Eşzamansız ve Eşzamanlı İletim Nedir?

Şekil 1-5'te basit bir iletim süreci gösterilmiştir. İletilen bitler birbirlerini tam olarak eşit zaman aralıkları ile izlemektedirler ve alıcı taraftaki algılama ve zamanlama mekanizmaları ile ölçülmektedirler. Başla biti, veri karakterinin önünde gelir ve alıcı tarafa verinin yolda olduğunu belirtir (başla bitinin algılanması). Başla biti gelmeden önce yol veya hat ‘boştur' denir ve bir başla biti gelene kadar hat boş konumunda kalır. Boş konumda kaldığı sürece, hat akım çeker. Bu seviyeden düşük işaret seviyesine geçiş; alıcı cihazdaki örnekleme, sayma ve veri biti katarı alıcısı (bit sayıcısı) mekanizmalarını başlatır. Veri bitleri akım varsa mark (ikilik 1), akım yoksa space (ikilik 0) olarak algılanır.

Kullanıcı veri bitleri, register veya tampon (buffer) gibi geçici bir saklama alanına aktarılır. Daha sonra da bu bitler işlenmek üzere bilgisayara veya terminale aktarılır. Dur biti, bir yada daha fazla mark işaretinden oluşur ve alıcı tarafa (eski cihazlarda) sıradaki karakter için mekanizmasını hazırlayacak bir zaman aralığı sağlar. Dur bitinden sonra işaret boş seviyesine geçer ve sıradaki karakterin 1-0 geçişi ile başlamasını garanti eder. Eğer önden gelen karakter hep 0'lardan oluşursa ve dur biti, gerilim yüksek veya boş seviyeye alınarak gösterilmezse, başla biti algılayıcısı şaşıracaktır.

Şekil 1-5 Eşzamansız iletim süreci

Alıcı ve verici arasında sürekli bir eşzamanlama olmadığı için bu haberleşmeye eşzamansız iletim denmektedir. Bu iletim veri karakterinin, ön bir zamanlama işaretine bakılmaksızın, herhangi bir anda iletilebilmesini sağlamaktadır. Zamanlama işareti veri işaretinin bir parçasıdır. Eşzamansız iletim genelde yazıcılarda ve düşük hızlı bilgisayar terminallerinde kullanılır. Birçok kişisel bilgisayar eşzamansız iletimi kullanır. Eşzamansız iletimin avantajı basit olmasıdır.

Şekil 1-6 Bit Örnekleme

Saat cihazı bir veri haberleşme sisteminin en önemli unsurlarından biridir. Kullanılma amacı, hat üzerinde önceden tanımlanmış işaret seviyelerinin varlığını veya yokluğunu sürekli olarak incelemek ve örneklemektir. Ayrıca tüm iç parçaların eşzamanlamasını sağlamaktadır. Saatin hızı, bir saniyede ürettiği darbe sayısı ile belirlenir. Şunu da not edelim ki saat, sistemi oluşturan diğer elemanlara da bağlanarak tüm elemanların tutarlı bir biçimde zamanlamasını sağlar.

Gerçekte, örnekleyici saat haberleşme hattını gelen veriden daha hızlı bir oranda örnekleme işlemini gerçekleştirir. Örneğin; veri 2400 bit/sn'de gelirken zamanlama mekanizması belki de saniyede 19,200 kere (gelen işaretin 8 katı) örnek almaktadır. Daha sık örnek almak, alıcının 1-0 ve 0-1 geçişlerini daha erken algılamasını sağlar. Bu sayede alıcı ve verici cihaz daha yakın bir eşzamanlılıkta tutulmaktadır.

Örnekleme hızının önemi Şekil 1-6'da açıkça görülebilmektedir. 2400 bit/sn hızındaki bir hatta bit zamanı 416 msn olur. Saniyede yalnızca 2400 örnek alınırsa bitin başlangıcında ve sonunda bitten örnek alınabilir. Her iki durumda da bit algılanmaktadır. Ancak, bir işaretin hafifçe değişmesi ve hat üzerinde daha kısa veya daha uzun bir süre bulunması muhtemeldir. Yavaş bir örnekleme oranı hat üzerindeki durum değişimini doğru zamanda örnekleyemez ve işaret sürüklendikçe, bitler alıcı istasyondan doğru olarak alınamaz.

Eşzamanlı iletim süreci (Kısa mesafelerde çalışan devrelerde)

Daha etkin bit yöntem olan eşzamanlı iletimde, alıcı ve verici istasyonlarda ayrı zamanlama işaretleri vardır. Şekil 1-7'de eşzamanlı iletim şeması görülmektedir. Bu yöntemle veri, kontrol bitleri arasına yerleştirilmektedir. Bu bitlere genelde bayrak (flag) denir. Bunlar alıcıya mesajın geldiğini haber verirler. Kısa mesafeli devrelerde cihazlar arası zamanlama işaretlerini sağlamak üzere ayrı bir kanal kullanılabilir.

Eşzamansız iletimde olduğu gibi, alıcı cihaz bayrak bitlerini arar, ancak yerel olarak zamanlama işareti üreterek, gelen işareti ne zaman ve ne sıklıkta örnekleyeceğine karar verir. Zamanlama işareti, alıcıdaki ve vericideki zamanlama cihazlarının eşzamanlamasını sağlar. Cihazlar arasında eşzamanlama bir kez sağlandı mı artık cihazlar bu konumda kalırlar. Saatler biraz kayabilir, fakat sıradan osilatör saatleri 1/100,000 çözünürlükte çalışırlar. Yani bu osilatörler 100,000 sn süresinde 1 sn şaşırmaktadırlar. Böylece saniyede 2500 kez örnekleme yapan bir osilatör belirli saniyeler boyunca eşzamanlı kalmaktadır. Eşzamanlama için kullanılan bir başka yöntem de, özel kodlar ile periyodik aralıklarla eşzamanlamayı yeniden sağlamaktır. Bu kodlara zamanlama kodları denir.

Alıcı, bayrağı kullanıcı verisinden ayırabilmelidir. Üreticiler bu işareti, farklı bit katarları kullanarak belirtirler. Yaygın bir yaklaşım bir bayrağı göstermek için 8 bitlik 01111110 değerini kullanmaktır.