Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Лекція: Структура модему, методи модуляції, стандарти І програмні засоби для модемів

Скачати 177.64 Kb.

Лекція: Структура модему, методи модуляції, стандарти І програмні засоби для модемів




Скачати 177.64 Kb.
Дата конвертації07.06.2017
Розмір177.64 Kb.

http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів

18. Лекція: Структура модему, методи модуляції, стандарти і програмні засоби для модемів

Структура модему


Одна з можливих структурних схем модему показана на мал. 18.1.
Програ́мне забезпе́чення (програ́мні за́соби) (ПЗ; англ. software) - сукупність програм системи обробки інформації і програмних документів, необхідних для експлуатації цих програм.
Вона містить типові функціональні вузли обробки і перетворення сигналів, з числа яких навмисно виключені деякі другорядні вузли, призначені для організації синхронізації і обробки службових сигналів. Далі вузли, що здійснюють пряме і зворотне перетворення в частині модему, що передає і приймальній, розглядаються попарно.


Мал. 18.1.  Структурна схема модему
Кодер/декодер призначені для захисту від помилок і "стискування" даних.
Структу́рна схе́ма - схема, яка визначає основні функціональні частини виробу, їх взаємозв'язки та призначення. Під функціональною частиною розуміють складову частину схеми: елемент, пристрій, функціональну групу, функціональну ланку.
Захист від помилок припускає включення в пакети передаваних даних надмірного циклічного коду (CRC), як і в локальних комп'ютерних мережах (див. розділ "Використання перешкодостійких кодів для виявлення помилок в мережі" Лекції 10). При цьому як стандартні протоколи, що детальніше описують формати даних (зокрема число битий в коді CRC – 16 або 32), використовуються протоколи серії MNP (Microcom Networking Protocol компанії Microcom) або V.42 / V.
Циклічний код - лінійний код, що володіє властивістю циклічності, тобто кожна циклічна перестановка кодового слова також є кодовим словом. Використовується для перетворення інформації, для захисту її від помилок (див. Виявлення і виправлення помилок)
Форма́ти да́них - сукупність регламентованих в архітектурі ЕОМ структур для представлення різних за специфікою обробки та представлення видів інформації (цілих чисел, дробових чисел, текстових рядків тощо).
44 (міжнародний стандарт ITU-T). Протоколом V.42bis є протокол стискування даних. Якщо не можна збільшити пропускну спроможність лінії передачі із-за обмеження, що накладається теоремою Шеннона, то можна зменшити надмірність передаваної текстової інформації, використовуючи властивість повторюваності ланцюжків символів в словах. Для цього на кінці лінії, що передає і приймальному, модеми (точніше, їх кодери і декодери) організовують і підтримують ідентичні динамічні словники у вигляді структур типу дерева з окремими символами як вузли (див. мал. 18.2). Досить передавати не самі слова, а, фактично, спеціальним чином описані (у вигляді чисел) частини словників (шляхи в дереві), що містять необхідні послідовності символів. Так, частина словника на мал. 18.2 дозволяє описати рядки символів A, B, BA, BAG, BAR, BI, BIN, C, D, DE, DO і DOG щодо відповідних кореневих вузлів.


Ськремблер/деськремблер проводять таке перетворення передаваного і прийнятого сигналів, яке виключає вплив довгих ланцюжків з логічних нулів або одиниць, а також коротких послідовностей, що повторюються, на надійність синхронізації в приймальній частині модему. Скремблер при необхідності "розріджує" такі послідовності за рахунок примусових логічних нулів, що вставляються, або одиниць, роблячи перетворені дані псевдовипадковими, а дескремблер видаляє зайві біти, відновлюючи початковий вид даних. Описана проблема (залежність якості синхронізації від вигляду передаваних даних) істотна, звичайно, не тільки при модемному зв'язку, але і при будь-яких видах обмінів цифровими даними по послідовній лінії передачі, в якій не передбачена посилка окремого синхросигнала. Така ситуація характерна для комп'ютерних мереж, в яких для вирішення вказаної проблеми замість простих кодів передачі використовуються коди, що самосинхронизирующиеся (типу дворівневих кодів манчестер-2 або трирівневих кодів з високою щільністю одиниць – КВП або BNZS в англійському варіанті назви).


