واجهة بيانات الاتصالات التسلسلية

تم استخدام معيار اتصالات الواجهة التسلسلية “RS-232 / V24” على نطاق واسع لسنوات عديدة، كما لا يزال يتم استخدامه في بعض الحالات، ولا سيما في التركيبات الحالية فعلى الرغم من أنّ استخدامه يتناقص، ولكنه يحل “Ethernet” ومعايير أخرى محلها، حيث تم تواجد “RS232 / V24” في العديد من المناطق في أجهزة الكمبيوتر ذات القنوات البعيدة، حيث كانت فعالة لتوافر اتصال البيانات، وبالتالي تم استخدامها على نطاق كبير.

هدف أساسيات واجهة بيانات الاتصالات التسلسلية RS-232:

تهدف واجهة بيانات الاتصالات التسلسلية إلى العمل على مسافات تصل إلى “15” متراً وهذا؛ لأنه من المحتمل أن يكون أي مودم بالقرب من المحطة، مع العلم أيضاً أنّ معدلات البيانات محدودة، والحد الأقصى لـ”RS-232C” هو “19.2” كيلو باود أو بت في الثانية، وعلى الرغم من استخدام معدلات البيانات أبطأ في كثير من الأحيان وذلك من الناحية النظرية، كما من الممكن استخدام أي معدل للباود، ولكن هناك منطقة تقيس عدد سرعات الإرسال القياسية المستخدمة في معدل نقل البيانات الشائعة.

يتم استخدام سرعة تصل إلى “19200” بت في الثانية، وفوق هذه الضوضاء التي يتم التقاطها خاصةً عند تشغيل الكابلات فإنه يمكن أن تؤدي إلى حدوث أخطاء في البيانات، وعند الحاجة إلى سرعات عالية وتشغيل بيانات طويلة فإنه يمكن استخدام معايير مثل “RS422″، مع العلم أنّ وصلات “RS-232” لا تتضمن مواصفات “RS-232C” وصفاً للموصل الذي سيتم استخدامه، ومع ذلك فإن النوع الأكثر شيوعاً هو الموصل “25pin” من النوع “D”.

• “RS” هي اختصار لـ “Recommended Standard”.

ما هي مستويات إشارة واجهة بيانات الاتصالات التسلسلية RS-232:

إنّ مستويات الجهد الكهربائي أحد العناصر الرئيسية، وذلك بالنسبة لإشارات بيانات الاتصالات التسلسلية، حيث يمثل الجهد بين “-3V” و”-25V” المنطق “1”، كما يمثل المنطق “0” بجهد يتراوح بين “+ 3V” و”+ 25V”، مع العلم تكون إشارات التحكم في حالة تشغيل إذا كان جهدها بين “+ 3″ فولت و”+25” فولت، وإيقاف إذا كانت سالبة أي بين “-3″ فولت و”-25″ فولت، كما يتم إرسال البيانات بشكل تسلسلي على “RS-232” بت واحداً تلو الآخر نظراً لوجود خط بيانات واحد فقط في كل اتجاه، حيث يتطلب هذا النمط من نقل البيانات أنّ يعرف المتلقي متى تصل بتات البيانات الفعلية حتى يتمكن من مزامنة نفسه مع البيانات الواردة.

ولتحقيق ذلك، سوف يتم إرسال المنطق “0” كبت بداية، ويتبع ذلك البيانات نفسها وعادة يكون هناك سبع أو ثماني بتات، كما أنّ جهاز الاستقبال يجب أن يعرف عدد بتات البيانات، وغالباً ما توجد مفاتيح تبديل خط مزدوجة صغيرة إمّا على ظهر الجهاز أو بداخله لتعيين هذه المعلومات، حيث يتم إرسال البيانات الموجودة على “RS-232” عادةً باستخدام “ASCII”، وهو الكود القياسي الأمريكي لتبادل المعلومات ولذلك يمكن استخدام الرموز الأخرى مثل رمز “Murray” أو “EBCDIC” وهو رمز التبادل العشري الثنائي الموسع.

بعد إرسال البيانات سوف يتم إرسال بت التكافؤ مرة أخرى، وهذا يتطلب تحديداً؛ لأنه اختياري ويمكن أن يكون تماثلاً زوجياً أو فردياً، كما يستخدم هذا للتحقق من صحة البيانات المستلمة، وذلك على عكس العديد من الأنظمة هذه الأيام، فإنه لا توجد وسيلة لتصحيح الأخطاء، و بعدها سيتم إرسال بت التوقف وعادة يكون الطول بت واحد ويستخدم للتعبير عن نهاية بايت معين، كما يكون نقل البيانات “RS-232” غير متزامن، حيث من الواضح أنّ سرعات الإرسال والاستقبال يجب أن تكون هي نفسها، وذلك بمجرد إرسال بت البداية، والآن سيقوم جهاز الاستقبال بأخذ عينات من مركز كل بت لمعرفة المستوى.

