По какому параметру определяется приемный уровень модема. Первоначальная настройка нового модема

2. Классификация модемов. Сравнительный анализ различных классов. Оценка характеристик.

2.1 Классификация модемов

На первый взгляд, нет ничего проще, чем классифицировать модемы. Само собой разумеется, что они делятся на внешние и внутренние. Конечно кое-кто может предложить их разделить по скоростям (14400 бит/с, 28800 бит/с, 33600 бит/с, 56К), и, в последнюю очередь, вспомнят о возможности передачи данных в синхронном и асинхронном режимах. Однако это взгяд с высоты совсем уж птьчьего полета. Вблизи всё выглядит далеко не так.

Попытаемся подробнее классифицировать вверенные нам устройства.

И так, начнём с того, что различают модемы, предназначенные для работы только на выделенных или только на коммутируемых линиях, а так же на тех и других. Различают модемы для цифровых и аналоговых линий.

В зависимости от поддерживаемого режима передачи данных, модемы делятся на:

поддерживающие только асинхронный режим работы;

поддерживающие асинхронный и синхронный режимы работы;

поддерживающие только синхронный режим работы.

По исполнению(эта характеристика определяет внешний вид, размеры и размещение мо­дема по отношению к компьютеру):

внутренний модем – вставляется в компьютер как плата расширения. Они, в-добавок, делятся на контроллерные и безконтроллерные. К первым принадлежит большенство существующих внутренних модемов предназначенных для ISA интерфейса. Вторые – для PCI интерфейсов. Дальнейшим развитием PCI-модемов являются SOFT-модемы (иначе Win-модемы).

настольный модем – имеет отдельный корпус и размещается рядом с компьютером, соединяясь кабелем с портом компьютера. Иногда называют внешним модемом, что не совсем правильно, т.к. сле­дующие два типа также являются внешними (т.е. расположенными вне системного блока компьютера).

модем в виде карточки – миниатюрен и подсоединяется к портативно­му компьютеру через специальный разъем (тот, кто видел сетевую карту для ноутбука поймет о чём идет речь).

портативный модем – схож с настольным модемом, но имеет умень­шенные размеры и автономное питание.

стоечные модемы – вставляются в специальную модемную стойку, повышающую удобство эксплуатации, когда число модемов пере­валивает за десяток.

По характеру применения модемы можно разделить на обычные и профессиональные.

Под обычными модемами будем понимать устройства, обычно применяемые конечным пользователем дома или в офисе. Эти модемы используют только телефонные каналы.

Профессиональные модемы – наиболее совершенные и скоростные устройства, преимущественно стоечного исполнения. Используются для интеграции локальных сетей, в модемных пулах, а также для удалённого доступа к ресурсам ЛВС.

Среди обычных модемов можно выделить 3 вида:

устройства для обмена данными (просто модемы);

устройства для обмена данными и документами (факс-модемы);

устройства для обмена данными, документами и приёма голосовых сообщений (голосовые факс-модемы).

Следует заметить, что обычно прередача данных и телефонный разговор не могут вестись одновременно. Исключение составляют SVD модем и технология RadishVoiceView, предназначенныt для одновременной передачи голоса и данных.

Поддержка факсимильного режима не исключена и в профессиональных модемах, одако звуковой поддержки они обычно не предусматривают.

В качестве очередного классификационного признака выберем передающую среду. По типу передающей среды можно выделить:

модемы для 2-х проводных медных линий (обычные, профессиональные, ADSL, SR, ER-модемы);

модемы для 4-х проводных медных линий (обычные, профессиональные, HDSL, ISDN, SR, ER, MR-модемы);

модемы для оптоволоконных линий (FOM, FOM-T1/E1, FOM-T2/E2, FOM-T3/E3);

2.2 Сравнение характеристик модемов для выделенных и коммутируемых каналов

2.2.1 Модемы для выделенных каналов

Выделенный канал - это канал с фиксированной полосой пропускания или фиксиро­ванной пропускной способностью, постоянно соединяющий двух абонентов. Або­нентами могут быть как отдельные устройства (компьютеры или терминалы), так и целые сети.

Выделенные каналы обычно арендуются у компаний - операторов территори­альных сетей, хотя крупные корпорации могут прокладывать свои собственные выделенные каналы.

Выделенные каналы делятся на аналоговые и цифровые в зависимости от того, какого типа коммутационная аппаратура применена для постоянной коммутации абонентов. На аналоговых выделенных линиях для аппаратуры передачи данных физический и канальный протоколы жестко не определены. От­сутствие физического протокола приводит к тому, что пропускная способность аналоговых каналов зависит от пропускной способности модемов, которые исполь­зует пользователь канала. Модем собственно и устанавливает нужный ему прото­кол физического уровня для канала.

На цифровых выделенных линиях протокол физического уровня зафиксиро­ван - он задан стандартом G.703.

Модемы для работы на выделенных аналоговых каналах

Для передачи данных по выделенным аналоговым линиям исполь­зуются модемы, работающие на основе методов аналоговой модуляции сигнала. Протоколы и стандарты модемов определены в рекомен­дациях CCITT серии V. Эти стандарты определяют работу модемов как для выделенных, так и комму­тируемых линий.

Как уже говорилось в п. 2.1, модемы могут быть синхронными, асинхронными и синхронно-асинхронными.

Модемы, работающие только в асинхронном режиме, обычно поддерживают низкую скорость передачи данных - до 1200 бит/с. Так, модемы, работающие по стандарту V.23, могут обеспечивать скорость 1200 бит/с на 4-проводной выделен­ной линии в дуплексном асинхронном режиме, а по стандарту V.21 - на скорости 300 бит/с по 2-проводной выделенной линии также в дуплексном асинхронном режиме. Дуплексный режим на 2-проводном окончании обеспечивается частотным разделением канала. Асинхронные модемы представляют наиболее дешевый вид модемов, так как им не требуются высокоточные схемы синхронизации сигналов на кварцевых генераторах. Кроме того, асинхронный режим работы неприхотлив к качеству линии.

Модемы, работающие только в синхронном режиме, могут подключаться только к 4-проводиому окончанию. Синхронные модемы используют для выделения сиг­нала высокоточные схемы синхронизации и поэтому обычно значительно дороже асинхронных модемов. Кроме того, синхронный режим работы предъявляет высо­кие требования к качеству линии.

Для выделенного канала тональной частоты с 4-проводным окончанием разра­ботано достаточно много стандартов серии V. Все они поддерживают дуплексный режим:

V.26 - скорость передачи 2400 бит/с;

V.27 - скорость передачи 4800 бит/с;

V.29 - скорость передачи 9600 бит/с;

V.32 ter-скорость передачи 19 200 бит/с.

Для выделенного широкополосного какала 60-108 кГц существуют три стан­дарта:

V.35 - скорость передачи 48 Кбит/с;

V.36 - скорость передачи 48-72 Кбит/с;

V.37 - скорость передачи 96-168. Кбит/с.

Коррекция ошибок в синхронном режиме работы обычно реализуется по прото­колу HDLC, но допустимы и устаревшие протоколы SDLC и BSC компании IBM. Модемы стандартов V.35, V.36 и V.37 используют для связи с DTE интерфейс V.35.

Модемы, работающие в асинхронном и синхронном режимах, являются наиболее универсальными устройствами. Чаще всего они могут работать как по выделен­ным, так и по коммутируемым каналам, обеспечивая дуплексный режим работы. На выделенных каналах они поддерживают в основном 2-проводное окончание и гораздо реже - 4-проводное.

Для асинхронно-синхронных модемов разработан ряд стандартов серии V:

V.22 - скорость передачи до 1200 бит/с;

V.22 bis - скорость передачи до 2400 бит/с;

V.26 ter - скорость передачи до 2400 бит/с;

V.32 - скорость передачи до 9600 бит/с;

V.32 bis - скорость передачи 14 400 бит/с;

V.34 - скорость передачи до 28,8 Кбит/с;

V.34+ - скорость передачи до 33,6 Кбит/с.

