Modes de transmission de données

La principale préoccupation lorsque nous envisageons la transmission de données d'un dispositif à un autre est le câblage, et la principale préoccupation lorsque nous envisageons le câblage est le flux de données. Envoyons-nous 1 bit à la fois ; ou regroupons-nous les bits en groupes plus grands et, si oui, comment ? La transmission de données binaires sur une liaison peut être effectuée en mode parallèle ou en série. En mode parallèle, plusieurs bits sont envoyés à chaque coup d'horloge. En mode série, 1 bit est envoyé à chaque coup d'horloge. Bien qu'il n'y ait qu'une seule façon d'envoyer des données parallèles, il existe trois sous-classes de transmission série : asynchrone, synchrone et isochrone.

Les données binaires, constituées de 1 et de 0, peuvent être organisées en groupes de n bits chacun. Les ordinateurs produisent et consomment des données par groupes de bits, tout comme nous concevons et utilisons le langage parlé sous forme de mots plutôt que de lettres. En regroupant les données, nous pouvons envoyer n bits à la fois au lieu de 1. C'est ce qu'on appelle la transmission parallèle.

Le mécanisme de transmission parallèle est conceptuellement simple : Utiliser n fils pour envoyer n bits en même temps. De cette façon, chaque bit a son propre fil, et tous les n bits d'un groupe peuvent être transmis à chaque tic d'horloge d'un dispositif à un autre.

L'avantage de la transmission parallèle est la vitesse. La transmission parallèle peut augmenter la vitesse de transfert d'un facteur n par rapport à la transmission série. Mais il y a un inconvénient important : le coût. La transmission parallèle nécessite n lignes de communication (fils dans l'exemple) juste pour transmettre le flux de données. Parce que cela est coûteux, la transmission parallèle est généralement limitée à de courtes distances.

Dans la transmission en série, un bit suit l'autre, ce qui fait que nous n'avons besoin que d'un seul canal de communication au lieu de n pour transmettre des données entre deux dispositifs communicants.

La transmission en série se produit de l'une des trois manières suivantes : asynchrone, synchrone et isochrone.

Transmission série asynchrone

La transmission asynchrone est ainsi nommée parce que la synchronisation d'un signal n'a pas d'importance. Au lieu de cela, les informations sont reçues et traduites selon des modèles convenus. Tant que ces modèles sont respectés, le dispositif de réception peut récupérer les informations sans tenir compte du rythme auquel elles ont été envoyées. Les modèles sont basés sur le regroupement du flux binaire en octets. Chaque groupe, généralement de 8 bits, est envoyé avec la liaison comme une unité. Le système émetteur traite chaque groupe indépendamment, le relayant à la liaison dès qu'il est prêt, sans tenir compte d'une minuterie.

Sans synchronisation, le récepteur ne peut pas utiliser la minuterie pour prédire quand le prochain groupe arrivera. Pour alerter le récepteur de l'arrivée d'un nouveau groupe, un bit supplémentaire est donc ajouté au début de chaque octet. Ce bit, généralement un 0, est appelé bit de départ (START). Pour informer le récepteur que l'octet est terminé, 1 ou plusieurs bits supplémentaires sont ajoutés à la fin de l'octet (STOP). Ces bits, généralement des 1, sont appelés bits d'arrêt. Par cette méthode, la taille de chaque octet est augmentée à au moins 10 bits, dont 8 bits sont des informations et 2 bits ou plus sont des signaux vers le récepteur. De plus, la transmission de chaque octet peut alors être suivie d'un vide de durée variable. Ce vide peut être représenté soit par un canal inactif, soit par un flux de bits d'arrêt supplémentaires.

Transmission série synchrone

Dans la transmission synchrone, le flux binaire est combiné en « trames » plus longues, qui peuvent contenir plusieurs octets. Cependant, chaque octet est introduit sur le lien de transmission sans espace entre celui-ci et le suivant. Il appartient au récepteur de séparer le flux binaire en octets à des fins de décodage. En d'autres termes, les données sont transmises sous la forme d'une chaîne ininterrompue de 1 et de 0, et le récepteur sépare cette chaîne en octets, ou caractères, dont il a besoin pour reconstruire les informations.

L'avantage de la transmission synchrone est la vitesse. En l'absence de bits ou d'espaces supplémentaires à introduire à l'extrémité émettrice et à supprimer à l'extrémité réceptrice, donc avec moins de bits à déplacer sur la liaison, la transmission synchrone est plus rapide que la transmission asynchrone. Pour cette raison, il est plus utile pour les applications à grande vitesse telles que la transmission de données d'un ordinateur à un autre. La synchronisation des octets s'effectue dans la couche liaison de données.

Transmission série isochrone

Dans le cas de l'audio et de la vidéo en temps réel, où les retards inégaux entre les images ne sont pas acceptables, la transmission synchrone échoue. Par exemple, les images télévisées sont diffusées au rythme de 30 images par seconde ; elles doivent être visionnées au même rythme. Si chaque image est envoyée en utilisant une ou plusieurs trames, il ne doit pas y avoir de retard entre les trames. Pour ce type d'application, la synchronisation entre les caractères ne suffit pas ; tout le flux de bits doit être synchronisé. La transmission isochrone garantit que les données arrivent à un rythme fixe.