Мал. 18.2.  Приклад представлення частини словника при роботі протоколу стискування V.42bis
Еквалайзер включається в приймальній частині модему і служить для компенсації залежності групового часу запізнювання в лінії від частоти. Для поліпшення якості передачі мовних сигналів їх спектральні складові на різних частотах повинні приходити до видаленого модему з однаковою затримкою. Ідеальна компенсація показана на мал. 18.3. На практиці у високошвидкісних модемах власний груповий час запізнювання эквалайзера підстроюється автоматично.


Мал. 18.3.  Ідеальна компенсація эквалайзером залежності групового часу запізнювання в лінії від частоти

У приймальній частині модемів, що працюють в дуплексному режимі на звичайній двухпроводной телефонній лінії, потрібно здійснювати також луну-компенсацію. Відповідний функціональний вузол на мал. 18.1 не показаний. Проблема полягає в тому, що при дуплексному обміні модем, що передає, може сприйняти породжений ним же сигнал, відображений від іншого кінця лінії, як що прийшов від видаленого модему. У стандартах для високошвидкісних модемів (зокрема, в стандарті V.34) передбачена процедура эхо-компенсации і встановлені обмеження на рівень відображеного сигналу (він має бути менше корисного сигналу не менше чим на 25...30 дБ) і його максимальну затримку (не більше 200...300 мс). Практична реалізація эхо-компенсации у високошвидкісних модемах передбачає автоматичне визначення параметрів відображеного сигналу (його амплітуди і затримки) на етапі встановлення з'єднання.

Фільтри і підсилювачі на рис.18.1 є традиційними пристроями при обробці сигналів на тлі шумів і перешкод і не потребують докладнішого опису. В той же час модулятор і демодулятор в модемах реалізують специфічні і достатньо складні методи модуляції, які розглядаються в розділі "Методи модуляції, використовувані у високошвидкісних модемах".

У сучасних модемах велика частина функцій виконується програмою, роботою цифрового сигнального процесора, що управляє (ЦСП).

Обробка сигналів - галузь схемотехніки, електротехніки і прикладної математики, яка досліджує теорію перетворення як цифрових, так і аналогових сигналів, що є змінними в часі або просторі фізичними величинами.
Процесор цифрової обробки сигналів (процесор ЦОС, англ. digital signal processor, DSP; рос. ЦСП) - це спеціалізований програмований мікропроцесор, призначений для маніпулювання в реальному масштабі часу потоком цифрових даних.
Для виключення ефекту накладення спектрів принципове використання безперервних аналогових фільтрів. Потрібні також аналогові підсилювачі, АЦП і ЦАП для перетворення аналогових сигналів в цифрових і назад.
Ана́логовий сигна́л - сигнал (напруга, струм тощо), неперервний на всьому проміжку часу. Аналоговий сигнал є або вираженим синусоїдальним коливанням, або, у загальному випадку, розкладеним у ряд (Фур'є) накладанням синусоїдальних коливань певної амплітуди і частоти.



Методи модуляції, використовувані у високошвидкісних модемах


Відомо, що "класичні" методи модуляції за інших рівних умов істотно відрізняються між собою по ступеню стійкості до перешкод. Відносно посилок обмежених в часі відрізків синусоїдальних сигналів, що несуть інформацію про логічні нулі і одиниці, можлива проста інтерпретація переваги одних методів модуляції перед іншими (див. мал. 18.4). На мал. 18.4 s1(t) і s2(t) – сигнали, відповідні логічному нулю і одиниці (при бінарній передачі, коли кожна елементарна посилка несе інформацію тільки про один біт). АМ, ЧМ і ФМ – відповідно амплітудна, частотна і фазова модуляція. З графіків на мал. 18.4 видно, що найбільшою мірою відрізняються між собою посилки сигналів при фазовій модуляції, в найменшій – при амплітудній модуляції.
Ампліту́дна модуля́ція (АМ) - вид модуляції, при якій параметром сигналу-носія, що змінюється, є амплітуда його коливань.
Тому по ступеню стійкості до перешкод "класичні" методи модуляції мають бути розставлені в тому ж порядку:

