Техническое обслуживание, поиск и устранения неисправностей модемов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Техническое обслуживание, поиск и устранения неисправностей модемов

Введение

В последнее время модемы становятся неотъемлемой частью компьютера.

Установив модем на компьютер, то фактически открываете для себя новый мир. Ваш компьютер превращается из обособленного в звено глобальной сети.

Модем позволяет не выходя из дома, получить доступ к базам данных, к программам, которые могут быть удалены 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, с помощью модема можно получить доступ к глобальным сетям (RelCom, FidoNet, Internet), которые предоставляют широчайший спектр возможностей: электронная почта, конференции, общение в реальном времени (чаты) и другая разнообразная информация.

1. Основная часть

1.1 Назначение модемов

Модем - устройство для преобразования цифровой информации сигнала в аналоговый (модуляция) для передачи по аналоговым линиям связи, и обратного преобразования принятого аналогового сигнала снова в цифровой (демодуляция). Так как компьютеры могут обмениваться только цифровыми сигналами, а каналы связи таковы, что наилучшим образом в них проходят аналоговые сигналы, для этого и нужен преобразующий сигнал - модем. Но модем имеет еще не мало и других функций, основные из них это коррекция ошибок и сжатие данных. Первый режим обеспечивает дополнительные сигналы, посредством которых модемы осуществляют проверку данных на двух концах линии и отбрасывают немаркированную информацию, а второй сжимает информацию для более быстрой и четкой ее передачи, а затем восстанавливает ее на получающем модеме. Оба эти режима заметно увеличивают скорость и чистоту передачи информации.

1.2 Основные характеристики модемов

Модемы различаются по следующим характеристикам:

исполнению;

поддерживаемым протоколам передачи данных;

протоколам коррекции ошибок;

возможности голосовой передачи информации;

факсимильной передачи данных.

По исполнению (внешний вид, размещение модема по отношению к компьютеру) модемы бывают: внутренние - вставляются в компьютер как плата расширения; настольные (внешние) имеют отдельный корпус и размещается рядом с компьютером, соединяясь кабелем с портом компьютера; модем в виде карточки миниатюрен и подсоединяется к портативному компьютеру через специальный разъем; 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.

1.3 Классификация модемов

Классификация модемов по типу передачи данных:

факс модем - это классический модем с добавленной факс возможностью, что позволяет обмениваться факсами с факс аппаратами и другими факс модемами; голосовой модем - это модем способный не только выполнять функции факс-модема, но и принимать из телефонной сети голосовые сообщения, записывая их в файл;

модем с подстраховкой коммутируемой и выделенной линии - эти модемы используются, когда требуется надежность связи. В таких модемах имеется два независимых входа для линии (Один соединяется с выделенной линией, а второй - с коммутируемой);

SVD модем (Simultaneous Voice and Data) позволяют одновременно с передачей данных вести разговор с помощью телефонной трубки, подключенной к модему;

синхронный модем - поддержки синхронный и асинхронный режима передачи; четырехпроводный модем - эти модемы работают по двум выделенным линиям (одна используется только для передачи, вторая только для приема) в дуплексном режиме. Это используется для уменьшения влияния эха;

сотовый модем - используются для мобильной радиотелефонии, в виде сотовой связи;

ISDN модем - объединяют в своем корпусе обычный модем и ISDN адаптер;

радио модем - использует эфир как среду передачи вместо телефонных проводов;

сетевой модем - это модемы со встроенным сетевым адаптером локальной сети для совместного использования в локальной сети;

кабельный модем - эти модемы позволяют использовать для передачи каналы кабельного телевидения. При этом скорость может достигать 10 Мбит\с.

Классификация модемов по скорости передачи данных.

