Види модемів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

На тему:

«Модеми»

Для того, щоб два пристрої могли обмінюватися даними один з одним, потрібно визначити і погоджувати інтерфейс. Для модемів стандарти визначають методи модуляції, способи корекції помилок і компресії даних і ряд інших параметрів. Існує декілька організацій, стандартних інтерфейсів, що займаються розробкою. ITU (International Telecommunications Union - Міжнародний союз по Електрозв'язку) - комітет ООН (Женева, Швейцарія), ISO (Innternational Standards Organisation - Міжнародний комітет із стандартизації), ITU-T займаються розробкою стандартів для модемів.

Cтандарты для модемів розроблялися роками і публікувалися як серія рекомендацій, помічених префіксом V. У США основним розробником стандартів є ANSI - American National Standards Institute. Комітети ANSI, що займаються обробкою інформації і передачею даних, позначаються відповідно X3 і X3S3. Ці організації мають справу із стандартами de-jure.

Існують також стандарти de-facto, розроблені окремими виробниками устаткування, що використовують в своїй продукції нові властивості, ще не визначені комітетами із стандартизації. Коли такі розширення приймаються іншими виробниками, вони стають стандартами de-facto.

Деякі приклади стандартів de-facto наведені нижче. Стандарт Bell-100 розроблений Bell Systems для своїх модемів серій 100 і 200; Bell 103 (300 bps) розроблений в 1958 році, був першим модемом для передачі даних по телефонних лініях. Мова AT-команд, розроблена фірмою Hayes (від слова Attention) для своїх модемів використовується зараз всіма виробниками модемів. Ця мова дозволяє управляти модемами - від простого набору номера до завдання числа дзвінків, після якого модем «піднімає трубку». Іншим прикладом стандарту de-facto є протоколи MNP, розроблені фірмою Microcom Inc. і використовувані в даний час майже у всіх модемах.

Стандарти ITU (CCITT)

Існують і інші стандарти, що визначають функції, пов'язані з модемами. Деякі з цих стандартів і протоколів перераховані нижче.

Компресія (стискування) даних включає різні методи, подібні до кодування Хаффмана або групового кодування (run length coding). Перший метод використовує кодування символів, що часто зустрічаються, короткими послідовностями біт, а тих символів, що зустрічаються рідко - довгими послідовностями. У другому методі передається значення біта і довжина ланцюжка однакових бітів замість передачі всього ланцюжка. Головною межею протоколів компресії є буферизація даних з подальшим їх стискуванням і передачею іншому модему. Модем, що отримав стислі дані, повинен виконати зворотне перетворення. Алгоритми стискування даних подібні до алгоритмів, використовуваних програмами стискування ARC, ZIP і ARJ. Код програми компресії зберігається в ПЗП модему і забезпечує компресію в реальному часі. Міра стискування залежить від характеру даних. Наприклад, виконувані файли РС можуть бути стислі на 40-50%. Стискування текстових файлів може досягати 100% (удвічі).

Протоколи, використовувані модемами для передачі файлів. Широко поширені протоколи передачі файлів Xmodem, Ymodem, Zmodem, в мейнфреймах використовується також протокол Kermit. Протокол Xmodem ділить дані на блоки, кожен з яких містить 128 байт даних і 4-байтову контрольну суму. На приймальному кінці контрольна сума блоку (128 байт) обчислюється заново і порівнюється з набутого в блоці значення. Якщо суми не збігаються, запрошується повторна передача блоку. Протокол Ymodem використовує блоки завдовжки 1024 байти з 4-байтовій контрольною сумою. За рахунок збільшення розміру блоку протокол Ymodem забезпечує швидшу передачу. Крім того, Ymodem забезпечує пакетну передачу файлів з включенням в пакет інформації про кожен файл і його розмір. Це дозволяє користувачеві на іншому кінці лінії оцінити час, потрібний для передачі файлів. Zmodem є вільно поширюваною (public domain) програмою, яку написав Chuck Forsberg (Omen Technology). Цей протокол має декілька переваг. Розмір блоку складає від 16 до 1024 байт, протокол динамічно визначає оптимальний розмір блоку відповідно до якості лінії. Початковий розмір блоку складає 1К. За наявності в лінії сильних шумів розмір блоку автоматично зменшується, при підвищенні якості зв'язку - збільшується заново. Швидкість передачі зростає із збільшенням розміру блоку, але слід пам'ятати, що при виникненні помилки доводиться повторювати передачу великого блоку. Оскільки протокол може автоматично регулювати розмір блоку залежно від якості лінії, він дозволяє забезпечити високу швидкість передачі. Протокол Zmodem забезпечує продовження передачі файлу при обриві зв'язку з місця обриву. Розмір контрольної суми складає 8 байт (CRC32), що підвищує достовірність контролю помилок.