АМЧМФМ


У високошвидкісних модемах для подальшого поліпшення перешкодостійкості (при незмінному відношенні сигнал-шум в лінії) використовуються зазвичай комбінації з "класичних" методів модуляції, зокрема, різні варіанти амплитудно-фазової модуляції. Для пояснення переваги таких комбінованих методів модуляції над "класичними" методами можуть бути застосовані так звані констелляционные (від слова constellation – сузір'я) або треллис (від слова trellis – грати) діаграми. Використовується ще і третій варіант назви – діаграми квадратури, безпосередньо пов'язаний із способом зображення на комплексній плоскості гармонійних функцій при їх розкладанні на синусоїдальну ("уявну" – Im) і косинусоидальную ("речову" – Re) складові.


Мал. 18.4.  Якісне порівняння "класичних" методів модуляції по ступеню стійкості до перешкод
На мал. 18.5 показаний фрагмент сигналу для простий бінарній диференціальній фазовій модуляції (DPSK), при використанні якій передачі логічною 1 в початковій цифровій послідовності відповідає зрушення фази гармонійної посилки на 180°, а логічному 0 – відсутність такого зрушення. У аналітичному вигляді цей сигнал описується співвідношенням s(t)= cos(?ct± /2) і на комплексній плоскості представляється у вигляді двох крапок на колі. У сучасних високошвидкісних модемах цей вид модуляції не використовується, хоча застосовувався раніше в модемах із швидкістю передачі до 4800 бит/с. Обмеження швидкості передачі пов'язане з неефективним розміщенням сигналів в просторі, при якому мінімальна відстань між ними (а значить, і ступінь стійкості до перешкод) далеко від теоретичної межі. Для методу DPSK максимальне число битий, інформація про яких може бути "закодована" в одній посилці гармонійного сигналу (на одному бодовом інтервалі), складає 3, що означає поліпшення швидкості передачі в порівнянні з бінарним кодуванням тільки в 3 рази і загальне число гармонійних посилок, що розрізняються по фазі, рівне 23=8. При спробі подальшого "дроблення" фаз метод модуляції DPSK стає неконкурентноспособным з погляду перешкодостійкості порівняно з досконалішими комбінованими амплитудно-фазовими методами модуляції.

Перехід від фазової до амплитудно-фазової модуляції дозволяє збільшити мінімальну досяжну відстань між гармонійними посилками (у сенсі відстані між крапками в евклидовом просторі) при заданому числі цих посилок, як це показано на мал. 18.6. На цьому малюнку порівнюються два методи модуляції (16-DPSK і 16-QAM), причому мінімальна відстань між посилками d, очевидно, більше для другого методу модуляції. Тут QAM (Quadrature Amplitude Modulation) – багатопозиційна амплитудно-фазова модуляція, при використанні якої досяжне число битий на один бодовый інтервал може бути збільшено до 8. Існує вдосконалений метод модуляції – TCM (Trellis Coded Modulation), модуляція з гратчастим кодуванням або треллис-модуляция. Перевага методу TCM перед QAM полягає не стільки в збільшенні числа битий, передаваних за час посилки (воно може складати від 1 до 9), скільки в зниженні вимоги до телефонної лінії по величині відношення сигнал-шум на 3...

PSTN (англ. Public Switched Telephone Network, рос. Телефонная сеть общего пользования, ТСОП, ТфОП) - це планетарна телефонна мережа загального користування (ТМЗК), для доступу до якої використовуються звичайні проводові телефонні апарати, міні- АТС і обладнання передавання даних.
6 дБ. Якщо обмежитися коротким поясненням без залучення ряду додаткових і необов'язкових для широкого круга користувачів термінів, то до одних з основних рішень, закладених в метод модуляції TCM, слід віднести введення надмірного біта, отриманого за допомогою сверточного кодування.

