Последовательные интерфейсы передачи данных. Интерфейсы передачи данных Какие интерфейсы для передачи данных
Интерфейс передачи данных
Интерфейс передачи данных
Интерфейс передачи данных - интерфейс, обеспечивающий передачу двоичных данных. В зависимости от способа передачи данных различают последовательный и параллельный интерфейсы
См. также: Интерфейсы передачи данных Интерфейсы
Финансовый словарь Финам .
Смотреть что такое "Интерфейс передачи данных" в других словарях:
интерфейс передачи данных - — [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] интерфейс передачи данных [Интент] Тематики информационные технологии в целом EN communication interfacedata transfer interfaceDTI …
интерфейс передачи данных с номинальной скоростью - базовый интерфейс обмена базовый интерфейс абонента интерфейс базового уровня — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы базовый интерфейс… … Справочник технического переводчика
интерфейс передачи данных с базовой скоростью в сети ЦСИС - — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN ISDN primary rate interfaceISDN PRI … Справочник технического переводчика
интерфейс передачи данных с номинальной скоростью в сети ЦСИС - — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN ISDN basic rate interfaceISDN BRI … Справочник технического переводчика
У этого термина существуют и другие значения, см. SSI. SSI (англ. Synchronous Serial Interface, синхронно последовательный интерфейс) популярный последовательный интерфейс передачи данных, предназначенный для индустриальных применений … Википедия
открытый интерфейс передачи данных - открытый сетевой интерфейс — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы открытый сетевой интерфейс EN open data link interfaceODI … Справочник технического переводчика
распределенный интерфейс передачи данных по волоконно-оптическим каналам (стандарт ANSI. США) - Сеть стандарта FDDI имеет двухкольцевую структуру и обеспечивает передачу данных со скоростью до 100 Мбит/с. Максимальная протяженность кольца 100 км. При использовании многомодового кабеля в сети может быть размещено до 500 станций на расстоянии … Справочник технического переводчика
распределенный интерфейс передачи данных по волоконно-оптическим каналам - Стандарт для локальных сетей на основе волоконно оптических линий связи (МСЭ Т J.112, МСЭ Т J.122). Тематики электросвязь, основные понятия EN fiber distributed data interfaceFDDI … Справочник технического переводчика
распределенный интерфейс передачи данных по проводным линиям - Модификация стандарта FDOI для кабельных систем на базе экранированных или неэкранированных витых пар. Данная технология значительно упрощает процесс инсталляции кабельной системы и удешевляет ее, однако накладывает ограничение на максимальное… … Справочник технического переводчика
экранированная витая пара/интерфейс передачи данных по оптоволокну - — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN twisted pair/fiber distributed data interfaceTP/FDDI … Справочник технического переводчика
ИНТЕРФЕЙС - это стандартизованная среда turn способ обмена информацией между двумя или более единицами оборудования: приборами, контроллерами, персональный компьютером и т.п.
Интерфейсы информационного обмена между приборами, применяемые в промышленности, могут быть двух типов:
«точка-точка», соединяющий два прибора между собой;
мультиприборный, позволяющий подключать более двух приборов на одну линию передачи данных.
Основная характеристика интерфейса - пропускная способность, которая показывает, сколько бит информации передается по интерфейсу за 1 секунду и измеряется в bit per second (bps, Mbps), или бит в секунду (бит/с, Мбит/с). Необходимо учитывать, что эта пропускная способность включает «накладные расходы», связанные со способом передачи данных. Для разных интерфейсов и протоколов доля полезной информации, передаваемой в секунду, может быть от 30 % до 90 % от общей пропускной способности.
ПРОТОКОЛ - это стандартизованный набор правил передачи информации по какому-либо интерфейсу.
Для сложных протоколов принята практика разделения их на несколько уровней (слоев). При этом каждый уровень реализуется отдельно и дополнительно стандартизуется обмен между уровнями. Это также позволяет заменять какие-то уровни (например, для адаптации к разным интерфейсам), оставляя неизменными другие.
