Az elõbbiekben leírtak jól illusztrálják, hogy az információt általában bitcsoportos alakok hordozzák. Ha egy ilyen bitcsoportot egyszerre tudunk átvinni, akkor az információ átviteli sebessége nagyobb lesz. Ehhez azonban annyi, biteket átvivõ adatutat kell az ADÓ és a VEVÕ között kialakítani, ahány bitbõl áll a bitcsoport. Természetesen külön vezeték(ek) szükségesek a ADÓ-VEVÕ szinkronizmus megvalósítására is. Ügyelni kell a vezetékek helyes sorrendjére is. Mivel ez a kialakítás jelentõsen növeli az összeköttetés költségét és csökkenti a megbízhatóságot, ezért általában ezt az ún. párhuzamos átvitelt, csak kis távolságokra, illetve készülékek belsejében elhelyezkedõ részegységek összekapcsolására használják. Ilyen megoldással mûködnek a számítógépek adat-, vezérlõ- és címbuszai, vagy perifériák esetén a nyomtató, szkenner.

Soros átvitel esetén az információs biteket egyenként, sorban egymás után visszük át. Ezért egy kódolt bitcsoport átviteli ideje a párhuzamos átvitelhez képest megnõ, de számos elõnyt rejt ez a kialakítás: szélsõ esetben elegendõ egy vezetékpár az összeköttetés fizikai megvalósításához, ami jelentõs költségcsökkentõ tényezõ. Az információ átvitel sebessége lassabb, de ha növeljük az adatátvitel sebességét (napjainkban folyamatosan ez történik) akkor ez a lassúság nem igazán korlátozó tényezõ.

A nagyfokú és széleskörû elterjedése miatt egy számítógép és egy modem, vagy terminál közötti illesztés fizikai rétegének megvalósítása nagyon fontos. Ez teljes duplex, pont-pont típusú összeköttetés kialakítását igényli. Részletesen meg kell határozni a mechanikai-, a villamos-, a funkcionális-, és eljárás interfészeket.

Az ezt megvalósító szabvány megalkotója az Electronic Industries Association elnevezésû, elektronikai gyártókat tömörítõ szakmai szervezet, így az EIA RS-232-C a pontos hivatkozás. Ennek nemzetközi változata a CCITT V.24. ajánlása, amely csak néhány ritkán használt áramkörben tér el. Az ajánlás (Recommended Standard 232 C) az eredeti ajánlás harmadik (“C”) változata.

Mivel személyi számítógépek megjelenésével a benne található soros periféria szabványos illesztõ felületté vált, ezért a soros vonalat széles körben — eredeti funkcióján túlmenõen — kezdték különbözõ perifériális eszközök illesztésére felhasználni.

A szabványleírásban az számítógép és a terminál hivatalos neve:

adatvég-berendezés — DTE (Data Terminal Equipment),

 a kapcsolódó modemé  

adatáramköri-végberendezés - DCE (Data Circuit-Terminating Equipment),

 és a köztük zajló kommunikáció az RS-232 soros vonalon folyik.

Általánosan fogalmazva egy DCE végzi a kommunikációs közeghez történõ fizikai illesztést, azaz a kétállapotú bináris jeleket átalakítja a közegben átvihetõ fizikai jelekké. A legtöbb gyakorlati esetben a DTE egy terminál, vagy egy számítógép, míg a DCE az analóg telefonhálózathoz kapcsolódó modem.

A DTE-DCE egységeket összekötõ vezetékrendszer mechanikus csatlakozóját is definiálták: 25 pólusú csatlakozó (szokták DB-25-nek is nevezni). Két, egymásba dugható csatlakozó közül a dugós rész a DTE-n, a hüvelyes részt a DCE-n helyezkedik el. 

A villamos specifikáció szerint a -3V-nál kisebb feszültség a vonalon a bináris 1-et (MARK), míg a +3V-nál nagyobb feszültség bináris 0 -át (SPACE) jelent. A legfeljebb 15 méter hosszú kábeleken 20 kbit/s-os maximális adatátviteli sebesség a megengedett. A legtöbb gyakorlati esetben (pl. a számítógépek soros vonalánál) a feszültség ± 12V.

A funkcionális elõírás a 25 ponthoz tartozó vonalakat megjelöli, és leírja azok jelentését. A 43. ábrán annak a 9 vonalnak a funkciója látható (a hozzá tartozó kivezetés számmal), amelyeket majdnem mindig megvalósítanak.