3. Організація з'єднання

Організація з'єднання між двома модемами включає процес узгодження параметрів (handshaking), що полягає в передачі спеціальних сигналів, що дозволяють встановити оптимальні параметри для кожного модему. Метод FallBack (зниження швидкості) використовується для знаходження способу обміну. Модем-ініціатор зв'язку (той, який набирав номер) намагається з'єднатися на максимальній швидкості з використанням якнайкращої схеми стискування даних і контролю помилок. Якщо модем, що відповідає, не підтверджує можливість роботи на такій швидкості або з такими режимами контролю помилок, ініціатор знижує швидкість або переходить до простішої схеми контролю помилок і намагається повторно встановити зв'язок. Спроби тривають до встановлення зв'язку або усвідомлення її неможливості.

4. Сьогоднішній достаток і тенденції

Реальна швидкість передачі обмежена якістю існуючих телефонних ліній. Повільні телефонні трафіки, пристрої, що звужують смугу удвічі на міжнародних лініях, а також з'єднання через повільну стільникову мережу дозволяють передавати дані із швидкістю 14400 (без компресії), хоча модем може забезпечувати швидкість 28800.

Все більше користувачів працює в мережі Internet або інших системах з доступом по телефонних лініях (наприклад, CompuServe). Продуктивніші процесори типа Pentium або POWERPC на робочих станціях або персональних комп'ютерах дозволяють спростити модеми. Частина функцій сигнального процесора (DSP) або мікроконтроллера може бути виконана хостом. За рахунок цього ціни на модеми можуть бути понижені.

Розширення стандарту V.34, що дозволяє одночасно передавати дані і голос (DSVD - Digital Simultaneous Voice and Data) є новим кроком вперед. Специфікація DSVD забезпечує одночасну передачу даних і мови за рахунок мультиплексування пакетів, подібних до пакетів АТМ. З'явилися також модеми, що забезпечують на реальних лініях швидкість обміну 33600, а недавно були випущені комплекти мікросхем, що дозволяють працювати із швидкістю 57600.

Як відомо, дані в комп'ютері представлені в цифровій формі - закодовані у вигляді нулів і одиниць, яким фізично відповідає низький або високий рівень напруги. Телефонна ж мережа розрахована на передачу мовних повідомлень, що представляються у формі аналогових електричних сигналів, тому безпосередня передача цифрової інформації через телефонну мережу неможлива.

Отже, для перетворення форм представлення інформації необхідний деякий пристрій, що включається між комп'ютером і телефонною лінією. Такий пристрій називають модемом (скорочення від Модулятор-демодулятор).

У загальних рисах, зв'язок через модем працює таким чином: Хай два комп'ютери сполучено через модеми один з одним по телефонній лінії. Тоді потік даних з першого комп'ютера в цифровій формі поступає в модем першого комп'ютера, де перетвориться в аналогову форму, придатну для передачі по телефонному каналу. З виходу першого модему перетворені в аналогову форму дані потрапляють в телефонну лінію.

Процес перетворення даних з цифрової в аналогову форму називається модуляцією.

У свою чергу, аналоговий сигнал, попавши з телефонної лінії на вхід модему другого комп'ютера, перетвориться в цифровий потік даних, який приймається другим комп'ютером.