Скорость передачи данных измеряется в bps (бит в секунду) и устанавливается фирмой - производителем в 2400, 9600, 14400, 16800, 19200, 28800, 33600, 56000 bps. Реальная скорость передачи данных зависит не только от показателей bps. На нее также влияют такие характеристики, как коррекция ошибок и сжатие данных. Все эти показатели регламентируются протоколами (стандартами). MNP (Microcom Networking Protocol) - стандарты, разработанные фирмой Microcom. CCITT (Comite'Consultatif International de Telegraphique et Tephonique) - Международный консультативный комитет по телеграфной и телефонной связи, уполномоченный принимать протоколы в международном масштабе, стандарты обозначаются «V.х.х.», где V означает передачу информации в аналоговом виде. Стандарты на передачу в цифровом виде относятся к Х - серии, а на факс аппараты к Т - серии. Bell - старые и низкоскоростные протоколы, которые разработала одноименная дочерняя корпорация AT&T. Некоторые дополнительные характеристики и возможности модема, полезные для отечественных телефонных линий: наличие сертификата Министерства связи; Автоматическое определение номера звонящего (только на аналоговых АТС), защита от бросков напряжения в телефонной линии (в модемах компании Inpro до 300 вольт); возможность измерения параметров связи (уровни входного и выходного сигналов, среднее число повторов, отношение сигнал/шум и др.); гибкая адаптация к линии для протоколов V.34, V.90; регулировка параметров импульсного набора номера, регулировка уровня выходного сигнала и т.п. Одной из характеристик модема является его адаптивность к российским телефонным сетям. Наиболее распространенными в России модемы фирм U.S. Robotics, IDS Inpro Development Corporation (Inpro), ZyXEL, Motorola ISG.U.S. Robotics - недорогие и качественные модемы. Inpro - специализируется на производстве модемов для плохих линий и не стандартных АТС.

1.4 Режим работы модемов

Модем - модулятор / демодулятор. При передаче модем получает от компьютера цифровой сигнал, модулирует его, т.е. преобразует из цифрового в аналоговый. При модуляции цифровой сигнал накладывается на аналоговую несущую. При этом в аналоговом сигнале одна из характеристик (амплитуда, частота, фаза) изменяется кратно (по закону) изменению цифрового сигнала. В зависимости от того, какая из характеристик изменяется, различается вид модуляции. На приеме модем выделяет из полученного аналогового сигнала несущую. Т. е. преобразует аналоговый сигнал в цифровой - демодуляция. Модем также способен производить коррекцию ошибок возникающих при передаче информации при плохом качестве связи. Для этого на передаче добавляются избыточная информация (биты четности), которая проверяется на приеме. Если контрольная информация не соответствует должному, то производится повторный запрос на передачу данной информации. Модем может работать в двух основных режимах - командном режиме и режиме обмена данными. Как видно из названия, в режиме обмена данными он может принимать и передавать данные между компьютером и удаленным модемом. При этом компьютер принимает и передает данные от модема через асинхронный порт (COM-порт), на котором установлен модем.

При включении питания модем находится в командном режиме. В командном режиме можно передавать с компьютера модему команды, управляющие его работой. Команды компьютер передает модему через COM-порт точно так же, как данные для обмена с удаленным модемом. При помощи команд можно изменять характеристики обмена данными, изменять условия связи, записывать и считывать данные из внутренних регистров модема. В этих регистрах хранятся различные числовые параметры, определяющие временные и некоторые другие характеристики работы модема. В командном режиме можно заставить модем набрать номер и связаться с другим модемом.

Модем переходит из режима передачи данных в командный режим в следующих случаях:

после неудачной попытки связаться с удаленным модемом;

при потере несущей в течение передачи данных;

при поступлении модему от компьютера команды в момент набора модемом номера;

при передаче от компьютера модему специальной Escape последовательности.

Также возможна и ручная смена режима. Если модем установил асинхронное соединение с удаленным модемом и находится в режиме данных, то перевести его в командный режим, не разрывая текущего соединения, можно, введя с клавиатуры специальную управляющую последовательность символов, которая называется Escape-последовательностью. По умолчанию, Escape-последовательностью является последовательность из трех подряд символов «плюс» - «+++». Если требуется, данные символы можно заменить, изменив содержимое регистра S2. Для возобновления передачи данных необходимо ввести команду ATO. Модем выдаст сообщение «CONNECT nnnn», где nnnn - параметры установленного соединения, после чего вернется в режим данных.

1.5 Состав и основные компоненты модемов

Современный модем - сложное устройство, состоящее из нескольких основных блоков и компонентов, обеспечивающих его функционирование.

Компоненты модема:

Контроллер - реализует протоколы сжатия данных и коррекции ошибок. Кроме того, является связующим звеном между модемом и программным обеспечением компьютера (реализует программный интерфейс).

Кодек - осуществляет двустороннее преобразование аналогового сигнала, поступающего из линии, в поток цифровых данных.

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) - микросхема памяти, хранящая в себе программу работы модема, также называемую «прошивкой». Последние модели модемов допускают обновление и перезапись прошивки модема с помощью специального программного обеспечения (за исключением тех случаев, когда это не предусмотрено производителем).

ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) - микросхема оперативной памяти, хранящая данные до первого выключения питания. Предназначена для хранения и последующей обработки потока данных. Иногда в ней же хранятся текущие настройки для работы модема.

