_ 21.ВВЕДЕНИЕ

Развитие вычислительных  сетей потребовало передачи при межмашин-ном обмене данными больших объемов цифровой информации с высокой  ско-ростью и верностью.

Именно поэтому возникла проблема проектирования средств организа-ции каналов передачи данных эффективно использующих пропускную способ-ность 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  1устройства 1преобразования сигналов 0 (УПС) , которые в значительной мере определяют такие характеристики цифровых каналов ,  как скорость и верность. Поэ-тому разработка УПС , обеспечивающих требуемые информационные характе-ристики систем передачи сигналов данных между территориально удаленны-ми оконечными пунктами , является одной из актуальных задач , входящих в комплекс проблем технического обеспечения межмашинного обмена инфор-мацией в вычислительных сетях.

_ 22.УСТРОЙСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ

Основной задачей  создания  УПС было сделать такой «переводчик» , который позволил бы преобразовывать  1цифровой 0 сигнал ,  более  понятный ЭВМ или терминалу ,  в используемый в телеграфных , телефонных и неко-торых других каналах связи  1аналоговый 0 сигнал.

Когда устройства ООД ( 1Оконечное Оборудование Данных 0  -  им  может

быть ЭВМ, терминал и пр.) обмениваются данными друг с другом с исполь-

зованием, например,  телефонной линии , сигнал должен приспособиться к

ориентированному на речь аналоговому миру. Однако устройства ООД взаи-

модействуют посредством цифровых ( 1дискретных 0) сигналов. Форма цифрово-

го сигнала существенно отличается от формы аналогового сигнала. Сходс-тво 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 тер-миналы используют цифровые ,  двоичные формы , поскольку полупроводни-ковые транзисторы в своей основе - дискретные приборы с двумя  состоя-ниями.

Цифровая передача  реализована в настоящее время во многих систе-

мах , к примеру - в  1локальных сетях 0 , 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  1нуль-модемы 0). Цифровая передача име-

ет ряд  явных  преимуществ по сравнению с аналоговыми системами связи.  Однако аналоговые каналы все еще доминируют в местных системах подклю-чения устройств ООД к каналам телефонных служб.

Различают несколько типов УПС :

·     3 Устройства преобразования сигналов телеграфного типа;

·     3 Устройства преобразования сигналов низкого уровня;

·     3 Модемы;

·     3 Автовызывные устройства (АВУ),

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

В реферате  более подробно рассмотрены наиболее известные и часто используемые из них - 1 модемы 0,  а также   1автовызывные  устройства 0,  как возможное (и  весьма ценное) дополнение (а для самых современных моде-мов - неотъемлемая часть)

_ 23.МОДЕМ

В последнее время модемы становятся неотъемлемой частью компьюте-ра. 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  1BBS 0 (электронной доске обьявлений),  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 рабо-ты в сети офиса. Кроме того, воспользовавшись глобальными сетями ( 1Rel 0-1Com, FidoNet 0)  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 ( 1модулятор-демодулятор 0) является устройством, преобразующим последовательные цифровые  сигналы  в  аналоговые  сигналы и наоборот.

Иначе говоря, модем обеспечивает цифровой/аналоговый интерфейс, позво-

ляющий двум  устройствам общаться друг с другом посредством телефонной

сети. Он изменяет либо 1 амплитуду 0 , либо  1частоту  0или  1фазу  0, чтобы пред-

ставить цифровые данные в виде аналоговых сигналов.

Чтобы быть точным , определение  1модуляции 0 таково: это  1модификация

1частоты для представления данных 0.  Эта частота называется  1несущей час-

1тотой 0. Данные , которые модулируют несущую (то есть данные , передава-

емые терминалом или ЭВМ) называются 1 модулирующим сигналом 0. Термин «мо-

дулирующий» 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 ( 1АМ-модем 0) меняет амплитуду своей несущей в соответствии с последовательностью битов  ,  которые  должны быть переданы. Обычно более высокая амплитуда представляет ноль, а бо-лее низкая - единицу. Более распространенный модем - это  1ЧМ-модем 0 (мо-дем 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  1ФМ-модем (модем с фазовой модуляцией).  Этот модем ,  для того , чтобы предста-вить изменение с 1 на 0 или с 0 на 1, резко меняет фазу сигнала.