Интерфейсы и протоколы, используемые в приборах и контроллерах
|
Интерфейс |
Пропускная способность |
Длина линии связи |
Протоколы |
|
|
мультиприборный (до 32 приборов) |
стандартно 115200 bps, есть реализации до 2 Mbps |
не более 1200 м (без повторителя) | ||
|
точка-точка |
не более 3м |
|||
|
«токовая петля» |
точка-точка |
до 115200 bps |
не более 1000 м |
|
|
Ethernet 10/100 base T (по витой паре) |
точка-точка |
не более 100 м | ||
|
точка-точка |
не более 3 м |
Mass Storage Device |
||
|
точка-точка |
Совместимость приборов - это их способность осуществлять ин формационный обмен между собой. Каждый из приборов, участвующих в информационном обмене, должен иметь определенный интерфейс и понимать определенный протокол. И даже в этом случае не гарантируется возможность обмена, т.к. один прибор может оказаться неспособным передавать ту информацию, которую требуется получать другому. Но что делать, если приборы способны к передаче нужной информации, но имеют разные интерфейсы и/или понимают разные протоколы? В этом случае требуется применение преобразователей интерфейсов или шлюзов.
Преобразователь интерфейсов - это устройство, имеющее два или более различных интерфейсов, ретранслирующее информацию из одного интерфейса в другой (другие). При этом передача информации осуществляется без ее преобразования. Поэтому к преобразователю интерфейсов имеет смысл подключать только те устройства, которые способны работать по одному протоколу.
Шлюз (или мост) - это интеллектуальное устройство, способное к преобразованию данных из одного протокола в другой. При этом шлюз может выступать также и в качестве преобразователя интерфейсов. Шлюз, в отличие от преобразователя интерфейса, требует дополнительной настройки, т.к. ему требуется указать, какие данные по каким протоколам надо принимать и передавать.
Интерфейс RS -485. При проектировании промышленных систем автоматизации наибольшее распространение получили информационные сети, основанные на интерфейсе стандарта EIA RS-485. Это высокоскоростной и помехоустойчивый последовательный интерфейс, который позволяет создавать сети путем параллельного подключения многих устройств к одной физической линии.
Большинство приборов, предназначенных для работы в информационной сети, имеют встроенный интерфейс RS-485.
В обычном персональном компьютере (не промышленного исполнения) этот интерфейс отсутствует, поэтому для подключения к ПК промышленной сети RS-485 необходим специальный адаптер - преобразователь интерфейса RS-485/RS-232 или RS-485/USB (например, ОВЕН АСЗ-М или АС4).
По интерфейсу RS-485 данные передаются с помощью «симметричного» (дифференциального) сигнала по двум линиям (А и В). Максимальная длина линии связи между крайними устройствами может составлять до 1200 м (и более с использованием повторителей). При длине линии связи более 100 м в максимально удаленных друг от друга точках сети рекомендуется устанавливать оконечные согласующие резисторы номиналом от 100 до 250 Ом, позволяющие компенсировать волновое сопротивление кабеля и минимизировать амплитуду отраженного сигнала. Количество приборов в сети не должно превышать 32 (без использования повторителя).
Интерфейс RS -232. Интерфейс стандарта EIA RS-232C предназначен для последовательной связи двух устройств (соединение «точка-точка»). Он является общепринятым и широко используется для подсоединения внешнего оборудования к ПК. Передача данных по интерфейсу RS-232C осуществляется с помощью «несимметричного» сигнала по двум линиям - TxD и RxD, а амплитуда сигнала измеряется относительно линии GND («нуля») (см. рис.).
Несимметричность сигнала обуславливает низкую помехозащищенность данного интерфейса, особенно при промышленных помехах, поэтому длина линии связи RS-232, как правило, ограничена расстоянием в несколько метров. Наличие линий приема (RxD) и передачи (TxD) данных позволяет поддерживать полнодуплексную передачу информации, т.е. одновременно информация может как передаваться, так и приниматься. Устройства для связи по интерфейсу RS-232 обычно соединяются кабелем с 9-контактными или 25-контактными разъемами (DB9, DB25 и др.).
Интерфейс «токовая петля» (разновидность RS-232). «Токовая петля» - разновидность интерфейса RS-232, также обеспечивающая связь двух приборов (соединение «точка-точка»). Информация в токовой петле передается не напряжением, а током по двухпроводной линии, что обеспечивает высокий уровень помехозащищенности. Стандарт «токовая петля» позволяет передавать данные на расстояния до 1000 м со скоростью до 19,2 кбит/с. Из-за наличия одной линии связи стандартом обеспечивается полудуплексная передача данных, т.е. в каждый момент времени информация может либо передаваться, либо приниматься.
Приборы могут иметь встроенный интерфейс «токовая петля», которые могут быть подключены:
1) к ПК через адаптер «токовая петля»/RS-232;
2) к сети RS-485 через шлюз «токовая петля»/RS-485.
