Všechno, co jste kdy chtěli vědět o komunikaci mobilů a počítačů

Proč funguje datový kabel mobilu se stolním počítačem, ale ne s kapesním? Jak propojím kapesní počítač nebo komunikátor s přijímačem GPS a jak s „pozemním“ modemem? Proč k tomu nemohu požít modemový kabel? Proč jsou na některém sériovém konektoru zdířky a na jiném kolíky? To a ještě více se dozvíte v prvním díle našeho seriálu.
Všechno, co jste kdy chtěli vědět o komunikaci mobilů a počítačů

Jako vlaštovky na drátě

Při sériové komunikaci jsou datové bity (logické jedničky a nuly) přenášeny sériově, jeden po druhém, po jediném datovém vodiči - na rozdíl od paralelní komunikace, kdy se přenáší po osmi datových vodičích současně 8 bitů, tj. celý jeden bajt). Pro sériovou komunikaci existuje několik zavedených standardů - ve světě PC se vychází ze standardu nazývaného RS-232 (přesné označení bylo RS-232-C, současný standard se jmenuje EIA/TIA-232).

V komunikaci RS-232 se datové bity přenášejí jako napěťové pulsy v blocích o 5 až 8 bitech (obě strany musejí být dohodnuty, kolik jich bude). Aby se v toku dat přijímací strana zorientovala, přidává se na začátek každého datového bloku speciální puls (start bit) a zakončuje se jedním nebo dvěma (opět dle dohody) zakončovacími pulsy, tzv. stop bity. Blok může být ještě doplněn (pokud je to dohodnuto) tzv. paritním bitem (pro základní kontrolu, zda se datový blok přenesl správně). A ještě jedna důležitá věc – přijímač s vysílačem si musejí také dohodnout rychlost přenosu, přesněji řečeno baudovou frekvenci - tedy kolik napěťových pulsů se přenese za sekundu. Rychlost se udává v baudech nebo v bitech za sekundu (b/s, bps).

Parita může být sudá (even), lichá (odd), žádná (none), případně vždy 1 (mark) nebo vždy 0 (space).

  • Stop bit může být jeden, jeden a půl nebo dva
  • Rychlost může být nastavena od 50 b/s po 115 200 b/s

Binární hodnoty jsou elektricky reprezentovány takto:

  • Logická „0“ – signál HIGH, +3 až +15 (25) Vss
  • Logická „1“ – signál LOW, -3 až –15 (25) Vss

Slyším tě a rozumím

Parametry komunikace musejí mít obě strany vždy nastavené shodně, jinak si nebudou rozumět! Je-li např. dohodnuto, že přenos bude probíhat s parametry 9600, N, 8,1, znamená to, že obě strany si nastaví: 9600 baudů (b/s), žádný paritní bit, 8 datových bitů a jeden stop bit.

Pokud se data přenášejí oběma směry a každý směr toku dat má k dispozici svůj vlastní datový vodič – jeden slouží pro data přijímaná, druhý pro data odesílaná – hovoří se o tzv. plném duplexu.

Dnešní (poněkud zjednodušené) sériové rozhraní používané v osobních či kapesních počítačích má své předchůdce v dálnopisech, obrazovkových terminálech sálových počítačů, sériových tiskárnách, akustických vazebních jednotkách (couplerech) atd. - a z nich byly také převzaty používané názvosloví a symbolika.

Master a slave? Spíše „uživatel“ a dodavatel“

DTE

Bylo stanoveno, že tzv. vstupní/výstupní zařízení typu tiskárna, plotter, klávesnice, obrazovka (tehdy pouze znaková, později grafická) bude označováno jako koncové zařízení (Data Terminal Equipment, zkráceně DTE) a jeho signálové kontakty na konektoru RS-232 ponesou symboliku odpovídající směru toku dat vzhledem k těmto zařízením, tedy:¨

  • kontakt pro vstup dat bude označen RXD (Received data = přijímaná data)
  • kontakt pro výstup dat bude označen TXD (Transmitted data = vysílaná data).

Nejpoužívanějším typem konektoru pro toto rozhraní se stal 25-kolíkový typ DB-25, přičemž na koncovém zařízení (DTE) bývá většinou v provedení „samec“ (anglicky male), výjimečně (například na sériových tiskárnách) může být v provedení „samice“ (anglicky female). Osobní počítač (PC) se svým sériovým rozhraním patří rovněž do kategorie DTE.

