CRITTOGRAFIA VISUALE APPLICATA AI SEGNALI DIGITALI
TRASMISSIONE SERIALE
La trasmissione seriale è una modalità di comunicazionetra dispositivi digitali nella qiale i bits sono comunicati uno di seguito all'altro e giungono sequenzialmente al ricevente nello stesso ordine in cui li ha trasmessi il mittente.
Nonostante la maggior complessità architetturale e gestionale rispetto alla trasmissione parallela, la modalità seriale è una delle più diffuse in ambito informatico per due motivi:
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Richiede un minor numero di fili, con conseguente riduzione dei costi;
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È più tollerante rispetto alle interferenze e agli errori di trasmissione.
Ovviamente, il circuito trasmissivo più semplice ha come contropartita una maggior complessità di gestione.
La trasmissio seriale può avvenire in modalità sincrona, asincrona o isocrona:
Modalità sincrona
Per la modalità sincrona, in caso di Trasmissioni Seriali Sincrone attraverso un sistema Terminale-Modem (DTE-DCE), sono necessarie ed indispensabili alcune caratteristiche peculiari:
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Disporre di un computer sufficientemente potente da soddisfare le esigenze di continuità del flusso dei dati tipico di una trasmissione sincrona;
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Disporre di un'interfaccia di tipo Sincrono.
Attualmente, la maggior parte dei PC dispone dolo di interfacce seriali di tipo EIA RS232 Asincrone proprio per le limitate capacità originali dei PC e per i costi di tali tipi di interfaccia, visto anche il limitato mercato.
Quindi, qualsiasi protocollo di dati venga usato, la trasmissione deve per forza essere preceduta da almeno 3 caratteri SYC ASCII (16 in esadecimale), affinchè il Modem e, in particolare, il DTE ricevente possano ben sincronizzarsi: di questi 3 caratteri, il primo viene generalmente perso, mentre i restanti 2 dovrebbero arrivare a destinazione, permettendo così un controllo di partenza della bontà della linea e di tutto il sistema.
In ogni caso, il primo carattere ricevuto dal DTE remoto deve obbligatoriamente essere un carattere SYC.
Se, per qualsiasi motivo, il DTE in trasmissione non avesse temporaneamente dati significativi da inviare, per non far cadere la connesssione Sincrona e invalidarre i dati precedentemente trasmessi, esso deve autonomamente trasmettere il carattere di padding DLE (10 in esadecimale).
Modalità asincrona
Nella modalità asincrona, il trasmettitore ed il ricevitore si sincronizzano usando i dati stessi: il trasmettitore invia inizialmente un bit di partenza, poi il dato vero e proprio (tipicamente da 5 a 8 bit, con il bit meno significativo per primo), un bit opzionale di parità , e infine un tempo di stop che può avere diverse lunghezze tipiche (1,1½ o 2 tempi di bit).
Il bit di partenza è di polarità opposta alla condizione normale (space o 0, mentre il bit di stop è di polarità normale (mark o 1), e crea uno spazio prima della partenza del carattere successivo.
La modalità asincrona, in caso di trasmissioni di una certa lunghezza, usa i segnali in modo molto meno efficiente della modalità sincrona in cui, dopo un preambolo di sincronizzazione, tutti i bit trasportano dati.
Il bit di parità può essere dispari, pari oppure omesso: se dispari, il bit di parità è più affidabile, in quanto assicura che vi sarà sempre una transizione o un passaggio di dati, consentendo ai dispositivi di risincronizzarsi.
Attualmente, il controllo di parità non è più usato, poichè il sistema si rivela inaffidabile per l'aumentata velocità di trasmissione che aumenterebbe la durata di un possibile disturbo elettromagnetico fino a renderla superiore al tempo di trasmissione di un bit.
In questo caso, il sistema di controllo di parità darà falsi riscontri di parità soddisfatta quando si ha la perdita di due bit aventi lo stesso valore.
Il controllo di esattezza dei flussi di dati è ora affidato al protocollo di trasmissione e a verifiche di tipo CRC.
La maggior parte delle comunicazioni seriali asincrone oggi vengono effettuate con un formato di caratteri di 8N1 (8 bit di dati + nessun bit di parità + 1 bit di stop): in questo caso, ogni carattere sarà trasmesso usando un totale di 10 bit (1 bit di start + 8 bit di dati + 1 bit di stop).
La velocità standard per un dispositivo seriale asincrono dipende dal tipo di linee dati e si misura in bit/s oppure in simboli per secondo (baud): le telescriventi meccaniche standard vanno dai 110 ai 150 baud, i modem in banda fonica dai 300 ai 56200 baud, le connessioni ADSL vanno dai 640 kb/s in su e, infine, le connessioni Ethernet vanno dai 10Mb/s a 1 Gb/s.
Le trasmissioni seriali utilizzano cablaggi differenti e tensioni standard: nella modalità Full duplex sono consentite la trasmissione ela ricezione in simultanea, mentre nella modalità Half duplex si consente una trasmissione per volta verso una sola direzione.
Modalità isocrona
La modalità isocrona è una tecnica di trasmissione asincrona su un dispositivo di tipo sincrono: in pratica, può succedere che si disponga di un canale sincrono ad elevata velocità e che sia necessario, per i più svariati motivi, stabilire una connessione di tipo asincrono.
La cosa è tecnicamente possibile solo a patto che la velocità di trasmissione asincrona sia un quarto della velocità a cui opera la trasmissione sincrona: in pratica, si può trasmettere in modalità asincrona a 1200 bit/s su una connessione sincrona predisposta a 9800 bit/s.
Trasmissione parallela
Rispetto alla trasmissione seriale, la trasmissione parallela risulta avere prestazioni più elevate in termini di velocità di trasmissione a parità di frequenza, ma ovviamente sarà anche la più ingombrante e costosa.
Normalmente, per le comunicazioni a lunga distanza, si preferisce infatti utilizzare delle trasmissioni seriali, dato che i cavi necessari alla trasmissione parallela non renderebbero economicamente conveniente il progetto.