Со стороны телефонной линии самым первым устройством является блок интерфейса с телефонной линией. Основными функциями этого блока являются:

обеспечение физического соединения с телефонной линией;

защита от перенапряжения и радиопомех;

набор номера;

фиксация звонков;

гальваническая развязка внутренних цепей модема и телефонной линии;

согласование импеданса.

Далее сигналы попадают в дифференциальную систему, цель которой - разделение выходных и входных сигналов и компенсация влияния собственного сигнала на входные цепи. В наиболее простых моделях модемов этот узел исполняется в виде пассивной схемы, что зачастую приводит к сильной зависимости качества работы блока от сопротивления конкретной телефонной линии. Избавиться от такой зависимости могут только модели с активной дифференциальной системой, где необходимый для компенсации сигнал постоянно вычисляется сигнальным процессором и, «вычитаемый» из входного сигнала, обеспечивает необходимый уровень компенсации.

Подготовленные таким образом сигналы попадают на ряд фильтров, усиливаются и оцифровываются с помощью АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) в блоке формирования аналоговых фронтов, так что дальнейшая обработка производится в цифровом виде. Одно из преимуществ такого подхода - улучшение качества обработки сигнала и удешевление схемы.

Обработанная информация поступает в цифровой сигнальный процессор (DSP), который и выделяет из нее на основе математических методов «нули» и «единицы». Именно возможностями цифровой обработки сигнала этого блока определяется качество и скоростные возможности современных модемов.

Поддержка интерфейса с компьютером, управление DSP, реализация протоколов аппаратной коррекции ошибок и сжатия данных, управление интерфейсом с пользователем (индикаторы, кнопки и джамперы настройки), а также управление энергонезависимой памятью - вот далеко не полный список функций, лежащих на системе управления модемом (контроллере модема).

При этом если ранее микропрограмма хранилась в ПЗУ, изготовленном и программируемым на заводе, то теперь производители все чаще стали помещать ее в перезаписываемую флэш-память, что позволяет обновлять программу без аппаратного вмешательства. DSP с заложенной в долговременную память (ПЗУ или flash, что допускает модернизацию) программой обработки получил образное название «datapump». Подобная мультипроцессорная архитектура (так называемая функциональная мультипроцессорность) отлично работала в модемах на протяжении многих лет.

В настоящее время актуальной становится «деинтеллектуаилизация» модема, которая называется - HSP (Host Signal Processing, дословно - обработка ресурсами процессора компьютера). Несомненно, вычислительная мощность массовых процессоров семейства х86 позволяет переложить ряд задач обработки сигналов с DSP на CPU-машины и при этом получить даже дополнительные преимущества, заключающиеся в упрощении процедур модернизации специализированного и прикладного ПО и снижении стоимости. Наблюдается также тенденция потери модемом аппаратной независимости - в чипсеты встраиваются контроллеры сугубо «персональных» шин, таких, как РСI и USB (Universal Serial Bus), в сочетании с узкоспециализированными аппаратно-микропрограммными средствами, соответствующими требованиям тех или иных операционных систем.

Единственная аналоговая (и потому крайне важная) подсистема модема - DAA - все чаще реализуется в интегральном исполнении, что уменьшает количество необходимых для изготовления полнофункционального модема дискретных элементов (конденсаторов, резисторов и пр.) до единиц. Её достоинством является небольшое количество элементов, что снижает необходимость монтажных операций при сборке, следовательно - ниже стоимость и выше надежность. С другой стороны, после возложения на программу некоторых жизненноважных функций, аппаратно зависимый от платформы модем как правило устойчиво работает только под ОС Windows. К проблеме согласования сопротивлений следует добавить один тонкий нюанс - зависимость сопротивления телефонной линии от частоты сигнала. Из многолетней успешной практики электроники доподлинно известно, что наилучшим устройством для работы на реактивную нагрузку является обычный трансформатор. Для модемов это утверждение также справедливо - практически у всех самых лучших проверенных временем моделей трансформаторный DAA.

Естественно, трансформатор - устройство не дешевое, уж по крайней мере намного дороже микросхемы DAA, да и качество телефонных линий в странах с емкими платежеспособными рынками намного выше нашего, что объясняет тенденцию «детрансформаторизации».

1.6 Средства защиты модемов

Немаловажным средством защиты от аналогового хаоса является чипсет. Чипсет действительно хорошего модема обязан для успешной работы в наших условиях обладать двумя скрытыми, но очень важными (и сложными в реализации) функциональными блоками - эхо-компенсации и эквалайзера.

