μεταδίδονται τα δεδομένα στην συγχρονισμένη μετάδοση;

  2. Τι ονομάζουμε συγχρονισμό στη μετάδοση δεδομένων;

Επιλέξτε τον σύνδεσμο για να δείτε την δική μας απάντηση. ΑΠΑΝΤΗΣΗ