Принцип передачи данных по сети -> Форум на Исходниках.RU [Powered by Invision Power Board]

Версия для печати
Нажмите сюда для просмотра этой темы в оригинальном формате

Форум на Исходниках.RU > Hardware (аппаратные средства) > Принцип передачи данных по сети

Автор: Костик+ 15.03.19, 10:53

Доброго времени суток всем!

Правильно ли понимаю, что в своей физической сути передача данных по сети - это подача/прекращение подачи тока (импульса) с заданной частотой в секунду? Т.е. например, скорость передачи 9400 бит/с - это значит, что за 1 секунду на одном конце провода устройство 9400 раз подаст/не подаст напряжение, а на другом устройство считает эту информацию и преобразует её соответственно в нули и единицы?
Это если совсем примитивно взять.

Автор: Dushevny 15.03.19, 12:14

Смотря какая сеть. В простейших низкоскоростных делается и так, как вы описали тоже. Бывают и другие варианты, например, нулю и единице могут соответствовать импульсы разной полярности.

Автор: amk 15.03.19, 16:38

Цитата Костик+ @ 15.03.19, 10:53

что за 1 секунду на одном конце провода устройство 9400 раз подаст/не подаст напряжение

Вообще-то стандартная скорость 9600 раз.
Был когда-то в 80-х интерфейс "токовая петля 20 мА". Впрочем он и сейчас достаточно широко используется. В нём единичка представляется током в 20 мА, а нолик током менее 4 мА.
Передающий каскад представляет собой просто транзистор, приёмник - тоже один транзистор или оптопара. Для формирования нужного тока обычно напряжение 12-30 В просто пропускают через резистор подходящего номинала.
Достоинством этого интерфейса является высокая помехозащищённость при очень простой реализации, и возможность гальванической развязки через оптопару.
Недостатки: большой потребляемый ток и невысокая скорость передачи 9600 бит/с это уже близко к пределу. С другой стороны, на очень длинных линиях его можно запустить на скорости в 150 бит/с - для какого-нибудь датчика температуры этого хватает.

На коротких линиях чаще используют манипуляцию напряжением. Так в RS-232 единичка представлена напряжением +5…+15В, нолик -5…-15В.
Потребляемый ток ниже, передатчик и приёмник сложнее, помехозащищённость ниже (практически незаметно на короткой, до 15 м, линии), предельная длина линии меньше, скорость даже ниже (на одинаковой дальности, из-за меньших токов линия медленнее перезаряжается).

На высокоскоростных каналах в линии формируют бегущую волну - передатчик может закончить передавать сигнал ещё до того, как до приёмника что-либо дойдёт. Тут уже требуется специальный кабель с определёнными характеристиками распространения волны и потерь.

Автор: Костик+ 19.03.19, 16:10

Всем спасибо за ответы!

Про 20мА. Скорее всего такой используется в некоторых автомобилях 80х годов выпуска в ODB разъёме. Видел одну схему, где принимала сигнал простая микросхема и передавали его на com-порт компьютера.

Автор: amk 19.03.19, 20:08

Цитата Костик+ @ 19.03.19, 16:10

Про 20мА. Скорее всего такой используется в некоторых автомобилях 80х годов выпуска в

Такой используется в промышленном оборудовании для подключения удалённых устройств. Когда до них метров 50 или больше. В таком случае при передаче по напряжению наводки сильные - связь неустойчивая, общую землю в таком случае обеспечивать сложно, высокоскоростные экранированные линии слишком накладно выходят - адаптер линии и кабель сильно дороже датчика получаются.
А так, кинул пару проводов запитал их отдельным источником через резистор, сделал приёмник с развязкой на оптопаре, к датчику прицепил простую схему с отпопарой же на выходе.

Автор: Pavia 20.03.19, 04:34

amk
Всё это маркетинговая чушь.

Напряжение связано с током U=I*R. Помехи по напряжению создают ровно такие же помехи по току.
В 80-тых использовали этот стандарт потому что элементная база была такой ТТЛ.
Появились полевые транзистеры и ток снизели.