Після цього застосовується метод модуляції QAM. Не дивлячись на те, що введення надмірного біта приводить до збільшення загального числа посилок в два рази, використання при декодуванні ефективного алгоритму обробки сигналів на тлі шумів і перешкод (алгоритму Віттербі) дозволяє компенсувати цю надмірність і отримати відмічений вище виграш у відношенні сигнал-шум. Аналіз прийнятого надмірного біта і облік раніше прийнятих сигналів дає можливість упевненіше вибрати найбільш вірогідну крапку в просторі сигналів. Ускладнення алгоритмів обробки сигналів і збільшення загального числа посилок веде до збільшення необхідної продуктивності (обчислювальній потужності) декодера, проте сучасний рівень розвитку цифрових сигнальних процесорів дозволяє вирішити цю задачу. Модеми із швидкістю передачі до 33600 бит/с, призначені для роботи на аналогових телефонних лініях і що відповідають рекомендаціям стандарту V.34, використовують метод модуляції TCM. На мал. 18.7 як приклад представлені проекції сигналів на комплексну плоскість для методу модуляції TCM при числі крапок, рівному 24, 128, 256 і 960 (відповідні швидкості передачі в стандарті V.34 9600, 19200, 24000 і 28800 200 бит/с). У останньому випадку за рахунок тимчасового ущільнення окрім основного каналу вводиться незалежний додатковий (паралельний) низькошвидкісний канал (із швидкістю передачі 200 бит/с), який може використовуватися для службових цілей. Загальний вид проекцій сигналів на комплексну плоскість на мал. 18.7 робить зрозумілими раніше згадувані варіанти назв діаграм квадратури: констелляционные (constellation – сузір'я) або треллис (гратчасті).


Мал. 18.5.  Фрагмент сигналу для простий бінарній диференціальній фазовій модуляції (2 – DPSK) і його відображення на комплексній плоскості


Мал. 18.6.  Порівняння двох методів модуляції (16-DPSK і 16-QAM) по величині мінімальної відстані між посилками d

Мал. 18.7.  Проекції сигналів на комплексну плоскість для методу модуляції TCM при числі крапок, рівному 24, 128, 256 і 960
Варто зробити зауваження відносно двох можливих способів опису швидкостей модемів. Швидкість в бодах (baudrate) є фізичною частотою зміни посилок. Вона зазвичай обмежена смугою пропускання телефонної лінії (від 300 до 3400 Гц, тобто 3100 Гц). Частота несе вибирається близької до середини смуги пропускання телефонної лінії; для стандарту V.34 передбачений ряд можливих частот такою, що несе в діапазоні від 1600 до 2000 Гц ("відхід" в ту або іншу сторону від центру смуги пропускання може декілька поліпшити якість зв'язку). Таким чином, бодовый інтервал (тривалість однієї елементарної посилки) може містити менш одного періоду гармонійного коливання (на відміну від випадку, показаного на мал. 18.4). Інформаційна швидкість передачі може задаватися або в бит/с (у англомовній літературі в bps – bit per second), або в числі символов/с=байт/с (у англомовній літературі в cps -characters per second). Швидкість в бит/с завжди більше або дорівнює швидкості в бодах, причому відношення цих швидкостей збігається з числом битий, що доводяться на один бодовый інтервал в тому або іншому методі модуляції. Твір 3100 (стандартна смуга пропускання телефонної лінії в Гц) 9 (максимальне число битий, що доводяться на один бодовый інтервал в методі модуляції QAM) все ще менше 33600 Біт/c. Це означає необхідність використання ширшої смуги пропускання (і більшої частоти зміни посилок), що і є одній з особливостей стандарту V.34 (див. наступний розділ). Швидкість в символах/с або байт/с (cps) не можна отримати просто діленням на 8 швидкостей в бит/c, оскільки вона враховує "непродуктивні" втрати (службові поля в пакетах і інтервали між ними). Шляхом безпосередніх вимірювань встановлено, що при такому перерахунку додатково повинен використовуватися множник, що трохи перевищує 0,9 і залежний від довжини пакету (чим більше довжина пакету, тим менше "непродуктивні" втрати).

