Cos'è la trasmissione dei dati? Come garantire un flusso di dati regolare

Le corse podistiche a lunga distanza, come le maratone, sono intriganti, vero?

Ancora più interessante è la storia di Pheidippides. Quando Atene sconfisse le forze persiane durante la battaglia di Maratona, corse per 25 miglia per consegnare il messaggio di vittoria.

Nell'antica Atene, i messaggeri correvano lunghe distanze per trasmettere messaggi importanti. Mentre Phidippides si avvicinava all'Acropoli, lodò Nike, la dea greca della vittoria, e crollò morto per l'esaurimento (ricorda che si tratta di un mito, quindi gli eventi potrebbero essere leggermente esagerati).

Nella comunicazione e nel networking dei dati, i sistemi di trasmissione dati sono equivalenti ai messaggeri come Pheidippides (senza tutta la questione della morte). Per trasferire dati analogici e digitali tra le reti aziendali globali, le aziende utilizzano software di scambio dati o software di scambio elettronico di dati (EDI). 

Le organizzazioni scelgono i sistemi di trasmissione dati per garantire un flusso di dati fluido tramite reti di informazione.

Importanza della trasmissione dei dati

Le aziende moltiplicano le loro forze con fusioni, acquisizioni e diversificazioni. Un'efficace presa di decisioni su ambienti aziendali così complessi e diversi richiede dati contestuali e connessi. 

Le aziende non possono ottenere ciò di cui hanno bisogno l'una dall'altra senza un'acquisizione e trasmissione rapida dei dati. Le soluzioni di comunicazione dei dati migliorano i tassi di trasmissione dei dati proteggendo la qualità dei dati all'interno delle organizzazioni con grandi volumi di dati. 

Inoltre, la trasmissione dei dati riduce i costi hardware e offre alle persone un facile accesso ai dati quando ne hanno bisogno.

Componenti della trasmissione dei dati

La comunicazione dei dati tra due o più dispositivi utilizzando una rete si basa sui seguenti elementi di trasmissione dei dati.

• Messaggio è il dato che un dispositivo invia ad altri dispositivi. Esempi comuni di messaggi sono testi, file audio e file video.
• Mittente è il dispositivo che avvia il processo di trasmissione dei dati inviando un messaggio a un altro dispositivo.
• Ricevitore è il dispositivo finale che riceve il messaggio.
• Mezzo di trasmissione o canale collega mittenti e ricevitori. Le aziende possono utilizzare media guidati, cablati o metodi non guidati come onde radio, microonde o cavi a coppie intrecciate per trasferire dati.
• Insieme di regole o protocolli governano la comunicazione dei dati tra dispositivi.

Come funziona la trasmissione dei dati?

Immagina di inserire dati in un computer usando una tastiera. L'elettronica all'interno della tastiera utilizza schemi di codifica standard per convertire gli input di dati in schemi binari equivalenti.

7 bit rappresentano 128 elementi, mentre 8 bit rappresentano 256 elementi in una tastiera. Il ricevitore segue un processo simile per decodificare gli schemi binari ricevuti e convertirli in caratteri. 

La trasmissione dei dati digitali avviene in modo simile. Un dispositivo sorgente genera dati sotto forma di segnali digitali o flussi di bit. Un mezzo di comunicazione come un filo di rame fisico, una rete wireless o una fibra ottica trasporta questi dati a uno o più dispositivi destinatari.

Ogni segnale in uscita può essere un segnale baseband o passband. 

• Segnale baseband o segnale del messaggio originale è l'informazione originale che si intende trasmettere. Tuttavia, un segnale baseband ha una bassa frequenza e non può viaggiare a lunghe distanze senza modulazione.
• Segnale passband si riferisce al messaggio originale dopo la modulazione. Pertanto, i segnali passband sono modulati diversamente dai segnali baseband.