• “ASCII” هي اختصار لـ “American Standard Code for Information Interchange”.

• “EBCDIC” هي اختصار لـ “Extended Binary Coded Decimal Interchange Code”.

ما هي استخدامات كابلات الاتصالات المتنقلة؟

إنّ أنواع الخطوط المحددة في مواصفات “RS-232” هم البيانات والتحكم والتوقيت، ولكنها ليست مطلوبة في كل وقت، مع العلم من الممكن إنشاء اتصال بسيط للغاية باستخدام عدد قليل جداً من الخطوط، وعند النظر إلى الخطوط ووظائفها فمن الضروري معرفة أنّها محددة للاتصال بين مودم، وهي مجموعة البيانات أو معدات الاتصالات، وأيضاً الجهاز الطرفي أو الكمبيوتر وهو المعدات الطرفية للبيانات.

كما أنّ جميع الخطوط لها اتجاهات، وعند استخدامها بهذه الطريقة يعمل كابل واحد لواحد بشكل صحيح، وإنّ الخطوط الأكثر وضوحاً هي خطوط البيانات، حيث أنّ هناك نوعان من هذه واحد للبيانات التي تنتقل في كل اتجاه، كما يتم نقل بيانات الإرسال على الطرف “2” ويتم نقل بيانات الاستقبال على الخط الثالث.

تظهر أبسط دوائر التحكم عندما يكتشف المودم وجود ناقل على خط الهاتف، كما تم إجراء اتصال وينتج عنه ارتفاع، لذلك سوف يتم الحفاظ عليه حتى يتم فقد الاتصال، كما تُعد دوائر التحكم الرئيسية بأنّهم ينقلون المعلومات الرئيسية بين الجهاز والمودم، وذلك عندما يكون الجهاز جاهزاً لبدء معالجة البيانات فإنّه يضع علامة على خط “DTR”.

وفي حال كان المودم جاهزاً فإنه يُعيد إشارته على خط “DSR”، حيث تستخدم هذه الدوائر بشكل أساسي لدوائر الهاتف بعد إجراء الاتصال، وبعد ذلك سيتم توصيل المودم بالخط باستخدام “DTR”، وسوف يبقى هذا الاتصال حتى يتم إيقاف تشغيل الجهاز الطرفي عند انقطاع خط “DTR”، وبعد ذلك سيكتشف المودم هذا ويحرر خط الهاتف.

في بعض الأحيان لا يتم تعيين دبوس “20” إلى “DTR” فبدلاً من ذلك، يتم استخدام إشارة أخرى تسمى توصيل مجموعة البيانات بالخط، كما يتم استخدام دائرتين منها طلب إرسال “RTS” ومسح للإرسال “CTS”، كما يتم استخدام هذا الزوج من الدوائر معاً، وبعد ذلك ستعلم المعدات الطرفية أنّ لديها بيانات لإرسالها، ثم سيعيد المودم بعد ذلك إشارة “CTS” لإعطاء كل شيء واضحاً بعد مهلة قصيرة، وبعد ذلك يتم استخدام إرسال الإشارة بشكل خاص عند استخدام الموجات الحاملة بالتبديل، وهذا يعني أنّ الناقل موجود فقط على الخط عندما تكون هناك بيانات لإرسالها.

• “DCD” هي اختصار “Data Carrier Detected “.

• “DTR” هي اختصار “Data Terminal Ready”.

• “DSR” هي اختصار “Data Set Ready”.

• “CDSTL” هي اختصار “Connect Data Set To Line”.

1- خطوط النقل الثانوية في واجهة بيانات الاتصالات التسلسلية:

هناك نوعان من الخطوط المحددة في مواصفات “RS-232″، وهناك القنوات الأساسية التي يتم استخدامها عادةً، وهي تعمل بمعدلات بيانات عادية أو أعلى، وأيضاً هناك قناة ثانوية تعمل على توفير معلومات التحكم، حيث إنّها ترسل البيانات بمعدل أبطأ بكثير من القناة الأساسية؛ لأنّه نادراً ما يتم استخدام الخطوط الثانوية أو حتى تنفيذها على المعدات.

2- التأريض “Grounding” في الاتصالات التسلسلية:

تُعد الاتصالات الأرضية مهمة، حيث يتم استخدام أرضية الإشارة كمرجع للإشارات الرقمية التي تنتقل على حدود ارتباط البيانات، حيث من المهم عدم تتدفق التيارات الكبيرة التي ليست جزءاً من الإشارة على طول هذا الحدود، وإلّا فقد تحدث أخطاء في البيانات، كما لا يزال “RS232 / V24” متاحاً في بعض المناطق، ولكن تم تجاوزه بواسطة أنماط أسرع وملاءمة لاتصالات البيانات مثل “Ethernet” و”USB“، وعلى الرغم من ذلك فإنّه لا يزال استخدامه في بعض التطبيقات.