какие два канала связи используются при работе ассн 2 сдо

Какие два канала связи используются при работе ассн 2 сдо

Скачать умную клавиатуру Очень рекомендуем скачать умную клавиатуру с автоисправлением от Яндекса на свой телефон

С этой клавиатурой вы сможете в 3 раза быстрее вводить текст в поле поиска

Поделится с коллегами:

Ответ на вопрос находится ниже.

Наш онлайн-проект «ПроКонспект» является Вашим индивидуальным интернет-помощником.

По оформлению сайта, рекламе и багам обращайтесь к администратору в группе ВКонтакте
Администрация сайта ПроКонспект.рф
Метрика.Яндекс
Все права защищены.

Источник

Каналы связи

Центральная частота канала (в МГц) связана с его номером Nотношениями:
— канал MS => BSS: /i = 890,200 + 0,200Af где 1 MS: /₂= 935,200 + 0,200-АГ, где 1 BSS, а другую — под канал связи BSS=>MS. При использовании режима работы со скачками по частоте SFHдля передачи информа­ции одной и той же группы физических каналов последовательно во времени используются различные частотные каналы.

Физические каналы
Физический канал в системе TDMA— это временной слот с определенным номером в по­следовательности кадров радиоинтерфейса.
В стандарте GSM передается информация 8физических каналов при полноскоростном кодировании, но при полускоростном кодировании один физический канал содержит два канала трафика, информация которых передается по очереди, через кадр, то есть при этом реализуется временное уплотнения каналов в 8раз при полноскоростном кодировании и в 16 раз — при полускоростном.

Перейти в каталог, что бы ознакомится с ценами и купить GSM репитер

Каждая несущая содержит 8физических каналов, размещенных в 8-ми временных ин­тервалах в пределах кадра TDMA. Каждый физический канал использует один и тот же вре­менной интервал в каждом кадре TDMA. До формирования физического канала сообщения (речевой сигнал) и данные, представ­ленные в цифровом виде, группируются и объединяются в логические каналы.

Логические каналы

Структура логических каналов стандарта GSMв упрощенном виде приведена в табл. 2.5. Итак, рассмотрим последовательно виды логических каналов и типы каналов в пределах вида.
1. Каналы трафика TCH(TrafficCHannel) делятся на:
— полноскоростные TCH/FS (Full Speech)’,
— полускоростные TCH/HS (HalfSpeech),по виду передачи речевых сигналов (speech).

2. Каналы управления ССН (Control CHannel) делятся на 4 типа:
— вещательные каналы управления ВССН (Broadcast Control CHannel);
— общие каналы управления СССН (Common Control CHannel);
— выделенные закрепленные каналы управления SDCCH (Standalone Dedicated Control CHannel);
— совмещенные каналы управления АССН (Associated Control CHannel).
Каналы ВССН предназначены для передачи информации от BSSи MSв вещательном режиме, то есть без адресации к какой-либо конкретной MS.

Сообщения канала RACH могут быть переданы в нулевом слоте любого кадра в преде­лах 51-кадрового мультикадра канала управления (рис. 2.39), при этом сообщение канала RACHпередается мобильной станцией один раз в 235 мс, то есть только в одном из кадров мультикадра, при этом используется структура слота, соответствующая пачке доступа.
Мультикадр (235 мс, MS-> BSS)

Первые 50 кадров делятся на 5 блоков по 10 кадров:
— в начале каждого блока передаются сообщения канала FCCH(структура слота — пач­ка коррекции частоты);
— далее передается сообщение канала SCH(структура слота — пачка синхронизации);
— затем в первом блоке передаются 4 сообщения канала ВССН;
— далее передаются 4 сообщения канала AGCHили канала РСН;
— в остальных 4 блоках все восемь сообщений отводятся под канал AGCHили РСН.

2.11. Сигнализация в сотовых мобильных сетях
В процессе развития телефонных сетей были разработаны различные международные и на­циональные варианты телефонных систем сигнализации, обеспечивающие передачу сигна­лов управления и взаимодействия между сетевыми узлами в процессе обслуживания вызо­вов. В последние годы на базе ресурсов телефонных сетей и для взаимодействия с ними реализуются новые сетевые технологии: для цифровых сетей с интеграцией услуг ISDN, со­товых сетей мобильной связи, интеллектуальных сетей.

Для реализации соответствующих услуг в этих сетях требуется быстрая и надежная пе­редача большого объема данных между сетевыми узлами. В этих условиях одним из главных направлений в развитии современных цифровых се­тей связи является применение общеканальной системы сигнализации SS№ 7, стандартизо­ванной для применения на международных и национальных сетях связи.

Использование этих двух систем сигнализации обусловлено тем, что для организации межстанционной сигнализации электронных АТС (РВХ, РАВХ) стационарных PSTN уже длительное время применяется система сигнализации SS№ 7, обеспечивающая сигнализа­цию в цифровых сетях ISDN.

Источник

Практическая работа по информатике

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Передача информации между компьютерами. Проводная и беспроводная

освоение основных характеристик передачи информации с использованием технических средств.

развитие навыков самообразования с использованием информационных и коммуникационных технологий.

формирование навыков свободного ориентирования в информационной среде.

Основная: Информатика и ИКТ: учебник для нач. и сред. проф. Образования, Цветкова М.С., Великович Л.С., М. : Издательский центр «Академия», 2012

Дополнительная: Интернет – ресурсы: Модульная объектно-ориентированная динамическая учебная среда СДО Moodle http://www.pk13.ru/lms

Теоретический материал урока (содержание лекции)

Передача информации между компьютерами

1. Передача информации

Обмен информацией производится по каналам передачи информации. Каналы передачи информации могут использовать различные физические принципы. Так, при непосредственном общении людей информация передается с помощью звуковых волн, а при разговоре по телефону — с помощью электрических сигналов, которые распространяются по линиям связи. Компьютеры могут обмениваться информацией с использованием каналов связи различной физической природы: кабельных, оптоволоконных, радиоканалов и др.

Общая схема передачи информации включает в себя отправителя информации, канал передачи информации и получателя информации. Если производится двусторонний обмен информацией, то отправитель и получатель информации могут меняться ролями.