La trasmissione dei dati può anche facilitare il trasferimento interno dei dati, come l'invio di dati da un disco rigido o memoria ad accesso casuale (RAM) a un processore. Nella maggior parte dei casi, la trasmissione dei dati è digitale ma può anche essere analogica.

Tipi di trasmissione dei dati

I modi di trasmissione dei dati variano a seconda della direzione dello scambio di dati, del numero di bit trasmessi e della sincronizzazione tra trasmettitore e ricevitore.

I modi di trasmissione dei dati possono essere classificati in tre categorie in base alla loro direzione di scambio di informazioni. 

1. Trasmissione simplex

Nel modo di trasmissione dei dati simplex, i dati fluiscono in una direzione. Questa comunicazione unidirezionale limita i mittenti all'invio e i ricevitori alla ricezione. Simplex non è un modello di trasmissione popolare poiché la maggior parte delle aziende ha bisogno di una comunicazione bidirezionale. 

I dispositivi che utilizzano la trasmissione simplex inviano più dati utilizzando l'intera larghezza di banda del canale. Tuttavia, non c'è intercomunicazione tra i dispositivi a causa dell'unidirezionalità. 

Esempi comuni di dispositivi che utilizzano modelli di trasmissione simplex includono tastiera e mouse. Anche le stazioni radio utilizzano la trasmissione simplex per inviare segnali agli ascoltatori che non possono trasmettere indietro. 

2. Trasmissione half duplex

Il modo di trasmissione half duplex o semi-duplex consente ai dati di fluire in entrambe le direzioni, ma solo una direzione alla volta. Fondamentalmente, i dispositivi possono trasmettere e ricevere dati, ma non contemporaneamente. Come la trasmissione simplex, la trasmissione half duplex utilizza l'intera larghezza di banda del canale in una direzione alla volta.

Immagina di parlare tramite un walkie-talkie, un classico esempio di trasmissione half duplex. Puoi solo ascoltare quando un'altra persona parla. Allo stesso modo, possono solo ascoltare quando parli tu. Se entrambi provate a parlare contemporaneamente, sentirete solo un suono distorto.

La trasmissione half duplex causa un ritardo nella comunicazione poiché devi aspettare mentre l'altra parte invia dati. 

3. Trasmissione full duplex

La comunicazione nel modo di trasmissione full duplex è bidirezionale. I dati fluiscono in entrambe le direzioni, consentendo a entrambi i dispositivi di inviare e ricevere messaggi contemporaneamente. La trasmissione full duplex utilizza due canali simplex che spostano il traffico in direzioni opposte. Un full duplex è il modo di comunicazione più veloce tra dispositivi.

Una rete telefonica utilizza la trasmissione full duplex per consentire a due persone di parlare e ascoltare contemporaneamente. Tuttavia, il modo full duplex necessita di un percorso dedicato per garantire una comunicazione senza interruzioni tra due dispositivi. 

Puoi dividere i modi di trasmissione dei dati in due categorie a seconda della sincronizzazione tra ricevitori e trasmettitori.

Trasmissione sincrona

La trasmissione sincrona è una trasmissione di tipo full duplex che utilizza segnali di clock per mantenere il trasmettitore e il ricevitore in sincronia tra loro. Questo metodo di trasferimento dati confeziona e invia dati in grandi blocchi a intervalli di tempo fissi. I segnali di clock nel trasmettitore e nel ricevitore garantiscono un trasferimento continuo e coerente di blocchi di dati basato sul tempo.

Ora, analizziamo come funziona la trasmissione sincrona.

• Raggruppamento di blocchi di dati inserisce caratteri di inattività sincroni (noti anche come caratteri syn) per spazi i blocchi di dati a intervalli regolari.
• Sincronizzazione della connessione avviene dopo che i dispositivi remoti ricevono e decodificano i caratteri syn.
• Trasmissione dei dati inizia dopo la corretta sincronizzazione della connessione.