Рис. Типовые схемы подключения приборов с интерфейсом
«токовая петля» к сети
Интерфейс Ethernet . Ethernet - транспортная технология для передачи данных в вычислительных сетях, преимущественно локальных. Протокол, используемый в кабельных сетях Ethernet - CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) - Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов. В соответствии с этим протоколом устройства начинают передачу данных только после обнаружения свободного канала связи для сокращения между ними количества коллизий (ошибок). Все версии семейства Ethernet ориентированы на поддержку работы до 1024 узлов сети. Этот интерфейс получил широкое распространение в компьютерных сетях благодаря высокой пропускной способности и помехоустойчивости. Чаще используется встроенный интерфейс Ethernet 10/100 Base-T, что позволяет встраивать приборы и ПЛК в распределенные информационные системы более высокого уровня.
Интерфейс USB . Стандарт USB разработан как альтернатива более «медленным» компьютерным стандартам RS-232 и LPT. В настоящее время устройства с интерфейсом USB 2.0 позволяют передавать данные со скоростью до 480 Мбит/с.
Интерфейс USB, как и RS-48S, является симметричным и позволяет передавать данные по двум проводам (D+ и D-), при этом логические уровни аналогичны соответствующим уровням стандарта RS-485. Интерфейс USB имеет линии питания Vcc и GND для запитывания подключенного устройства (при условии, что потребляемый им ток не превышает 500 мА). После установки драйвера операционная система распознает подключаемое устройство как СОМ-порт и использует стандартный асинхронный режим передачи данных, применяемый для работы с аппаратным СОМ-портом.
Интерфейс RS-232
Один из наиболее распространенных последовательных интерфейсов. Первоначально разработан для связи терминалов с центральным компьютером, в настоящее время широко применяется для обмена данными между ПК и одиночными микроконтроллерными устройствами. Интерфейс RS-232 предназначен для соединения двух устройств (рис. 21). Передатчик одного устройства соединяется с приемником другого, и наоборот, что обеспечивает полудуплексный режим передачи данных. Для управления подключенным устройством можно использовать дополнительные линии порта RS-232 или специальные символы, добавляемые к передаваемым данным.
Скорость передачи 19 200 бит/c
Протяженность линии связи 15 м
Вид сигнала потенциальный с общим проводом
Число передатчиков 1
Число приемников 1
Интерфейс RS-422
Интерфейс разработан в 1975 г. для обмена данными между центральным компьютером и периферийным оборудованием. Интерфейс использует симметричную линию связи (рис. 22) и обеспечивает работу удаленного оборудования с ускоренным обменом данными. Интерфейс обеспечивает хорошее подавление помех общего вида за счет использования витой пары в качестве линии связи. Каждый передатчик может быть нагружен на несколько приемников (до 10), что позволяет обмениваться одновременно с несколькими устройствами.
Скорость передачи 10 Мбит/c
Протяженность линии связи 1200 м
Вид сигнала дифференциальный, витая пара
Число передатчиков 1
Число приемников 10
Организация связи полный дуплекс, точка-точка.
Интерфейс RS-485
Интерфейс широко распространен в промышленности для двунаправленного обмена данными по симметричной двухпроводной линии связи с повышенной нагрузочной способностью и протяженностью (рис. 23). Применяется для организации сетей типа «звезда» или «кольцо». Применение ретрансляторов позволяет увеличить расстояние между абонентами и организовать новый сегмент сети.
Интерфейс CAN
Последовательный интерфейс CAN специально разработан для объединения датчиков, исполнительных устройств и интеллектуальных контроллеров, управляющих каким-либо объектом в системах промышленной автоматизации. На рис. 24 приведена схема построения МПС на основе специальной магистральной шины.
Основные преимущества интерфейса: обеспечение режима обмена в реальном масштабе времени благодаря возможности инициативной передачи сообщений, высокая помехоустойчивость и протокол с коррекцией ошибок.
Интерфейс передачи данных говоря простым языком это своеобразный переходник между узлами, он знает, как передавать данные, что при этом использовать и чего ждать в ответ. А вот официальное определение уже звучит сложнее - это некая граница между двумя объектами или узлами, которые регламентируются особым принятым стандартом и реализуются с помощью установленных методов, средств и правил. Рассмотрим основные виды интерфейсов передачи данных.