Каналы передачи информации – каналы связи – это технические устройства, обеспечивающие передачу данных. Они бывают аналоговые и цифровые, телефонные и телеграфные, радиочастотные и телевизионные, инфракрасные и оптические, выделенные и коммутируемые.

Коммутируемые каналы связи используются конкретной сетью только на момент связи. В территориальных и глобальных компьютерных сетях, как правило, используются телефонные каналы общего назначения, которые по вызову подключаются (коммутируются) к данной сети. Коммутируемые каналы являются низкоскоростными в отличие от выделенных каналов.

Дуплексный канал связи (лат. duplex двойной) – канал, по которому передача данных происходит в оба направления одновременно.

Симплексный канал (лат. simplex – простой) – канал, по которому передача данных в каждый момент времени происходит только в одном направлении.

Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность (скорость передачи информации).

Пропускная способность канала равна количеству информации, которое может передаваться по нему в единицу времени.

Обычно пропускная способность измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с. Однако иногда в качестве единицы измерения используется байт в секунду (байт/с) и кратные ему единицы Кбайт/с и Мбайт/с.

Соотношения между единицами пропускной способности канала передачи информации такие же, как между единицами измерения количества информации:

1 байт/с = 2 3 бит/с = 8 бит/с;

1 Кбит/с = 2 10 бит/с = 1024 бит/с;

1 Мбит/с = 2 10 Кбит/с = 1024 Кбит/с;

1 Гбит/с = 2 10 Мбит/с = 1024 Мбит/с.

2. Компьютерные сети

При работе на персональном компьютере в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией (программами, документами и так далее), лишь копируя ее на дискеты, диски или флэш-память.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью совместного использования информации пользователями, работающими на удаленных друг от друга компьютерах. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного использования принтеров и других периферийных устройств и даже одновременной работы с документами.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).

Локальная сеть объединяет несколько компьютеров и дает возможность пользователям совместно использовать ресурсы компьютеров, а также подключенных к сети периферийных устройств (принтеров, плоттеров, дисков, модемов и др.).

Интернет — это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая сотни миллионов компьютеров.

3. Проводная и беспроводная связь

Существует несколько различных способов подключения к Интернету, которые различаются предоставляемыми пользователю возможностями и стоимостью подключения. Наилучшие возможности обеспечиваются при непосредственном подключении к Интернету с помощью высокоскоростного ( оптоволоконного или спутникового ) канала связи.

Классификация систем передачи данных

Коаксиальный кабель (коаксиальная пара), (от лат. co — совместно и axis — ось, то есть «соосный») — пара, проводники которой расположены соосно и разделены изоляцией.

4. Передача информации по коммутируемым телефонным каналам

Модем. Модуляция и демодуляция

Модем выполняет преобразование дискретного сигнала (выдаваемого компьютером) в непрерывный (аналоговый) сигнал (используемый в телефонной связи) и обратное преобразование.

Подключение по телефонной линии с помощью модема

Модем обеспечивает модуляцию и демодуляцию сигнала при его передаче по телефонным линиям.

Внутренний модем Внешний модем

К сожалению, скорость передачи аналогового модема в значительной мере зависит от качества телефонной линии и установленного соединения. Именно поэтому получить максимальную скорость передачи данных практически невозможно (обычно модем с заявленной скоростью в 33,6 Кбит/с позволяет работать со скоростью 28,8 Кбит/с, в лучшем случае 31,2 Кбит/с).

Невысокая цена и совместимость практически с любой телефонной линией сделали аналоговые модемы основным выбором индивидуальных пользователей.

5. Проводные системы передачи данных

5.1. Оптико-волоконные и волоконно-коаксиальные системы

Оптическое волокно — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.

Кабели на базе оптических волокон используются в волоконно-оптической связи, позволяющей передавать информацию на большие расстояния с более высокой скоростью передачи данных, чем в телефонных линиях.

Развитие современной волоконной технологии началось в 1950-х годах. Изобретение лазеров сделало возможным построение волоконно-оптических линий передачи, превосходящих по своим характеристикам традиционные проводные средства связи.

Оптико-волоконные и волоконно-коаксиальные системы изначально создавались для кабельного телевидения и передачи видеосигнала. Благодаря тому, что эти системы по определению являются широкополосными, разрабатывалась именно такая технология, которая позволила бы использовать данное преимущество для высокоскоростной передачи данных, в основном для организации доступа в Интернет частных пользователей.

Двунаправленная система кабельного телевидения позволяет передавать нисходящий поток передачи данных в полосе частот от 50 МГц до 750 МГц, которая поделена на каналы 6 МГц. Полоса частот, выделенная для восходящего потока данных, делится между всеми пользователями, к которым проложен коаксиальный кабель. Обычно это частотный диапазон от 5 МГц до 40 МГц.

Телефонная сеть общего пользования, ТСОП, ТфОП (англ. PSTN, Public Switched Telephone Network) — это сеть, для доступа к которой используются обычные проводные телефонные аппараты, мини-АТС и оборудование передачи данных.

Один видеоканал, имеющий номинальную полосу частот 6 МГц, может использоваться для передачи данных из сети Интернет со скоростью до 30 Мбит/с. Общая скорость восходящего потока данных до 10 Мбит/с, но практикуемый метод коллективного использования в реальности для каждого отдельного пользователя дает гораздо меньшее значение.

5.2. Использование витой пары и абонентских телефонных проводов для передачи данных

Витая пара (англ. twisted pair) — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины, что позволяет снизить нежелательные помехи), покрытых пластиковой оболочкой.

Витая пара — один из компонентов современных структурированных кабельных систем. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и легкости в монтаже, является самым распространенным решением для построения локальных сетей.

Использование витой пары для доступа в сеть Интернет

Непрофессиональные пользователи сети Интернет могут использовать аналоговые модемы, но рано или поздно любой из них сталкивается с проблемами, связанными с низким качеством соединения и перегрузками телефонной сети общего пользования. Эта сеть, в своем существующем на данный момент виде, совершенно не предназначена для того, чтобы передавать трафик сети Интернет.