• Amikor a számítógépet vagy a terminált bekapcsolják, az aktiválja (MARK-ba állítja) az Adatterminál kész, (Data Terminal Ready) jelet (20).
• Amikor a modemet kapcsolják be, akkor a modem az Adat kész jelet (Data Set Ready) (6) aktiválja.
• Ha a modem vivõjelet érzékel a telefonvonalon, akkor a Vivõérzékelés (Carrier Detect) jelet (8) aktiválja.
• Az Adáskérés (Request to Send) (4) jelzi, hogy a terminál adatot akar küldeni.
• Az Adásra kész (Clear to Send) (5) azt jelenti, hogy a modem felkészült az adatok fogadására.
• Az adatok adása az Adás (Transmit) vonalon (2), vétele a Vétel (Receive) vonalon (3) történik.

A többi, fel nem tüntetett áramkör a gyakorlatban alig használt funkciókkal rendelkezik: adatátviteli sebesség kiválasztása, modem tesztelése, adatok ütemezése, csengetõ jelek érzékelése, adatok másodlagos csatornán való fordított irányú küldése.

Az eljárásinterfész az a protokoll, amely az események érvényes sorrendjét határozza meg. A protokoll akció-reakció esemény-párokon alapszik. Amikor egy terminál kiadja pl. az Adáskérés jelet, a modem egy Adásra kész jellel válaszol, ha képes fogadni az adatokat. Ugyanilyen jellegû akció-reakció párok léteznek a többi áramkör esetén is.

Ahhoz hogy a soros adatátvitel során az ADÓ-ról érkezõ biteket a VEVÕ egyértelmûen azonosítani tudja, szükséges, hogy azonosan értelmezzék a jeleket, azaz pl. egy bájt ötödik bitjét kiküldve, azt a VEVÕ is annak tekintse.

Az aszinkron soros átvitelnél a bitcsoportos átviteli mód biztosítja az ADÓ és a VEVÕ szinkronizmusát. Természetesen ehhez a járulékos információhoz járulékos biteket is fel kell használni. Ezek a START és a STOP bitek. Ezen biteket szokták keretezõ (framing) biteknek is nevezni, mivel a tényleges információt "keretbe foglalják". A START bit jelzi, hogy utána következnek a tényleges információt hordozó adatbitek, míg a STOP bit(ek) ezek végét jelzi.

A soros protokoll szerint, ha a soros vonalon nem folyik információátvitel, a vonal állapota aktív (MARK) szintû. Az adatátvitel kezdetekor az ADÓ a vonalat egy bit átvitelének idejéig alacsony (SPACE) szintre állítja (Vigyázzunk! Ez a pozitív feszültség!) (START bit), majd utána történik meg az adatbitek átvitele. Az átvitt adatbitekbõl álló bitcsoport végére az ADÓ STOP bit(ek)-bõl álló aktív (MARK) szintû jelet helyez el. A VEVÕ az adás kezdetérõl a vonal MARK-SPACE állapotváltozásából szerez tudomást.

Ezután mindig egy bit átvitelének idejéig várakozva, az adatbiteket veszi. A STOP bitek érkezése után már figyelheti a vonalon ismét megjelenõ állapotváltozást, ami a következõ bitcsoport adásának kezdetét jelöli.

Fontos kérdés a vonalon idõegység alatt átvitt információ mennyisége, amit bit/s-ben mérünk. Tipikus, szabványosan használt értékeit a következõ táblázat tartalmazza.

Az adatátvitel során az esetleges átviteli hibák felderítését megkísérelhetjük oly módon, hogy az átviendõ adatbit-csoportot egy paritás bittel egészítjük ki úgy, hogy az így kiegészített adatcsoportban lévõ 1 értékû bitek száma páros (páros paritás), vagy páratlan (páratlan paritás) legyen. Ilyen módon, az ADÓ oldalán mindig biztosítható, hogy az 1-es értékû bitek száma mindig páros/páratlan legyen, és a VEVÕ oldalon az egy (ill. páratlan számú) bit változása miatti hiba felderíthetõ.