La trasmissione dei dati sincrona invia blocchi di dati anziché caratteri, quindi è veloce – proprio per questo le aziende che trasferiscono grandi quantità di dati amano questo modello. Tuttavia, questa trasmissione dei dati può essere costosa. 

Unità di elaborazione centrale (CPU), RAM e protocolli di rete come Ethernet utilizzano la trasmissione sincrona.

Trasmissione asincrona

La trasmissione asincrona è una trasmissione di tipo half duplex che utilizza bit di inizio (binario 0) e di fine (binario 1) per contrassegnare l'inizio e la fine dei caratteri durante il trasferimento dei dati. Non importa cosa invii; ogni carattere deve iniziare con 0 e terminare con 1 affinché un dispositivo sappia di aver ricevuto o inviato un carattere completo.

Passiamo a capire come funziona la trasmissione asincrona.

• Stato di marcatura si riferisce agli spazi tra le trasmissioni di caratteri in una linea di trasmissione inattiva. La trasmissione asincrona utilizza il binario 1 per denotare i periodi di inattività.
• Interruzione dello stato di marcatura avviene quando un sistema ricevente vede un binario 0. A questo punto, il sistema prevede l'arrivo di caratteri di dati.
• Trasmissione asincrona dei dati avviene mentre i sistemi ricevono caratteri e ritorna allo stato di marcatura quando la trasmissione termina. 

Poiché non c'è un meccanismo di clock, i dispositivi di comunicazione asincrona non inviano o ricevono informazioni a un ritmo costante. Nonostante ciò, mantengono un flusso di informazioni affidabile negoziando la velocità in base alle capacità hardware. 

Il trasferimento asincrono dei dati è ideale per trasmissioni a bassa velocità. Puoi sempre comprimere i dati per aumentare la velocità. Quando inserisci dati utilizzando una tastiera, questo è un classico esempio di trasferimento asincrono dei dati.

Trasmissione sincrona vs. asincrona

La trasmissione sincrona utilizza segnali temporali per inviare un flusso continuo di dati, mentre la trasmissione asincrona trasferisce dati a intervalli di tempo casuali.  

Esistono due categorie di trasmissione dei dati basate sul numero di bit simultanei trasferiti su una rete.

Trasmissione seriale

La trasmissione seriale dei dati riceve o invia dati utilizzando un singolo pacchetto di bit di dati a ogni impulso di clock. Utilizza la comunicazione bidirezionale per trasferire dati tramite un bus del computer o un canale di comunicazione. Le trasmissioni seriali generalmente trasmettono 8 bit alla volta insieme a un bit di inizio e di fine. 

Il trasferimento di dati tra due computer utilizzando porte seriali è un esempio di trasmissione seriale.

La trasmissione seriale è adatta per la trasmissione di dati a lunga distanza a causa della sua semplicità e basso costo. Tuttavia, la velocità di trasferimento dei dati è relativamente lenta a causa di un singolo canale di comunicazione. 

Trasmissione parallela

La trasmissione parallela dei dati trasferisce più bit di dati contemporaneamente. In questo modo di trasmissione, i fili paralleli fanno il lavoro pesante contenendo i dati. Altri cavi aiutano i trasmettitori e i ricevitori a comunicare tra loro. 

Il modo in cui un computer comunica con una stampante è un buon esempio di trasmissione parallela dei dati. 

La trasmissione parallela è ideale per inviare un grande volume di dati in un tempo più breve. Ecco perché la vedi spesso nella comunicazione a breve distanza. Tuttavia, due canali di trasmissione troppo vicini tra loro possono interferire con la qualità del segnale dei dati. Questo modo di trasmissione è anche costoso poiché necessita di più canali.

Trasmissione seriale vs. parallela

La trasmissione seriale utilizza un singolo canale di comunicazione per trasferire dati, mentre la trasmissione parallela impiega più collegamenti paralleli per trasmettere dati simultaneamente.