Do takového koncového zařízení ale musí „něco“ dodávat data, případně je z něj naopak „něco“ odebírá – což býval původně např. sálový počítač, ale také třebas velmi vzdálené zařízení nebo dálnopis. Takové vzdálené zařízení ovšem (z technických důvodů) nemůže použít k datovému propojení samotnou linku RS-232, ale musí se zvolit jiná přenosová cesta, např. telefonní linka. Koncové zařízení však nelze připojit na telefonní linku přímo, neboť pracuje s odlišnými technickými parametry.

Na obou koncích se musí mezi rozhraní RS-232 a telefonní linku vložit tzv. modem (zkratka z výrazu modulátor/demodulátor). Modem namoduluje původní napěťové pulsy (představující datové a řídící bity) na nosný signál v telefonní lince, na druhé straně linky je tento signál rozpoznán jiným modemem a převeden opět na původní napěťové pulsy rozhraní RS-232. Pro přenos lze využívat pouze poměrně úzké hovorové pásmo, takže, je-li při přenosu dat v modemu zapnutý reproduktor, je slyšet typické cvrlikání – to je řeč, kterou spolu hovoří modemy.

DCE

Takové zařízení, které má s koncovým zařízením komunikovat a dodávat mu data nebo je z něj naopak odebírat, jako sálový počítač nebo modem, bylo pojmenováno komunikační zařízení (Data Communication Equipment, zkráceně DCE).

A teď pozor, toto je velmi důležité: jeho konektor RS-232 je (většinou) opačného pohlaví než u koncového zařízení (tedy „samice“, female) a signálové kontakty na něm (vždy) nesou opačnou symboliku než u koncového zařízení (nebo, chcete-li, stejnou, ale směry toku dat jsou opačné).

Pro zařízení DCE tedy platí, že:

  • symbolem RXD (Received data = přijímaná data) je tentokrát označen kontakt pro výstup dat (protože je to signál, který bude propojen se vstupním signálem RXD na koncovém zařízení)
  • symbolem TXD (Transmitted data = vysílaná data) je tentokrát označen kontakt pro vstup dat (protože je to signál, který bude propojen s výstupním signálem TXD na koncovém zařízení).

Poznámka: Dnes se místo názvu Data Communication Equipment prosazuje (z dnešního pohledu výstižnější) označení Data Circuit-Terminating Equipment.

Kolíky nebo zdířky? 9 nebo 25 kontaktů?

Směry signálů a pohlaví konektorů jsou takto stanoveny proto, aby se dala zařízení DCE a DTE propojit prostým prodlužovacím kabelem - dokonce by bylo možné (pokud by tomu nebránilo celkové konstrukční provedení obou zařízení) zasunout konektor modemu přímo do sériového konektoru PC – bez kabelu. Prostý modemový kabel je tedy jen propojení dvou konektorů RS-232 opačného pohlaví 1:1.

Dalo by se tedy říct, že z hlediska symboliky značení signálů je určující (neboli master) terminálové zařízení (DTE), tedy to, s nímž pracuje lidská obsluha, a značení signálů na komunikačním zařízení (DCE) je jen jakýmsi otiskem svého protipólu. Avšak z hlediska komunikace je naopak řídícím zařízením, masterem, právě komunikační zařízení (např. modem), proto se zde označování master-slave nepoužívá a pracuje se zásadně s pojmy DTE a DCE.

Proč ale bylo nutné pro komunikaci po dvou datových vodičích zavést 25-kolíkový konektor a proč se navíc nyní místo nich používají menší 9-kolíkové konektory DE-9? Dozvíte se v dalším pokračování.

Tento článek je zkrácenou a upravenou verzí metodického materiálu firmy Agora plus (www.agora.cz).

 

Témata článku: Ostatní

5 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Lucka Sejkorová 22. 10. 2010 17:19:17
    Ahoj, mám takový broblém. Dneska jsem si koupila datový kabel k mobilu,...
  • Petr Veselý 2. 12. 2001 18:19:28

    Ne, to jste jen četl nepozorně. Na odkazu, který uvádíte, je řeč o...

  • Petr Veselý 2. 12. 2001 18:09:11

    Toto je velmi časté nedorozumění. Nejspíše měli na mysli kladnou TTL...


komerční sdělení

Komerční sdělení