Стандарт V.34, принятый летом 1994 года, знаменует новый подход к передаче данных по каналу тональной частоты. Этот стандарт разрабатывался CCITT до­вольно долго - с 1990 года. Большой вклад в его разработку внесла компания Motorola, которая является одним из признанных лидеров этой отрасли. Стандарт V.34 разрабатывался для передачи информации по каналам практически любого качества. Особенностью стандарта являются процедуры динамической адаптации к изменениям характеристик канала во время обмена информацией. Адаптация осуществляется в ходе сеанса связи - без прекращения и без разрыва установлен­ного соединения.

Основное отличие V.34 от предшествующих стандартов заключается в том, что в нем определено 10 процедур, по которым модем после тестирования линии выби­рает свои основные параметры: несущую и полосу пропускания (выбор проводит­ся из 11 комбинаций), фильтры передатчика, оптимальный уровень передачи и другие. Первоначальное соединение модемов проводится по стандарту V.21 на ми­нимальной скорости 300 бит/с, что позволяет работать на самых плохих линиях. Для кодирования данных используются избыточные коды квадратурной ампли­тудной модуляции QAM. Применение адаптивных процедур сразу позволило под­нять скорость передачи данных более чем в 2 раза по сравнению с предыдущим стандартом - V.32 bis.

Принципы адаптивной настройки к параметрам линии были развиты в стан­дарте V.34+, который является усовершенствованным вариантом стандарта V.34. Стандарт V.34+ позволил несколько повысить скорость передачи данных за счет усовершенствования метода кодирования. Один передаваемый кодовый символ несет в новом стандарте в среднем не 8,4 бита, как в протоколе V.34, a 9,8. При макси­мальной скорости передачи кодовых символов в 3429 бод (это ограничение пре­одолеть нельзя, так как оно определяется полосой пропускания канала тональной частоты) усовершенствованный метод кодирования дает скорость передачи дан­ных в 33,6 Кбит/с (3429 х 9,8 - 33604). Правда, специалисты отмечают, что даже в Америке только 30 % телефонных линий смогут обеспечить такой низкий уровень помех, чтобы модемы V.34+ смогли работать на максимальной скорости. Тем не менее модемы стандарта V.34+ имеют преимущества по сравнению с модемами V.34 даже на зашумленных линиях - они лучше «держат» связь, чем модемы V.34.

Протоколы V.34 и V.34+ позволяют работать на 2-проводной выделенной ли­нии в дуплексном режиме. Дуплексный режим передачи в стандартах V.32, V.34, V.34+ обеспечивается не с помощью частотного разделения канала, а с помощью одновременной передачи данных в обоих направлениях. Принимаемый сигнал оп­ределяется вычитанием с помощью сигнальных процессоров (DSP) передаваемого сигнала из общего сигнала в канале. Для этой операции используются также про­цедуры эхо-подавления, так как передаваемый сигнал, отражаясь от ближнего и дальнего концов канала, вносит искажения в общий сигнал (метод передачи дан­ных, описанный в проекте стандарта 802.3ab, определяющего работу технологии Gigabit Ethernet на витой паре категории 5, взял многое из стандартов V.32-V.34+).

На высокой скорости модемы V.32-V.34+ фактически всегда используют в ка­нале связи синхронный режим. При этом они могут работать с DTE как по асинх­ронному интерфейсу, так и по синхронному. В первом случае модем преобразует асинхронные данные в синхронные.

Модемы для работы на выделенных цифровых каналах

Цифровые выделенные линии образуются путем постоянной коммутации в пер­вичных сетях, построенных на базе коммутационной аппаратуры, работающей на принципах разделения канала во времени - TDM, описанного в главе 2. Существу­ют два поколения технологий цифровых первичных сетей - технология плеэио-хронной («плезио» означает «почти», то есть почти синхронной) цифровой иерархии (Plesiochronic Digital Hierarchy, PDH) и более поздняя технология - синхронная цифровая иерархия (Synchronous Digital Hierarchy, SDH). В Америке технологии SDH соответствует стандарт SONET.

Цифровая аппаратура мультиплексирования и коммутации была разработана в кон­це 60-х годов компанией AT&T для решения проблемы связи крупных коммута­торов телефонных сетей между собой. Каналы с частотным уплотнением, применяемые до этого на участках АТС-АТС, исчерпали свои возможности по организации высо­коскоростной многоканальной связи по одному кабелю. В технологии FDM для од­новременной передачи данных 12 или 60 абонентских каналов использовалась витая пара, а для повышения скорости связи приходилось прокладывать кабели с боль­шим количеством пар проводов или более дорогие коаксиальные кабели. Кроме того, метод частотного уплотнения высоко чувствителен к различного рода помехам, ко­торые всегда присутствуют в территориальных кабелях, да и высокочастотная несу­щая речи сама создает помехи в приемной аппаратуре, будучи плохо отфильтрована.

Для решения этой задачи была разработана аппаратура Т1, которая позволяла в цифровом виде мультиплексировать, передавать и коммутировать (на постоянной основе) данные 24 абонентов. Так как абоненты по-прежнему пользовались обыч­ными телефонными аппаратами, то есть передача голоса шла в аналоговой форме, то мультиплексоры Т1 сами осуществляли оцифровывание голоса с частотой 8000 Гц и кодировали голос с помощью импульсно-кодовой модуляции (Pulse Code Modulation, PCM). В результате каждый абонентский канал образовывал цифро­вой поток данных 64 Кбит/с. Для соединения магистральных АТС каналы Т1 пред­ставляли собой слишком слабые средства мультиплексирования, поэтому в технологии была реализована идея образования каналов с иерархией скоростей. Четыре канала типа Т1 объединяются в канал следующего уровня цифровой иерар­хии - Т2, передающий данные со скоростью 6,312 Мбит/с, а семь каналов Т2 дают при объединении канал Т3, передающий данные со скоростью 44,736 Мбит/с. Ап­паратура Т1, Т2 и Т3 может взаимодействовать между собой, образуя иерархичес­кую сеть с магистральными и периферийными каналами трех уровней скоростей.

С середины 70-х годов выделенные каналы, построенные на аппаратуре Т1, ста­ли сдаваться телефонными компаниями в аренду на коммерческих условиях, пере­став быть внутренней технологией этих компаний. Сети Т1, а также более скоростные сети Т2 и Т3 позволяют передавать не только голос, но и любые данные, представ­ленные в цифровой форме, - компьютерные данные, телевизионное изображение, факсы и т. п.

Технология цифровой иерархии была позже стандартизована CCITT. При этом в нее были внесены некоторые изменения, что привело к несовместимости амери­канской и международной версий цифровых сетей. Американская версия распро­странена сегодня кроме США также в Канаде и Японии (с некоторыми различия­ми), а в Европе применяется международный стандарт. Аналогом каналов Т в меж­дународном стандарте являются иналы типа E1, E2 и ЕЗ с другими скоростями - соответственно 2,048 Мбит/с, 8,488 Мбит/с и 34,368 Мбит/с. Американский вари­ант технологии также был стандартизован ANSI.

Физический уровень технологии PDH поддерживает различные виды кабелей: витую пару, коаксиальный кабель и волоконно-оптический кабель. Основным ва­риантом абонентского доступа к каналам Т1/Е1 является кабель из двух витых пар с разъемами RJ-48. Две пары требуются для организации дуплексного режима передачи данных со скоростью 1,544/2,048 Мбит/с. Для представления сигналов используется: в каналах Т1 биполярный потенциальный код B8ZS, в каналах El-биполярный потенциальный код HDB3. Для усиления сигнала на линиях Т1 через каждые 1800 м (одна миля) устанавливаются регенераторы и аппаратура контроля линии.

