Среды передачи данных

В основном различают три среды передачи данных:

1. Скрученный двухжильный кабель (витая пара)

2. Коаксиальный кабель

3. Световод или оптоволоконный кабель

На ряду с кабелем рассматривают разъемы, с помощью которых он подсоединяется к оборудованию, а так же рассматривается необходимость специального оборудования для монтажа этих разъемов.

Витая пара.

Во многих случаях является достаточной с точки зрения необходимой производительности при передаче данных. С помощью витых пар можно передавать данные со скоростью до 12 мегабит в секунду, при длине кабеля 100 метров. С увеличением длинны кабеля скорость должна понижается, так на расстоянии 1000 метров скорость составляет 100 килобит в секунду. Такой скорости достаточно доя промышленных сетей в виду небольших объемов информации передаваемых по сети, основное применение приходится на полевой и средний уровень систем автоматизации.

Коаксиальный кабель.

При довольно высокой скорости передачи при длинах, в нескольких километрах выгодней использовать коаксиальный кабель. По конструкции этот кабель похож на телевизионный антенный кабель, но имеет еще лучшее экранирование против помех. Подключение к коаксиальному кабелю технически сложнее, чем к витой паре.

Световоды.

Средой передачи данных в сетях с высокими требованиями к скорости передачи являются световоды или стеклянные оптоволоконные кабели. Они обеспечивают скорость в 100 мегабит в секунду, на расстоянии до 15 километров. Общая протяженность сети с применением повторителей, может достигать 100 км. Световод передает информацию световыми волнами в качестве носителей, его преимуществом так же является устойчивость к помехам электромагнитных полей часто встречающихся в промышленности, кроме этого световод гарантирует 100% разделение потенциалов и совершенно защищен от прослушивания.

Световоды используются в звездообразных и кольцевых структурах с высокой скоростью передачи данных. Передача данных осуществляется через модули с электрическим обновлением сигнала. Для этого кабель разделяется у каждого устройства, поступающие сигналы преобразуются в электрический ток, усиливаются и подаются в следующий сегмент кабеля.

Недостатком являются повышенные требования к прокладке кабеля, сложность монтажа, а так же необходимость в специальном инструменте.

Передача данных

Основным достоинством промышленных сетей, является надежность передачи данных, данные передаются последовательно, бит за битом, как правило по одному физическому каналу.

Время передачи увеличивается пропорционально длине кабеля.

Интерфейс rs232c

Стандартный интерфейс последовательной связи обеспечивает передачу данных, между модемами, терминалами и компьютерами. Для передачи данных используются сигналы +-12 вольт, уровень логического нуля соответствует напряжению +12 вольт, а логической «1» соответствует уровень -12 вольт.

Основой последовательного адаптера, является микросхема UART – это универсальный асинхронных приемопередатчик. При передаче микросхема UART преобразует параллельный код в последовательный и передает его побитно в линию, добавляя в исходную последовательность биты старта, останова и контроля. При приеме данных UART преобразует последовательный код в параллельный, опуская служебные символы. Условием правильной передачи является одинаковая скорость работы, приемного и передающего устройства.

В простейшем случае для приема и передачи, через последовательный порт необходимо только три сигнала:

1. TXD передача данных

2. RXD прием данных

3. GND земля

Для передачи сигналов используются: либо 25 контактные, либо 9ти контактные разъемы.

Микросхемы UART 8250 рассчитана на максимальную скорость 38400 бит в секунду.

UART 16550 на 115200 бит в секунду.

Обычно передача данных осуществляется на нескольких дискретных скоростях:

• 50

• 75

• 110

• 150

• 300

• 600

• 1200

• 2400

• 4800

• 9600

• 19200 бит в секунду и так далее.

На обеих сторонах должны быть установлены (программно или аппаратно с помощью переключателей) следующие параметры:

• скорость передачи данных

• количество битов информационной посылки

• количество стоповых битов и бит контроля

Передача данных начинается с изменения напряжения на линии с низкого уровня до высокого, то есть с -12 вольт до +12 вольт. Таким образом передается стартовый бит. Стоповые биты передаются низким уровнем напряжения.

При использовании контроля по четности соответствующий бит выбирается таким образом, что бы сумма единиц в кадре вместе с битом контроля представляла собой четное число. Аналогичным образом выполняется контроль на нечетность.

Интерфейс RS232C является стандартным интерфейсом последовательной связи персональных компьютеров.