Statisztikailag igazolható, hogy a "hibacsomósodások" valószínûsége a gyakorlati esetekben a paritásellenõrzés az adatátvitelt sok esetben megfelelõen megbízhatóvá teszi. Jó minõségû, zajmentes összeköttetésnél a paritásbitre pedig nincs is szükség. Az elõzõek alapján a soros adatátviteli protokoll konkrét kialakításánál a következõket kell rögzíteni:

Magát a párhuzamos adatok sorossá alakítását illetve a soros adatok visszaalakítását shiftregiszterek felhasználásával hardver úton lehet elvégezni. Mivel a soros adatátvitel széles körben használják, ezért, megvalósítására céláramköröket fejlesztettek ki. Ezeknél az ADÓ oldalán csupán az adatbit-csoportot kell párhuzamosan a bemenetekre adni, az áramkör elvégzi a sorossá alakítást, a paritás, START és STOP bitekkel való kiegészítést, valamint az átvitelt. A vevõoldalon a vett soros adatokból vevõáramkör képezi a bitcsoportot. Ezek az áramkörök programozhatóak, azaz vezérlõkódokkal megadhatók az átvitel paraméterei és a soros adatátviteli protokoll. Mivel ezek az áramkörök TTL jelszintekkel mûködnek, ezért be és kimenetükön 0 és 5 V-os jeleket várnak illetve adnak. Ezért ezeket a soros periféria áramköröket mindig ki kell egészíteni egy olyan szintátalakító áramkörrel, amely a TTL szintjeiket a szabványos RS232 jelszintekké oda- és visszaalakítja a 0V -> +12V; 5V -> -12V szabályok szerint.

Mivel majdnem minden számítógépnek van soros vonala, gyakran elõfordul, hogy két számítógépet RS-232-C soros vonalon keresztül kötnek össze. Mivel nem DTE-DCE típusú az összeköttetés, ezért a megoldás egy null-modem-nek nevezett “eszköz” (hiszen csak egy keresztbe kötés), amely az egyik gép adási vonalát a másik gép vételi vonalával köti össze. A legegyszerûbb esetben ez elegendõ, ha azonba a modemvezérlõ vonalakat is használnunk kell, akkor hasonló módon néhány más vonal keresztbekötését is el kell végezni.

Nézzünk egy konkrét példát: Ha például az adatátviteli sebesség 9600 bit/s, és 8 bites adatokat (bájtokat) viszünk át páros paritásbittel kiegészítve, 2 STOP bittel a végén, akkor például másodpercenként:

9600/(1 START + 8 ADAT + 1 PARITÁS + 2 STOP bit) = 9600/12 = 800 adat (bájt)

kerül átvitelre.

Ha például az “A” karaktert visszük át (ASCII kódja 41H), akkor a soros vonalon a következõ jelformát láthatnánk:

A karakter bitjeit fordított sorrendben visszük át (LSB az elsõ!), a páros paritásbit ennél a karakternél 0 mert eleve páros (kettõ) 1 értékû bitet tartalmazott.

Még egy praktikus kérdés: Sokszor nehéz eldönteni, hogy a még össze nem kötött adatvezetékek közül melyik az adószál (TXD) és melyik a vevõszál (RXC). Ha nincs adás a vonalon, akkor az adószál nyugalomban (MARK állapotban, -12V-on) van, a vevõszálon mivel nincs bekötve nincs feszültség. Tehát ha egy voltmérõvel a közös földvezetékhez képest mérünk, akkor az adószálon fogunk -12V-ot mérni.

Sok esetben a kommunikációban részt vevõ két oldal nem köthetõ össze galvanikusan. Az RS232 szabvány korlátjait nagyobb távolságú átvitel esetében a földvezetékeken átfolyó kiegyenlítõ áramok okozta földhurkok is jelentik.

Ez kiküszöbölhetõ potenciál-leválasztással. Ennek megvalósítására kidolgozott megoldás TTY interfész, közismert nevén a "20mA-es áramhurok". Lényege: az adó és a vevõoldal mindkét irányban egy hurkot alkotó vezeték-párral van összekötve. Az ADÓ 1 állapotként 20 mA-es áramot küld át hurkon amit a VEVÕ érzékel (áramgenerátorosan tápláljuk a hurkot.). Az információt az áram megléte, illetve hiánya hordozza. (1-van áram, 0-nincs áram).

A maximális sebesség 9600 bit/s, a maximálisan áthidalt távolság 1000 m lehet. Ezen távolságon belüli egyszerû, gazdaságos megoldás, fõleg pont-pont összeköttetés esetére.

Az elektronikában elterjedten használt optikai csatolók nagyon egyszerûvé teszik az alkalmazást, teljes duplex átvitelnél oldalanként két-két ilyen optikai csatoló szükséges.