Коаксиальный кабель благодаря своей широкой полосе пропускания поддер­живает канал Т2/Е2 или 4 канала Т1/Е1. Для работы каналов Т3/Е3 обычно ис­пользуется либо коаксиальный кабель, либо волоконно-оптический кабель, либо каналы СВЧ.

Таким образом, модемы, предназначенные для работы в цифровых выделенных линиях, принадлежат к следующим классам:

модемы для 4-х проводных медных линий;

модемы для оптоволоконных линий;

модемы для радиоканалов (радио-модем, сотовый модем);

кабельные модемы (используют коаксиальный кабель).

Более подробно они будут рассмотрены ниже.

Информация о работе «Модемы: использование в сетях, различия в архитектуре, сравнительные характеристики, особенности эксплуатации. Нештатные ситуации и их разрешение. Диагностика и тестирование»

С применением полиграфических компьютерных технологий? 10. Охарактеризуйте преступные деяния, предусмотренные главой 28 УК РФ «Преступления в сфере компьютерной информации». РАЗДЕЛ 2. БОРЬБА С ПРЕСТУПЛЕНИЯМИ В СФЕРЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ИНФОРМАЦИИ ГЛАВА 5. КОНТРОЛЬ НАД ПРЕСТУПНОСТЬЮВ СФЕРЕ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ 5.1 Контроль над компьютерной преступностью в России Меры контроля над...

Реакции прикладного ПО. - Выявление дефектов прикладного ПО, следствием которых является неэффективное использование пропускной способности сервера и сети. Мы остановимся подробнее на первых четырех этапах комплексной диагностики локальной сети, а именно на диагностике канального уровня сети, так как наиболее легко задача диагностики решается для кабельной системы. Как уже было рассмотрено во...

Мероприятия по новому месту работы, жительства; также в окружении носителей коммерческих секретов. Персонал оказывает су­щественное, а в большинстве случаев даже решающее влияние на информационную безопасность банка. В этой связи подбор кадров, их изучение, рас­становка и квалифицированная работа при увольнени­ях в значительной степени повышают устойчивость коммерческих предприятий к возможному...

Выбор модема.

Все, что вам нужно знать о работе модема: модем - это устройство, позволяющее соединять между собой компьютеры через телефонную сеть. Возможности, доступные вам при таком соединении, определяются исключительно программным обеспечением, которым вы будете пользоваться, а качество самого модема определяет скорость соединения. Все характеристики модема, которые вам следует знать:
Все остальные характеристики модемов представляют интерес только для специалистов.
Внешние модемы работают, как правило, лучше, чем внутренние, нагляднее - на панели мигают лампочки, и производят на ваших знакомых более сильное впечатление (чем больше модем и чем больше на нем лампочек - тем сильнее впечатление), зато внутренние занимают меньше места в вашей комнате (поскольку располагаются целиком внутри компьютера).
Купив модем и соединив его с компьютером (или поставив в компьютер), вы можете для пробы и в порядке любопытства позвонить в Data Force IP (тел. 755-9363) и получить необходимые данные для пробного подключения к Internet.

Внешние модемы

Чтобы подсоединить к компьютеру внешний модем, необходимо (и достаточно), чтобы у него имелся свободный последовательный порт (СОМ-порт) и кабель для соединения модема с этим портом. Обычно в компьютере бывает два последовательных порта, к одному из них подсоединятся «мышка». Разъемы последовательных портов бывают 9-штырьковые и 25-штырьковые. Обычно у компьютера бывает один 9-штырьковый разъем (к нему и подсоединяется «мышка») и один 2 5-штырьковый (если у вас нет модема, то этот разъем обычноостается свободным), оба - типа «папа», то есть со штырьками. У модема обычно бывает 25-штырьковый разъем типа «мама», то есть с дырочками. В таком случае вам нужен кабель типа «мама-папа», с обоих сторон которого 25-штырьковые разъемы. Если же у компьютера свободен только 9-штырьковый разъем, то вам нужен кабель, у которого 9-штырьковая «мама» и 25-штырьковый «папа». Кабель вы почти наверняка можете приобрести там же, где приобрели модем.
Если вы приобретаете высокоскоростной модем, то для вас становятся важными характеристики последовательно порта вашего компьютера. Вам нужно, чтобы у вас был высокоскоростной последовательный порт (например, такие магические слова-UART16550A). Обычно на внешнем модеме бывает ряд лампочек, под каждой из которых подписано две буковки. Вот наиболее распространенные обозначения:

• HS - высокая скорость
• АА - готовность отвечать на вызов
• CD - обнаружена несущая частота
• ОН - инициализация набора номера
• RD - идет прием данных
• SD - идет пересылка данных
• TR - готовность к работе
• MR- модем включен
• RS - запрос на пересылку данных
• CS - готовность к пересылке данных.

Внутренние модемы

Если вы приобрели внутренний модем, обратите внимание на следующее: в стандартной комплектации у компьютера обычно бывает два последовательных порта, обозначаемые СОМ1 и COM2. На самом деле последовательных портов может быть больше. Внутренние модемы имеют встроенный последовательный порт и на них есть перемычки (jumpers), с помощью которых можно задать, какой номер будет у этого порта и через какое прерывание с ним нужно будет работать. Как правило, заводская установка - COM3 или COM4. Однако архитектура IBM PC изначально не предусматривала наличие у компьютера нескольких последовательных портов, и обращение к таким портам организовано через «запрос на прерывание» - Interrupt request - IRQ.
Для работы с последовательными портами обычно выделено два IRQ - IRQ3 и IRQ4. Между первыми четырьмя последовательными портами эти IRQ распределяются следующим образом:

• СОМ1 - IRQ4
• COM2 - IRQ3
• COM3 - IRQ4
• COM4 - IRQ3

Порт СОМ1 обычно используется для подключения «мышки». Таким образом, если модем у вас использует порт COM3, то для работы с ним используется то же IRQ, что и для «мыши». На практике это означает, что если вы, работая в среде Windows, начинаете пользоваться модемом (запускаете программу для работы с модемом), «мышка» временно перестает работать - до тех пор, пока вы не закончите пользоваться модемом (закроете программу для работы с модемом). Если вы хотите пользоваться одновременно и модемом, и «мышкой», вам нужно, чтобы они были на разных IRQ. Для этого либо поменяйте номер последовательного порта внутреннего модема (на COM4 вместо COM3), либо переставьте «мышь» на другой порт (с СОМ1 на COM2).

Скорости модемов

По скорости основные варианты модемов (в порядке возрастания скорости): 2400 бод, 9600, 14400, 19200, 21600, 28800 и 33600.
Более высокие скорости на российских телефонных линиях трудно достижимы. Любой модем способен работать не только на своей максимальной скорости, но и на всех более низких скоростях. Полная линейка скоростей: 300, 1200, 2400, 4800, 7200, 9600, 12000, 14400, 16800, 19200, 21600, 24000, 26400, 28800, 31200, 33600. То есть, модем на 33600 бод способен работать на всех указанных здесь скоростях.
Скорость модема 2400 бод означает, что в секунду пересылается 300 байт (байт = 8 бит, один символ), в минуту - 18 килобайт, за час - 1 мегабайт. Скорость 28800 бод означает, что в секунду пересылается 3600 байт (в минуту -216 килобайт, за час - 13 мегабайт).
Реально эффективность модема обычно бывает ниже скорости пересылки - из-за низкого качества телефонной линии приходится два-три (а то и более) раза повторять пересылки порций информации.

Протоколы модемов

Для борьбы с плохим качеством телефонных линий придумали различные протоколы коррекции и уплотнения данных при пересылке.

