Системы телекоммуникации и связи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по дисциплине:

«Информатика»

Тема: Системы телекоммуникации и связи

 

 

 

 

 

 

Выполнил:  

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

 

1. Модемы

1.1 Введение

В последнее  время модемы становятся неотъемлемой частью компьютера. Установив модем  на свой компьютер, вы фактически от-крываете для себя новый мир. Ваш компьютер превращается из обособленного компьютера в звено глобальной сети.

Модем позволит вам, не выходя из дома, получить доступ к базам данных, которые могут быть удалены от вас на многие тысячи километров, разместить сообщение на BBS (электронной доске обьявлений), доступной другим пользователям, скопировать с тойже BBS интересующие вас файлы, интегрировать домашний компьютер в сеть вашего офиса, при этом создается полное ощущение работы в сети офиса. Кроме того, воспользовавшись глобальными сетями (RelCom, FidoNet, Internet) можно принимать и посылать электронные письма не только внутри города, но фактически в любой конец земного шара. Глобальные сети дают возможность не только обмениваться почтой, но и участвовать во всевозможных конференциях, получать новости практически по любой интересующей вас тематике.

Существует  три основных способа соединения компьютеров для обмена информацией:

• непосредственная связь, через асинхронный порт;
• связь с использованием модема;
• связь через локальные сети.

1.2 Типы модемов

Боды и биты в секунду. Когда говорят о  модемах, то очень часто путают боды и биты в секунду (бит/с). Скорость  передачи выраженная в бодах, указывает, сколько раз в секунду изменяется состояние сигнала, передаваемого из одного устройства в другое. Если, например, частота или фаза сигнала меняется 300 раз в секунду, то говорят, - скорость передачи сигнала равна 300 бодам. Если при этом каждое состояние (изменение) передаваемого сигнала используется для передачи одного бита, то 300 бод в данном случае эквивалентны 300 бит/с. Если же в каждом состоянии сигнала передается два бита информации, то скорость передачи в битах в секунду будетв 2 раза больше, т.е. 600 бит/с. В большинстве модемов каждому состоянию соответствует несколько битов, поэтому фактическая скорость передачи в бодах меньше скорости в битах в секунду.

В настоящее  время выпускается огромное количество всевозможных модемов, начиная от простейших, обеспечивающих скорость передачи около 300 бит/сек, до сложных факс-модемных плат, позволяющих вам послать с вашего компьютера факс или звуковое письмо в любую точку мира.

Аппаратно модемы выполнены либо как отдельная  плата, вставляемая в слот на материнской  плате компьютера, либо в виде отдельного корпуса с блоком питания, который  подключается к последовательному асинхронному порту компьютера. Первый из низ называется внутренним модемом, а второй - внешним.

Типичный модем  содержит следующие компоненты: специализированный микропроцессор, управляющий работой  модема, оперативную память, хранящую значения регистров модема и буферизующие входную/выходную информацию, постоянную память, динамик, позволяющий выполнять звуковой контроль связи, а также другие вспомогательные элементы (трансформатор, резисторы, конденсаторы, разьемы). Если у вас достаточно современный модем, то он скорее всего дополнительно содержит электрически перепрограммируемую постоянную память (EEPROM), в которой может быть сохранена конфигурация модема даже при выключении питания.

Чтобы модемы могли  обмениваться друг с другом информацией, надо, чтобы они использовали одинаковые способы передачи данных по телефонным линиям. Для разработки стандартов передачи данных был создан специальный международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (CCITT) и приняты следующие рекомендации:

• Bell 103

Стандарт со скоростью передачи 300 бит/с принят в США и Канаде. Тип используемой модуляции - частотная, каждому состоянию сигнала соответствует один бит. В большинстве быстродействующих современных компьютеров этот стандарт предусмотрен, хотя он уже устарел.

• Bell 212A

Стандарт со скоростью передачи 1200 бит/с принят в США и Канаде. В нем используется дифференциальная фазовая модуляция DPSK (Differential Phase-Shift Keying), скорость передачи—600 бод, каждому состоянию соответствует 2 бит данных.

• V.21

Этот международный  стандарт передачи данных со скоростью 300 бит/с подобен стандарту Bell 103, однако из-за различий в используемых диапазонах частот модемы V.21 не совместимы с модемами Bell 103. В основном V.21 используется за пределами США.

• V.22

Данный международный  стандарт передачи данных со скоростью 1200 бит/с подобен Bell 212A, однако не совместим с ним по некоторым характеристикам, в частности по способу ответа на вызов. Этот стандарт используется, в основном, за пределами США.

• V.22bis

Это международный  стандарт передачи данных со скоростью 2400 бит/с. Слово bis означает второй, т.е улучшенный вариант стандарта V.22. Применяется V.22bis как в США, так и в других странах. Используется амплитудно-фазовая модуляция (QAM), скорость передачи данных— 600 бод, в каждом состоянии сигнала кодируется 4 бит.