Модем имеет два интерфейса (рис.1):

·     Интерфейс между АПД и аналоговой линией;

·     Многопроводный цифровой интерфейс между АПД и ООД.

_ 1Рис.1 . 0                               |                            ░▒▓

|_-----------Сеть-----------_░▒▓

┌──────────┬───┐    4 Интерфейсный  0    |┌───────────┐               ░▒▓

│          |   │       5 кабель  0       |│           │               ░▒▓

│          | С │     V.24/V.28    ┌┬ ┬┤           │ 4 Аналоговая 0    ░▒▓

│    _ ЭВМ  .  |   ├==================┤├ ││   _ Модем  .  ├──────────────_░▒▓

│          | К │         _        └┴ ┴┤           │    5 цепь 0       ░▒▓

│          |   │        4 Цепи  0        |│           │               ░▒▓

└──────────┴───┘       5 обмена  0       |└───────────┘               ░▒▓

      2ООД  0    _                       |     2 АПД 0                    ░▒▓

           4Связной   0                  |                            ░▒▓

5контроллер 0

1.      1Организации по стандартизации используют общепринятые аббревиату-

1ры АПД (DCE) для модема и ООД (DTE) для ЭВМ, терминала или любого дру-

1гого устройства отображения , подключенного к модему.

2.      1В обозначениях  организаций по стандартам каждый проводник в мно-

1гопроводном цифровом интерфейсе называется «цепью обмена». «Цепь обме-1на» используется для передачи данных , управления и синхронизации.

Работу модема можно легче представить ,  если рассматривать моду-

лятор и  демодулятор ,  составляющие в модеме одно целое ,  в виде от-

дельных устройств. Будем  рассматривать  широко  известное  и  простое

1двухпроводное соединение 0 ( также  существует   14-проводное соединение 0 -

этот тип соединения используют ,например, на АТС ).

При подключении  модема к двухпроводной линии необходимо два про-

вода подключить сразу  и  к линейному выходу модема (модулятору), и  к

линейному входу (демодулятору). Они подключаются не параллельно, а че-

рез  1гибридный трансформатор 0 (рис.2). 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 трансформато-ре возникает обратная связь в форме слабых аналоговых сигналов от  мо-дулятора к демодулятору. Гибридный трансформатор является частью моде-ма. Два провода выводятся наружу в  виде  двухконтактной  колодки  или двухжильного шнура  и могут быть подключены непосредственно к телефон-ной розетке.

_ 1Рис.2

                ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐

┌─────┐  4передача 0|   ┌──────┐     ┌─────────┐  |

|     ├─────────┼──_┤ мод. │--_--│-▒  │    │  |

|  С  │  5 данных  0|   └──────┘--_--│-▒  │  ▒-│-------  42-проводная

|     │         |      (*) _     │    │  ▒ │  |  __  5линия

|  К  │  4 прием  0 |   ┌──────┐--_--│-▒  │  ▒-│-------

|     ├_────────┼───┤демод.│--_--│-▒  │    │  |

└─────┘  5 данных  0|   └──────┘     └─────────┘  |

                |                 Гибридный   |   (*) - 1 Нежелательная

                |               трансформатор |         1   обратная

                └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘         1    связь.

_ 24.ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБОРУДОВАНИИ

_4.1. Каналы

Простейшей сетью , в которой используются модемы , является двух-точечный канал ,  в котором два модема соединены с помощью одной линии связи. В примере (рис.3) «канал» соединяет ООД-ЭВМ с ООД-терминалом, в то время ,  как «линия» соединяет АПД-модем с другим АПД-модемом. Поэ-тому «канал» состоит из «линии» и двух модемов.