Эхо-компенсатор предназначен для борьбы с эхо-сигналом. Эквалайзер также вносит немаловажный вклад в повышение скорости и устойчивости связи, согласовывая частотные характеристики приемопередатчика модема и конкретной телефонной линии. Обзор практически всех новых моделей чипсетов, поддерживающих протокол v. 92, не выявил реализации в них ни эхо-компенсаторов, ни управляемых эквалайзеров.

Компания Lucent сосредоточилась на двух семействах чипсетов, ориентированных на применение во внутренних модемах, - Apollo и Mars. Учитывая очень высокое качество используемого DSP и мощный опыт Lucent в разработке модемного firmware (внутреннего модемного ПО), можно смело утверждать, что пользователей ОС Windows модемы на новых чипсетах Lucent не подведут.

До появления высокоскоростных протоколов на 56 Kbps передача данных между двумя модемами по обычным телефонным каналам связи осуществлялась в аналоговом режиме, как было рассмотрено выше. Основным сдерживающим фактором, препятствующим бесконечному увеличению скорости передачи данных с помощью модемов, является качество аналоговых телефонных линий связи. В начале 80-х годов основным назначением каналов телефонной связи была только передача голоса. Поэтому, исходя из соображений стоимости и для борьбы с шумами в линии, полоса пропускания телефонного канала была ограничена диапазоном 300-3500 Hz. Исследования показали, что именно в этом диапазоне частот находится основная часть спектра человеческой речи, поэтому после наложения на исходный сигнал указанных ограничений разборчивость речи не ухудшится.

Для управления интеллектуальными модемами используются специальные связные программы - программы работающие под управлением операционной системы ЭВМ. Связная программа создает на экране терминала дружественный интерфейс пользователя, обеспечивающий удобное выполнение необходимых управляющих функций. При этом используется, в основном, набор команд АТ, передаваемых модемом либо через связной порт компьютера (для внешних модемов), либо через общую шину (для внутренних модемов). Перед началом работы, можно задать некоторые параметры взаимодействия компьютера и модема. Связные программы создают ряд возможностей, упрощающих управление модемом:

хранение справочников телефонов;

хранение наборов команд управления для разных модемов;

макроязык для написания управляющих программ.

1.7 Принцип работы модемов

Она содержит типовые функциональные узлы обработки и преобразования сигналов, из числа которых намеренно исключены некоторые второстепенные узлы, предназначенные для организации синхронизации и обработки служебных сигналов. Далее узлы, осуществляющие прямое и обратное преобразования в передающей и приемной части модема, рассматриваются попарно. Кодер/декодер предназначены для защиты от ошибок и «сжатия» данных. Защита от ошибок предполагает включение в пакеты передаваемых данных избыточного циклического кода (CRC), как и в локальных компьютерных сетях. При этом в качестве стандартных протоколов, более подробно описывающих форматы данных (в том числе число бит в коде CRC - 16 или 32), используются протоколы серии MNP (Microcom Networking Protocol от фирмы Microcom) или V.42 (международный стандарт ITU-T). Протокол V.42bis представляет собой протокол сжатия данных. Если нельзя увеличить пропускную способность линии передачи из-за ограничения, накладываемого теоремой Шеннона, то можно уменьшить избыточность передаваемой текстовой информации, используя свойство повторяемости цепочек символов в словах. Для этого на передающем и приемном конце линии модемы (точнее, их кодеры и декодеры) организуют и поддерживают идентичные динамические словари в виде структур типа дерева с отдельными символами в качестве узлов.

Достаточно передавать не сами слова, а, фактически, специальным образом описанные (в виде чисел) части словарей, содержащие требуемые последовательности символов. Так, часть словаря позволяет описать строки символов А, В, ВА, BAG, BAR, BI, BIN, C, D, DE, DO и DOG относительно соответствующих корневых узлов. Пример представления части словаря при работе протокола сжатия V.42bis Скремблер/дескремблер производят такое преобразование передаваемого и принятого сигналов, которое исключает влияние длинных цепочек из логический нулей или единиц, а также коротких повторяющихся последовательностей на надежность синхронизации в приемной части модема. Скремблер при необходимости «прореживает» такие последовательности за счет вставляемых принудительно логических нулей или единиц, делая преобразованные данные псевдослучайными, а дескремблер удаляет лишние биты, восстанавливая исходный вид данных. Описанная проблема (зависимость качества синхронизации от вида передаваемых данных) существенна, конечно, не только при модемной связи, но и при любых видах обменов цифровыми данными по последовательной линии передачи, в которой не предусмотрена посылка отдельного синхросигнала. Такая ситуация характерна для компьютерных сетей, в которых для решения указанной проблемы вместо простых кодов передачи используются самосинхронизирующиеся коды (типа двухуровневых кодов Манчестер-П или трехуровневых кодов с высокой плотностью единиц - КВП или BNZS).