Основные протоколы:

• Bell 209А 9600
• V.29 9600
• V.32 9600
• V.32bis 14400
• V.33 14400 V.32terbo 19200
• V.34 28800 и выше
• V.FC упрощенный вариант
• V.34 HST 16800 и выше
• ZyX 16800 и выше
• другие.

Обычно модемы «знают» хотя бы несколько протоколов, а скорость модема, указанная на его коробке или в прайслисте, это максимальная из скоростей, на которых он умеет работать. Для того, чтобы модемы на обоих концах телефонной линии «договорились» о приемлемой скорости и типе протокола (обсудив этот вопрос в первые несколько секунд соединения), нужно, чтобы оба они умели работать с данным протоколом на данной скорости.
В случае, если скорость установившегося соединения вас не устраивает (все программы, работающие с модемами, всегда сообщают пользователю эту информацию), попробуйте перезвонить заново - соединение через телефонную сеть происходит каждый раз по разным проводам, и вероятно, что другое соединение будет более хорошего качества.
На российских телефонных линиях наилучшие результаты дают протоколы HST и ZYX.Обратите внимание: модемы, имеющие только протокол V.34, соединяются с модемами, тоже имеющими только протокол V.34, на скоростях не выше 14400.

Факс-модемы

Факс-модем - это такой модем, который способен принимать (и хранить на жестком диске) факсы и отправлять специально для него подготовленные на компьютере факсы.
Принятые факсы посредством специальной программы для работы с факс-модемом можно распечатать на принтере.
В подготовке отправляемого факса ничего сложного нет, наоборот, вам не нужно распечатывать красивым шрифтом на принтере то, что вы собираетесь засунуть в факсовый аппарат - во многих тестовых редакторах есть возможность превратить документ, с которым вы работаете, в факс (а то и сразу отправить его по факс-модему).
Но если вы работаете с Интернетом, ваш модем не обязательно должен быть факсом.

ВВЕДЕНИЕ

Развитие вычислительных сетей потребовало передачи при межмашинном обмене

данными больших объемов цифровой информации с высокой скоростью и верностью.

Именно поэтому возникла проблема проектирования средств организации каналов

передачи данных эффективно использующих пропускную способность существующих

непрерывных каналов электросвязи и базирующихся на современной технике и

технологии цифровых интегральных схем.

Базовые функции по согласованию источников и приемников данных с непрерывными

частотно-ограниченными каналами возложена на устройства преобразования сигналов

(УПС), которые в значительной мере определяют такие характеристики цифровых

каналов, как скорость и верность. Поэтому разработка УПС, обеспечивающих

требуемые информационные характеристики систем передачи сигналов данных между

территориально удаленными оконечными пунктами, является одной из актуальных

задач, входящих в комплекс проблем технического обеспечения межмашинного обмена

информацией в вычислительных сетях.

УСТРОЙСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ

Основной задачей создания УПС было сделать такой “переводчик”, который позволил

бы преобразовывать цифровой сигнал, более понятный ЭВМ или терминалу, в

используемый в телеграфных, телефонных и некоторых других каналах связи

аналоговый сигнал.

Когда устройства ООД (Оконечное Оборудование Данных - им может быть ЭВМ,

терминал и пр.) обмениваются данными друг с другом с использованием, например,

телефонной линии, сигнал должен приспособиться к ориентированному на речь

аналоговому миру. Однако устройства ООД взаимодействуют посредством цифровых (

дискретных) сигналов. Форма цифрового сигнала существенно отличается от формы

аналогового сигнала. Сходство состоит в том, что сигнал непрерывен, повторяет

самого себя и периодичен, но он очень отличается тем, что дискретен - изменения

состояния (уровня электрического напряжения) очень резкие. ЭВМ и терминалы

используют цифровые, двоичные формы, поскольку полупроводниковые транзисторы в

своей основе - дискретные приборы с двумя состояниями. Цифровая передача

реализована в настоящее время во многих системах, к примеру - в локальных сетях,

где машины не удалены на большое расстояние, и есть возможность связать их общей

шиной. Также она широ

ко используется при непосредственной связи между компьютерами через

асинхронные порты (так называемые нульмодемы). Цифровая передача име

ет ряд явных преимуществ по сравнению с аналоговыми системами связи. Однако

аналоговые каналы все еще доминируют в местных системах подключения устройств

ООД к каналам телефонных служб.

Различают несколько типов УПС:

Устройства преобразования сигналов телеграфного типа;

Устройства преобразования сигналов низкого уровня;

Автовызывные устройства (АВУ),

а также, возможно, некоторые другие, специфические, устройства.

В реферате более подробно рассмотрены наиболее известные и часто используемые из

них - модемы, а также автовызывные устройства, как возможное (и весьма ценное)

дополнение (а для самых современных модемов - неотъемлемая часть)

В последнее время модемы становятся неотъемлемой частью компьютера. Установив

модем на свой компьютер, вы фактически открываете для себя новый мир. Ваш

компьютер превращается из обособленного компьютера в звено глобальной сети.

Модем позволит вам, не выходя из дома, получить доступ к базам данных, которые

могут быть удалены от вас на многие тысячи километров, разместить сообщение на

BBS (электронной доске объявлений), доступной другим пользователям, скопировать

с той же BBS интересующие вас файлы, интегрировать домашний компьютер в сеть

вашего офиса, при этом (не считая низкой скорости обмена данными) создается

полное ощущение работы в сети офиса. Кроме того, воспользовавшись глобальными

сетями (RelCom, FidoNet) можно принимать и посылать электронные письма не

только внутри города, но фактически в любой конец земного шара. Глобальные сети

дают возможность не только обмениваться почтой, но и участвовать во всевозможных

конференциях, получать новости практически по любой интересующей вас тематике.

Модем (модулятор-демодулятор) является устройством, преобразующим

последовательные цифровые сигналы в аналоговые сигналы и наоборот.

Иначе говоря, модем обеспечивает цифровой/аналоговый интерфейс, позволяющий двум

устройствам общаться друг с другом посредством телефонной сети. Он изменяет либо

амплитуду, либо частоту или фазу, чтобы представить цифровые данные в виде

аналоговых сигналов.

Чтобы быть точным, определение модуляции таково: это модификация частоты для

представления данных. Эта частота называется несущей частотой. Данные, которые

модулируют несущую (то есть данные, передаваемые терминалом или ЭВМ) называются

модулирующим сигналом. Термин “модулирующий” относится обычно к

немодулированному сигналу.

Модем видоизменяет сигнал несущей (амплитуду, частоту, или фазу) для того, чтобы

он мог нести модулирующий сигнал.

Модем с амплитудной модуляцией (АМ-модем) меняет амплитуду своей несущей в

соответствии с последовательностью битов, которые должны быть переданы. Обычно

более высокая амплитуда представляет ноль, а более низкая - единицу. Более

распространенный модем - это ЧМмодем (модем с частотной модуляцией).Здесь

амплитуда сохраняется постоянной, а меняется частота. Двоичная единица

представлена одной частотой, а двоичный ноль - другой частотой. Еще один тип

модемов - это ФМмодем (модем с фазовой модуляцией). Этот модем, для того, чтобы

представить изменение с на или с на, резко меняет фазу сигнала.

Организации по стандартизации используют общепринятые аббревиатуры АПД (DCE) для

модема и ООД (DTE) для ЭВМ, терминала или любого другого устройства отображения,

подключенного к модему.

2. В обозначениях организаций по стандартам каждый проводник в многопроводном

цифровом интерфейсе называется “цепью обмена”. “Цепь обмена” используется для

передачи данных, управления и синхронизации.