Технологии xDSL позволяют значительно увеличить скорость передачи данных по медным парам телефонных проводов, при этом не требуя глобальной модернизации абонентской кабельной сети.

хDSL (англ. digital subscriber line, цифровая абонентская линия) — семейство технологий, позволяющих значительно повысить пропускную способность абонентской линии телефонной сети общего пользования. В аббревиатуре xDSL символ «х» используется для обозначения первого символа в названии конкретной технологии

Именно возможность преобразования существующих телефонных линий, при условии проведения определенного объема подготовительных технических мероприятий, в высокоскоростные каналы передачи данных и является основным преимуществом технологий xDSL. При этом предусмотрено и сохранение нормальной работы обычной телефонной связи, вне зависимости от «общения» пользователей с сетью Интернет.

Современные технологии xDSL дают возможность организовать высокоскоростной доступ в сеть Интернет для каждого индивидуального пользователя или каждого небольшого предприятия, превращая обычные телефонные кабели в высокоскоростные цифровые каналы.

Технологии xDSL предоставляют телекоммуникационным компаниям возможности, от которых они просто не могут отказаться. Они создают быстрый и недорогой метод дополнительного использования существующей кабельной сети, а также базу для перехода к технологиям будущего.

6. Беспроводные системы передачи данных

Беспроводное соединение позволяет работать на компьютерах в любом месте без использования кабелей.

6.1. Спутниковые системы

Для полноценного функционирования как спутникового, так и любого другого Интернета (в отличие от телевидения) необходима передача данных не только К пользователю, но и ОТ пользователя. Если по телевидению мы просто смотрим то, что нам показывают, то находясь в Интернете, мы сами «заказываем», что именно мы хотим увидеть. Таким образом, для работы в Интернете необходимо 2 канала: исходящий или запросный (от пользователя) и входящий (к пользователю).

Таким образом, Спутниковый интернет бывает синхронный (и запросный, и входящий каналы организованы через спутник) и асинхронный (через спутник организован только входящий канал). В основном используется асинхронный Спутниковый интернет, т.к. подключение синхронного Спутникового интернета стоит значительно дороже и большинству пользователей просто не нужно, кроме того, там более дорогой трафик (примерно в 3 раза дороже, чем при асинхронном Спутниковом интернете).

Односторонний спутниковый Интернет

Спутниковая антенна является принимающим устройством, и умеет только ПРИНИМАТЬ сигнал для спутникового Интернета. А так как Интернет работает исключительно при наличии двух каналов (входящий и исходящий), то необходим ещё и запросный (исходящий) канал. Запросный канал для спутникового Интернета может быть организован как угодно – например, линия телефонной связи и модем. Часто используется «мобильный интернет», т.е. GPRS-модем любого из операторов сотовой связи. GPRS обеспечивает низкую скорость передачи данных и достаточно дорог, но это всего лишь запросный канал. Ведь, кликая по ссылке, пользователь отправляет короткий запрос на сервер, а всё то, что у пользователя открывается на экране, он получает уже со спутника.

А так как объем исходящей от пользователя информации намного меньше, чем объем входящей к нему на компьютер (примерно в 10 раз), то такая схема работы очень оправдана.

Пользователю необходимо обязательно установить спутниковую антенну, СВЧ-ресивер и карту декодера прямо в персональный компьютер.

Спутник охватывает большую зону на поверхности Земли и является наиболее «широко охватывающей» технологией доступа в Интернет с географической точки зрения.

Спутниковые системы доступа имеют не очень высокую скорость передачи данных (порядка 400 Кбит/с по направлению к пользователю) и работают не очень быстро. Представьте себе, что вы хотите загрузить какой-либо материал на экран вашего компьютера. Щелкнув на него мышью своего компьютера, вы подали сигнал запроса, который должен пройти по вашей телефонной линии, через провайдера и по обычному тракту в сети Интернет, а после ответа сигнал передается на спутник вверх и вниз, что в общей сложности составляет около 70 тысяч километров. Даже обладая скоростью света, данное средство доступа в Интернет остается достаточно медленным. Это особенно заметно при осуществлении двусторонней связи в режиме реального времени.

Несмотря на широкую зону охвата, спутниковые системы имеют ряд недостатков, связанных, в частности, с необходимостью приобретения и настройки достаточно дорогостоящего оборудования.

Двусторонний (синхронный) спутниковый Интернет

Использование данного диапазона частот приводит к необходимости размещать ретрансляторы на небольшом расстоянии друг от друга (до 30 километров) в пределах прямой видимости (сверхвысокочастотный сигнал не может завернуть за угол или перепрыгнуть даже через небольшую горку).

Ретранслятор — оборудование связи, которое соединяет два или более радиопередатчиков, удалённых друг от друга на большие расстояния. В случае использования космических средств связи говорят о спутниках связи или о спутниках-ретрансляторах.

Необходимость строить через определенное расстояние ретрансляционные вышки с антеннами делает данную технологию достаточно дорогой при организации связи на большое расстояние, но данная технология может найти свое применение, например, для организации фиксированного радиодоступа – высокоскоростной передачи данных между двумя зданиями (со скоростью от 2 Мбит/с и выше). Во многих случаях такое решение будет иметь меньшую стоимость по сравнению с прокладыванием между зданиями оптико-волоконного кабеля (например, в городах, где проложить кабель не всегда просто, или в том случае, когда эти здания разделяет река).

В условиях недостатка частотного ресурса были созданы, успешно применяются и развиваются беспроводные системы фиксированного доступа, работающие в инфракрасной области (на основе ИК светодиодов и полупроводниковых лазеров). Они обеспечивают рабочую дальность от 300 м до 1-3 км при скорости передачи до 155 Мбит/с.

Инфракрасный канал – канал, использующий для передачи данных инфракрасное излучение.

Инфракрасное излучение занимает полосу частот электромагнитного спектра от 50-100 ГГц до 400 ТГц.

Инфракрасный канал работает в диапазоне высоких частот, где сигналы мало подвержены электрическим помехам, передача данных осуществляется с небольшим числом ошибок и высокими скоростями.