Эквалайзер включается в приемной части модема и служит для компенсации зависимости группового времени запаздывания в линии от частоты. Для улучшения качества передачи речевых сигналов их спектральные составляющие на разных частотах должны приходить к удаленному модему с одинаковой задержкой. Идеальная компенсация показана на рисунке 3. На практике в высокоскоростных модемах собственное групповое время запаздывания эквалайзера подстраивается автоматически. В приемной части модемов, работающих в дуплексном режиме на обычной двухпроводной телефонной линии, требуется осуществлять также эхо-компенсацию. Проблема состоит в том, что при дуплексном обмене передающий модем может воспринять порожденный им же сигнал, отраженный от другого конца линии, как пришедший от удаленного модема. В стандартах для высокоскоростных модемов (в частности, в стандарте V.34) предусмотрена процедура эхо-компенсации и установлены ограничения на уровень отраженного сигнала (он должен быть меньше полезного сигнала не менее чем на 25…30 дБ) и его максимальную задержку (не более 200…300 мс). Практическая реализация эхо-компенсации в высокоскоростных модемах предусматривает автоматическое определение параметров отраженного сигнала (его амплитуды и задержки) на этапе установления соединения.

В приемной части модемов, работающих в дуплексном режиме на обычной двухпроводной телефонной линии, требуется осуществлять также эхо-компенсацию.

Фильтры и усилители являются традиционными устройствами при обработке сигналов на фоне шумов и помех и не нуждаются в более подробном описании. В то же время модулятор и демодулятор в модемах реализуют специфические и достаточно сложные методы модуляции.

В современных модемах большая часть функций выполняется программой, управляющей работой цифрового сигнального процессора (ЦСП). Для исключения эффекта наложения спектров принципиально использование непрерывных аналоговых фильтров. Нужны также аналоговые усилители, АЦП и ЦАП для преобразования аналоговых сигналов в цифровые и обратно.

1.8 Программирование модемов

модем защита аналоговый программирование

После выпуска американской фирмой Hayes модемов серии Smartmodem, система команд, использованная в ней, стала неким стандартом, которого придерживаются остальные фирмы - разработчики модемов. Система команд, применяемая в этих модемах, носит название hayes - команд, или AT-команд. При этом некоторые производители, например Motorola, дополняют hayes - команды рядом своих, подходящих лишь для модемов собственного производства.

Со времени выпуска первых AT-совместимых модемов набор их команд несколько расширился, но все основные команды остались без изменения.

Все команды, передаваемые компьютером модему, надо начинать префиксом AT (ATtention - внимание) и заканчивать символом возврата каретки (<CR>). Только команда А/ и Escape-последовательность «+++» не требуют для себя префикса AT. После префикса AT могут идти одна или сразу несколько команд. Для ясности эти команды могут быть отделены друг от друга символами пробела, тире, скобками. В большинстве случаев команды могут быть написаны как заглавными, так и строчными буквами.

При передаче модему команд они сначала заносятся во внутренний буфер, который, как правило, имеет размер 40 символов. Команды, записанные в буфер модема, исполняются после поступления символа возврата каретки. Вследствие ограниченности размера буфера не следует передавать модему слишком длинные команды (больше размера буфера). Длинные команды можно разбивать на части и передавать в несколько заходов. При этом каждая часть должна начинаться префиксом АТ и заканчиваться символом возврата каретки. Если при наборе команды допущена ошибка, то ее можно исправить, используя клавишу BackSpace. После выполнения каждой команды модем посылает обратно компьютеру ответ в виде числа или слова. Этот ответ означает, выполнена ли команда или произошла ошибка.

1.8.1 Основные принципы программирования модемов

Доступ к модему производится через последовательный асинхронный порт. При этом для передачи модему команд их необходимо просто записать в регистр данных COM - порта, на котором находится модем. Ответ от модема также поступает через последовательный порт. Передавая модему команды инициализации, перевести в режим автоответа или заставить набрать номер. Когда модем наберет номер удаленного абонента или когда модему в режиме автоответа придет вызов, он попытается установить связь с удаленным модемом. После установления связи модем передает компьютеру через COM-порт специальное сообщение и переключится из командного режима в режим передачи данных. После этого данные, передаваемые модему, перестают восприниматься им как команды и сразу передаются по телефонной линии на удаленный модем. Итак, после установления связи с удаленным модемом, коммуникационная программа может начинать обмен данными. Обмен данными так же, как и передача команд, осуществляется через COM-порт. Затем при помощи специальной Escape-последовательности можно переключить модем из режима передачи данных обратно в командный режим и положить трубку, разорвав связь с удаленным модемом.

