Протоколы и интерфейсы СПД. V 24/28, RS-232, RS-449
V.24 — стандарт ITU-T (International Telecommunications Union), определяющий электрический интерфейс между терминальным оборудованием ( DTE ) и модемом.
V.28 - стандарт, который определяет только электрические характеристики интерфейса, обеспечивающего работу по несимметричным двухполярным линиям обмена на скоростях до 20 Кбит/с. К таким характеристикам относятся уровни используемых сигналов, емкостное сопротивление и т.д. Эта рекомендация не содержит требований к длине кабеля, типу разъемов и расположению их контактов.
RS232-C — стандарт EIA (Electronic Industries Association) на интерфейс для соединения двух оконечных цифровых устройств ООД (DTE) и АПД (DCE). Функционально эквивалентен стандартам ITU-T V.24 и V.28 . Определяет электрические характеристики сигналов и типы разъемов (соединительных устройств). Для интерфейса RS232 существуют два типа разъемов — DB-25 и DB-9 , имеющих 25 и 9 контактов соответственно.
Интерфейс RS-232C является наиболее популярным низкоскоростным интерфейсом. Первоначально он был разработан для передачи данных между компьютером и модемом со скоростью не выше 9600 бит/с на расстояние до 15 м. Позднее практические реализации этого интерфейса стали работать и на более высоких скоростях – до 115 200 бит/с. Интерфейс поддерживает как асинхронный, так и синхронный режимы работы. Особую популярность этот интерфейс получил после его реализации в персональных компьютерах (его поддерживают СОМ-порты), где он работает, как правило, только в асинхронном режиме и позволяет подключить к компьютеру не только коммуникационное устройство (такое, как модем), но и многие другие периферийные устройства – мышь, принтер, графопостроитель и т. д.
Интерфейс использует 25-контактный разъем или в упрощенном варианте – 9-контактный разъем
Для обозначения сигнальных цепей используется нумерация CCITT (Consultative Committee for International Telephony and Telegraphy), которая получила название «серия 100».
| ПК (ООД) | Направление | Модем (АПД) | |||
| DB9 | DB25 | Назначение | V.24 | Название | |
| Корпус | GND - Защитная земля | <> | GND | ||
| TxD- передаваемые данные ООД | > | TxD | |||
| RxD- принимаемые данные ООД | < | RxD | |||
| SG – сигнальная земля | <> | SG | |||
| RTS – Запрос передачи | > | RTS | |||
| CTS – Готовность к передаче | < | CTS | |||
| DSR – Готовность АПД к работе | < | DSR | |||
| DTR – Готовность терминала | > | DTR | |||
| DCD – сигнал наличия несущей | < | DCD | |||
| RI – индикатор входящего вызова | < | RI |
SG – обратный общий провод для всех линий (инф-х и управляющих) – общий вторичный 0. SG не соединен с GND
В RS-232C нет ни одной шины синхронизации, по международному стандарту V.24 – как минимум 3 линии синхронизации.
Недостатки
1. По RS-232C возможен только старт-стопный асинхронный символьный обмен – главные недостаток. Так как нельзя передавать синхронным способом, то имеют место большие накладные расходы (стартовый и стоповый биты).
2. Скорость приема и передачи при дуплексном взаимодействии одинакова, что не всегда удобно
3. Практически нет возможности аппаратного управления обменом (очень мало управляющих линий)
1. Форма сигналов RxD, TxD
|E|<=25В, для IBM-PC |E|<=12,6В
2. Форма сигналов для всех остальных: “1” - +3-12,6В, “0” - -3-12,6В, то есть они инверсны по отношению к RxD, TxD
3. Ограничение на скорость нарастания сигнала <=30В/мкс (чем больше, тем больше ЭМИ а значит и перекрестные помехи)
Сопротивление нагрузки 5+-2 кОм
4. Емкость линии <=2500пФ
5. Ограничение на скорость передачи
| Скорость [бит/c] | Макс. длина [метры] |
| 19 200 | |
| 9 600 | |
| 4 800 | |
| 2 400 |
Максимальная скорость согласно стандарту 20000 бит/c. Однако современное оборудование может работать значительно быстрее (до 115200 бит/c)
Первая схема – полный кабель
Вторая – минимально возможное количество проводов, но для работы необходим нестандартный драйвер
Третья – драйвер подойдет и стандартный, но квитированием пользоваться нельзя.
Нуль-модемный интерфейс характерен для прямой связи компьютеров на небольшом расстоянии с помощью интерфейса RS-232C/V.24. В этом случае необходимо применить специальный нуль-модемный кабель, так как каждый компьютер будет ожидать приема данных по линии RxD, что в случае применения модема будет корректно, но в случае прямого соединения компьютеров – нет. Кроме того, нуль-модемный кабель должен имитировать процесс соединения и разрыва через модемы, в котором используется несколько линий (RI, СВ и т. д.). Поэтому для нормальной работы двух непосредственно соединенных компьютеров нуль-модемный кабель должен выполнять следующие соединения(левая схема):
Иногда при изготовлении нуль-модемного кабеля ограничиваются только перекрестным соединением линий приемника RxD и передатчика TxD, что для некоторого программного обеспечения бывает достаточно, но в общем случае может привести к некорректной работе программ, рассчитанных на реальные модемы (правая схема).