Tipi di media di trasmissione dei dati

I media di trasmissione dei dati possono essere divisi in media guidati e non guidati. 

I media di trasmissione cablati, vincolati o guidati garantiscono un'alta velocità e una trasmissione sicura dei dati utilizzando collegamenti fisici. I media guidati, ideali per distanze più brevi, hanno cinque tipi principali.

1. Cavo a coppie intrecciate è il mezzo di trasmissione più ampiamente utilizzato. È fondamentalmente un avvolgimento di due fili conduttori separatamente isolati. Un cavo a coppie intrecciate contiene diverse di queste coppie in una copertura protettiva. I cavi a coppie intrecciate schermati (STP) bloccano le interferenze esterne con una giacca speciale. I cavi a coppie intrecciate non schermati (UTP) possono bloccare le interferenze senza scudi fisici.
2. Cavo coassiale utilizza modalità baseband e broadband per trasmettere informazioni. Questi cavi sono dotati di strati di isolamento e conduttori paralleli con coperture protettive. Le reti televisive analogiche e le televisioni via cavo utilizzano cavi coassiali.
3. Cavo in fibra ottica trasmette grandi volumi di dati utilizzando la riflessione della luce attraverso un nucleo di vetro o plastica. Questi cavi possono essere bidirezionali o unidirezionali.
4. Stripline è una linea di trasmissione elettromagnetica trasversale (TEM) che invia onde ad alta frequenza utilizzando un materiale conduttore.
5. Microstripline utilizza uno strato dielettrico per separare il materiale conduttore dal piano di massa.

I media di trasmissione non vincolati, wireless o non guidati trasmettono messaggi utilizzando segnali elettromagnetici. Trasmette i seguenti tipi di segnali.

• Onde radio possono inviare segnali attraverso edifici. Queste onde non richiedono l'allineamento tra le antenne di invio e ricezione. Esempi comuni includono telefoni cordless e radio a modulazione di frequenza (FM).
• Microonde utilizzano un corretto allineamento tra le antenne di invio e ricezione (noto anche come trasmissione a vista) per inviare segnali. Le microonde sono comunemente utilizzate nella comunicazione telefonica mobile.
• Onde infrarosse facilitano la comunicazione a breve distanza; non possono penetrare attraverso ostacoli fisici.

Capacità del canale di trasmissione dei dati

La larghezza di banda e il tasso di trasferimento dei dati sono due parametri che le aziende utilizzano per misurare la capacità del canale di trasmissione dei dati.

Larghezza di banda si riferisce agli intervalli di frequenza disponibili per la trasmissione dei dati attraverso un canale. Maggiore è la larghezza di banda, più veloce è il tasso di trasferimento dei dati. La larghezza di banda del canale è misurata in Hertz (Hz).

Tasso di trasferimento dei dati, o velocità di trasmissione, misura il numero di bit trasmessi al secondo tra sorgente e destinazione. Il tasso di trasferimento dei dati è misurato in bit al secondo (BPS). Ad esempio, 1 kilobit al secondo (KBPS) equivale a 1024 BPS. 

Vediamo cosa considerare quando si sceglie un modo di trasmissione dei dati.

Protocolli e standard di trasmissione dei dati

Ogni dominio gioca secondo le proprie regole, e i sistemi di trasmissione dei dati non fanno eccezione. Queste regole o protocolli dettano come funzionano le estremità di invio e ricezione di un sistema.

I protocolli di trasmissione dei dati definiscono tre elementi:

1. Sintassi è la struttura o il formato dei dati che i dispositivi utilizzano durante l'invio o la ricezione dei dati. Ad esempio, un protocollo può considerare i primi otto bit di dati come l'indirizzo del mittente e il resto del flusso di dati come un messaggio.
2. Semantica definisce come i ricevitori e i mittenti interpretano ciascuna sezione di un bit di dati. Ad esempio, quale azione intraprende un ricevitore dopo aver ricevuto i dati? Come interpreta i dati ricevuti?
3. Tempistica ti dice quali dati inviare e a quale velocità. Impostare la tempistica è cruciale perché non vuoi che il ricevitore perda dati solo perché un dispositivo mittente può trasmettere dati a velocità fulminea.