Работу модема можно легче представить, если рассматривать модулятор и

демодулятор, составляющие в модеме одно целое, в виде отдельных устройств. Будем

рассматривать широко известное и простое двухпроводное соединение (также

существует 4проводное соединение этот тип соединения используют, например, на

При подключении модема к двухпроводной линии необходимо два провода подключить

сразу и к линейному выходу модема (модулятору), и к линейному входу

(демодулятору). Они подключаются не параллельно, а через гибридный

трансформатор. В идеальном гибридном трансформа

торе аналоговые сигналы из модулятора проходят через трансформатор в

двухпроводную линию, а аналоговые сигналы из линии проходят через трансформатор

в демодулятор. Однако в реальном гибридном трансформаторе возникает обратная

связь в форме слабых аналоговых сигналов от модулятора к демодулятору. Гибридный

трансформатор является частью модема. Два провода выводятся наружу в виде

двухконтактной колодки или двухжильного шнура и могут быть подключены

непосредственно к телефонной розетке.

4.ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБОРУДОВАНИИ

4.1. Каналы

Простейшей сетью, в которой используются модемы, является двухточечный канал, в

котором два модема соединены с помощью одной линии связи. В примере “канал”

соединяет ООДЭВМ с ООДтерминалом, в то время, как “линия” соединяет АПДмодем с

другим АПД-модемом. Поэтому “канал” состоит из “линии” и двух модемов.

При выборе модема важное значение имеет тип связи, обеспечиваемый комбинацией

модема с линией. Дуплексный канал позволяет передавать одновременно

последовательные данные в обоих направлениях, в то время, как полудуплексный - в

каждый момент времени только в одном из двух.

Существует также симплексный канал, где данные передаются всегда только в одном

направлении. Передаваться могут отдельные знаки, блоки данных или

последовательности битов/знаков, используемые в протоколах канала данных.

При скоростях передачи до 20 Кбит/с большинство модемов используют интерфейс

V.24/V.28 МККТТ (или, аналогичный, RS232C) осуществляемый с помощью

25контактного гнездового разъема на задней стенке модема. При скоростях передачи

от 48 до 68 Кбит/с требуются широкополосные модемы, которые используют интерфейс

V.35 МККТТ, осуществляемый с помощью 34контактного разъема на задней стенке

4.2. О синхронизации

При скоростях передачи до 20 Кбит/с используются три основных типа модемов:

Асинхронный модем (только для асинхронной передачи).

Эти модемы являются низкоскоростными и работают в режиме асинхронной

старт-стопной позначной передачи. Они не генерируют сигналов синхронизации.

Кстати, это именно те модемы которые мы привыкли видеть возле своих PC, ведь все

COM-порты персональных компьютеров, отвечающие стандарту RS232C, асинхронные.

Синхронные модемы (для синхронной передачи).

Эти модемы работают в режиме синхронной блоковой передачи и генерируют сигналы

синхронизации. Чаще используются на больших машинах.

Асинхронно-синхронные модемы (для асинхронной и синхронной передачи).

Эти синхронные модемы при использовании специальных форматов

знаков могут работать в режиме асинхронной стартстопной передачи данных. Общее

число бит в стартстопном знаке должно быть от 8 до 1.Модем удаляет стартстопные

биты перед передачей и восстанавливает их после приема. Модемы этого типа

генерируют сигналы синхронизации и имеют встроенный асинхронно-синхронный

преобразователь.

Асинхронные модемы могут работать с любой скоростью передачи в пределах

установленных для них скоростей. Синхронный и асинхронно-синхронный модемы могут

работать только с фиксированными скоростями передачи.

4.3. Модемы с коррекцией ошибок.

Чтобы избежать ошибок, возникающих вследствие шумов в линии, используются:

асинхронные модемы для двухточечной связи, которые обеспечивают отдельный

асинхронныйканал с коррекцией ошибок. Они используют протокол типа ARQ и

хранят в буферной памяти переданные данные до тех пор, пока не получат

подтверждение или запрос на повторную передачу от принимающего модема.

синхронные модемы, работающие со скоростями от 9600 до 9200 бит/с,

использующие “ перекрестную модуляцию ” для прямой коррекции ошибок синхронных

данных. Эта модуляция основана на использовании защитной системы чередующихся

(перекрестных) избыточных кодов в потоке передаваемой информации. Избыточные

коды позволяют приемному устройству выбрать те данные, которые наиболее точно

соответствуют переданным оригиналам.

4.4. Устройства сжатия данных

Имеющиеся устройства сжатия данных выполнены в виде отдельных блоков или

встроены в синхронные модемы. Они используют адаптивные алгоритмы для сжатия

данных перед передачей и восстановления после приема. Они могут работать с

байт-ориентированными или с бит-ориентированными синхронными протоколами или с

бит/с могут быть посланы (или приняты) модемом, работающим со скоростью 9600

4.5. Автовызывные устройства

Ручной метод установки соединения при передаче данных через телефонную сеть

общего пользования заключается в том, что первый абонент вручную набирает номер

телефона второго человека. Он, в свою очередь, отвечает на вызов, снимая

телефонную трубку, после чего, связь между этими абонентами считается

установленной. После словесного удостоверения, что связь установлена правильно,

оба человека нажимают кнопки “данные” на своих телефонных аппаратах (или

модемах), чтобы включить модемы в линию ТФОП.

Вместо набора телефонного номера вручную при установке соединения для передачи

данных может быть использована ЭВМ, автоматически набирающая нужный номер. Это

называется операцией автовызова, которая до недавних пор требовала специального

программного обеспечения и оборудования.

Оборудование состояло из специального интерфейса ЭВМ (интерфейс автовызова

V.25) и отдельного устройства автовызова, подключенного, как показано на.

Ситуация с АВУ изменилась после появления модемов с возможностью автовызова.

ЭВМ, подключенная к одному из таких модемов, использует единственный интерфейс

V.24/V.28 (RS232C) и для оперативного автовызова, и для передачи данных. Первые

модемы с автовызовом были асинхронными и использовали процедуры для автовызова,

предложенные поставщиками модемов. Новая рекомендация V.25 bis стандартизует

процедуру автовызова для асинхронно-синхронных модемов с возможностью

автовызова.

Некоторые синхронные модемы содержат встроенную схему автоматического вызова,

которая устанавливает дополнительное соединение через ТФОП с целью

резервирования. Процедура включается при обнаружении модемом повреждения в

линии. Эта операция называется операцией автовосстановления.

Для окончательного установления связи между машинами, оборудование в месте

назначения обычно пересылает автоматический ответ на автовызов со стороны

вызывающей аппаратуры.

В заключение можно сказать, что уже сейчас появились современные

многофункциональные модемы, которые объединяют в себе практически все достижения

в области компьютерной связи. Характерным примером такого принципиально нового

подхода могут служить довольно мощные и совершенные модемы американской фирмы

ZyXEL - одного из мировых лидеров в производстве средств коммуникации. Типичный

модем ZyXEL - интеллектуальный (то есть практически полностью контролируемый и

управляемый компьютером, и заодно умеющий определять наиболее оптимальную

скорость обмена данными перед сеансом связи во избежание ошибок, которые могут

возникнуть при слишком большой скорости передачи из-за случайных помех на

линии), большой диапазон допустимых скоростей обмена, а также применение техники

Одновременно с этим наличие определенных внутренних устройств и различных

обслуживающих программ обеспечивает возможность использования модема ZyXEL и в

качестве факса, и в качестве автоответчика(на плате имеется встроенный динамик),

и даже в качестве определителя номера. Одним словом, модемы постепенно

превращаются из обычных УПС в маленькие, но мощные рабочие станции на телефонных

Любая система передачи данных (СПД) может быть описана через три основные свои компоненты. Такими компонентами являются передатчик (или так называемый "источник передачи информации"), канал передачи данных и приемник (также называемый "получателем" информации).

При двухсторонней (дуплексной передаче) источник и получатель могут быть объединены так, что их оборудование может передавать и принимать данные одновременно.

