Все о модемах

РЕФЕРАТ по специальности Управление и информатика в технических системах на тему Модемы и их применение Выполнили студент 1 курса Буренок Н. Проверила Кочетова И.В. Хабаровск - 1997 СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Общая характеристика 2. Управление модемами 1. Реализация управления модемами 2. Фактический промышленный стандарт на управление модемами 3. Протоколы и стандарты 3.1Общее положение 3.2 Обзор методов эхо-компенсации . 3.3Применение протоколов других типов 3.4Стандартизация протоколов защиты от ошибок. 3.5Фактически промышленный стандарт-протокол MNP . 4. Сжатие данных. 5. Взаимодействие с оконечным оборудованием . 6. Факс-модемы 7. Модем как средство связи между компьютерами 1.Услуги 1.Передача файлов 2.Электронные доски объявлений 3.Электронныя почта . 8. Обзор выпуска модемов 9. Заключение 10. Список литературы ВВЕДЕНИЕ Редкий серьезный деловой человек, профессиональный программист или системный оператор может представить себе полноценную работу без использования такого мощного, оперативного и удобного сочетания как обычная телефонная линия, модем и компьютерная сеть. В то время как первые две составляющие всего лишь техническая сторона новой организации информационного обмена между пользователями, компьютерная сеть - это та глобальная идея, объединяющая разрозненных обладателей компьютеров и модемов, систематизирующая и управляющая хаотически предъявля- емыми требованиями и запросами по быстрому информационному обслуживанию, моментальной обработкой коммерческих предложений, услугами личной конфиденциальной переписки и т.д. и т.п. Сейчас, в условиях многократно возрастающих каждый год информационных потоков, уже практически невозможно вообразить четкое взаимодействие банковских структур, торговых и посреднических фирм, государственных учреждений и других организаций без современной вычислительной техники и компьютерных сетей.

В противном случае пришлось бы содержать гигантский штат обработчиков бумажных документов и курьеров, причем надежность и быстрота функционирования такой системы все равно была бы значительно ниже предоставляемой модемной связью и компьютерными сетями.

А ведь каждая минута задержки в пересылке важных информационных сообщений может вылиться в весьма ощутимые денежные потери и имиджевые крахи.

Без модема немыслима система электронных коммуникаций.

Это устройство позволяет включиться в увлекательный, а сегодня, используя последние изобретения мира телекоммуникаций, уже и просто жизненно необходимый, мир информационных потоков, электронных баз данных, электронной почты, электронных справочников, электронных досок объявлений и многого другого.

Возможности получения и обмена информацией с помощью модемов уже сегодня трудно переоценить, а то, что ждет нас завтра, мы не можем себе даже вообразить.

Электронное письмо, посланное по электронной почте в любую точку земного шара, дойдет до адресата меньше, чем за два часа. Мы можем поместить какое-либо объявление или рекламу в систему телеконференции вашей сети электронной почты и эту информацию через сутки узнает весь мир если, конечно, этого очень захотеть. Посредством модема можно, например, из Москвы подключиться напрямую к серверу в Нью-Йорке и работать с информационными базами данных, которые он содержит.

Наконец, мы можем послать факс. Уже сегодня ни одна солидная брокерская контора не может обойтись без опера- тивного получения и передачи информации с использованием компьютерных каналов связи и, как следствие, модемов. 1. Общая характеристика Основной задачей модема является преобразование исходной цифровой информации в вид, пригодный для передачи по каналу связи, и обратное преобразование на приеме. Вид модуляции и метод построения модема в значительной степени определяют скорость передачи данных и эффективность использования канала связи.

Применительно к передаче данных по телефонным каналам, виды модуляции, используемые в модемах, регламентируются МККТТ Международного консультативного комитета по телеграфии и телефонии. В Рекомендациях МККТТ определены основные технические характеристики модема, такие, как форма спектра передаваемого сигнала, структура настроечной комбинации, образующий полином скремблера дескремблера и другие параметры, обеспечивающие совместимость модемов, выпускаемых разными изготовителями.

Качество работы модема определяется способностью противодействовать мешающим факторам, а, именно - Гауссовскому шуму - межсимвольной интерференции, вызванной не идеальностью передаточной функции канала связи - флуктуациям фазы несущей частоты, обусловленным низкочастотной паразитной модуляцией в генераторном оборудовании систем передачи с частотным разделением каналов.