Цитата amk @ 15.03.19, 16:38

на одинаковой дальности, из-за меньших токов линия медленнее перезаряжается)

Еикость линии меньше ёмкости приёмника. Иначе у вас работать небудет.

Цитата amk @ 15.03.19, 16:38

и невысокая скорость передачи 9600 бит/с это уже близко к пределу.

Даже близко нет.

Придел скорости связан с отсутсвием помехо защищённости. SHDSL гоняет по не экранированной линии на километры мегабиты до 100 мбит/с и это благодоря помехозащищённости.

Цитата amk @ 19.03.19, 20:08

высокоскоростные экранированные линии слишком накладно выходят -

В высоко скоростных экран защищает всего несколько метров если не сантиметров. А применяют его в качестве защитного заземления, что бы в случае случайного замыкания фазы монтажника "током" не убило.

Автор: amk 20.03.19, 16:51

Цитата Pavia @ 20.03.19, 04:34

Помехи по напряжению создают ровно такие же помехи по току.

Такие, да не совсем. Ты же сам там в формуле R написал.
У полевого транзистора сопротивление почти бесконечное, вся помеха принимается приёмником целиком.
биполярный транзистор (светодиод) работают в режиме близком к насыщению. для них изменение напряжения на линии несущественно.

Цитата Pavia @ 20.03.19, 04:34

Еикость линии меньше ёмкости приёмника. Иначе у вас работать небудет.

Ты сравнивал? Какова ёмкость 200 метров коаксиального кабеля, и какова ёмкость базы транзистора? Думаю первая много больше. И тем не менее работает.

Цитата Pavia @ 20.03.19, 04:34

В высоко скоростных экран защищает всего несколько метров если не сантиметров.

Надо будет нашим разработчикам об этом сказать, а то они бедные с экранированными кабелями зачем-то мучаются, рассчитывают что-то, согласовывают.

Автор: Prince 21.03.19, 08:27

Цитата

Был когда-то в 80-х интерфейс "токовая петля 20 мА". Впрочем он и сейчас достаточно широко используется. В нём единичка представляется током в 20 мА, а нолик током менее 4 мА.

До сих пор в MIDI интерфейсах используется.
Хотя реализация зависит от производителя. Токовая петля удобна тем, что позволяет сделать гальваническую развязку на оптопарах и избавиться от общей "земли" по каналу управления, и тем самым от последующего поиска "фонящего"девайса.

Автор: amk 21.03.19, 19:30

Цитата Prince @ 21.03.19, 08:27

Токовая петля удобна тем, что позволяет сделать гальваническую развязку на оптопарах и избавиться от общей "земли" по каналу управления, и тем самым от последующего поиска "фонящего"девайса.

А зачастую общую землю физически реализовать невозможно. В промышленности потенциал земли сильно плавает от точки к точке из-за наличия множества сильноточного оборудования, и создаваемого им наводок, а изолировать устройство от местной земли часто невозможно - дорого или перестаёт работать.

Автор: Pavia 21.03.19, 21:18

Цитата amk @ 20.03.19, 16:51

Помехи у вас набираются по дороге, а не на приёмной стороне. И сопротивление не бесконечно всего несколько МОм.
Вот и отлично пусть в насыщении дальше работает, формула Ома от этого не перестанет работать. Источник поддерживающий ток будет увеличивать ток отдачи, источник поддерживающий напряжение будет увеличивать напряжение.

Цитата amk @ 21.03.19, 19:30

В промышленности потенциал земли сильно плавает от точки к точке из-за наличия множества сильноточного оборудования,

Для этого в промышленности используют уравновешивание потенциала.

Цитата amk @ 21.03.19, 19:30

А зачастую общую землю физически реализовать невозможно.

Достаточно сделать шину заземления. Или бросить кабель заземления.
Да и вы вообще видимо не в курсе последних достижений отечественной науки. Сверх проводник обладает 0 сопротивлением. И такие линии уже применяют
https://nplus1.ru/news/2018/01/29/superconducting-line

А вот раньше их не применяли не из-за физических ограничений, а из-за экономических.