Особливості стандартів V.34, V.90 і V.92


Cтандарт V.34 має довгу назву, в перекладі що має наступний вигляд: "Модем, що забезпечує передачу даних з швидкостями до 28800 (33600) бит/с для використання на комутованій мережі загального користування і на двоточкових двухпроводных виділених каналах телефонного типу".
Передача даних (обмін даними, цифрова передача, цифровий зв'язок) - фізичне перенесення даних цифрового (бітового) потоку у вигляді сигналів від точки до точки або від точки до множини точок засобами електрозв'язку каналом зв'язку; як правило, для подальшої обробки засобами обчислювальної техніки.
Таким чином, цей стандарт орієнтований на застосування в найбільш поширених типах телефонних ліній. Стандарт V.34 має дві "версії" або редакції – в першій редакції стандарту від 1994 р. передбачалася швидкість передачі не вище 28800 бит/с, в другій від 1998 р. ця межа була збільшена до 33600 бит/с. Окрім перерахованих раніше, цей стандарт має ряд інших принципових особливостей:

  • повніше використання смуги пропускання телефонної лінії. З шести передбачених стандартом V.34 символьних швидкостей передачі дві найбільші (3200 і 3429 символов/с) вимагають ширину смуги пропускання лінії такою, що перевищує стандартне значення 3100 Гц, але досяжною для ряду реальних телефонних ліній;
    Смуга пропускання частот (англ. Bandwith) - діапазон частот, у межах якого амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) акустичного, радіотехнічного або оптичного пристрою є досить рівномірною для того, щоб забезпечити передачу сигналу без суттєвого викривлення його форми.


  • введення в передаваний сигнал разом з лінійними нелінійних передспотворень для часткової компенсації нелінійних спотворень, що вносяться апаратурою з імпульсно-кодовою модуляцією (ІКМ), що працює на лінії.
    Спотворення сигналу - зміни сигналу, викликані розбіжністю ідеальних і реальних характеристик систем його обробки та передачі. В залежності від характеру змін спектру вхідного сигналу поділяються на нелінійні (частотні, інтермодуляційні, фазові), динамічні тощо.
    На комплексній плоскості такі предыскажения виглядають у вигляді нерівномірного (що відрізняється від строго гратчастого) розташування сигнальних крапок;

  • розвинений сервіс, що включає можливість організації асиметричної передачі (різні швидкості, що несуть частоти, число крапок на комплексній плоскості і інші режими роботи для модемів на протилежних кінцях лінії), напівдуплексного обміну (эхокомпенсация не використовується) і додаткового каналу;

  • автоматичний адаптивний вибір режимів роботи модемів відповідно до параметрів реальної телефонної лінії. Для цього модеми поперемінно передають один одному послідовність з 21 гармонійного коливання з частотами в діапазоні від 150 до 3750 Гц, визначають можливі режими роботи і обмінюються інформацією про них. Налаштування швидкості роботи модемів відповідно до якості зв'язку (відношенням сигнал-шум) означає, що фактично швидкість може зменшуватися з кроком 2400 бит/с і у разі відношення сигнал-шум менше 20 дБ (реальна цифра для деяких вітчизняних телефонних ліній, особливо при міжміському зв'язку) опиниться не більше 9600 бит/с. Зв'язок ряду досяжних значень швидкостей передачі з відношенням сигнал-шум для стандарту V.34 показана на мал. 17.2.

Як випливає з аналізу особливостей стандарту V.34, він практично повністю використовує можливості, що надаються стандартними аналоговими телефонними лініями. Подальше зростання швидкості передачі по лінії можливе тільки при використанні ліній з більшою смугою пропускання, що і передбачене в стандарті V.90 для модемів із швидкістю передачі до 56 Кбіт/с, що часто позначаються як V.90- або 56К–модемы. Стандарт V.90 на 56К–модемы затверджений ITU-T у вересні 1998 р. На мал. 18.8 приведена ілюстрація принципу роботи звичайних (із швидкістю передачі до 33600 бит/с на основі стандарту V.34) і 56К(V.90) –модемов в телефонній мережі загального користування. Не дивлячись на те, що велика частина мережі цифрова, при роботі на обох кінцях лінії модеми, відповідні протоколу V.34, застосовують її як повністю аналогову. Це означає необхідність використання аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) при передачі сигналів в обох напрямах.
Ана́лого-цифрови́й перетво́рювач, АЦП (англ. Analog-to-digital converter, ADC) - пристрій, що перетворює вхідний аналоговий сигнал в дискретний код (цифровий сигнал), який кількісно характеризує амплітуду вхідного сигналу.
В результаті дискретизації сигналів по амплітуді АЦП вносять помітний внесок до погіршення відношення сигнал-шум і швидкість передачі в обох напрямах однакова (за найсприятливіших умов до 33600 бит/c). Проте якщо на одному з кінців лінії (у провайдера) використовувати спеціальний цифровий V.90-модем, підключений безпосередньо до цифрової частини телефонної мережі, а на іншому кінці (у клієнта) аналоговий V.90-модем, то в напрямі від провайдера до користувача АЦП відсутній і швидкість (теоретично) може бути збільшена до 56Кбит/c. Сама по собі цифрова телефонна мережа має швидкість передачі 64 Кбіт/с, проте наявність додаткових спотворень і шумів від роботи ЦАП і АТС, хоча і менших по рівню, чим шум дискретизації АЦП, обмежує досяжну швидкість передачі. Крім того, тестування 56К-модемов показує можливість досягнення швидкості в діапазоні 40...50 Кбіт/с при зв'язку з місцевою телефонною станцією і 28...33 Кбіт/с при роботі на міжнародних лініях.