Поэтому для повышения качества работы модема требуется применение оптимальных либо близких к ним алгоритмов обработки сигналов, позволяющих уменьшить влияние мешающих факторов. Повышение эффективности использования канала связи, т.е. удельной скорости передачи числа передаваемых бит на единицу полосы пропускания канала связи, требует применения в модеме следующих систем - адаптивного корректора сигнала для уменьшения межсимвольной интерференции в принимаемом сигнале - дискретного или цифрового формирователя спектра сигнала на передаче в качестве его дополнительной функции может быть введение предыскажений с целью компенсации межсимвольной интерференции - скремблера на передаче и дескремблера на приеме для преобразования исходной последовательности данных в псевдослучайную и обратного преобразования на приеме - системы компенсации флуктуаций фазы несущей частоты, Соединение абонента передачи данных с телефонным каналом может осуществляться с помощью четырехпроводного окончания главным образом с арендованными каналами и или двухпроводным окончанием в основном с коммутируемыми каналами. При четырехпроводном окончании передача и прием осуществляются независимо друг от друга, а при двухпроводном окончании и работе в дуплексном режиме передатчик по- рождает помехи на входе своего приемника так как объединение и разделение передачи и приема производится с помощью дифсистем, которые невозможно идеально настроить на полное подавление сигнала передатчика местного модема. Передача данных по телефонным каналам с двухпроводным окончанием организуется с использованием одного из следующих методов - поочередной передачи в каждом из направлений полудуплексный режим - частотного разделения направлений передачи дуплексный режим симметричный или асимметричный - в зависимости от равенства или неравенства скоростей передачи в разных направлениях - одновременной передачи в обоих направлениях с подавлением на приеме отраженного сигнала собственного передатчика дуплексный режим с эхо компенсацией. Модемы классифицируются, в основном, по величине скорости и типу канала, для которого они предназначены арендованный или коммутируемый. Совместимость модемов разных изготовителей обеспечивается соответствием их нормам международных Рекомендаций серии V Международного консультативного комитета по телеграфии и телефонии МККТТ. Итак, модемом называется устройство, способное осуществлять МОдуляцию и ДЕМодуляцию информационных сигналов МОДЕМ . Собственно работа модулятора модема заключается в том, что поток битов из компьютера преобразуется в аналоговые сигналы, пригодные для передачи по телефонному каналу связи.

Понятно, что демодулятор модема выполняет обратную задачу.

Таким образом, данные, подлежащие передаче, преобразуются в аналоговый сигнал модулятором модема передающего компьютера.

Принимающий модем, находящиеся на противоположном конце линии, слушает передаваемый сигнал и преобразует его обратно в цифровой при помощи демодулятора.

После того, как эта работа выполнена, информация может передаваться в принимающий компьютер.

Режим работы, когда передача данных осуществляется только в одном направлении, называется полудуплексным half duplex. Вообще говоря, оба компьютера, как правило, могут одновременно обмениваться информацией в обе стороны.

Этот режим работы называется полным дуплексом, или просто дуплексом full duplex. Можно выделить некоторые основные этапы работы модема.

Первым делом модем принимает данные, поступающие из компьютера, после чего разделяет их на исполняемые команды и информацию, которую надо передать в линию. Сразу же заметим, что большинство современных модемов используют так называемый набор команд AT. сокращение от слова ATtentin. Поскольку этот набор команд был в своё время разработан фирмой Hayes Microcomputer Product, то использующие его модемы называют Hayes-совместимыми. Сегодня они составляют подавляющее большинство среди подобных устройств.

Кроме собственно модуляции и демодуляции сигналов модемы могут выполнять сжатие и декомпрессию пересылаемой информации, а также заниматься поиском и исправлением ошибок, возникнувших в процессе передачи данных по линиям связи. Модем выполняется либо в виде внешнего устройства, которое одним выходом подсоединяется к телефонной линии, а другим к стандартному COM-поpту компьютера pазъём RS232 , либо в виде обыкновенной печатной платы, которая устанавливается на общую шину компьютеpа.

Внутренние варианты модемов могут быть пpиспособленны как к обычной ISA, так и к PCI шинам. Контpоллеp модема - это, как правило, специализированный микрокомпьютер типа SC1107 или SC1108, содеpжащий восьмиpазpядное АЛУ, ПЗУ в 8 Кбайт, ОЗУ 128 байт, таймеp, командный pегистp, контpоллеp пpеpываний, стек, поpт ввода вывода. Если плата модема пpисоединена к системной шине ПК, то пpименяется паpаллельный контpоллеp SC1107. Если же плата pаботает с компьютеpом посpедством RS232, то используется последовательный контpоллеp SC1108. В некотоpых констpукциях pоль контpоллеpа выполняет пpоцессоp 8031 с внешним ПЗУ i2732,2764 и микpосхемой 74LS373. Модемы могут отличаться друг от друга, например, по методам модуляции.

Ведь, как известно, у одного и того же сигнала, определяемого во времени, можно модулировать амплитуду, частоту и фазу. Наиболее известны три метода модуляции FSK Frequency Shift Keying , PSK Phase Shift Keying и QAM Quadrature Amplitude Modulation. FSK является разновидностью частотной модуляции ЧМ , а PSK - фазовой ФМ . FSK использует четыре выделенные частоты.

Пpи пеpедаче инфоpмации сигнал частотой 1070 Гц интерпретируется как логический нуль, а сигнал частотой 1270 Гц - как логическая единица. Пpи приеме нуль соответствует сигналу 2025 Гц, а единица - 2225 Гц. PSK использует две частоты для передачи данных - 2400 Гц, для приема - 1200 Гц. Данные пеpедаются по два бита, пpи этом кодиpовка осуществляется посpедством сдвига фазы сигнала.