Интерфейс Ethernet
С ним сталкивался практически каждый пользователь. Первоначальное его предназначение коммуникация между офисными устройствами. Для реализации первых соединений применялась линейная топология, и простой коаксиальный кабель. На сегодняшний момент данный подход уже устарел, да и наверное большинство пользователей удивляться как можно было компы соединить между собой коаксиальным кабелем, а раньше были такие сетевые карты. Сейчас в основе построения сетей используется топология «звезда», реализуемая и делимая на части маршрутизаторами и коммутаторами. По интерфейсу Ethernet можно передавать информацию со скоростью 10, 100, 1000 Мбит/сек. Одной из особенностей данного интерфейса является наличие MAC адреса, который вшит в аппаратную часть Вашей сетевой карты, приблизительно это как IMEI сотового телефона. С помощью него происходит распознавание того узла, который отправил и получил данные. Каждый MAC адрес уникален, достигается это тем, что разработчики устройств делят между собой общее множество значений. За тремя старшими байтами в MAC - адресе закреплен свой производитель.
Интерфейс USB
Также популярный интерфейс последовательной передачи данных USB (Universal Serial Bus). Все современные устройства оборудованы данным интерфейсом, главная его особенность в том, что используется технология Plung and Play. Означает это, что любое устройство с интерфейсом USB можно подключать и работать, в большинстве случаев избегая установки дополнительных драйвером. Например: флешки, переносные жесткие диски, клавиатуры, мыши и т. п. Одним из существенных плюсов USB подача питания на одном из контактов, что в свою очередь позволяет исключить дополнительный источник питания при подключении оборудования.
Интерфейс IrDA
Данный вид интерфейса уже практически устарел и многие даже не вспомнят его. А вот в недалеком прошлом без него практически невозможно было подключить первые сотовые телефоны к компьютеру. Его задача состояла в том, чтобы подключить то или иное оборудование с помощью инфракрасного излучения. Скорость передачи была очень низкой составляла всего 2400 - 115 200 bps, и ограничение нельзя было использовать на больших расстояниях. Как и упоминал выше, данный интерфейс в основном использовался в сотовых телефонах, но и компьютерная техника не исключение. На сегодняшний момент такую технологию применяют в пультах дистанционного управления различных устройств, например телевизоры, аудио-видео аппаратура и т. п.
Интерфейс HDMI
Данный интерфейс позволяет передавать медиа данные. Отличительной способность от старого интерфейса VGA, он позволяет передавать видео со звуком. Имеет большую пропускную способность и позволяет транслировать видео высокой четкости. Аббревиатура HDMI именно так и расшифровывается Hugh Definition Multimedia Interface.
Интерфейс Bluetooth
Он пришел на смену IrDA и сейчас активно используется во многих устройствах для создания связи между ними. Например: мышки, телефоны, ноутбуки, внешняя акустика и т. п. Производители заявляют радиус действия 100 метров, но на практике таких показателей добиться очень трудно, как правило составляет порядка 10 метров. Средняя скорость передачи данных составляет 3 Мбит/с.
Интерфейс Wi-Fi
Достаточно новый вид интерфейса, но уже завоевавший сердца многих пользователей. Основное его преимущество это беспроводное подключение. Используется практически во всех электронных устройствах, начиная от компьютеров, телевизоров и заканчивая лампочками и умными розетками. Технические характеристики постоянно улучшаются и усовершенствуются. Средняя скоро передачи составляет от 450 до 1300 Мбит/с.
В современном мире цифровых технологий их структура базируется на передаче информации между узлами и объектами определённой сети. Надёжность протоколов и способов, используемых при этом, зависит от того, каким образом реализована технология. В частности, это возложено на интерфейсы передачи данных.
Что это такое?
Как следует из официального определения, интерфейс передачи данных — это некая граница между двумя объектами или узлами, которые регламентируются особым принятым стандартом и реализуются с помощью установленных методов, средств и правил.
Говоря простым языком, это своеобразный переходник между узлами, который знает, как передавать данные, что при этом использовать и чего ждать в ответ.
Основные типы интерфейсов передачи данных
С одной из разновидностей сталкивался каждый пользователь компьютера. передачи данных Ethernet. Его первоначальное предназначение — коммуникация между офисными устройствами. Для реализации первых соединений применялась линейная топология, а также простой коаксиальный кабель. Сегодня же данный подход устарел. И теперь в основе сетей лежит топология «звезда», реализуемая и делимая на части маршрутизаторами и коммутаторами. В промышленных сетях по интерфейсу передачи данных Ethernet можно отправлять информацию со скоростями 10, 100 Мбит/с, и реже 1Гбит/с. Подобную производительность гарантирует такая передающая среда, как витая пара или оптоволокно.