Интерфейс RS-449/V.10/V.11 поддерживает более высокую скорость обмена данными и большую удаленность DCE от DTE. Этот интерфейс имеет две отдельные спецификации электрических сигналов. Спецификация RS-423/V.10 (аналогичные параметры имеет спецификация Х.26) поддерживает скорость обмена до 100 000 бит/с на расстоянии до 10 м и скорость до 10 000 бит/с на расстоянии до 100 м. Спецификация RS-422/V.ll(X.27) поддерживает скорость до 10 Мбит/с на расстоянии до 10 м и скорость до 1 Мбит/с на расстоянии до 100 м. Как и RS-232C, интерфейс RS-449 поддерживает асинхронный и синхронный режимы обмена между DTE и DCE. Для соединения используется 37-контактный разъем.
Интерфейсы RS-422A, RS-423A и RS-449 (V.36)
Более новыми стандартами, по сравнению с RS-232, позволяющими обеспечить высокоскоростную работу на больших расстояниях, являются стандарты EIA RS-422A, RS-423A и RS-449. Соответствующими рекомендациями ITU-T для этих стандартов являются V.10 и Х.26 — для RS-423, и V.11 и Х.27 — для RS-422. В табл. 3.4 приведены соотношения скорости передачи и допустимой длины кабеля для этих стандартов.
Таблица 3.4. Соотношение скорости передачи и допустимой длины кабеля для стандартов RS-422A и RS-423A
| Скорость передачи, Кбит/с | Длина кабеля,м | |
| RS-423A (V.10 и Х.26) | RS-422A (V.11 и Х.27) | |
Стандарт RS-423A
Стандарт RS-423A определяет электрические характеристики несимметричного цифрового интерфейса. "Несимметричность" означает, что данный стандарт подобно RS-232 для каждой линии интерфейса использует только один провод. При этом для всех линий используется единый общий провод.
Как и RS-422A, этот стандарт не определяет сигналы, конфигурацию выводов или типы разъемов. Он содержит только описание электрических характеристик интерфейса. Стандарт RS-422A предусматривает максимальную скорость передачи 100 Кбит/с.
Стандарт RS-422A
Стандарт RS-422A определяет электрические характеристики симметричного цифрового интерфейса. Он предусматривает работу на более высоких скоростях (до 10 Мбит/с) и больших расстояниях (до 1000 м) в интерфейсе DTE—DCE. Для его практической реализации, в отличие от RS-232, требуется два физических провода на каждый сигнал. Реализация симметричных цепей обеспечивает наилучшие выходные характеристики.
Подобно V.28, данный стандарт является простым описанием электрических характеристик интерфейса и не определяет параметры сигналов, типы разъемов и протоколы управления передачей данных. Для линий интерфейсов RS-422A и RS-423A могут быть использованы различные проводники (или пары проводников) одного и того же кабеля.
Стандарт RS-422A был разработан совместно с RS-423A и позволяет размещать линии этих интерфейсов в одном кабеле. Он не совместим с RS-232, и взаимодействие между RS-422A и RS-232 может быть обеспечено только при помощи специального интерфейсного конвертера.
Стандарт RS-449
Стандарт RS-449, в отличие от RS-422A и RS-423A, содержит информацию о параметрах сигналов, типах разъемов, расположении контактов и т.п. В этом отношении RS-449 является дополнением к стандартам RS-422A и RS-423A. Стандарту RS-449 соответствует международный стандарт V.36.
Комбинация RS-449, RS-422A и (или) RS-423A первоначально предназначалась для возможной замены RS-232. Однако этого не произошло, хотя данные стандарты нашли достаточно широкое применение в качестве высокоскоростного интерфейса DTE—DCE.
Стандарт RS-449 определяет 30 сигналов интерфейса. Большинство этих сигналов имеют эквивалентные в RS-232. Кроме того, добавлен ряд новых сигналов. Обозначения большинства сигналов были изменены во избежание путаницы.
Десять сигналов RS-449 определены как линии 1-й категории. Эта группа сигналов включает в себя все основные сигналы данных и синхронизации, такие как "Передаваемые данные", "Принимаемые данные", "Синхронизация терминала" . Скорость передачи сигналов 1 -и категории существенно зависит от длины кабеля. Для линий этой категории на скоростях до 20 Кбит/с могут использоваться стандарты RS-422A либо RS-423A; на скоростях выше 20 Кбит/с (до 2Мбит/с) - только RS-422A.
Оставшиеся 20 линий классифицируются как линии 2-й категории и используются стандартом RS-423A. Ко 2-й категории относятся такие управляющие линии, как "Качество сигнала", "Выбор скорости передачи" и др.
Стандарт RS-449 определяет тип разъема и, в отличие RS-232, распределение контактов разъема . Используемые разъемы имеют 37 контактов для прямого канала и 9 контактов для обратного канала.