В простейшем случае СПД между точками А и В состоит из следующих основных семи частей:

• Оконечного оборудования данных в точке А;
• Интерфейса (или стыка) между оконечным оборудованием данных и аппаратурой канала данных;
• Аппаратуры канала данных в точке А;
• Канала передачи между точками А и В;
• Аппаратуры канала данных в точке В;
• Интерфейса (или стыка) аппаратуры канала данных;
• Оконечного оборудования данных в точке В.

Оконечное оборудование данных (ООД) обобщенное понятие, используемое для описания оконечного прибора пользователя или его части. ООД может являться источником информации, ее получателем или тем и другим одновременно.

ООД передает и (или) принимает данные посредством использования аппаратуры канала данных (АКД) и канала передачи. Соответствующий международный термин - DTE (Data Terminal Equipment). Часто в качестве DTE может выступать персональный компьютер, большая ЭВМ (mainframe computer), терминал или любое другое оборудование, способное передавать или принимать данные.

Аппаратуру канала данных также называют аппаратурой передачи данных (АПД). Международный термин DCE (Data Communications Equipment). Функция DCE состоит в обеспечении возможности передачи информации между двумя или большим числом DTE по каналу определенного типа, например, по телефонному. Для этого DCE должен обеспечить соединение с DTE с одной стороны, и с каналом передачи - с другой. DCE может являться аналоговым модемом, если используется аналоговый канал, или, например, устройством обслуживания. канала/данных (CSU/DSU - Channel Semis Unit/ Data Service Unit), если используется цифровой канал.

Аналоговые и цифровые каналы связи.

Канал связи - совокупность среды распространения и технических средств передачи между двумя канальными интерфейсами.

В зависимости от типа передаваемых сигналов различают два больших класса каналов связи цифровые и аналоговые.

Цифровой канал является битовым трактом с цифровым (импульсным) сигналом на входе и выходе канала.

На вход аналогового канала поступает непрерывный сигнал, и с его выхода также снимается непрерывный сигнал.

Параметры сигналов могут быть непрерывными или принимать только дискретные значения. Сигналы могут содержать информацию либо в каждый момент времени (непрерывные во времени, аналоговые сигналы), либо только в определенные, дискретные моменты времени (цифровые, дискретные, импульсные сигналы).

Вновь создаваемые СПД стараются строить на основе цифровых каналов, обладающих рядом преимуществ перед аналоговыми.

Информация независимо от своего конкретного содержания и формы всегда передается от источника к потребителю. Информацию, представленную в определенной форме, называют сообщением. Для передачи сообщения от источника к потребителю, удаленных друг от друга необходима система связи.

Системой связи (системой обмена) называют совокупность технических средств и математических методов, предназначенных для организации обмена сообщениями между пунктами. Схема такой системы связи между двумя пунктами включает в себя передатчик П , канал К и приемник Пр .

Передатчик - это комплекс технических устройств, предназначенных для преобразования сообщения некоторого источника в сигнал, который может быть передан по данному каналу.

Канал связи - совокупность технических средств и физическая среда, предназначенные для передачи сигнала.

Физическая среда, по которой распространяется сигнал (например, электромагнитные колебания), называется линией .

Приемник - комплекс технических устройств, осуществляющих преобразование сигнала, появляющегося на выходе канала, в сообщение.

Преобразование сообщения в сигнал при передаче сводится к операциям кодирования и модуляции, для реализации которых в передатчике имеются кодирующее устройство и модулятор. Соответственно приемник включает в себя демодулятор и декодирующее устройство.

Каналы классифицируют по различным признакам.

В зависимости от назначения системы, в состав которой входят каналы, их подразделяют на телефонные, телевизионные, телеграфные, телеметрические, телекомандные, передачи цифровой информации и др.; по используемым линиям связи - на кабельные, радиорелейные и др.; по полосе занимаемых частот - на тональные, надтональные, высокочастотные, коротковолновые, световые и др.

В зависимости от структуры сигналов каналы подразделяют на непрерывные, дискретные и комбинированные (непрерывно-дискретные или дискретно-непрерывные). В непрерывных каналах связи для передачи сообщений используют непрерывные сигналы, в дискретных - дискретные и, наконец, в комбинированных - сигналы того и другого вида.

Такое подразделение каналов связи и введенное ранее подразделение сигналов на непрерывные и дискретные приводит к четырем возможным разновидностям организации передачи сообщений от источника к потребителю:

1. Источник информации вырабатывает непрерывный сигнал, доставляемый потребителю в форме непрерывной функции, - канал связи непрерывный.
2. Источник информации вырабатывает непрерывный сигнал, доставляемый потребителю в дискретной форме, - канал связи непрерывно-дискретный.
3. Источник информации вырабатывает дискретный сигнал, доcтавляемый потребителю в форме непрерывной функции, - канал связи дискретно-непрерывный.
4. Источник информации вырабатывает дискретный сигнал, доставляемый потребителю в дискретной форме, - канал связи дискретный.

Классификация дискретных и непрерывных каналов условна, так как часто дискретный канал содержит внутри себя непрерывный канал, на входе и выходе которого имеются непрерывные сигналы.

Теоретически дискретный канал определяют, задаваясь алфавитом кодовых символов на входе, алфавитом кодовых символов на выходе, количеством информации, пропускаемой каналом в единицу времени, и значением вероятностных характеристик.

В зависимости от количества кодовых символов в алфавите (используемой системы счисления) канал называют двоичным, если m =2, троичным - т =3 и т. д.

Источники и потребители информации могут объединяться между собой как по прямым (некоммутируемым) каналам, так и по транзитным трактам, составленным из нескольких каналов путем их коммутации (КК - коммутация каналов) или поэтапной передачей сообщений через центры коммутации по мере освобождения каналов данного направления (КС - коммутация сообщений).

Каналы, объединяющие между собой оконечные устройства (источники, потребители) и центры коммутации, называют абонентскими (АК).

Аналоговые каналы являются наиболее распространенными по причине длительной истории их развития и простоты реализации. При передаче данных на входе аналогового канала должно находиться устройство, которое преобразовывало бы цифровые данные, приходящие от DTE, в аналоговые сигналы, посылаемые в канал. Приемник должен содержать устройство, которое преобразовывало бы обратно принятые непрерывные сигналы в цифровые данные. Этими устройствами являются модемы.

Аналогично, при передаче по цифровым каналам данные от DTE приходится приводить к виду, принятому для данного конкретного канала. Этим преобразованием занимаются цифровые модемы.

Базовая модель коммуникационных систем

Теоретическую основу современных информационных сетей определяет Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI - Open Systems Interconnection) Международной организации стандартов (ISO - International Standards Organization). Она описана стандартом ISO 7498. Модель является международным стандартом для передачи данных.

Согласно эталонной модели взаимодействия OSI выделяются семь уровней, обра-зующих область взаимодействия открытых систем.

Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль. Благодаря этому общая задача передачи данных расщепляется на от-дельные конкретные задачи. Функции уровня, в зависимости от его номера, могут вы-полняться программными, аппаратными либо программно-аппаратными средствами. Как правило, реализация функций высших уровней носит программный характер, функции канального и сетевого уровней могут быть исполнены как программными, так и аппаратными средствами. Физический уровень обычно выполняется в аппаратном виде.

Каждый уровень определяется группой стандартов, которые включают в себя две спецификации: протокол и обеспечиваемый для вышестоящего уровня сервис.

Под протоколом подразумевается набор правил и форматов, определяющих взаимодействие объектов одного уровня модели.

Модемы .

История модемов началась в 30-х годах. Именно тогда появилась аппаратура, позволяющая передавать человеческую речь на большие расстояния, официально именуемая "аппаратурой тонального телеграфирования" и лишь особо продвинутыми специалистами называемая "модем". Вообще говоря, человеческая речь передается по телефонным проводам в виде колебаний электрического напряжения. Для того чтобы качество было безупречным, надо передавать колебания с частотами от 50 до 10 000 Гц. Но обеспечить передачу такого широкого диапазона частот слишком дорого, поэтому ограничиваются диапазоном частот, обеспечивающим удовлетворительную разборчивость речи, - от 300 до 3400 Гц.