Цитата amk @ 20.03.19, 16:51

А Вы лучше им скажите, что они страусы международных стандартов не знаю рекомендациями не владеют.
А я лично для экрана кабеля пользуюсь этими расчётами
https://www.bookasutp.ru/Chapter3_5.aspx#рис. 3.95

Автор: amk 21.03.19, 23:07

Цитата Pavia @ 21.03.19, 21:18

И сопротивление не бесконечно всего несколько МОм.

То есть флуктуация тока в один микроампер, даёт нам напряжение помехи в несколько вольт? Хорошая помехозащищённость.

Цитата Pavia @ 21.03.19, 21:18

Для этого в промышленности используют уравновешивание потенциала.

Ты похоже не видел производства занимающего больше одной относительно небольшой комнаты.

Цитата Pavia @ 21.03.19, 21:18

Сверх проводник обладает 0 сопротивлением. И такие линии уже применяют

И требует охлаждения жидким азотом. И применяют эту линию не для организации заземления, а для передачи энергии, и наводки на этой линии возникают точна так же, как и на обычной не сверхпроводящей.

Автор: Dushevny 22.03.19, 05:21

Цитата Pavia @ 21.03.19, 21:18

Источник поддерживающий ток будет увеличивать ток отдачи, источник поддерживающий напряжение будет увеличивать напряжение

Нет. Источник, поддерживающи ток, будет увеличивать напряжение, а источнику, поддерживающему напряжение увеличивать уже нечего - формулу закона Ома вы сами написали, сопротивление цепи источнику неподвластно, напряжение константно из определения источника напряжения.

Автор: Prince 22.03.19, 06:47

По-моему, вы спорите не о помехозащищенности линий связи и не о природе помех, в них возникающих.

Автор: Barrylax 13.07.19, 11:10

а может снизится скорость допустим если я и ещё несколько человек скачиваюттут на выбор: просматривают, изменяют и т.д. один и тот же ресурс с сети???

Автор: amk 14.07.19, 04:31

Вообще, для действующих протоколов нет разницы, идёт работа с разными ресурсами, или с одним. Но в сети могут существовать "бутылочные горлышки" - места, где ограничивается поток.

К примеру, есть сеть с неограниченной скоростью передачи внутри неё и несколькими серверами и пользователями, подключенными 100Мб/с каналами.
Если в такой сети 10 пользователей качают данные, каждый со своего сервера, то у каждого скорость передачи будет 100 Мб/с.
Если они будут качать данные с одного сервера, то сервер будет вынужден делить свой канал на десять пользователей, и скорость у каждого из них упадёт до 10 Мб/с.
Если качаемые данные одни и те же, то возможна оптимизация работы сети - можно поставить в скоростной части сети кэширующий прокси, который один раз заберёт данные с сервера, и на максимальной скорости раздаст данные пользователям. Тогда пользователи будут получать данные со скоростью 200 Мб/с независимо от их количества.
А теперь пример "бутылочного горлышка", пусть у нас имеется две высокоскоростных сети, связанных между собой низкоскоростной (100 Мб/с) линией. И 10 пользователей из первой сети пытаются скачать данные с 10 серверов, расположенных во второй сети. Теперь уже в связывающей линии скорость приходится делить между потоками, уменьшая скорость передачи.

Автор: ЫукпШ 03.08.19, 14:45

Цитата amk @ 19.03.19, 20:08

А так, кинул пару проводов запитал их отдельным источником через резистор, сделал приёмник с развязкой на оптопаре, к датчику прицепил простую схему с отпопарой же на выходе.

И даже это не всегда может помочь.
Как то раз мне пришлось симметрировать линию токовой
петли. Чтобы нагрузка оказалась в диагонали
моста по отношению к сигналам внешней помехи.
Так что резистор может потребоваться не один.

Автор: amk 03.08.19, 15:57

Ну, у тебя были дополнительные требования к интерфейсу. Выходящие за требования к "токовой петле". То есть фактически у тебя была уже не токовая петля.

Автор: ЫукпШ 03.08.19, 17:10

Цитата amk @ 03.08.19, 15:57

Нет.
Токовая петля 20[ма] как была, так и осталась.
И при этом абонент даже не узнал об изменении на
передающей стороне.
Схемотехнических реализаций токовой петли может быть
несколько, я реализовал самый помехо-устойчивый.