1.8.2 Последовательность действий для установления связи

а) Инициализация COM-порта. Проводим инициализацию COM-порта, к которому подключен модем. Для этого программируем регистры микросхемы UART, задавая формат данных и скорость обмена. Заметим, что модем будет проводить соединение с удаленным модемом как раз на этой скорости. Чем скорость выше, тем быстрее будет происходить обмен данными с удаленным модемом. Однако при увеличении скорости на плохих телефонных линиях сильно возрастает количество ошибок.

б) Инициализация модема. Передавая модему AT-команды через СОМ-порт, производим его инициализацию. При помощи АТ-команд можно установить различные режимы работы модема - выбрать протокол обмена, установить набор диагностических сообщений модема и т.д.

в) Соединение с удаленным модемом. Передаем модему команду набора номера (ATD). В этом случае модем набирает номер и пытается установить связь с удаленным модемом. Или передаем модему команду AT S0=1 для перевода его в режим автоответа. После этого модем ожидает звонка от удаленного модема, а когда он приходит, пытается установить с ним связь.

г) Ожидание ответа от модема. В зависимости от режима, в котором находится модем, он может передавать компьютеру различные сообщения. Например, если модем производит вызов удаленного модема (АТ-команда ATD), то модем может выдать следующие сообщения:

CONNECT - Успешное соединение;

BUSY - Номер занят;

NO DIALTONE - На линии отсутствует сигнал коммутатора;

NO ANSWER - Абонент не отвечает;

NO CARRIER - Неудачная попытка установить связь.

Когда приходит звонок, модем передает компьютеру сообщение RING, если регистр модема S0 равен нулю. В этом случае для ответа на звонок надо послать модему команду АТА. Если модем находится в режиме автоответа и регистр модема S0 не равен нулю, то модем автоматически пытается ответить на звонок и может выдать следующие сообщения: CONNECT, NO DIALTONE, NO CARRIER. Если модем передал компьютеру сообщение CONNECT, значит он успешно произвел соединение и теперь работает в режиме передачи данных. Теперь все данные, передаваемые модему через СОМ-порт, будут преобразованы модемом в форму, пригодную для передачи по телефонным линиям, и переданы удаленному модему. И наоборот, данные, принятые модемом по телефонной линии, переводятся в цифровую форму и могут быть прочитаны через СОМ-порт, к которому подключен модем. Если модем передал компьютеру сообщения BUSY, NO DIALTONE, NO ANSWER, NO CARRIER - значит произвести соединение с удаленным модемом не удалось и надо попытаться повторить соединение.

д) Подключение модема в командный режим. После окончания работы коммуникационная программа должна перевести модем в командный режим и передать ему команду положить трубку (ATH0). Для перевода модема в командный режим можно воспользоваться Escape-последовательностью «+++». После того как модем перешел в командный режим, можно опять передавать ему АТ-команды.

е) Сброс сигналов на линиях DTR и RTS. Низкий уровень сигналов DTR и RTS сообщает модему, что компьютер не готов к приему данных через COM-порт. При работе с асинхронным последовательным адаптером вы можете использовать механизм прерываний. Так как передача и прием данных модемом представляют собой длительный процесс, то применение прерываний от порта позволяет использовать процессорное время для других нужд.

2. Практическая часть

2.1 Характерные неисправности модемов

В модемах, в основном неисправности возникают со стороны телефонной линии, особенно после гроз. В зависимости от применяемой схемы аналоговой части они немного разные. Посмотрев внешне на модем визуально видны неисправности. Зачастую выходит из строя, особенно в старых моделях, с трансформатором:

Нагрузочный резистор. Он низкоомный, сопротивление его, как правило, не превышает 5 - 20 Ом.

Контакты реле, особенно если реле герконовое. Если реле оптоэлектронное то выходит из строя его внутренний полевой транзистор.

Стабилитрон. Менять его можно, как правило, на любой с напряжением стабилизации около 9 В. Защитные элементы.

Разделительный конденсатор. Особенно часто в старых модемах, которые лет по 10 отработали.

Конденсаторы в блоке питания. Просто высыхают электролиты от старости. Модем при включении «глючит», от наводок.

В моделях без трансформатора выходят из строя:

Ключевой транзистор, например в Zyxel 56k, и Courier, их несколько.

Стабилитрон. Защитные элементы.

Микросхема кодека SI3014, а также ведущая её SI3021.