• V.23

Данным стандартом предусматривается передача данных со скоростью 1200 бит/с в одном направлении и 75 бит/с— в обратном. Модем, соответствующий этому стандарту, оказывается псевдодуплексным, т.е. он может обмениваться данными в обоих направлениях, но с разными скоростями. V.23 был разработан для того, чтобы снизить стоимость модемов со скоростью передачи 1200 бит/с, которые были довольно дорогими в начале 80-х годов. Используется, в основном, в Европе.

• V.29

Этот стандарт определяет полудуплексный (однонаправленный) способ передачи данных со скоростью 9600 бит/с. Обычно он используется для факсимильных аппаратов (факсов), и очень редко для модемов. Поскольку указанный стандарт является полудуплексным, соответствующие устройства оказываются намного проще тех, которые работают в высокоскоростных дуплексных режимах. V.29 в качестве стандарта для модемов не является функционально полным, так как он не определяет полного набора требований к стандартам. Именно поэтому устройства разных серий редко оказываются совместимыми. Эти недостатки стандарта не касаются факсимильных аппаратов, параметры которых определены в V.29 полностью.

• V.32

Это стандарт дуплексной передачи данных со скоростью 9600 бит/с. В нем определены методы коррекции ошибок и способы связи. Используется амплитудно-фазовая модуляция с так называемым кодированием TCQAM, при котором каждому состоянию сигнала соответствует 4 бит. При таком кодировании вместе с каждой группой из 4 бит передается дополнительный контрольный бит. Это позволяет выполнять коррекцию ошибок в приемном устройстве, что, в свою очередь, повышает устойчивость модемов, работающих в стандарте V.32, к воздействию шумов в линии передачи. Поскольку даже при однонаправленной передаче данных со скоростью 9600 бит/с используется практически вся полоса пропускания телефонной линии, в модемах V.32 реализуется сложная процедура прослушивания ответного сигнала, которая заключается в периодическом отключении собственных передаваемых сигналов и приеме ответных сигналов. До последнего времени распространение модемов, работающих в стандарте V.32, сдерживалось их сложностью и высокой стоимостью. Однако появление на рынке дешевых комплектов микросхем, разработанных специально для этих целей, изменило ситуацию, и V.32 постепенно превратился в общепринятый стандарт передачи данных со скоростью 9600 бит/с.

• V.32bis

Стандарт V.32bis — это расширение V.32 со скоростью передачи 14400 бит/с. В нем применяется та же модуляция, что и в V.32 (TCQAM), скорость передачи - 2400 бод, в каждом состоянии кодируется 6 бит. Благодаря такому кодированию связь получается весьма надежной. Протокол V.32bis обеспечивает дуплексную связь. Если качество телефонной линии невысокое, то модемы переключаются в обычный режим V.32. Этот стандарт, благодаря своей производительности и помехоустойчивости, стал общепринятым при работе в современных телефонных линиях.

• V.32fast

Стандарт V.32fast, также называемый V.FC (Fast Class), — это новый предложенный ССIТТ стандарт который является расширением V.32 и V.32bis. В нем предусмотрена скорость передачи данают 28800 бит/с, однако впоследствии он заменился стандартом V.34.

• V.34

Стандарт V.34 — стандарт передачи данных со скоростью 31,2 и 33,6 Кбит/с. Многие существующие модемы V.34, оснащены сложными цифровыми процессорами Digital Signal Processors (DSPs).

• V.90

Стандарт V.90 – стандарт передачи данных, который позволяет модему передавать со скоростью 57600 бит/с, и принимать данные со скокостью 33600 бит/с.

1.3 Программирование модемов

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.

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 вы допустили  ошибку при наборе команды, 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. Если у вас внешний модем, то на его лицевой панели находится восемь световых индикаторов. Хотя их расположение на различных моделях может меняться, их обозначения являются стандартными:

• MR Modem Ready - Модем готов к обмену данными. Если этотиндикатор не горит, то надо проверить линию питания модема.
• TR Terminal Ready - Компьютер готов к обмену данными с модемом. Этот индикатор горит, когда модем получил от компьютерасигнал DTR.
• CD Carrier Detect - Индикатор зажигается, когда модем обнаружил несущую частоту на линии. Индикатор должен гореть на протяжении всего сеанса связи и гаснуть, когда один из модемов освободит линию.
• SD Send Data - Индикатор мигает, когда модем получает данные от компьютера.
• RD Receive Data - Индикатор мигает, когда модем передает данные к компьютеру
• HS High Speed - Модем работает на максимально возможной для него скорости.
• AA Auto Answer - Модем находится в режиме автоответа. То есть модем автоматически будет отвечать на приходящие звонки. Когда модем обнаружит звонок на телефонной линии, этот индикатор замигает.
• OH Off-Hook - Этот индикатор горит, когда модем снял трубку (занимает линию).

