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HARDWARE
NETWORK PROTOCOL
comunicazione tra persone, il livello fisico è
rappresentato dal mezzo con cui ci si parla
(es. per telefono o con radio ricetrasmittenti),
il livello di collegamento è costituito dalla lin-
gua utilizzata (es. inglese o italiano) e il livello
applicativo è l’argomento della conversazione.
Il livello fisico specifica il collegamento tra i
diversi dispositivi dal punto di vista hardware
e descrive i segnali elettrici utilizzati per tra-
smettere i bit dall’uno all’altro; descrive, ad
esempio, i collegamenti elettrici e i metodi
di cablaggio, le tensioni e le correnti utilizza-
te per rappresentare i bit “1” e “0” e le loro
durate. Le modalità di collegamento possono
essere senza fili (wireless) quando utilizzano
come mezzo fisico onde radio, raggi infrarossi
o segnali luminosi che si propagano liberamente nello spazio,
oppure cablate (wired) in cui i segnali sono trasmessi tramite
cavi in rame o fibra ottica, di tipo punto-punto o multipoint, pa-
rallelo o seriale. Tra i protocolli di comunicazione più usati si
possono citare lo standard IEEE488 per il parallelo e gli stan-
dard Rs232C (punto-punto), Rs422 e Rs485 (multipoint) per il
seriale. Un altro protocollo comunemente usato con porte Pc
seriali è il protocollo HART (Highway Addressable Remote
Transducer), basato su una rete ibrida che addiziona un se-
gnale digitale al segnale analogico 4-20 mA e la sua variante
WirelessHart.
Il livello di collegamento descrive come i bit sono raggruppati
in caratteri e questi ultimi in pacchetti, e come vengono rileva-
ti e corretti eventuali errori. Se necessario, definisce anche i
turni o le priorità che i dispositivi devono rispettare per accede-
re al mezzo di trasmissione. Si parla di protocolli master-slave
quando uno dei dispositivi (il master) ha il compito di control-
lare e gestire la comunicazione di tutti gli altri (slave). Si parla
invece di sistemi peer-to-peer quando tale gerarchia non esiste
e i dispositivi accedono al mezzo di comunicazione in modo
eguale (in tal caso il protocollo comprende le procedure per
gestire i turni e le precedenze di accesso al mezzo di comuni-
cazione; ne è un classico esempio Ethernet).
Il livello applicativo descrive quali sono i dati trasmessi e quale
è il loro significato relativamente al processo sotto controllo.
In altre parole, associa un comando (es: apri/chiudi l’interrut-
tore) o un numero (es. valori di tensione) ai dati in formato
binario che i dispositivi si scambiano attraverso la rete di co-
municazione. È il livello in cui si specifica quali dati devono
essere contenuti nei pacchetti trasmessi e ricevuti e come sono
utilizzati.
I metodi di comunicazione punto-punto, largamente usati fin
dagli anni ’80, si sono integrati ed evoluti negli ultimi decenni
nei bus di campo (fieldbus) per ridurre i costi di connettività
Fig. 2 – Protocolli e applicazioni (fonte Freescale)