Диодный мост. Особенно это касается внутренних модемов 3Com 0766 и других.

Микросхема(мы) порта 232.

Сбивается программа в Flash.

Характерный симптом одной из самых распространенных неисправностей D-Link DSL-2500U/BRU/C (H/W Ver:C1) и DSL-2520U/BRU/C (H/W Ver:C1) - сразу после включения светят и не гаснут 2 светодиода, Power и DSL, модем не загружается, ну само собой и WEB-интерфейс не доступен.

Открываем корпус, внимательно осматриваем электролитические конденсаторы C8 (470мФ 16в), C14 (100мФ 16в, он же C10, смотря с какой стороны маркировку читать), C32 (470мФ 16в), C111 (470мФ 16в). Они все рядом друг с другом, почти в одну линию на плате. Если они вздуты - меняем. Если даже они не вздуты, но производства фирмы Jakec - меняем на конденсаторы производства более приличных фирм, и желательно с предельной рабочей температурой 105 градусов Цельсия, а не 85. В большинстве случаев C14 не вздувается, но его обязательно меняем в любом случае, и ставим вместо него не 100, а 220 или 330 микрофарад. Вместо остальных, которые на 470, можно аналогичные, а можно и выше емкостью, до 1000 микрофарад, лишь бы по высоте подошли в корпус. По напряжению - можно и на 10 вольт, а C14 - даже и на 6,3 вольта.

Вторая распространенная неисправность D-Link DSL-2500U/BRU/C (H/W Ver:C1) и DSL-2520U/BRU/C (H/W Ver:C1) - модем вообще никак не реагирует на включение, либо после включения слабо моргает всеми светодиодами. Тут возможны две основные причины:

а) Внешний блок питания (5,2V 1A). Если дело в нем, то чаще всего проблема в конденсаторах и ремонт весьма прост. Открываем блок, осматриваем электролитический конденсатор C9 (1000 микрофарад 10 вольт). Если вздулся - меняем. При замене нужно учитывать ограничение по высоте. Также следует внимательно осмотреть на вздутость электролитические конденсаторы C10 (680 микрофарад 10 вольт, стоит рядом с C9) и C3 (10 микрофарад 400 вольт).

б) Если блок питания в порядке, то причина в самом модеме, скорее всего в микросхеме Broadcom 6301KSG (8 ножек, стоит возле трансформатора, недалеко от разъема для подключения телефонной линии). Снимаем её, смотрим - если модем начал включаться, то всё понятно. В обычных условиях - выпаивать из других DSL-модемов (они во многих моделях разных фирм встречаются, не только в D-Link-ах).

2.2 Алгоритм поиска и устранения неисправностей модема

Модем не набирает номер.

1. Необходимо проверить правильность подключения. Гнездо line служит для подключения модема к телефонной линии, а гнездо phone - для последовательного подключения к модему телефонного аппарата, что позволяет использовать для телефона и модема одну линию. Если при подключении вы случайно неправильно подключили кабели, сигнала готовности линии не последует.

2. Если кабели подключены правильно, то следует проверить, нет ли в каком-нибудь месте разрыва. Телефонные кабели стандарта RJ-11 обладают невысокой прочностью, поэтому, если кабель имеет неудовлетворительный вид, его необходимо заменить.

3. Если используется внешний модем, то нужно проверить, подключен ли кабель модема к исправному последовательному порту компьютера, а также включен ли модем. Для определения того, включен ли модем и реагирует ли он на команды набора номера, служат индикаторы на передней панели модема.

4. Если модем представляет собой адаптер PCMCIA/PC Card, то следует проверить, вставлен ли он до конца в разъем PCMCIA/PC Card. Для того чтобы увидеть, какие устройства подключены в данный момент, необходимо щелкнуть левой клавишей мыши два раза на пиктограмме PCMCIA в окне Панель управления. Если в списке установленных устройств модема нет, адаптер необходимо вынуть и вставить заново. Если модем обнаружится компьютером, то он появится в списке установленных устройств PCMCIA/PC Card. Поскольку модемы PCMCIA/PC очень тонкие, для подключения к ним обычного телефонного кабеля стандарта RJ-11 используется переходник. Если этот переходник поврежден, модем работать не будет.

5. Необходимо убедиться в том, что модем правильно сконфигурирован операционной системой. Если на компьютере установлена Windows 9x, для того чтобы получить информацию о конфигурации модема, нужно щелкнуть на кнопке Пуск и выбрать команду Настройки панели управления, а затем щелкнуть на пиктограмме Модемы. Выбрать в списке модем и активизировать вкладку Диагностика. В появившемся списке выбрать СОМ-порт, который используется модемом, и щелкнуть на кнопке Дополнительно. После выполнения этих действий в модем будут направлены команды тестирования и, если он установлен правильно, появится информация о использующемся порте и модеме.