Локальная инфракрасная сеть – беспроводная локальная сеть, в которой передача сигналов осуществляется по инфракрасным каналам.

Сфера применения ИК делится на две четко разграниченные области: короткие линии связи с периферийными устройствами и соединения внутри ЛВС (или даже между ЛВС). В обоих случаях требуется располагать устройства на линии прямой видимости.

ИK-соединения отличаются высокой степенью защищенности информации.

Обеспечивая среднюю скорость передачи данных, системы данного типа позволяют организовать канал передачи на достаточно большое расстояние. В то же время подверженность внешним помехам и зависимость от географических условий (обязательная необходимость прямой видимости) делают применение таких систем не всегда целесообразным.

6.3. Системы персональной сотовой связи

Доступ в сеть Интернет может быть организован посредством существующей системы сотовой связи с использованием аналоговых модемов (модемов для передачи по телефонным каналам). Так как каналы сотовой связи имеют достаточно узкую полосу частот, скорость передачи данных невелика (в процессе постепенного развития систем сотовой связи и усовершенствования технологий скорость передачи данных постепенно росла от 9,6 Кбит/с до 19,2 Кбит/с).

Главное достоинство сотовой связи заключается в мобильности и возможности выхода в сеть Интернет из любого места, а не только из квартиры или офиса, которые с помощью кабеля привязаны к провайдеру. К недостаткам можно отнести достаточно высокую стоимость услуг сотовой связи, а также не стопроцентный охват территории компаниями сотовой связи и наличие зон неуверенной связи.

По параметру стоимости самыми дорогими являются оптоволоконные линии, самыми дешевыми — телефонные.

Практически не подвержены помехам оптоволоконные линии.

Пропускная способность телефонных линий — десятки и сотни Кбит/с; пропускная способность оптоволоконных линий и линий радиосвязи измеряется десятками и сотнями Мбит/с.

Кабельная связь обычно используется на небольших расстояниях (между разными провайдерами в одном городе). На больших расстояниях выгоднее использовать радиосвязь. Все большее число пользователей в наше время переходят от коммутируемых низкоскоростных подключений к высокоскоростным некоммутируемым линиям связи.

Закрепление изученного материала (выполнение тестов)

Могут ли меняться ролями отправитель и получатель информации?

Коммутируемые каналы связи используются конкретной сетью:

Источник

Какие два канала связи используются при работе ассн 2 сдо

Оглавление

Первый модем, использовавшийся для передачи данных по обычным телефонным линиям, Datephone 103 фирмы Белл (1958 г.), работал на скорости 300 бит/с. Современные модемы работают на скоростях 33600 бит/с. В феврале 1998 г. принят международный стандарт V.90 для обмена со скоростью 56 Кбит/с. В настоящее время модемы для большей надежности связи поддерживают обнаружение и исправление ошибок и методы сжатия данных для увеличения скорости обмена.

Современные модемы действуют как почтовые системы для текста и речи, факс-устройства, интегрируются или подключаются к сотовым и спутниковым телефонам, встраиваются в notebook-компьютеры, что обеспечивает выход в глобальные сети отовсюду.

По экспертным оценкам в 1997 году в мире было установлено около 50 млн модемов, к 2000 г ожидается установка 75 млн.

Модемы можно классифицировать:
· по типу используемой линии (коммутируемые, выделенные);
· по методу синхронизации данных (синхронные и асинхронные);
· по режиму работы (полудуплекс, дуплекс, симплекс);
· по виду модуляции (амплитудная, частотная, фазовая и их комбинации);
· по скорости передачи;
· по конструктивному исполнению (внешние, внутренние, встроенные).

0.1 ТИПЫ ЛИНИЙ СВЯЗИ

Модемы работают на трех основных типах линий связи:
· обычные телефонные коммутируемые каналы с набором номера,
· выделенные каналы телефонных станций,
· линии с гальванической связью.

0.1.1 Коммутируемые каналы

Модемы с коммутируемым каналом связи могут устанавливать двухточечные соединения через телефонные станции с любой комбинацией ручного или автоматического набора или ответа. Качество соединения не гарантируется. Установленные связи почти всегда двухпроводные.

0.1.2 Выделенные каналы

0.1.3 Линии с гальванической связью

Линии с гальванической связью означают, что между абонентами имеется физическое соединение. В настоящее время сравнительно мало используемый вариант. Телефонные станции обычно готовы предоставлять такую дорогостоящую услугу в пределах одной станции. Такие линии часто организуются в виде специальной прокладки кабелей и оборудуются высокоскоростными модемами (от сотен Кбит/с до первых Мбит/с).

0.1.4 Двух- и четырехпроводные линии

0.2 СИНХРОННАЯ И АСИНХРОННАЯ ПЕРЕДАЧИ

0.2.1 Синхронные модемы

Наиболее проста для понимания синхронная передача. Ее суть заключается в том, что одновременно с данными по дополнительной линии передаются синхроимпульсы тактирования. Приемник после получения синхроимпульса просто считывает данные из линии данных. Очевидно, что не требуются никакие дополнительные вычисления или обработка, но на каждую сигнальную линию требуется линия тактирования. Иллюстрация синхронной передачи показана на рис. 1.

Рис. 0.1: Синхронная передача

0.2.2 Асинхронные модемы

Рис. 0.2: Асинхронная передача данных

После начала передачи уровнем логического 0 передается стартовый бит (Start). На рис. 2 только для стартового бита изображены импульсы опроса, которые генерируются приемной аппаратурой для определения значений передаваемых бит.

За стартовым битом следуют биты данных. На рис. 2 показан пример с 8 битами в символе с номерами от 0 до 7. Вслед за битами данных может следовать бит четности P, если используется проверка на четность.

Завершают передачу символа один или два стоповых бита (Stop). После этого линия опять переходит в состояние Mark.

И передатчик, и приемник должны быть настроены на одинаковый формат посылки (число бит в символе, есть/нет проверка на четность или нечетность, один/два стоповых бита) и одинаковую скорость передачи.

Пример использования асинхронного модема, работающего на двухпроводной телефонной линии с частотным разделением каналов приема и передачи, показан на рис. 3.

