Стандарты схем интерфейса цифрового оборудования

Модем при работе должен обмениваться сигналами управления и контроля либо с терминалом, либо с каким-то иным коммерческим оборудованием, подключенным к нему.

Пугающая возможность использования огромного количества несогласованных сигналов управления и соединительных устройств между модемами и терминалами данных привели к установлению нескольких стандартов, позволяющих определить физические и электрические параметры схем согласования или сопряжения между модемами (часто называемыми общим термином: аппаратура передачи данных, DCA) и терминалами (называемыми терминальным оборудованием, DTE).

Наиболее широко применяемым на территории США является стандарт, введенный при содействии Ассоциации электронной промышленности США, EIA, который получил название интерфейса RS-232C EIA. На территории Европы подобный стандарт, введенный при содействии Консультативного комитета по международной телефонной и телеграфной связи, CCITТ, известен как Рекомендации Консультативного комитета по международной телефонной и телеграфной связи V.24.

Для выполнения сопряжения оконечного цифрового оборудования с модемами было установлено несколько стандартов. Наиболее широко распространенным на территории США является стандарт, который получил название «Стандарт Ассоциации электронной промышленности США (EIA) RS-232C», а для стран Европы — «Рекомендации Консультативного комитета по международной телефонной и телеграфной связи (CCITT) V.24»).

Основные виды сигналов, необходимых для передачи и приема данных, сигналов, управляющих работой модема со стороны терминала и передающих информацию о состоянии процесса передачи обратно в терминальное устройство от модема, а также стандартное распределение и назначение выводов для стандартного разъема приведены в табл. 9.1.

Таблица 9.1.Принятое в международном масштабе распределение выводов для интерфейса аппаратуры передачи данных и терминального оборудования с применением стандартного 25-штыревого соединительного разъема

Для синхронных модемов необходимо использовать большее количество соединительных проводов, чем для асинхронных, так как сигнал тактовой синхронизации должен поступать как для передаваемых, так и для принимаемых данных. Поэтому стандарты устанавливают наличие соединительных проводов для выбора иных значений скорости передачи данных (в случае определения сверхнормативной частоты возникновения ошибок при передаче), а также возможности использования сигнала модема, указывающего на высокую вероятность возникновения ошибок в принимаемых данных.

В дополнение к спецификации стандартного распределения выводов и выполняемых соединений, стандарт Ассоциации электронной промышленности RS-232C и стандарт V.24 Консультативного комитета по вопросам международной телефонной и телеграфной связи (CCITT), устанавливают уровни и условия подачи сигналов, которые должны использоваться при обмене. Например, величины напряжений, устанавливаемых стандартом Ассоциации электронной промышленности составляют от +3 до +25В для немаркированного (пустого) интервала (двоичного нуля) и от –3 до –25В для помеченного интервала (двоичной единицы).

Электрические характеристики схемы помимо напряжений также должны удовлетворять ряду требований, таких, например, как способность противостоять полному короткому замыканию между проводниками без их повреждения, а также не превышать максимально допустимого значения сопротивления нагрузки и действующего (эффективного) значения емкости. Для того чтобы упростить проблему подключения к схеме линейного интерфейса, были разработаны и включены в состав интегральной микросхемы специальные линейные драйверы и схемы приема сигналов.

Если телефонная линия должна получать данные, которые пересылаются в соответствии со стандартом RS-232, то в линии может быть установлен линейный приемник SN75189. Если по телефонной линии должны предаваться сигналы в соответствии со стандартом RS-232, то для передачи сигнала в линию связи может использоваться схема SN75188. Схема взаимных соединений показана на рис. 9.15а.

Рис. 9.15. Схемы интерфейса между схемой управления (драйвером) линии и линейным приемником сигнала

Стандарт, принятый для интерфейса, устанавливает функциональное назначение каждого вывода разъема, уровни напряжений для данных, а также сигналов управления и контроля, требования безопасности для оборудования, параметры нагрузки, частотные характеристики и уровень перекрестных помех.

Стандарт Ассоциации электронной промышленности RS-232C и стандарт V.24 Консультативного комитета по вопросам международной телефонной и телеграфной связи, CCITT, устанавливают параметры несимметричного интерфейса для каждой схемы управления (см. рис. 9.15а). Такие схемы имеют повышенную чувствительность к шумам, а также для них характерны проблемы с процессом управления передачей сигнала в длинные по протяженности кабели связи.

Другим стандартом, разработанным Ассоциацией электронной промышленности США, EIA, являются интерфейсы RS-422 и RS- 423, которые определяют параметры как для симметричного, так и несимметричного интерфейсов, показанных на рис. 9.15б и 9.15в. В дополнение к различным конфигурациям соединений эти стандарты устанавливают предельные значения для времени нарастания цифрового сигнала с целью снизить вероятность возникновения перекрестных помех в смежных цепях, а также позволяют передавать сигнал управления при длине кабеля, превышающей 1000 м при скоростях передачи данных до 100 тыс. бит/с. Новые стандарты Ассоциации электронной промышленности США, EIA, RS-485, которые по параметрам весьма схожи со стандартом RS-422, относятся к случаю, когда в одной линии связи могут использоваться до 32 линейных драйверов и до 32 приемников.