6. Если при выполнении приведенных выше действий появляется сообщение об ошибке, это значит, что модем сконфигурирован неправильно. Возможно, конфликт возник из-за совместного использования модемом и другим устройством прерывания IRQ или адреса ввода-вывода. Независимо от того, установлен модем или нет, во вкладке Устройства диалогового окна Свойства: Система для каждого исправного СОМ-порта можно узнать информацию о его прерывании IRQ, адресе ввода-вывода и типе микросхемы UART. Для работы современных модемов тип микросхемы UART должен быть 16550 или выше.

Компьютером не обнаруживается внешний модем.

1. Необходимо убедиться, что модем подключен к компьютеру с помощью подходящего типа кабеля. Для подключения большинства внешних модемов используется кабель стандарта RS-232 с 9-контактным разъемом на одном конце и 25-контактным - на другом.

2. Необходимо убедиться в исправности СОМ-порта, к которому подключен модем. Для этого можно повторить приведенную выше последовательность действий или воспользоваться диагностическими программами. При тестировании СОМ-портов такими программами могут потребоваться заглушки.

3. Проверить шнур и выключатель питания.

4. Проверить разъем USB (для USB-модемов).

2.3 Диагностика модемов

Сначала необходимо визуально осмотреть модем. Обращаем внимание на нагрузочный резистор. Могут быть видны трещины и сколы на его поверхности. На микросхемах так же могут быть сколы. Включаем питание. Необходимо убедиться, что светодиоды светятся. Далее подключить модем к телефонной линии.

Проверить, что при этом модем не занял линию. Можно просто позвонить на него с мобильного телефона, если не слышно гудков характерных гудкам «занято», значит, шлейф не замкнут и находится в исходном (правильном) состоянии. Если это не так, проверяем ключ или реле, или защитные элементы. Если модем 3Com то смотрим диодный мост. Теперь нужно проверить, «снимает» ли модем трубку после команды. Для этого лучше воспользоваться программой Hyper Terminal, встроенной в ОС Windows. И с помощью команды ATH1, попробовать заставить модем «снять» трубку, далее необходимо убедиться, что это произошло. Потом следует задать команду ATH0, модем должен «положить» трубку. Если модем трубку не снимает нужно проверить резистор, реле, диодный мост, защитные элементы, ключевой транзистор, стабилитрон. Если модем выполняет команды, то можно попробовать набрать номер с него. Если линия поддерживает тоновый набор даём след. команду - ATDTxxxxx или ATDPxxxxx если вы пользуетесь импульсным набором, где xxxxx - номер телефона, например вашего мобильного телефона. Модем должен набрать номер. Если модем выдал - No Dial Tone проверяем стабилитрон, транзисторы, если всё проверено и исправно тогда возможно вышла из строя KS3014 и(или) KS3021.

Заключение

На сегодняшний день модемы увеличивают свои функции и их роль в компьютерном мире всё стремительнее растёт. Модемы захватывают все большие области применения, скорость передачи информации увеличивается и всё это даёт возможность модемам иметь хорошее будущее в эпоху научно-технического прогресса и развития информационных коммуникаций. Данный курсовой проект содержит алгоритм ремонта и поиска неисправностей. Так же освещены мероприятия по техники безопасности при выполнении работ по техническому обслуживанию и ремонту модемов. Поставленные задачи и цель перед курсов проектированием достигнуты. Разработанный проект может быть применен для ремонта и поиска неисправностей модемов на производстве.

Список литературы

1. «Сравнительные испытания модемов в условиях коммутируемой телефонной сети общего пользования» Кочеров А.В., Пасковатый А.О. 1996.

2. «Модемные протоколы физического уровня», А. Пасковатый. Сборник статей

3. «Модемы: разработка и использование в России.» под редакцией А. Пасковатого, Москва 1996.

4. «Испытания модемов на предмет выявления критических значений дестабилизирующих воздействий» И. Дианов, А. Кочеров, В. Серганов.

5. «Что за капризная вещь - модем.» Сергей Тригуб. Журнал «Компьютерное обозрение» №22/191/ 9 июня 1999.

6. «Сопряжение ПК с внешними устройствами - 320 стр.» Ан П., Электронная библиотечная система.

7. «Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование 2009 г. - 848 стр.» Авдеев В.А., электронная библиотечная система.

Размещено на Allbest.ru