Рис. 0.3: Работа асинхронного модема на двухпроводной линии

0.3 РЕЖИМЫ РАБОТЫ МОДЕМОВ

Имеются три режима работы модемов, отличающиеся возможностями одновременной работы на прием и передачу:
· полудуплексный,
· дуплексный,
· симплексный.

0.3.1 Полудуплексный режим

Полудуплекс означает, что сигнал может быть передан в любом направлении, но не в обоих одновременно. Телефонный канал часто включает подавитель эха, позволяя передачу только в одном направлении; это означает полудуплексный канал. Подавители эха постепенно заменяются на эхо прерыватели, которые теоретически являются дуплексными устройствами. Когда модем соединен с двухпроводной линией, импеданс вывода не может быть абсолютно точно согласован с входным импедансом линии, и некоторая (обычно сильно искаженная) часть переданного сигнала будет всегда отражаться обратно. По этой причине полудуплексные приемники заблокированы, когда их локальный передатчик работает. Полудуплексные модемы могут работать в дуплексном режиме.

0.3.2 Дуплексный режим

0.3.3 Симплексный режим

В этом режиме сигнал может быть передан только в одном направлении. Удаленный модем телеметрической системы сбора информации может быть симплексным, так как требуется передача только в одном направлении.

0.3.4 Подавители и прерыватели эха

0.4 МЕТОДЫ МОДУЛЯЦИИ

Рис. 0.1: Искажение цифрового сигнала в аналоговой линии

При модуляции может использоваться любой из этих трех измеримых и изменяемых параметров синусоидальной волны для целей кодирования. Имеются три базовых метода модуляции, каждый из которых изменяет один из параметров модулируемого аналогового сигнала.

0.4.1 Амплитудная модуляция

Рис. 0.2: Амплитудная модуляция

0.4.2 Частотная модуляция

Рис. 0.3: Частотная модуляция

0.4.3 Фазовая модуляция

Для выполнения детектирования эта методика требует фазовой синхронизации передатчика и приемника, что усложняет конструкцию приемника.

Рис. 0.4: Фазовая модуляция

0.4.4 Непрерывная фазовая модуляция

0.4.5 Дифференциальная фазовая модуляция

Рис. 0.5: Дифференциальная фазовая модуляция

0.4.6 Квадратурная амплитудная модуляция

0.4.7 Решетчатая модуляция

0.5 СКОРОСТИ ОБМЕНА МОДЕМОВ

0.5.1 Единицы измерения (бит/с и бод)

Скорость обмена для пользователей измеряется в количестве переданных битов в секунду. Количество изменений состояний линии в секунду измеряется в бодах. Ясно, что это не одно и то же в том случае, если за одно изменение состояния линии (передачу одного символа) передается не один бит. Рассмотрим некоторые примеры.

В этом случае скорости и в бит/с и в бодах, будут совпадать, так как одному биту данных соответствует одно изменение состояния линии. Такой метод использовался на скоростях не выше 1200 бит/с.

Рассмотрим теперь простую схему двухбитового кодирования в соответствии со следующими правилами:

Тогда поток 16 бит из предыдущего примера будет представлен 8 тональными посылками, т.е. 8 символами:

В примере использовалась частотная модуляция. Обычно используется комбинация методов модуляции. Рассмотрим в качестве примера комбинацию амплитудной и фазовой модуляций для 8-ми уровневой (3-х битовой) схемы кодирования

Уже рассмотренные 16 бит могут быть переданы последовательностью из 6 символов (последняя группа дополнена двумя нулевыми битами):

Принимающий модем интерпретирует каждый считанный символ как три бита.

Экстраполируя, при 16-уровневой (4-х битовой) схеме кодирования те же 16 бит мы передадим за 4 посылки в линию.

Таким образом, используя кодирование, мы можем повысить скорость передачи для одной и той же линии связи.

Клод Шеннон в 1948 г. показал, что максимальная пропускная способность (скорость передачи бит информации) линии связи ограничена отношением сигнал/шум:

Телефонные линии имеют ширину полосы частот

3000 Гц, максимум S/N составляет примерно 1000 (30 Дб). Следовательно теоретически на телефонных линиях можно достичь фактической скорости обмена порядка 30 Кбит/с.

Рассмотренное выше кодирование повышает эффективную скорость обмена за счет передачи меньшего числа символов.

Дополнительное повышение эффективной скорости обмена может дать сжатие данных перед передачей и их распаковка на приемном конце. В этом случае сокращается объем данных, передаваемых по линии связи, и, следовательно, возрастает эффективная скорость.

Краткая сводка скоростных характеристик модемов различных типов для коммутируемых каналов приведена далее в табл. 1. Более подробные сведения о типах модемов приведены в разд. 0.7.

Таблица 0.1: Скорости некоторых модемов

0.5.2 Автоматическое уменьшение скорости

Как видно из табл. 1 различные типы модемов работают на заметно отличающихся скоростях. Для предоставления возможности адаптации к качеству линий связи и к работе с менее скоростными модемами начиная с V.32 (9600 бит/с) модемы имеют средства для работы на более низких скоростях. Вызывающий модем сначала пробует соединиться на самом высоком быстродействии (или лучшей схеме сжатия данных или исправлении ошибок). Если вызываемый модем не отвечает, что он может обрабатывать требуемый протокол, вызывающий модем переходит к меньшему быстродействию или менее эффективной схеме сжатия и пробует соединиться снова. Некоторые сведения о регламентированном понижении скоростей приведены ниже в табл. 2 и разд. 0.7.

Таблица 0.2: Регламентируемое понижение скорости работы модемов

0.6 КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ МОДЕМОВ

Имеется три варианта конструктивного исполнения модемов:
· внешние, подключаемые к компьютеру через порт RS 232C;
· внутренние, устанавливаемые как плата в компьютер;
· встроенные в компьютер.

0.6.1 Внешние модемы

Внешние модемы являются более мобильными устройствами. Он легко переносится от компьютера к компьютеру. Для этого достаточно отключить три разъема. Схема подключения внешнего модема с телефонной линии и компьютеру показана на рис. 1.