Используются следующие сдвиги фазы для кодиpовки 0 гpадусов для сочетания битов 00, 90 гpадусов для 01, 180 гpадусов для 10, 270 гpадусов для 11. В методе квадратной амплитудной модуляции QAM одновременно изменяются фаза и амплитуда сигнала, что позволяет передавать большее количество информации. В современных модемах используется так называемая модуляция с решёточным кодированием TCQAM Trellis Coded QAM , или просто TCM. Одной из основных характеристик модема является скорость модуляции, которая определяет физическую скорость передачи данных без учёта исправления ошибок и сжатия данных.

Единицей измерения этого параметра является количество бит в секунду. Скорость модуляции не следует путать с пропускной способностью канала, которая может быть меньше или больше скорости модуляции в зависимости от качества линии, применения коррекции ошибок и сжатия передаваемых данных. Поскольку скорость передачи данных может измеряться как в битах в секунду, так и в бодах.

Дело в том, что бод определяет число изменений модуляций сигнала в секунду. Однако в зависимости от способа модуляции каждое изменение сигнала может соответствовать не только одному, но и большему количеству бит. 2.УПРАВЛЕНИЯ МОДЕМАМИ 2.1.

Реализация управления модемами

В состав некоторых связных программ также входят программно реализуемы... Они создают возможность в процессе работы выполнять измерение и отобра... имеют встроенный генератор стандартной тестовой последовательности и и... . Следует отметить, что возможно непосредственное управление модемом с П...

Фактический промышленный стандарт на управление модемами

3. Набор команд АТ, приводимый в инструкциях по эксплуатации зарубежных м... . 11 регулирование уровня передачи. Рассматривая набор команд AT, можно ... Набор команд AT используется в следующих модификациях - исходный набор...

Протоколы и стандарты

Протоколы и стандарты 3.1.

Общее положение

Если бы не было коммуникационных стандартов, то процесс взаимодействия... Под протоколом в данном случае понимается некая совокупность правил, р... В Bell 212A нашла своё применение диффиринциальная фазовая модуляция D... Применение многопозиционного метода модуляции обуславливает необходимо... Рекомендацией предусмотрена настроечная комбинация, которая позволяет ...

Обзор методов эхо-компенсации

В то же время дальнее эхо имеет низкий уровень влияния, значительное в... Исследованы вопросы проектирования, выбора структуры и практической ре... Модемы, соответствующие стандартам для скорости до 2400 бод, могут сво... Это связано с тем, что до недавнего времени максимальная скорость пере... Итак, летом 1994 года союз ITU принял стандарт V.34, который описывает...

Применение протоколов других типов

Применение протоколов других типов Рядом изготовителей используется непосредственно протокол сети с пакетной коммутацией X.25 - протокол LAPB, что при введении в модем устройства сборки разборки пакетов PAD позволяет реализовать в соответствии с Рекомендацией V.110 МККТТ взаимодействие абонентов телефонной сети и сети с пакетной коммутацией X.25. 3.4.

Стандартизация протоколов защиты от ошибок

Исходной базой протокола LAPM является известный протокол передачи дан... При установлении соединения производится анализ определенных параметро... Средний коэффициент сжатия составляет 1,6, а суммарная эффективность д... При обнаружении таких последовательностей алгоритм выключает механизм ... Первая, причина, заключается в том, что отдельные алгоритмы протокола ...

Взаимодействие с оконечным оборудованием

. Проблема возникает при организации обмена данными между модемами, в ко... В Рекомендации V.24 она соответствует стандарту RS232 США определены н... Взаимодействие модема с ООД нормируется рядом Рекомендаций МККТТ. Взаимодействие с оконечным оборудованием.

Факс-модемы

В отличие от первых аналоговых телефаксов, работающих со скоростью 300... Однако любая содержательная строка факса состоит, вообще говоря, из от... Так, если взглянуть на обычную машинописную страницу, то число перемен... Однако в настоящее время подавляющее число телефаксов соответствует ст... Вообще говоря, в состав любого телефакса входят сканер для считывания ...

Модем как средство связи между компьютерами

Если на одном компьютере работают хотя бы два человека, у них уже возн... В рамках предприятия, небольшого города или просто ограниченной местно... Hо когда pечь заходит о соединении компьютеров, находящихся на расстоя... Впеpвые такое устройство было представлено разработчиками и стандартиз... Параллельно с аппаратными изобретениями начали выходить в свет и прогр...

Передача файлов

Узел BBS содержит большое количество полезных и не очень программных п... Одни и те же символы, передаваемые на компьютер, могут, в зависимости ... Узел, с которого станция получает почту называется аплинком Uplink, а ... Чем выше уpовень хаба, тем, как пpавило, меньше у него лаунлинков стат... Компьютерная конференция может быть полезна тем, кто хочет узнать о но...

Обзор выпуска модемов

Ведущими производителями модемов для телефонных каналов являются компа... В США наиболее часто используются модемы компаний Codex, Hayes Microco... имеющихся в стране ПЭВМ. Европы являются в Великобритании - Racal Milgo, British Telecom, Case,... третьих компаний Toshiba Япония , Compaq, Zenith, Megahertz и Holmes M...