Мал. 18.8.  Ілюстрація принципу роботи звичайних і 56К(V.90) –модемов
Таким чином, досягнення швидкості передачі 33,6 Кбіт/с і, тим більше, 56 Кбіт/с вимагає виконання цілого ряду умов. Насамперед сама по собі телефонна лінія зі всім устаткуванням, яке використовується для перетворення сигналів і комутації каналів, має бути достатньо якісною, з найменшою кількістю спотворень сигналів, що вносяться.
Мере́жа з комута́цією кана́лів - вид телекомунікаційної мережі, у якій між двома вузлами мережі повинне бути встановлене з'єднання (канал), перш ніж вони почнуть будь-який обмін інформацією. Це з'єднання протягом усього сеансу обміну інформацією може використовуватися тільки вказаними двома вузлами.

Для роботи із швидкістю 56 Кбіт/с, необхідне виконання додаткових трьох умов:



  1. Цифрове підключення на одному з кінців (з боку провайдера).

  2. Підтримка стандарту V.90 на обох кінцях. Стандарт V.90 повинен підтримуватися на обох кінцях з'єднання: як аналоговим модемом користувача, так і сервером видаленого доступу або модемним пулом на стороні хост-компьютера.
    Модемний пул (рос. Модемный пул) - технологія, яка використовується в комутованих лініях зв'язку типу Dial-up.
    Перехід до стандарту V.90 не означає обов'язкового придбання нового модему, оскільки деякі з них допускають суто програмний "upgrade".

  3. Одне аналого-цифрове перетворення. На шляху проходження сигналу між цифровим модемом V.90 і аналоговим модемом може бути тільки одне аналого-цифрове перетворення.

У червні 2000 р. обнародувана серія нових протоколів V.92, V.44 і V.59. Протокол V.92 є розвитком протоколу V.90 по частині вирівнювання швидкостей передачі в обох напрямах обміну. Максимальна витікаюча швидкість від користувача збільшена з 33,6 (V.90) до 48 Кбіт/с. Це досягається за рахунок зміни способу кодування інформації (ІКМ). Витікаюча від користувача інформація може передаватися з швидкостями від 24 до 48 Кбіт/с з кроком 1,333 Кбіт/с як і в протоколі V.90. Крім того, зменшується час входження в зв'язок з 20 (V.90) до 10 з (швидше з'єднання – Quick Connect). Другий протокол V.44 дозволяє збільшити ступінь стискування передаваних даних як 6:1, тобто на 25% порівняно з V.42bis, який забезпечував стискування 4:1. Продуктивність (інформаційна швидкість передачі) може збільшитися до 300 Кбіт/с. І, нарешті, третій протокол V.59 вводить таку послугу, як можливість переривання передачі даних на якийсь час від 0 до 16 хвилин і відповіді вхідному виклику. Для реалізації сервісів, що надаються стандартом V.92, необхідне виконання таких же умов, як і для стандарту V.90.

Класифікація модемів


Вище вже згадувалися різні типи модемів, проте цей список необхідно доповнити. У таблиці 18.1 представлений варіант класифікації модемів по наступних трьом ознакам:

  • типи ліній передачі, в яких використовуються модеми;

  • види сервісу і характеристики модемів;

  • особливості внутрішнього устрою і конструктивного виконання модемів.