Рис. 0.1: Подключение внешнего модема

Аналоговые узлы внешнего модема более защищены от внешних помех. При мощных внешних наводках, например от удара молнии, более вероятно, что выгорит только внешний модем, а ПЭВМ останется целой. Кроме того внешние модемы имеет индикацию состояния, вариант которой показан на рис. 2.

Рис. 0.2: Сигнализация внешнего модема

0.6.2 Внутренние модемы

Внутренние модемы, вставляемые как плата в компьютер, имеют меньшую мобильность и ориентированы на определенный тип компьютера. Они не имеют внешней сигнализации и в принципе более сложна защита их аналоговых цепей от паразитных наводок. В целом они имеют худшее соотношение сигнал/шум, потому что находятся внутри такого мощного источника помех как компьютер. Эти модемы имеют переключатели и перемычки, позволяющие настроить интерфейс модема с компьютером (номер асинхронного порта, номер линии прерываний).

0.6.3 Встроенные (интегрированные) модемы

Встроенными модемами оснащаются некоторые модели ПЭВМ и большинство современных ноутбуков. Их основное отличие от встраиваемых состоит в том что они полностью немобильны.

0.7 СТАНДАРТЫ СЕРИИ V

В этом разделе в виде коротких резюме приведены основные сведения о некоторых из рекомендаций ITU: V.22 bis, V.24, V.25, V.26, V.26 bis, V.26 ter, V.27, V.28, V.29, V.32, V.35.

Стандартизирован модем для дуплексной работы со скоростью 2400 или 1200 бит/с по 2-х проводному телефонному каналу (коммутируемому или арендованному). Каналы передач данных для двух направлений связи разделяются по частоте. Несущая частота в нижнем канале равна 1200 Гц, в верхнем 2400 Гц. При скорости 2400 бит/с в каждом канале применена относительная амплитудно-фазовая модуляция с 16-ю состояниями сигнала и со скоростью модуляции 600 бод. При скорости 1200 бит/с применена относительная 4-х фазная модуляция. Модем имеет 4 режима работы:
· 2400 бод, синхронно;
· 2400 бод, стартстопно, 8,9,10 или 11 битов в знаке;
· 1200 бод, синхронно;
· 1200 бод, стартстопно, 8,9,10 или 11 битов в знаке.

В состав модема включается адаптивный автоматический корректор, рассчитанный на выравнивание усредненной частотной характеристики коммутируемого канала. Включается также скремблер для обеспечения "прозрачности" организуемого дискретного канала. Для предотвращения ложных срабатываний приемников телефонной сигнализации в модеме предусмотрена передача защитного тона 1800 Гц (допускается 550 Гц).

Приведен список рекомендованных цепей стыка между АКД и ООД. Список содержит: цепи стыка серии 100 (цепи общего назначения) и цепи серии 200 (цепи для управления при параллельном автоматическом вызове). Цепи серии 100 включают в себя 43 цепи различного назначения, служащие как для передачи сигналов данных, так и для осуществления ряда служебных функций. Они используются также для программирования АКД и управления при последовательном автоматическом вызове.

Определяются функции каждой цепи и взаимосвязь между ними. Для конкретной аппаратуры в соответствии с потребностями может быть произведен выбор цепей из общего списка.

Определены принципы построения устройств параллельного автоматического вызова, включаемого в состав АКД в тех случаях, когда управление вызовом (в том числе набор номера) производится не вручную, а автоматически, под управлением ООД. Для параллельного автоматического вызова используются цепи стыка серии 200. Описываются рекомендуемые процедуры на стыке ООД-АКД в вызывающей и вызываемой оконечных установках данных. Описываются также процедуры в телефонном канале во время установления соединения. После набора номера вызывающая АКД посылает в телефонный канал прерываемый вызывной тон (1300 Гц или другую частоту соответствующую двоичной 1 в применяемой АКД). Вызываемая АКД посылает ответный тон 2100 Гц. Посылаемый в канал сигнал 2100 Гц обеспечивает нейтрализацию (отключение) эхозаградителей или других устройств управления эхо, которые могут содержаться в коммутируемой телефонной сети в канале большой протяженности.

Обычный телефонный абонент, случайно подсоединенный к автоматически вызывающей или автоматически отвечающей установке, будет получать тональные сигналы в течении достаточно длительного времени, чтобы определенно убедиться в неверном соединении.

Стандартизирован модем для полудуплексной работы со скоростью 2400 или 1200 бит/с по 2-проводным каналам коммутируемой телефонной сети. Принципы построения модема базируются на положениях рекомендации V.26. Отличие заключается в добавлении уменьшенной скорости 1200 бит/с, на которую можно перейти, если не проходит работа на скорости 2400 бит/с. Указывается, что нормальная работа на скорости 2400 бит/с не может быть гарантирована по каждому соединению или направлению. Рекомендуется проводить испытания до принятия решения об организации конкретной системы передачи данных, работающей по коммутируемой телефонной сети со скоростью 2400 бит/с.

Стандартизирован модем для дуплексной работы со скоростью 2400 или 1200 бит/с по 2-проводному телефонному каналу (коммутированному или арендованному). В отличие от модема V.22 здесь каналы передачи данных для двух направлений работают на одинаковой несущей частоте 1800 Гц и разделяются методом эхокомпенсации. Применена относительная 4-фазная модуляция (на скорости 2400 бит/с) и 2-фазная (на скорости 1200 бит/с). Модем имеет 4 режима работы:
1) 2400 бит/с, синхронно;
2) 2400 бит/с, стартстопно, 8, 9, 10 или 11 битов в знаке;
3) 1200 бит/с, синхронно; 4) 2400 бит/с, стартстопно, 8, 9, 10 или 11 битов в знаке.