Amint láttuk, az RS-232-C illesztés elsõdlegesen számítógép-modem összeköttetésre tervezték, és mivel alkalmazhatósága miatt más területeken, iparban is kezdték használni, az adatátviteli sebességre tett 20 kbit/s-os és a kábelhosszúságra tett 15 m-es korlátozás fokozatosan zavaróvá vált.

Mivel a jeleket egy közös földvezetékhez képest mérjük, ezért a rendszer a villamos zavarokra nagyon érzékeny. Az EIA sokat vitázott, hogy vajon egy olyan új szabványt fejlesszenek-e ki, amely a régi (de technikailag nem túl fejlett) szabvánnyal kompatíbilis, vagy egy olyat, amely a régivel nem kompatibilis, de a korszerû követelményeket maradéktalanul kielégíti. A kompromisszumos megoldás mindkettõt tükrözi.

Az új, RS-449-nek nevezett szabvány valójában három szabvány eggyé ötvözése. A mechanikai, a funkcionális és az eljárási interfész az RS-449 szabványban, míg a villamos interfész két további szabványban van megadva.

Mindkét villamos szabványnál a jeleket az összekötõ vezeték-pár közötti feszültségkülönbség hordozza, és a vevõk bementén lévõ differenciálerõsítõ fogadja ezeket a jeleket. Mivel a zavart indukáló külsõ villamos zaj hatása mindkét vezetéken megjelenik, ezért a különbségképzésnél ezek hatása kölcsönösen kioltja egymást.

E kettõ közül az egyik az RS-423-A, amely az RS-232-C szabványhoz hasonlít abban, hogy minden áramkörének közös földje van. Ezt a technikát asszimmetrikus átvitelnek (unbalanced transmission) nevezik. A másik villamos interfész az RS-422 ellenben a szimmetrikus átvitelt (balanced transmission) használja, amelyben minden fõ áramkör két, nem közös földû vezetékkel rendelkezik.

Ennek eredményeképpen az RS-422-A egy legfeljebb 60 méter hosszú kábelen 2 Mbit/s-os átviteli sebességet engedélyez, sõt rövidebb távolságokra még ennél nagyobbat is. Ezek a szabványoknál már az egy ADÓ mellett több vevõ is lehet a vonalon, de így átvitel csak szimplex. A pont-pont típusú összeköttetés helyett itt már üzenetszórásos összeköttetés van, és ez az ún. multi-drop kialakítás. Teljes duplex átvitelhez két egység között még egy vezetékpárt kell alkalmazni, ellentétes VEVÕ-ADÓ áramkörökkel. Ez a négyvezetékes átvitel.

Az egyre intelligensebb összekapcsolt eszközök igénylik a kétirányú kommunikációt. Ezért 1983-ban az EIA egy újabb szabványt jelentett meg, az RS-485-öt. Az RS-422-höz hasonló szimmetrikus átvitelt használja, de a vonal-páron már több ADÓ és több VEVÕ is lehet és közöttük az egy vezeték-páron fél-duplex összeköttetést lehetséges. Természetesen a teljes duplex kommunikációhoz itt is a négyvezetékes kialakítás szükséges.

Annak elkerülésére, hogy több ADÓ kezdjen a vonalon adni, az adási jogot az egyik kitüntetett eszköznek, az ún. MASTER-nek kell biztosítani. Ez az eszköz címzett parancsok segítségévek szólítja meg a többi eszközt, a szolgákat (SLAVE), és szólítja fel õket esetleges adásra.

Összefoglalásul nézzük meg a fent részletezett szabványok leglényegesebb jellemzõit:

Ábrajegyzék

Bevezetés

1.fejezet: A hálózatok célja, alkalmazása, alapfogalmak

2. fejezet: Általános elméleti alapok, Vonalak megosztása, Vezeték nélküli átviteli közeg, Analóg átvitel, Digitális átvitel, Terminálkezelés, X.21 interfész, ISDN-integrált szolgáltatású digitális hálózat, Beágyazott rendszerek kommunikációja, Soros kommunikáció, Ellenõrzõ kérdések és válaszok

3.fejezet: Közeg-hozzáférési módszerek

4.fejezet: Adatkapcsolati protokollok

5.fejezet: Hálózati réteg

6.fejezet: A felsõbb rétegek

7.fejezet: Lokális hálózatok

8.fejezet: A TCP/IP protokoll és az Internet

9. fejezet: Szótár

Irodalomjegyzék

Tárgymutató