Процес перетворення даних з аналогової форми в цифрову, називається демодуляцією.

Таким чином, основне призначення модему - перетворення даних з цифрової форми в аналогову, придатну для передачі по телефонному каналу і навпаки, з аналогової в цифрову, сприйману комп'ютером.

Модеми за способом підключення до телефонного каналу діляться на акустичні і з безпосереднім підключенням. Ваш модем відноситься до другого класу пристроїв, оскільки електрично пов'язаний з телефонною лінією.

Будучи інтелектуальним пристроєм, Ваш модем підтримує такі функції, як автоматичний набір номера і автовідповідь. Автонабір звільняє Вас від необхідності вручну набирати номер іншого модему, а автовідповідь дозволяє Вашому модему автоматично відповідати на дзвінки інших модемів, причому ваш модем автоматично звільняє лінію («вішає трубку»), при розриві з'єднання іншою стороною.

Вище вказувалося, що основним призначенням модему є перетворення цифрових даних в аналогову форму, придатну для передачі через телефонну мережу. Отже, передавальному модему від комп'ютера передається потік біт. Залежно від фізичного протоколу передачі даних, по якому працює модем, при модуляції модем ставить у відповідність кожному біту або послідовності біт цифрової інформації якийсь аналоговий сигнал. Одиницею швидкості зміни сигналу (тобто швидкості передачі в каналі) є бод. Нас, як правило, цікавитиме швидкість передачі цифрових даних, а не швидкість передачі в каналі, тому, надалі, під швидкістю передачі даних матимемо на увазі цифрову швидкість передачі і користуватимемося одиницями виміру біт/с.

Оскільки в одній зміні достатку сигналу може бути закодовано декілька біт інформації, очевидно, що швидкість передачі цифрових даних і швидкість роботи каналу збігаються далеко не завжди. Тому не слід змішувати поняття бод і біт/с.

Залежно від моделі Вашого і видаленого модему, ви можете встановлювати з'єднання на наступних швидкостях:

Якщо модем підтримує протокол

V.32bis - максимальна швидкість складає 14400 бит/с.

V32 - 9600 біт/с.

V22/V22bis - 2400 біт/с.

В середньому, при передачі даних через модем, кожним десяти переданим бітам відповідає 1-байт або символ машинописного тексту. Часто швидкість передачі даних вимірюють в символах в секунду (позначається cps - від англійського Character Per Second), тому передачі даних на швидкості 14400 біт/с відповідатиме приблизно 1440 cps (для асинхронного методу передачі).

5. Встановлення з'єднань для передачі даних

модем протокол стандарт передача

Коли Ви дзвоните на інший модем або Ваш модем відповідає на дзвінок видаленого модему, модем намагається встановити з'єднання для передачі даних на максимально можливій швидкості. Ця особливість дозволяє звести до мінімуму час зайнятості телефонного каналу і зменшити вартість передачі даних.

Якщо лінія зашумлена або видалений модем не підтримує високу швидкість передачі, Ваш модем може автоматично переходити на нижчу швидкість до тих пір, поки не знайде відповідну. Після цього два модеми починають обмінюватися спеціальними сигналами підтвердження (handshake), за допомогою яких узгоджуються протоколи передачі даних. Якщо модеми встановили з'єднання, то Ваш модем видає відповідне повідомлення CONNECT і модеми починають обмін даними.

6. Телекомунікаційне програмне забезпечення

Після завантаження комунікаційної програми Ви можете перевести її в режим емуляції терміналу (у різних пакетах цей режим може називатися по-різному, наприклад terminal mode або direct mode), управляючи модемом за допомогою AT-команд, що вводяться уручну, і отримуючи відповіді модему, що видаються на екран. Проте, більшість комунікаційних пакетів дозволяють робити це простішим дорогою, при цьому програма служить як би буфером між користувачем і модемом, дозволяючи управляти модемом не лише за допомогою AT-команд, але і через систему меню, а так само виконувати складніші процедури по передачі файлів, веденню записників, автодозвону до абонента, емуляцію різних терміналів і тому подібне

7. Робота в асинхронному режимі

Існують два методи обміну даними - синхронний і асинхронний. Синхронний метод підтримується лише зовнішнім модемом і використовується досить рідкий.