Стандартизирован модем для дуплексной работы со скоростью 9600 или 4800 бит/с (допустима также скорость 2400 бит/с) по 2-проводному телефонному каналу (коммутированному или арендованному). Каналы передачи данных для двух направлений работают на одинаковой несущей частоте 1800 Гц и разделяются методом эхокомпенсации. Увеличение скорости достигнуто применением многоуровневой амплитудно-фазовой модуляции со скоростью модуляции 2400 бод. На скорости 9600 бит/с применяются два метода: с 16-ю и 32-мя состояниями сигнала. Метод с 16-ю состояниями (безизбыточный метод) должен предусматриваться всегда в целях совместимости модемов на скорости 9600 бит/с. Метод с 32-мя состояниями позволяет применить избыточное "решетчатое" кодирование. На скорости 4800 бит/с применяется относительная 4-фазная модуляция. В состав модема входит адаптивный автоматический корректор, а также скремблер. В начале работы модемы обмениваются специальными служебными сигналами, обеспечивающие автоматическое установление скорости передачи и значений других переменных.

Стандартизирован модем для дуплексной работы со скоростью передачи данных 9600 бод по арендованным 4-проводным первичным широкополосным каналам с шириной полосы пропускания 48 кГц. Могут применяться только каналы с групповой контрольной частотой 104.08 кГц. Используется амплитудная модуляция с одной боковой полосой, несущая частота равна 100 кГц. Предусмотрен скремблер. Он позволяет не только повысить устойчивость, но и избежать перегрузки широкополосного канала дискретными частотными компонентами с высокими уровнями. В полосе 104-108 кГц может быть организован служебный телефонный канал. Он должен доводиться до помещения абонента даже в случае, когда модем устанавливается на предприятии связи. Стык модема с ООД содержит около 10 проводов. Цепи данных должны выполняться из симметричных скрученных пар с волновым сопротивлением 80-120 Ом. Для остальных (управляющих) цепей рекомендуется применять электрические характеристики по V.28.

0.8 СТАНДАРТЫ КОРРЕКЦИИ ОШИБОК И СЖАТИЯ ДАННЫХ

В соответствии с протоколом MNP данные пользователя собираются в блоки перед их передачей. Использование блоков данных позволяет выявлять наличие ошибок. В данном случае средства исправления ошибок встроены в модем, так что блоки принимаемых и передаваемых данных проверяются и, если это необходимо, исправляются.

В настоящее время разработаны 9 уровней (классов) протокола MNP. Рассмотрим, где применяются и что позволяют достичь различные классы протокола MNP.

Класс 1. Первый уровень протокола MNP применяется для асинхронного байт-ориентированного полудуплексного метода обмена данными. Эффективность исполнения MNP-1 составляет 70%. Т.е. модем, оснащенный протоколом этого класса, при скорости 2400 бит/с будет в действительности иметь производительность порядка 1690 бит/с.

Класс 2. Второй уровень протокола MNP применяется для асинхронного байт-ориентированного полностью дуплексного метода обмена данными. Эффективность исполнения MNP-2 составляет 84%. Т.е. модем, оснащенный протоколом этого класса, при скорости 2400 бит/с будет в действительности иметь производительность порядка 2000 бит/с.

Класс 3. Третий уровень протокола MNP применяется для синхронного бит-ориентированного полностью дуплексного метода обмена данными. Этот метод обмена данными эффективнее асинхронного байт-ориентированного метода, поскольку асинхронный метод использует 10 бит для представления 8 бит данных из-за "старт" и "стоп" битов. Синхронный метод не требует "старт" и "стоп" битов. Пользователь, тем не менее, посылает данные модему асинхронно; в это же время модемы взаимодействуют друг с другом синхронно.

Эффективность исполнения MNP-3 составляет около 108%. Т.е. модем, оснащенный протоколом этого класса, при скорости 2400 бит/с будет в действительности иметь производительность порядка 2600 бит/с.

Класс 4. На этом уровне с целью дальнейшего увеличения производительности модема вводятся два новых метода: Adaptive Packet Assembly и Data Phase Optimization.

С помощью метода Adaptive Packet Assembly модем постоянно контролирует надежность передающей среды. Если линия связи относительно безошибочна, модем автоматически повышает размеры передаваемых пакетов данных. Тем самым, уменьшается время, необходимое для контроля над передаваемыми пакетами. В случае ухудшения качества линии модем автоматически сокращает размеры передаваемых пакетов, чтобы уменьшить время, необходимое для их повторной передачи.

Метод Data Phase Optimization обеспечивает сокращение размеров административной (вспомогательной) информации, которой сопровождаются пакеты данных. Это достигается за счет того, что при устойчивой работе линии связи значительная часть вспомогательной информации от одного пакета данных к следующему не меняется.

Эффективность исполнения MNP-4 составляет около 120%. Т.е. модем, оснащенный протоколом этого класса, при скорости 2400 бит/с будет в действительности иметь производительность порядка 2900 бит/с.

Класс 5. На этом уровне дополнительно к MNP-4 вводится услуга сжатия данных. Используется адаптивный алгоритм реального времени, т.е. процедура сжатия оптимизируется относительно типа данных. Алгоритм сжатия последовательно анализирует передаваемые данные и настраивает свои параметры для получения максимального коэффициента сжатия.

Алгоритм сжатия настраивается на тип обрабатываемых данных. В зависимости от типа данных коэффициент сжатия варьируется от 1.3:1 до 2:1. Так, файлы типа СОМ и ЕХЕ имеют меньший коэффициент сжатия, а текстовые файлы больший. Средний коэффициент сжатия при использовании MNP-5 равен 1.6:1 или 160%.

Эффективность исполнения MNP-5 может достигать 200%. Т.е. модем, оснащенный протоколом этого класса, при скорости 2400 бит/с будет в действительности иметь производительность 4800 бит/с.

Класс 6. На этом уровне дополнительно к услугам MNP-5 вводятся возможности: Universal Link Negotiation и Statistical Duplexing. Это технология создает универсальный класс модемов и позволяет использовать друг с другом ранее несовместимые устройства.

Большинство модемов работающих на скоростях 1200 и 2400 бит/с спроектированы так, чтобы быть совместимыми с низкоскоростными моделями. Так, модемы типа Bell 212A функционируют со скоростью 1200 бит/с и работают по стандарту Bell 103 на скорости 300 бит/с. Таким же образом модемы выполненные по рекомендации V.22 bis функционируют как модемы Bell 103 на 300 бит/с и Bell 212А на 1200 бит/с. Однако, высокоскоростные модемы, отвечающие V.29 и V.32, не обеспечивают совместимость друг с другом и с низкоскоростными устройствами типа Bell 212А и V.22 bis. До появления MNP-6, не имелось возможности одному модему функционировать во всем диапазоне скоростей от 300 до 9600 бит/с.