Сигнал на выходе телеграфного аппарата имеет колебания частот от 0 Гц (то есть постоянного тока) до 200 Гц. Понятно, что такой диапазон частот не попадал в границы полосы пропускания и поэтому не мог быть передан через телефонную аппаратуру, предназначенную для дальней связи, а создавать специальные линии для телеграфа было невыгодно.

Тогда было придумано устройство для подсоединения телеграфного аппарата к телефонному каналу, что потребовало адаптации к полосе пропускания телефонной линии. На выходе телеграфного аппарата напряжение может принимать два фиксированных значения, соответствующие нулю и единице. Если сначала закодировать, а потом по тому же алгоритму раскодировать сигнал, получается прообраз современных модемов.

Создание устройства, которое для напряжения отрицательной полярности передавало в телефонный канал сигнал произвольной частоты, а для напряжения положительной полярности - сигнал другой частоты, позволило вписать сигнал в диапазон телефонного канала. На другом конце стояло устройство, определяющее частоту принимаемого сигнала и превращающее сигналы различной частоты в сигналы разной полярности. Первый из процессов называется модуляцией, а второй, обратный ему, демодуляцией. Так как по телефонному каналу возможна одновременная связь в двух направлениях, то на каждом из концов канала ставились устройства, осуществлявшие как модуляцию, так и демодуляцию. От сокращения слов "модуляция" и "демодуляция" и было образовано слово "модем".

Самым первым модемом для ПК стало устройство производства компании Hayes Microcomputer Products, которая в 1979 году выпустила Micromodem II для популярных тогда персональных компьютеров Apple II. Модем стоил $380 и работал со скоростью 110/300 bps. До этого на рынке существовали только специализированные устройства, которые объединяли мейнфреймы.

Кстати, фирма Hayes выпустила в 1981 году и первый модем Smartmodem 300 bps, система команд которого стала отраслевым стандартом и остается им по сей день. Первые модемы с "коммерческой" скоростью передачи 2400 bps были представлены несколькими компаниями в декабре 1981 года на выставке Comdex по цене $800-900. А затем настало время U.S. Robotics. В 1985 году эта компания начала выпуск своей знаменитой серии Courier, существенно снизив планку стоимости модемов 2400 бит/с. В начале следующего года появился первый модем Courier HST со скоростью передачи 9600 бит/с, а в 1988 году - модемы Courier Dual Standard, которые поддерживали протоколы связи HST и v.32 ($1600), и Courier v.32 ($1500). Еще через два года был выпущен модем Courier v.32bis, в 1994-м - Sportster v.34 со скоростью передачи 28,8 Кбит/с ($349), а в 1995-м - Courier v.Everything 33,6 Кбит/с.

Цифровые сигналы, вырабатываемые компьютером, нельзя напрямую передавать по телефонной сети, потому что она предназначена для передачи человеческой речи - непрерывных сигналов звуковой частоты.

Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона - этот процесс называется модуляцией , а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией . Отсюда название устройства: модем - мо дулятор/дем одулятор.

Модуляция процесс изменения одного либо нескольких параметров выходного сигнала по закону входного сигнала.

При этом входной сигнал является, как правило, цифровым и называется модулирующим. Выходной сигнал обычно аналоговый и часто носит название модулированного сигнала.

В настоящее время модемы наиболее широко используются для передачи данных между компьютерами через коммутируемую телефонную сеть общего пользования (КТСОП, GTSN - General Switched Telefone Network).

Для осуществления связи один модем вызывает другой по номеру телефона, а тот отвечает на вызов. Затем модемы посылают друг другу сигналы, согласуя подходящий им обоим режим связи. После этого передающий модем начинает посылать модулированные данные с согласованными скоростью (количеством бит в секунду) и форматом. Модем на другом конце преобразует полученную информацию в цифровой вид и передает её своему компьютеру. Закончив сеанс связи, модем отключается от линии.

Схема реализации модемной связи

Модемы также можно классифицировать в соответствии с реализованными в них протоколами.

Протокол - это набор правил, управляющих информационным обменом взаимодействующих устройств.

Все протоколы, регламентирующие те или иные аспекты функционирования модемов, могут быть отнесены к двум большим группам: международные и фирменные.

Протоколы международного уровня разрабатываются под эгидой Сектора стандартизации Международного союза электросвязи (ITU-T - International Telecommunications Union - Telecommunications) и принимаются им в качестве рекомендаций. Все рекомендации ITU-T относительно модемов относятся к серии V. Фирменные протоколы разрабатываются Отдельными компаниями - производителями модемов, с целью преуспеть в конкурентной борьбе. Часто фирменные протоколы становятся стандартными протоколами де-факто и принимаются частично либо полностью в качестве рекомендаций ITU-T, как это случилось с рядом протоколов фирмы Microcom. Наиболее активно разработкой новых протоколов и стандартов занимаются такие известные фирмы, как AT&T, Motorolla, U. S. Robotics, ZyXEL и другие.

Типы модемов

В настоящее время выпускается огромное количество всевозможных модемов, начиная от простейших, обеспечивающих скорость передачи около 300 бит/сек, до сложных факс-модемных плат, позволяющих вам послать с вашего компьютера факс или звуковое письмо в любую точку мира.

Рассмотрим только так называемые hayes-совместимые модемы. Эти модемы поддерживают разработанный фирмой Hayes набор АТ-команд управления модемами. В настоящее время такие модемы широко используются во всем мире для связи персональных компьютеров через телефонные линии.

Аппаратно модемы выполнены либо как отдельная плата, вставляемая в слот на материнской плате компьютера, либо в виде отдельного корпуса с блоком питания, который подключается к последовательному асинхронному порту компьютера.

Первый из них называется внутренним модемом, а второй - внешним .

Внутренние модемы , как правило, сильнее подвержены влиянию помех и менее устойчивы в работе. К тому же они имеют довольно неприятное свойство "подвисать" и вывести их из этого состояния можно лишь кнопкой RESET компьютера. Hо у них есть и большой плюс: они не мешают Вам, не занимая место на Вашем рабочем столе и, кроме того, получают питание по шине компьютера. Кроме того, у них есть возможность хранения каких-либо данных при выключении питания компьютера (аналогично CMOS компьютера).

Внешние модемы удобнее тем, что Вы всегда можете по лампочкам индикации состояния модема определить: чем он занят в данный момент. Кроме того, они менее подвержены влиянию помех.

Модемы могут работать в синхронном и асинхронном режиме. Кроме того, есть дуплексный и полудуплексный режимы. Их отличие в том, что в полудуплексном режиме передача в один момент времени идет лишь в одном направлении, в то время как в дуплексном режиме передача осуществляется в обоих направлениях одновременно.

Стандарты факсимильной связи

Согласно рекомендациям Сектора стандартизации Международного союза электросвязи (ITU-T - International Telecommunications Union - Telecommunications) в зависимости от используемого вида модуляции различают факсы четырех групп. Первые факсимильные стандарты, относящиеся к группе 1, были основаны на аналоговом методе передачи информации. Страница текста факсами группы 1 передавалась за 6 минут. Стандарты группы 2 усовершенствовали эту технологию в направлении увеличения скорости передачи, в результате чего время передачи одной страницы сократилось до 3 минут.