У асинхронному режимі при передачі байта, (група біт, що кодує передаваний символ), поряд з бітами даних в потік вставляються службові біти: стартовий біт, стопові біти, інколи біти контролю парності.

Отже:

стартовий біт: Вказує початок байта даних

біти даних: власне дані

біт парності: Перевірочний біт, що зазвичай встановлюється в нуль або одиницю так, щоб спільне число одиниць в байті було завжди або парно, або непарно. Цей біт використовується для контролю правильності передачі даних при роботі з великими машинами (mainframes).

Стопові біти: Один або два біта, що означають кінець передаваного байта.

Режим команд і режим даних

Перемикання модему в командний режим

Перемикання модему в режим даних

Зміна режиму

Ваш модем може знаходитися в одному з двох основних режимів - командному режимі або режимі даних. У командному режимі модем виконує команди, що видаються оператором. У режимі даних модем сприймає все, що може бути отримане від комп'ютера як дані, які мають бути передані в лінію. Таким чином, марно вводити команди в режимі даних, оскільки модем не сприйме їх як команди.

Нижче описано, як модем перемикається між цими режимами.

Перемикання модему в командний режим.

Модем автоматично перемикається в командний режим в наступних випадках:

При включенні живлення Вашого комп'ютера

При втраті з'єднання з видаленим модемом

Якщо модем набирає номер, а Ви натискували яку-небудь клавішу на клавіатурі Вашого комп'ютера. (В цьому випадку, перш ніж перейти в командний режим, модем анулює поточний виклик)

При виявленні переходу сигналу DTR (Data Terminal Ready) з полягання «ON» («включений») в «OFF» («вимкнений»), якщо задана одна з команд &D1, &D2 або &D3.

Перемикання модему в режим даних.

Модем автоматично переходить в режим даних після встановлення з'єднання з видаленим модемом або факсом.

Як описувалося вищим, у момент встановлення з'єднання, модеми проводять обмін підтверджуючими сигналами (handshake), після чого починають обмін даними. Зазвичай, у момент встановлення з'єднання і при передачі даних, звук в динаміці модему відключається, проте, якщо необхідно чути, що відбувається на лінії, то можна включити постійний аудіоконтроль командою M2.

Зміна режиму.

Якщо Ваш модем встановив асинхронне з'єднання з видаленим модемом, то перевести його в командний режим, не розриваючи поточне з'єднання, можна, ввівши з клавіатури спеціальну послідовність символів, що управляє.

Нижче приводиться процедура, в якій описано, як за допомогою Escape - послідовності переходити з режиму даних в командний режим, не втрачаючи при цьому встановленого з'єднання.

Після встановлення асинхронного з'єднання з видаленим модемом почекайте не менше однієї секунди, перш ніж що-небудь набирати.

Введіть Escape-символ три рази, за умовчанням три підряд символу «+» і почекайте не менше однієї секунди.

Приблизно через 1-2 секунди модем повинен видати OK і перейти в командний режим без розриву з'єднання.

Для відновлення передачі даних (якщо ви не розірвали з'єднання) наберіть ATO і натискуйте <Enter>, модем видасть повідомлення «CONNECT nnnn», де nnnn - швидкість встановленого з'єднання, після чого повернеться в режим даних.

Природно, таке повернення можливе лише в тому випадку, якщо Ви не видавали команд, що приводять до розриву з'єднання.

Замість команди O можна користуватися і іншими командами:

Якщо Ви бажаєте, щоб, окрім звичайного повернення в режим даних, Ваш і видалений модем провели також і тестування каналу з метою оптимізації параметрів сигналів з врахуванням особливостей даного каналу (загасання, віддзеркалення, неузгодженість і так далі), скористайтеся командою O1.

Размещено на Allbest.ru