Алгоритм Universal Link Negotiation позволяет модемам начать обмен на общей малой скорости и договориться использовать одну из альтернативных высокоскоростных технологий модуляции. Примером такого устройства является модем АХ/962С фирмы Microcom. Этот алгоритм использует скорость 2400 бит/с согласно V.22 bis для переговоров по линии связи. При успешном окончании переговоров, модем переключается на работу со скорость 9600 бит/с согласно V.29.

Алгоритм Statistical Duplexing используется при высоко-скоростной работе в полудуплексном режиме. Этот алгоритм динамически управляет трафиком данных пользователя так, что достигается эффект полностью дуплексных услуг обмена данными.

Модем базирующийся на рекомендации V.29 с протоколом MNP-6, достигает максимальной производительности на задачах передачи файлов. При этом, на коммутируемых линиях связи достигается скорость 19.2 Кбит/с и выполняется алгоритм сжатия данных по протоколу MNP-5.

Такие модемы используются для подключения высокоскоростных интерактивных терминалов. Обновление экрана производиться со скоростью от 9.6 до 19.2 Кбит/с. Полное обновление экрана занимает время менее 1 секунды.

Класс 7. Определяет технологию повышенного сжатия данных, об использовании которой модемы могут договориться на основе обоюдных вызовов. Аналогично MNP-5, алгоритм сжатия адаптируется к типу передаваемых данных.

Эффективность исполнения MNP-7 может достигать 300%. Т.е. модем, оснащенный протоколом этого класса, при скорости 2400 бит/с будет в действительности иметь производительность 7200 бит/с.

Другая процедура сжатия данных представлена в рекомендации CCITT V.42 bis, принятой в феврале 1988 г.

V.42 bis базируется на алгоритме сжатия данных разработки Lempel-Ziv. Данный алгоритм использует метод скользящего словаря и древовидного кодирования данных. Сообщения разбиваются на блоки размером по 4 К или 8 К.

Используя данные, заложенные в блоке (n-1), проводится последовательное сравнение данных блока n со словарем (n-1). При этом могут сравниваться отдельные фрагменты текста, слова, буквы. Местоположение указанных фрагментов кодируется с указанием начала фрагмента и длины; затем выполняется кодирование по древовидной системе. Неузнанные фрагменты анализируются и также кодируются по древовидной схеме. Наиболее часто встречающиеся буквы содержат минимальное число битов для кодирования, редко встречающиеся буквы содержат максимальное число битов для кодирования.

0.9 HAYES-КОМАНДЫ

Hayes-совместимые модемы имеют набор из так называемых S-регистров, характеризующих состояние модема. Значения части регистров сохраняются в энергонезависимой памяти и используются при последующих включениях. Значения других же регистров не сохраняются, поэтому при повторных включениях используется значение, устанавливаемое в данный регистр по умолчанию. В табл. приведено пояснение двенадцати "классических" S-регистров. В графе "ЭППЗУ" знаком плюс отмечены регистры, сохраняемые в электрически перезаписываемом ПЗУ. В современных модемах S-регистров больше двенадцати. Более подробные сведения можно получить из технической документации на конкретный модем.

0.10 УПРАВЛЕНИЕ ПОТОКОМ

Скорости обмена модема с ПЭВМ и линией связи различны, поэтому необходимо то, что называется управлением потоком. Пусть имеем модем на 56 Кбит/с, подключенный к ПЭВМ через асинхронный порт со скоростью 115 Кбит/с, тогда разница скоростей составит более 59 Кбит/с. Так как в современных модемах объем встроенной памяти редко превышает 128 Кбайт, то при передаче в линию она была бы заполнена примерно за 19 с. Фактически же объем памяти под буфер меньше. После заполнения буфера модем должен приостановить передачу данных от ПЭВМ и разрешить продолжение после освобождения достаточного места. Эта процедура называется управлением потоком и реализуется либо аппаратным, либо программным путем.

0.10.1 Аппаратное управление потоком

При полудуплексной передаче DTE (ПЭВМ) устанавливает сигнал RTS в 1, когда оно желает передать данные. Если DCE (модем) готово, оно устанавливает сигнал CTS в 1 и DTE начинает передачу. До тех пор пока оба сигнала не имеют значение 1 передавать данные может только DCE.

При дуплексной передаче как только DTE может принять данные, оно устанавливает сигнал RTS в 1. Если при этом DCE готово для принятия данных, оно устанавливает в 1 сигнал CTS. Если сигнал или RTS или CTS падает, то это сообщает передающей стороне, что получатель не готов к приему данных.

0.10.2 Программное управление потоком

Когда принимающая сторона готова получать данные, она выдает символ XON. Если же принимающая сторона не готова получать данные, например из-за переполнения приемного буфера, то она выдает символ XOFF. Ясно, что сигнал XOFF должен выдаваться с некоторым опережением по сравнению с моментом фактического переполнения буфера.

0.11 ПРОТОКОЛЫ ПЕРЕДАЧИ ФАЙЛОВ

В этой связи разработаны и используются более сложные протоколы, передающие информацию блоками с контролем правильности передачи блока с помощью различного рода контрольных сумм.

Для повышения скоростей обмена часто используется техника подтверждения передачи, основанная на механизме окон. В этом случае группа блоков передается за один прием (в одном окне). Подтверждение правильности передачи для всех блоков окна или запрос повторной передачи некоторого блока делаются после приема всех блоков окна.

Широко распространенными протоколами передачи файлов являются Xmodem, Ymodem, Zmodem. Универсальные компьютеры также используют протокол Kermit.

0.11.1 Протокол Xmodem

Первая версия данного протокола была разработана Вардом Кристенсеном (Ward Christensen) в 1977. В настоящее время используются следующие три разновидности протокола Xmodem:
· Xmodem-Checksum;
· Xmodem CRC;
· 1 K Xmodem.

0.11.2 Протокол Ymodem