Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 86
Текст из файла (страница 86)
[[[Уп> и нии может частично исказить сообщение. Для обеспечения защиты данных нсоб собтп сб>с: димо использовать некоторую стратеппо коррекции ошибок. Эта процедура тр активного участия и передатчика, и приемника. контпс' Для выявления ошибок при передаче данных были разработаны методы ко" Р инфо>> ля. Основной подход — добавить.к исходному сообщению дополнительную ттн~ мацию, позволяющую приемнику установить наличие ошибок при передаче. гиваю Для цифровых данных ошибки имеют скорее групповой характер, чем затрат ние буп" отдельные биты. Иными словами, более вероятно, что неправильное значени~ 1 ';, лопсеппс>С иметь несколько последовательных бит, чем только один случайно располо>к сы нппп' бнт.
Это опрелеляется тем, что источники внешнего шума — скачки и выброс носко>' жения и аналогичные возмущения — генерируют импульсы длительностью в с во™ ко миллисекунд. [[Ри скоростях перелачн данных порядка нескольких Кбитйс коп о шение, длятцееся несколько миллисекунл, может нарушить несколько десятк пт состо' Информация, добавляемая к сообщению для контроля отцибок передачи б>исп> нз одного плн нескольких байт, вычисленных из солержимого исходного сообп еленпому алгоритму, и называется контрольной суммой или контролем с ис,пред "' анием циклического избыточного кода (Сусйс )сес[ипс[апсу С)тесл — СПС) или тьзова ольной послеловательпостью кадра (Егате Сдестт .'тес[целее — ЕСВ).
Название Роль роисходит оттого, что вычисление можтю выполнтить с помощью операции ре- бпС про вого сдвига над битами входного блока данных. Самый распространенный ,стра во .,~ определения контрольной суммы — разбить подлежащие перелаче данные на ссссо о известной длины (от нескольких байт до нескольких тысяч байт). Далее солерВпкииз „;»ое к' каждого блока, рассматриваемое как двоичное число, делится на двоичное длиной один или два байта. Контрольной суммой является остаток от деления число дл двоичное дополнение ллиной до нескольктих десятков бит. Двоичное число, >ттт> его льзуемое при лелении, называется порождающим многочленом и обычно запипс поль сипается в виде х"+х т -';...
ч-х2 ч-хч-1 Полиномиальная форма представляет собой не уравнение, а просто способ запиа Порожлающий многочлен на один бит длиннее результирующей контрольной с>имм, и он начинается н заканчивается единицей. В нем указываются только степепп, отличные от нуля (степень полинома лает длину контрольной суммы в битах). Нтпример, стандартный порождающий многочлсп для СКС в соответствии с реко>тецзцией МККТТ т>.41 имеет вид тб ч х[2 ч 5 ч 1 тто соответствует двоичной послеловательности 1000100000010001.
Приемник заново вычисляет контрольную сумму каждого из принятых блоков тпиимх с помощью того же алгоритма. Если обе контрольныс суммы совпадают, блок живых принимается, в противном случае приемник считает, что есть ошибки, и мокст, иапримср, запросить повторную передачу блока. [(огда контрольная сумма добавляется к исходным данным, результирующая би'"пп последовательность передаваемого блока ланных становится кратна порожлаюмем и'му многочлену. Если данные не повреждены, то операция деления на порождаюптий Мий многочлен должна пать в остатке ноль, другой результат указывает на потпсж е и жттеттие данных блока и необхо имость его повторной передачи. Ффективность контрольной суммы для определения ошибок уменьшается, если 5поки данных имеют большую длину.
[[Ри этом возможно выявление всех групп тмибочнь б о ">тых бит длиной меньше, чем контрольная сумма, и более 99;4 ошиоок с боль'" дл н ной. СтРатеги Р' тегия коррекции оштибок должна предусматривать добавление к исходному "'пбцтеник> ик> и совлтестную с ним передачу достаточного количества информации, что'" лриемни . ник мог восстановить поврежденное сообщение на основе принятых данихпн Рнемник использует всю принятую информацию для восстановления исходных. Необходимые избыточные данные заметно увеличивают длину , " данн ' лепного диого сообщения, обычно на 10-20 ть, так что, как правило, более экономично ' пользов льзовать простую схему Об аружения Ошибок и запра ивать повтор ую пе ережденных блоков ланных. Р ц ур кОРРекцин ошибок имею~ особое Р е'тие, если связь осутцествляется только в "пном направлении (например, теле'пич бъекта) или пои еские данные с космического 0 ) есин полная дуплексная св зь Я торн~й ~с~сдачей блоков данн> тх «тев 371 муникационные протоколы 370 Значение Описание )зя поля Начальный флаг (згагг /1ак) 01111110 (7Е Ьех) Лдрес (агЫгем) Управляющее поле (соиФо17яе1 Данные (ггога) Произвольная длина ЭО Контрольная сумма (сЬесЬяигв) (7Е )яех) Глава 9.
Цифровые коммуникации в управлении ор „ цессаь 9.4.4. Протоколы передачи символов Протоколы передачи символов представляют собой широко использу, выЬ„ год асинхронной последовательной передачи байт. Каждому байту пред сстяуг стартовый бит для синхронизации приемника в начале передачи. Байт за "знлл ется битом четности и заключительным импульсом — стоповыми оптами длннсг 1, 1.5 или 2 бита (рис.