  _ 1Рис.3 . 0           |_--------------Сеть---------------_|

                 |                                   |       _ 4Терминал

┌─────┬───┐      |┌───────┐                 ┌───────┐|     ┌───┬─────┐

│     | С │      ┌┤       │  4Аналоговая цепь 0 │       ├┐     │ С |     │

│  _ЭВМ . |   ├──────┤│  _Модем . ├───────/ /───────┤  _Модем . │├─────┤   |  _ Т  . │

│     | К │      └┤       │     _           │       ├┘     │ К |     │

└─────┴───┘      |└───────┘ 4 Двухточечная  0   └───────┘|     └───┴─────┘

     2ООД  0         |   2 АПД  0      5 линия   0         2 АПД  0  |         2 ООД

                 |                                   |

При выборе модема важное значение имеет тип связи ,  обеспечивае-мый 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 толь-

ко 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 использу-

ют  интерфейс V.24/V.28 МККТТ (или , аналогичный, RS-232-C )  осущест-

вляемый с  помощью  25-контактного гнездового разъема на задней стенке

модема. При скоростях передачи от 48 до 168 Кбит/с требуются широкопо-

лосные модемы, которые используют интерфейс V.35 МККТТ, осуществляемый

с помощью 34-контактного разъема на задней стенке модема.

_4.2. О синхронизации

При скоростях передачи до 20 Кбит/с используются три основных ти-па модемов:

·     3 Асинхронный модем  0(только для асинхронной передачи).

Эти модемы  являются  низкоскоростными  и  работают  в  режиме асинхронной стартстопной позначной передачи.  Они не генерируют сигна-лов синхронизации. Кстати , это именно те модемы которые  мы  привыкли видеть возле  своих PC ,  ведь все COM-порты персональных компьютеров, отвечающие стандарту RS-232-C , асинхронные.

·     3 Синхронные модемы  0(для синхронной передачи).

Эти модемы работают в режиме синхронной  блоковой  передачи  и генерируют сигналы  синхронизации.  Чаще используются на больших маши-нах.

·     3 Асинхронно-синхронные  модемы  0(для асинхронной и синхронной пе-редачи).

Эти синхронные  модемы  при использовании специальных форматов

знаков могут работать в режиме асинхронной стартстопной  передачи  дан-ных. Общее число бит в стартстопном знаке должно быть от 8 до 11.Модем удаляет стартстопные биты перед передачей и восстанавливает  их  после приема. Модемы  этого  типа  генерируют  сигналы синхронизации и имеют встроенный  1асинхронно-синхронный преобразователь 0.

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 обеспечива-ют отдельный  асинхронный  канал  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 19200 бит/с ,  использующие « 1перекрестную модуляцию 0»  для  прямой  коррекции ошибок синхронных данных.  Эта модуляция основана на использовании за-щитной системы чередующихся (перекрестных) избыточных кодов  в  потоке передаваемой информации . Избыточные коды позволяют приемному устройс-тву выбрать те данные ,  которые наиболее точно соответствуют передан-ным оригиналам.

_4.4. Устройства сжатия данных

Имеющиеся устройства сжатия данных  выполнены  в  виде  отдельных

блоков или встроены в синхронные модемы. Они используют адаптивные ал-

горитмы для сжатия данных перед передачей и восстановления после прие-ма. Они могут работать с байт-ориентированными или с бит-ориентирован-ными синхронными протоколами или с асинхронными данными.  Степень сжа-тия лежит в пределах от ½ до 1/3.  Например , 19200 бит/с могут быть посланы (или приняты) модемом , работающим со скоростью 9600 бит/с.

_4.5. Автовызывные устройства

Ручной метод установки соединения при передаче данных через теле-фонную 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 меж-ду этими абонентами считается установленной.  После словесного удосто-верения ,  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 наби-рающая нужный номер.  Это называется операцией автовызова , которая до недавних пор требовала специального программного обеспечения и  обору-дования.