1.3.1 Основные команды модема

AT - Начало (префикс)  командной строки. После получения  этой команды модем автоматически подстраивает скорость передачи и формат данных к параметрам компьютера.

• A - Автоответ. Если режим автоматического ответа выключен (S0=0), команда используется для ответа на звонок от удаленного модема. Команда заставляет модем снять трубку ( подключиться к линии ) и установить связь с удаленным модемом.
• A/ - Модем повторяет последнюю введенную команду. Команда передается на модем без префикса AT и исполняется модемом немедленно, не ожидая прихода символа возврата каретки. Если вы передадите модему строку AT A/ <CR>, то модем укажет на ошибку и вернет слово ERROR.
• Bn - Команда производит выбор стандарта, согласно которому будет происходить обмен данными между модемами. При скорости передачи 300 бит/с происходит выбор между стандартами BELL 103 и CCITT V.21, при скорости 1200 bps - между BELL 212A и CCITT V.22bis. При скорости 2400 bps эта команда игнорируется и используется стандарт CCITT V.22. Если n=0, устанавливаются стандарты CCITT V.21/V.22, а если n=1 - стандарты BELL 103/212A.
• Ds - Команда используется для набора номера. После получения этой команды модем начинает набор номера и при установлении связи переходит в режим передачи данных. Команда состоит из префикса AT, символа D и телефонного номера, в состав которого могут входить следующие управляющие модификаторы: P или T. Эти модификаторы производят выбор между импульсной и тоновой системой набора ( в нашей стране используется импульсная система).
• , - Символ запятой вызывает паузу при наборе номера. Длительность паузы определяется содержимым регистра S8.
• ; - Символ точки с запятой, если он находится в конце командной строки, переводит модем после набора номера в командный режим.
• @ - Модем ожидает пятисекундной тишины на линии в течение заданного промежутка времени. Промежуток времени, в течение которого модем ожидает тишины, задается в регистре S7. Если в течение этого времени паузы тишины не было, модем отключается и отвечает NO ANSWER.
• ! - Если знак ! стоит перед знаками последовательности набора, модем переходит в состояние ON HOOK (кладет трубку) на 1/2 секунды, а затем снова переходит в состояние OFF HOOK (снимает трубку).
• S - Модем набирает телефонный номер, записанный в его памяти. Эта команда выполняется только для модемов, имеющих встроенную энергонезависимую память и возможность записи в нее номеров телефонов.
• R - После набора номера переводит модем в режим автоответа. Этот модификатор должен находиться в конце набираемого номера.
• W - Перед дальнейшим набором телефонного номера модем ожидает длинный гудок из линии. Причем время ожидания гудка содержится в регистре S7. Если в отведенное время гудок не появился, модем прекращает набор номера и возвращает сообщение NO DIALTONE. Этот параметр может быть полезен при наборе междугородних номеров.
• En - Управление эхо-выводом команд, передаваемых модему. После команды Е1 модем возвращает каждый знак, передаваемый ему, обратно компьютеру, что позволяет узнать, как работает связь модема и компьютера. Команда Е0 запрещает эхо-вывод.
• Fn - Переключение между дуплексным/полудуплексным режимами. При n=0 переход в полудуплексный режим, а при n=1 - в дуплексный.
• Hn - Эта команда используется для управления телефонной линией. Если n=0, то происходит отключение модема от линии, если n=1, модем подключается к линии.
• In - Выдает идентификационный код модема и контрольную сумму содержимого памяти модема. Если n=0, модем сообщает свой идентификационный код, если n=1, модем проводит подсчет контрольной суммы EPROM и передает ее компьютеру, n=2 - модем проверяет состояние внутренней памяти ROM и возвращает сообщение OK или CHECKSUM ERROR (ошибка контрольной суммы). При n=3 выдается состояние модема.
• Ln - Установка громкости сигнала внутреннего динамика: n=0,1 соответствует низкой громкости, n=2 - средней и n=3 - максимальной.
• Mn - Управление внутренним динамиком. При n=0 динамик выключен. При n=1 динамик включен только во время набора номера и выключен после обнаружения несущей. При n=2 динамик включен все время. При n=3 динамик включается после набора последней цифры номера и выключается после обнаружения несущей отвечающего модема.
• Qn - Управление ответом модема на AT-команды. При n=0 ответ разрешен, при n=1 ответ запрещен. Независимо от состояния Q0 или Q1 модем всегда сообщает содержание S-регистров, свой идентификационный код, контрольную сумму памяти и результаты теста.
• On - Команда переводит модем из командного режима в режим передачи данных. При этом модем отвечает CONNECT. К<span cl