9.13). Часто применяется обратное кодирование, озн знзз в шее, что свободная линия поддерживается под высоким потенциалом. Из. „ ' -за стар. тового и стоповых битов асинхронная передача также называется старт.ст„„ тоннся Посимвольную передачу просто реализовать благодаря существованию сн „„ ннав ной микросхемы — универсального асинхронного приемо-передатчика ((ялг,, ЛяупсЬголоия кесетегТгапзтгстег — ПЛ1СТ), поэтому она широко применяетщ многих устройствах и стала разновидностью неофицнального промьцнленн „ стандарта.
1'О'1'0'0'О'1'1'0'1: Рис. 9.13. Асинхронная передача символа: а — отсутствие передачи; 6 — стартовыя бит; в — бит четности (в данном случае — О, т. е. контроль ва четвость и обнсее чнсяс единиц — четное); г — становый бит Бит четности (раггсу Ьгг) используется в качестве простого метода выявлснм ошибок. При контроле на четность контрольный бит(бгит четности) устанавлияясн' таким образом, чтобы его сумма с исходным байтом была четной, а при конгрев'"' нечетцость — нечетной. На приемном конце проверяется выполнение соответстяув щего условия.
При отсутствии контроля состояние этого бита не рассматринзск' Если обнаружена ошибка четности, приемник сообщает об этом верхним УР"я овня мбинанн которые решают, запросить ли повторную передачу. Из различных комб' битов обэя числа передаваемых бит, типа контроля четности и количества стоповых бито 1 стон-6я" но используется протокол 8М1 (8 бит данных, без контроля четности, 1 с не не нрсн Поскольку четность не обнаруживается, контроля ошибок на этом уровне ходит. ня я' ективнян Посимвольная асинхронная передача проста, но в тоже время неэффект вовой носягя того, что биты, добавляемые к каждому байту, увеличивают длину битов и с имволял вательности более чем па 25 %, а также из-за простоя между отделыяымяя тях передана На практике асинхронная передача используется только при скоростях Р 20 Кбитбс, 9.4.5. Бит-ориентированные протоколы.
НЕ)ЕС лостиостн нер Протоколы на канальном уровне используются для контроля делос „ся Прото даваемых данных и для восстановления искаженных блоков данных являются либо бнт-ориентированными (Ы-огтеигег7) — содержание ка ждого и' ваемого сообщения представляет собой строку бит переменной длинь, гя либо,г ымв о" ориентированными (Ьуге-оггелгеггг) — передается строка байт с некоторы чивающими управляющими символами.
9 нболее известным бит-ориентированным протоколом является протокол синяан „го управления звеном данных (5грпсЬгопоиз0аса ЕгпЬ Сопсго1 — 81)ЕС), разра,,яво ый компанией 1ВМ. Существует несколько лругих похожих, но несовмссти; яаны ,51)ЬС протоколов. „я промышленных пРиложении очень важным ЯвлЯетсЯ пРотокол высокоУРовдяя правления каналом передачи данньях ( Нг8Ь -Ьеое( 7)ита ЬгпЬ Сопсго1 — Н 1)ЕС). суп токол НР1-С разработан 180 и испол зуе'я в каче' не ос 1овь! д я других пророток яяясдо ,„в — например, на нем базируется формат кадров ЕсЬегпес (раздел 9.5А). управляющие поля в кадре НШ.С имеют фиксированные расположение и длину „, 9 14); переменную длину имеет только поле панны х.
Ограничивающие начальн и заключительный флаги кодируяотся уникальной последовательностью (сяс . 11111110 Для того чтобы обеспечить уникальность флаговой последовательности, я,~едзтчик автоматически вставляет 0 после пяти следующих подряд 1 во все поля вара, кроме флагов. Зта операция называется вставкой бит (Ьгг згиДгн8). Приемник цляяетлюбой О, следующий непосредственно за пятью идущими подряд 1, восстагязнвая таким образом исходный вид кадра. 01111110 Заключительный флаг (евг1 Да8 Рнс. 9. ' Э 14 Структура кадра протокола НП1.С ЬдРссно.
Р снос поле имеет смысл только в том случае, если несколько станций могут Ънннчать о ь олно и то же сообщение — например, в локальных сетях, где все станции нсннют об ' общий физический тракт передачи, — и должны идентифицировать адре' аннь у ые им сообняения.
ющее поле Н()ЕС определяет тип кадра — информационный, супервиправляю , нвй„,„„,„ . ценумеровацныи. Информационный кадр содержяп пользовательские н"с; его и авля У равляющее поле идентифицирует порядковый номер текущего и следу, гс кадров (ооь Р ,ооычно длинное сообщение разбивается па несколько кадров) и т.
п. Рнвзооный ка Р яй кадр используется для координации приемника и передатчика и вы- Р лающие функции — подтверждение кадров (квитирование), зап ос на ""т уп авля Рную ие Р Редачу информационного кадра, если нарушена последовательность умеровапные кадры используются для инициализации п разъединения нн,ц, для других целей управления. с сне дго сс„д нных может иметь любую длину Поле контрольной сулямы вычисляется сншя ш лг омногочлена т л х 1 хз -л 1 всоответствии с рекомендацией МККТТ у 41 | лава в.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