Оборудование состояло из специального интерфейса  ЭВМ (  1интерфейс 1автовызова 0 V.25) и отдельного устройства автовызова ,  подключенного , как показано на (рис.4)

_ 1Рис.4 . 0                                  ┌──────────┐

┌───┤2-пр.модем├─────┐

                                    │   └──────────┘     │

                                    └──┐                 │

┌───────┬─┬──────────┐           ┌─────┼─────────────┐   │

│       |г|   АСИ    │ 4Серия 100 0 ┌┼     │             │   │

│       |л|V.24/V.28 ├─────────_└┼ ── Устройство  ┌──┼───┘

│  2 ЭВМ  0 |а| RS-232C  │           │    автовызова  _  │ 4 Линия основания

│  _(ООД) . |в|─ ─ ─ ─ ─ ┤           │              =====▒────────────────

│       |н|  АСИ     │ 4Серия 200 0  │   ┌───────────┐_  │   5 аппаратуры

│       |ы|V.25/V.28 ├─────────_┌┼ ──┤блок набора├┘  │      (ЛОА)

│       |й| RS-233C  │          └┼   └───────────┘   │

└───────┴─┴──────────┘           └───────────────────┘

             _                              _

           4Связной  0                         АПД

5контроллер

Ситуация с  АВУ  изменилась  после  появления модемов с возмож-ностью  1автовызова 0.  ЭВМ , подключенная к одному из таких модемов , ис-пользует единственный интерфейс V.24/V.28 (RS-232-C) и для оперативно-го автовызова , и для передачи данных. Первые модемы с автовызовом бы-ли асинхронными и использовали процедуры для автовызова , предложенные поставщиками модемов. Новая рекомендация V.25 bis стандартизует проце-дуру автовызова для асинхронно-синхронных модемов с возможностью авто-вызова.

Некоторые синхронные  модемы  содержат встроенную схему автомати-ческого вызова , которая устанавливает дополнительное соединение через ТФОП с целью резервирования.  Процедура включается при обнаружении мо-демом повреждения в линии. Эта операция называется  1операцией автовосс-1тановления 0.

Для окончательного установления связи между машинами , оборудова-ние в месте назначения обычно пересылает автоматический ответ на авто-вызов 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 совершен-ные модемы американской фирмы ZyXEL - одного из мировых лидеров в про-изводстве средств коммуникации.  Типичный модем ZyXEL - интеллектуаль-ный (то есть практически полностью контролируемый и управляемый компь-ютером , и заодно умеющий определять наиболее оптимальную скорость об-мена 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 при-менение техники сжатия позволяет считать этот модем наиболее быстрым и универсальным. Одновременно с  этим  наличие  определенных  внутренних устройств и  различных обслуживающих программ обеспечивает возможность использования модема ZyXEL и в качестве факса, и в качестве автоответ-чика(на плате имеется встроенный динамик), и даже в качестве определи-теля номера.  Одним словом , модемы постепенно превращаются из обычных УПС в маленькие , но мощные рабочие станции на телефонных линиях.

Список Литературы :

Ю.Блэк «Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, инерфейсы»;

В.И.Васильев и др. «Методы и средства организации каналов переда-чи данных»;

Ф.Дженнингс «Практическая передача данных:модемы,сети,протоколы;

«Вычислительные машины, системы и сети» Учебник под редакцией А.П.Пятибратова;

Руководство по модему ZyXEL U-1496E.

_ 21.ВВЕДЕНИЕ Развитие вычислительных  сетей потребовало передачи при межмашин-ном обмене данными больших объемов цифровой информации с высокой  ско-ростью и верностью. Именно поэтому возникла проблема проектирования средств организа-ции

 

• 14:21 05 Июля 2016
  Российско-китайский медуниверситет откроет магистерскую программу по TCM
• 01:21 05 Июля 2016
  На форуме МГУ Россия и Китай обсудят научно-образовательное сотрудничество
• 11:00 04 Июля 2016
  Реморенко: "ЕГЭ-туризм" в России сходит на нет
• 10:52 04 Июля 2016
  Летняя российско-австрийская школа откроется в Москве
• 15:31 01 Июля 2016
  В СПбГУ могут воссоздать географический факультет

Заказать уникальную работу