Таблиця 18.1. Класифікація модемів

Основна назва групи модемів

Інші назви або області використання

Основні особливості модемів даної групи

1. По типах ліній передачі, в яких використовуються модеми

-

телефонні

автоматична адаптація до характеристик реальних телефонних ліній

power line або PLC (power line carrier)

для роботи в лінії силового електроживлення(електропроводці)


передача даних із швидкістю телефонних від 10-в Кбіт/с до 14 Мбіт/c (для найбільш широкосмугових модемів)

cable

для роботи в мережі кабельного телебачення

нерівні швидкості при передачі запитів від користувача в мережу і при отриманні інформації у зворотному напрямі (до 40 Мбіт/с)

radio

радіо

передача даних з швидкістю до 2 Мбіт/с по бездротових (радио-) лініях в умовах прямої видимості абонентів на відстані до 50 км.

2. По видах сервісу і характеристиках

fax

факс

поєднання функцій модему і апарату факсиміле

voice mail

голосова пошта

поєднання функцій модему і автовідповідача з додатковою можливістю автоматичного обзвона ряду номерів для передачі заданого повідомлення

voice

голосові

передача разом з даними голосу (можливо, одночасно з даними), зокрема для звукового супроводу документів

V.34

-

передача даних по аналогових телефонних лініях з швидкістю до 33,6 Кбіт/с

V.90 /92 (56K)

аналогові V.90/92-модемы

передача даних по телефонних лініях з швидкістю до 56 Кбіт/с (у напрямку до користувача), можлива тільки при виконанні ряду умов, зокрема при цифровому підключенні з боку провайдера і підтримці стандарту V.90/92 на обох кінцях лінії

3. По особливостях внутрішнього устрою і конструктивного виконання

Win (US Robotics)

RPI, WINRPI, софтвер, програмні

виконання частини функцій модему програмними засобами, що декілька знижує вартість модему, але приводить до значного навантаження на процесор комп'ютера

цифрові V.90/92-модемы

-

підтримка стандарту V.90/92 з боку провайдера

internal /external

внутренние/внешние

наявність власного корпусу і джерела живлення, можливість простого підключення/відключення (для зовнішніх модемів); реалізація у вигляді плати розширення, декілька менша вартість (для внутрішніх модемів)

xDSL-модемы

-

підтримка передачі даних по цифрових xDSL-линиям

Слід зазначити, що модеми відносяться до категорії масових телекомунікаційних засобів, що швидко розвиваються. Їх розробкою, виготовленням і просуванням до кінцевого користувача займається безліч фірм. З цим пов'язано існування безлічі несталих, частково пересічних назв модемів. Тому коротка назва модему може виявитися недостатньою для визначення його дійсного призначення і особливостей, вельми істотних для користувача. Так, є два абсолютно неспівпадаючих типу V.90-модемов – один, аналоговий, для застосування у користувача і інший, цифровий, для підтримки стандарту V.90 з боку провайдера. Плутанина також може виникнути з поняттям голосового модему (voice modem) у зв'язку з наявністю в деяких модемах близькою по назві, але абсолютно окремій функції голосової пошти (voice mail), див.

Голосова пошта (англ. Voice-mail) - це електронна система для реєстрації, збереження та перенаправлення телефонних голосових повідомлень (іноді - для розшуку та оповіщення користувачів).
таблиця 18.1.



Програмні засоби для модемів


Програмні засоби для модемів (інше найменування телекомунікаційні програми), можна розділити на три рівні:

  • низькорівневі засоби за типом мови асемблера для комп'ютерів.
    Асе́мблер (англ. assembler) - загальноприйнята назва транслятора з автокоду. Асемблер переводить початкову програму, написану на автокоді, в переміщувану програму на мові машинній. Оскільки асемблер здійснює трансляцію на мову завантажувача, при завантаженні програми необхідне налаштування умовних адрес, тобто адрес, значення яких залежать від розташування даної програми в пам'яті ЦВМ і від її зв'язків з іншими незалежно трансльованими програмами.
    Широко поширений набір так званих Hayes-команд компанії Hayes Microcomputer Products. Hayes-команды починаються з префікса AT, за яким слідують буквено-цифрові позначення. Існує командний режим, в якому встановлюються, змінюються або відновлюються параметри модему за умовчанням, і режим передачі (робочий). Навряд чи потрібно тут приводити повний список і опис Hayes-команд. Якщо є проблеми з використанням конкретного модему, можна спробувати знайти таку ж конкретну відповідь в одній з конференцій Інтернет. Якщо ж таких проблем немає, то можна покластися на рядки ініціалізації AT..., "зашиті" в телекомунікаційних програмах більш високого рівня;