Quando impari sulla comunicazione dei dati, ti imbatterai in standard De Facto e De Jure.

Gli standard De Facto sono regole che le aziende adottano a causa del loro uso diffuso. Questi standard non sono approvati da alcuna organizzazione. Ad esempio, puoi stabilire uno standard nella tua azienda a seconda delle sue esigenze. 

Gli standard De Jure sono regolamenti stabiliti da enti riconosciuti come l'American National Standards Institute (ANSI), l'International Organization for Standardization (ISO) e l'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).

Ad esempio, i protocolli di comunicazione dei dati seguono il protocollo di trasferimento di posta semplice (SMTP) o il protocollo di controllo della trasmissione (TCP) in alcuni casi. 

Continua a leggere per esplorare l'etichetta comune della comunicazione dei dati.

• Sequenziamento dei dati suddivide un messaggio più grande in pacchetti di dati più piccoli. Questi piccoli pezzi facilitano ai dispositivi l'individuazione degli errori. Inoltre, devono rinviare quantità di dati più piccole in caso di errori.
• Instradamento dei dati aiuta le sorgenti e le destinazioni a trovare il percorso più efficiente tra di loro. Trovare il giusto percorso dei dati è fondamentale per aumentare l'efficienza della trasmissione dei dati.
• Flusso dei dati garantisce una corretta consegna dei dati indipendentemente dalla discrepanza di velocità tra un ricevitore e un mittente.
• Controllo degli errori fa ciò che dice – individua gli errori e aiuta i dispositivi a recuperare. Garantisce anche che non ci siano interruzioni nell'invio o nella ricezione dei dati.
• Processo di codifica è ciò che i computer utilizzano per convertire i dati in forme binarie.

La sicurezza dei dati è fondamentale per qualsiasi azienda. Tuttavia, come garantisci che i dati non trapelino durante il viaggio? Utilizzi metodi di trasmissione dei dati sicuri.

Trasmissione dei dati e CDN

La trasmissione dei dati è più che inviare e ricevere dati. Decide se un'azienda riesce a elaborare compiti complessi o meno.

Ad esempio, i dati che ricevi possono alimentare applicazioni aziendali e aiutarti a prendere decisioni. Quindi non vuoi una trasmissione dei dati di qualità inferiore in nessuna circostanza – proprio per questo le aziende affrontano seriamente problemi come la salute del server, la struttura della trasmissione dei dati, la latenza e la congestione della rete. 

Le aziende spesso si affidano a soluzioni di rete di distribuzione dei contenuti (CDN) per garantire una distribuzione dei dati senza interruzioni. I CDN ti aiutano a utilizzare la rete in modo efficiente utilizzando nodi posizionati strategicamente in tutto il mondo. Di conseguenza, puoi facilmente evitare la congestione della rete e offrire una migliore esperienza utente. 

La maggior parte dei CDN è dotata di bilanciatori di carico integrati per aiutare i mittenti e i ricevitori ad accedere ai punti di ingresso e uscita più vicini. Questa facilità di trasmissione dei dati migliora la velocità. Inoltre, i CDN aiutano a proteggere i tuoi dati dalle minacce emergenti. 

Corri la tua maratona

Gestire un'azienda è una maratona, non uno sprint. Hai bisogno di sistemi di trasmissione dei dati efficienti, come Pheidippides, per condividere informazioni attraverso le reti e prendere decisioni. Inizia decidendo quale modalità di trasmissione funziona meglio per te in modo da sfruttarla per creare la tua eredità.

Se stai cercando di condividere dati tra aziende e stakeholder senza cambiare il significato intrinseco, è ora di iniziare a utilizzare lo scambio di dati.