Одной из особенностей интерфейса является наличие обязательного MAC адреса, который «вшит» в аппаратную часть оборудования. С помощью него происходит распознавание того узла, который отправил и получил данные. По сути, каждый адрес должен быть уникален. Для этого разработчики устройств делят между собой общее множество значений. За тремя старшими байтами в MAC адресе закреплён свой производитель.
Стоит отметить, что при регистрации MAC это происходит один раз при инициализации сетевого оборудования. Дальнейшее же хранение его ложится на плечи операционной системы. А это означает, что адрес в любой момент можно сменить.
USB
Ещё один часто встречающийся интерфейс последовательной передачи данных — Universal Serial Bus. Практически каждое современное устройство комплектуется той или иной его разновидностью, будь то микроверсия или мини.
Его главной особенностью является использование технологии Plug and Play. Это означает, что любое устройство с интерфейсом USB можно подключить и начать работать, в большинстве случаев избегая установки различных драйверов.
Также особым рядом идёт приведение многих разношёрстных разъёмов и стандартов к одному общему виду. Теперь можно присоединять к компьютеру джойстики, мыши, клавиатуры, жёсткие диски, принтеры и многое другое оборудование, используя один универсальный разъем.
Стоит отметить ещё один плюс USB — подачу питания на одном из контактов. Это позволило подключать внешние жёсткие диски и подобные устройства.
HDMI
Это тоже интерфейс передачи данных, позволяющий передавать медиаданные. В отличие от устаревшего VGA, он может работать не только с видео, но и со звуком. Данный стандарт обладает большой пропускной способностью. Поэтому он применяется для трансляции видео высокой чёткости. Кстати, аббревиатура HDMI именно так и расшифровывается — High Definition Multimedia Interface. Что означает интерфейс для мультимедиа высокой чёткости.
IrDA
Статья была бы не полной без описания интерфейсов передачи данных, позволяющих делать это беспроводным путем. И наверное, IrDA — первопроходец среди них.
Возможно, морально и технически он уже устарел, однако до сих пор встречается на самых разных архаичных устройствах. Его задача — соединить два аппарата с IrDA с помощью инфракрасного излучения. Ограничения стандарта не позволяют использовать его на больших расстояниях. Поэтому для передачи данных, например, между двумя телефонами, приходилось держать их на близком расстоянии друг от друга. Скорость передачи была очень низкой и находилась в диапазоне от 2400 до 115 200 bps.
Bluetooth
Bluetooth пришёл на смену инфракрасному порту и активно используется во многих устройствах для создания связи между ними. Это компьютерные мыши, телефоны, ноутбуки и много других устройств.
Радиус действия интерфейса официально заявлен в 100 метров. Однако на практике, наличие шумов и различных препятствий в виде стен сужают расстояние примерно до 10 метров. Средняя скорость передачи данных по интерфейсу Bluetooth составляет не более 3 Мбит/с.
Wi-Fi
Наверное, нет такого человека, который бы не слышал о данном интерфейсе передачи данных, позволяющем передавать информацию на больших скоростях и на удобных расстояниях.
Основное преимущество стандарта — беспроводное подключение. А это значительная экономия как пространства, так и денежных затрат на кабели и инфраструктуру.
Повсеместное распространение Wi-Fi привело к тому, что с ним поставляются сегодня даже лампочки. То есть интерфейс стал одним из самых популярных. С ним сталкиваются все при покупке нового устройства, будь то телевизор, смартфон или ноутбук.
Технические характеристики Wi-Fi постоянно улучшаются. Теоретически в идеальных условиях он может передавать данные со скоростью до 7 Гбит/с. Средняя же на обычных бытовых устройствах варьируется в пределах от 450 до 1300 Мбит/с при использовании нескольких антенн.
Минусы Wi-Fi
Несмотря на множество преимуществ, у интерфейса имеются и недостатки. Например, большинство устройств способно работать на частоте 2,4 ГГц. Однако многие средства а также некоторые бытовые приборы тоже имеют такой показатель. А это значительно влияет на качество передачи данных, что, в свою очередь, сказывается и на скорости. Однако в последних моделях устройств данную проблему уже решили путем добавления дополнительной рабочей частоты в 5 ГГц.
В России имеются небольшие проблемы с установкой адаптеров Wi-Fi, показатель электромагнитного излучения которых превышает 100 мВт, так как нужно их обязательно регистрировать.