Радикальное отличие факсаппаратов группы 3 от более ранних заключается в полностью цифровом методе передачи со скоростями до 14400 бит/с. В результате, применяя сжатие данных, факс группы 3 передает страницу за 30-60 с. При ухудшении качества связи факсы группы 3 переходят в аварийный режим, замедляя скорость передачи. Согласно стандарту группы 3 возможны две степени разрешения: стандартное, обеспечивающее 1728 точек по горизонтали и 100 точек/дюйм по вертикали; и высокое, удваивающее количество точек по вертикали, что дает разрешение 200х200 точек/дюйм и вдвое уменьшает скорость.

Факсимильные аппараты первых трех групп ориентированы на использование аналоговых телефонных каналов КТСОП.

Стандарт группы 4 предусматривает разрешение до 400х400 точек/дюйм и повышение скорости при более низком разрешении. Факсы группы 4 дают разрешение очень высокого качества. Однако, они нуждаются в высокоскоростных каналах связи, которые могут предоставить сети ISDN, и не могут работать через каналы КТСОП.

Модем (МОдулятор-ДЕМодулятор) - устройство преобразования последо­вательных цифровых сигналов в аналоговые и наоборот. Организации по стан­дартизации используют общепринятые аббревиатуры АПД (DCE) для обозна­чения модема и ООД (DTE) для обозначения ЭВМ, терминала или любого другого устройства, подключенного к модему. Модем имеет два интерфейса (рис. 2.31): интерфейс между DCE и аналого­вой линией; многопроводный цифровой интерфейс между DCE и DTE.

Двухточечный канал. Простейшей сетью с использованием модемов, яв­ляется двухточечный канал, в котором два модема соединены («точка-точ­ка») одной линией связи (рис. 2.32). Дискретный канал соединяет DTE с DTE. Линия соединяет DCE с DCE. Дискретный канал состоит из линии и двух модемов (DCE). При скорости передачи до 20 кбит/с используют интерфейс V.24/V.28 (RS-232C), осуществляемый с помощью 25- или 9-контактного гнез­дового разъема. При скоростях передачи от 48 до 168 кбит/с необходимы широкополосные модемы, работающие с интерфейсом V.35. При скоростях до 20 кбит/с может быть использована любая из следующих аналоговых теле­фонных линий связи:

4-проводная 2-точечная выделенная линия; 4-проводная многоточечная выделенная линия; 2-проводная 2-точечная выделенная линия; 2-проводная 2-точечная коммутируемая линия (связь путем набора номе­ра через КТСОП); 4-проводная 2-точечная коммутируемая линия, организуемая путем ком­мутации двух отдельных двухпроводных соединений через КТСОП. Стандарты телефонных каналов как производные от стандартного канала КТСОП тональной частоты (ТЧ) представлены в табл. 2.10.

Режимы работы модемов. Асинхронный. Данный режим реализуется асинхронными модемами, такие модемы являются низкоскоростными и рабо­тают в режиме асинхронной стартстопной позначной передачи. Асинхронные модемы не генерируют сигналов синхронизации и могут работать с любой ско­ростью передачи в пределах установленного для них диапазона скоростей. Синхронный. В этом режиме данные передаются блоками, а модем гене­рирует сигналы синхронизации. Модемы, реализующие только синхронный ре­жим, называются синхронными модемами. Асинхронно-синхронный. Такой режим реализуется асинхронно-синхрон­ными модемами, которые могут осуществлять как синхронную, так и асинх­ронную передачу. Модем удаляет стартстопные биты перед передачей и вос­станавливает их после приема. Модемы этого типа генерируют сигналы синхронизации и имеют встроенный асинхронно-синхронный преобразователь. Асинхронно-синхронные и синхронные модемы работают только с фиксиро­ванными скоростями передачи. При выборе модема важное значение имеет тип связи, обеспечиваемый комбинацией модема с линией.

Любой модем, работающий с 4-проводной 2-точечной линией, использует одну пару для передачи, а вторую для приема и, следовательно, может работать в дуплексном режиме. Модемы, работающие с 4-проводной многоточечной линией работают только в полудуплексном ре­жиме. Модемы, имеющие только синхронный режим, работают на 4-провод­ной 2-точечной некоммутируемой линии, либо через КТСОП, при этом одно коммутируемое соединение обеспечивает полудуплексный режим, а двойное коммутируемое соединение - дуплексный режим. Асинхронно-синхронные модемы работают на 2-проводных линиях (либо выделенных, либо коммутируемых), и все они могут работать в дуплексном режиме.Совместимость модемов. Передачу данных по телефонным сетям опи­сывают рекомендации серии V Международного телекоммуникационного со­юза (Сектор технических стандартов) - ITU-T. Проверкой совместимости яв­ляется проверка номера серии V, указанного фирмой-изготовителем в спецификациях модема. Классификация рекомендаций серии V приведена на рис. 2.33.

Модем может работать в двух режимах: командном и передачи данных. Командный режим модема, как правило, устанавливается: при включении питания; при первоначальной инициализации модема; после неудачной попытки соединения с удаленным модемом; при прерывании с клавиатуры нажатием комбинации клавиш «положить труб­ку» (чаще всего); при выходе из режима передачи данных через ESCAPE-последовательностъ. В командном режиме весь поток данных, поступающий в модем через ин­терфейс V.24/V.28, воспринимается им как команда. Режим передачи данных (on-line) устанавливается после посылки модемом сообщения CONNECT в случаях: при удавшейся попытке установления связи с удаленным модемом; при выполнении модемом самотестирования. В режиме передачи данных поток данных, поступающий в модем из DTE транслируется с преобразованием в линию, а поток данных из линии трансли­руется с обратным преобразованием в интерфейс с DTE. Функциональные режимы модема. Модем всегда находится в одном из двух функциональных режимах (за исключением периодов, когда он переходит из одного режима в другой): командном (локальном) и в режиме асинхронного соединения (ON LINE). Схема переходов модема представлена на рис. 2.34. При включении питания модем инициализирует свои параметры в соответствии с конфигурацией, записанной в энергонезависимой памяти, и переходит в асин­хронный командный режим. Только в этом режиме модем воспринимает АТ- команды. По Z-команде модем восстанавливает свою рабочую конфигурацию

из энергонезависимой памяти и возвращается в командный режим, «^-коман­да восстанавливает конфигурацию по профайлу фирмы-изготовителя (установ­ка по умолчанию) и возвращается в командный режим. Модем «поднимает трубку» в режиме автоответа: а) при поступлении А-команды; б) автоматически при S1 = SO, когда счетчик поступивших звонков (вызо­вов) становится равным числу, установленному для ответа; в) при поступлении команды набора номера, когда строка вызова заканчи­вается R. Функции цепей обмена 103, 104, 109 V.24. Рассмотрим функции цепей обмена, связанные с передачей и приемом данных: 103 (2) TxD (передаваемые данные) к DCE; 104 (3) RxD (принимаемые данные) к DTE; 109 (8) CD (детектор принимаемого линейного сигнала) к DTE. Входной поток последовательных данных, поступающих в модем через цепь 103, преобразуется модулятором в модулированный аналоговый сигнал для вывода его в линию (рис. 2.35). На другом конце линии демодулятор удаленно­го модема принимает модулированный линейный сигнал и преобразует его в поток последовательных данных для вывода через цепь приема данных 104.

При обнаружении модулированной несущей частоты демодулятором цепь 109 переходит из состояния ВЫКЛ в состояние ВКЛ. При этом между моментом обнаружения несущей и моментом изменения состояния цепи обмена 109 вно­сится задержка, известная как задержка «включения» обнаружения несущей. Существует также задержка «выключения» обнаружения несущей, возникаю­щая при выключении несущей на другом конце линии. Цепь 109 во внутренней схеме модема необходима для фиксации цепи обмена приема данных 104 (дан­ные принимаются только при включенном состоянии цепи 109). Задержка вклю­чения сигнала CD и фиксация цепи приема данных обеспечивают защиту от кратковременных выбросов линейных шумов, имитирующих ложные сигналы в цепи приема данных 104.