  • засоби, вбудовані до ОС, зокрема в MS DOS, Norton Commander і Windows. У MS DOS (різних версій) це команда MODE (налаштування параметрів), а також команди INTERLNK і INTERSRV (власне передача). У Norton Commander версії 5.0 можна знайти програму Term95 або строчку Terminal Emulation у верхньому меню, що викликає ту ж програму. Тепер налаштування параметрів і передача викликаються в одній програмі і просто входять в різні пункти меню. У російськомовному Windows 95 (OSR2) до групи програм "Стандартні" входить "Програма зв'язку" (Hyper Terminal). Крім того, в Windows входить окрема програма налаштування модемів ("Модеми" в "Панелі управління"), а також засоби підключення до Інтернет. Згадані програми, зручніше і "могутніше", ніж низькорівневі команди, проте ще більшими можливостями володіють програмні засоби з наступної групи;

  • "зовнішні" спеціалізовані програми такі як Lucent Winmodem tune 2.5, VentaFax & Voice 5.5, ChatterBox v1.6 та інші, які можуть поставлятися разом з конкретним модемом (але зазвичай здатні підтримувати роботу модемів різних типів) і доступні як вільно поширюване ПО з Інтернет або на CD.

Нижче перераховані основні настановні параметри телекомунікаційних програм:

  • швидкість передачі в бодах (baudrate). Варто відзначити, що вже в ранніх версіях програми Term передбачалася швидкість, багато більша, ніж це можливо при модемній передачі (до 115 200 бод для програми Term90, версія 2.3). Річ у тому, що зв'язок між комп'ютерами на невеликі відстані (до 2 і до 15 м при використанні інтерфейсів Centronix і RS232C відповідно) може бути організована без участі модемів за допомогою так званих "нуль-модемных" кабелів, що сполучають паралельні або послідовні порти.
    Послідо́вний порт (англ. serial port) - двонаправлений послідовний інтерфейс, призначений для обміну байтовою інформацією. Послідовний тому, що інформація через нього передається по одному біту, біт за бітом (на відміну від паралельного порту).
    У разі застосування паралельних портів верхня межа досяжної швидкості передачі доходить до 100 Кбайт/с (тобто до 800 Кбод);
    Точна верхня межа (верхня грань) і точна нижня межа (нижня грань) - узагальнення понять максимуму та мінімуму відповідно.


  • протоколи передачі (ASCII, Kermit, Xmodem, Ymodem, Zmodem і їх різновиди). Тут під протоколами розуміється одна з складових цього поняття – формат пакетів. Можливі формати відрізняються по числу битий на символ (для протоколу ASCII передбачено тільки 7 битий на символ і, відповідно, можлива передача тільки текстів, написаних англійськими буквами), по довжині пакету в байтах і за способом перевірки відсутності помилок (без перевірки, з використанням біта парності/непарності, контрольної суми або циклічного коду – CRC);

  • управління передачею (flow control). Це друга частина загальноприйнятого поняття протоколів, що включає простий механізм перевірки готовності видаленого пристрою типу "запит – відповідь" за допомогою пари сигналів, що утворюються за рахунок апаратних засобів (RTS/CTS – рівні сигналів на контактах роз'єму RS232C) або програмно (Xon/Xoff – службові символи кодової таблиці ASCII). Вважається, що апаратний спосіб надійніший, і він необхідний для використання з модемами, що підтримують стандарти стискування інформації v.42/V.42bis і MNP5;

  • емуляція видаленого терміналу (Teletype – TTY, DEC102, ANSI і ін.). На екрані "місцевого" комп'ютера може бути отримане зображення, ідентичне зображенню на моніторі удаленного компьютера.




Скачати 177.64 Kb.

  • Структура модему
  • Методи модуляції, використовувані у високошвидкісних модемах
  • Особливості стандартів V.34, V.90 і V.92
  • Класифікація модемів
  • Програмні засоби для модемів