Современные телефонные аппараты

При работе модем входит в соединение с другим модемом по схеме «точка-точка» по каналу ТЧ, поэтому третий модем не может подключиться к созданному соединению. Модем должен уметь «бороться» с помехами, возникающими в канале ТЧ (тональной  частоты).

Рисунок -10.  Структурная  схема модема.

Рассмотрим назначение каждого блока схемы.

Интерфейс с телефонной линией. Основные функции - обеспечение физического соединения, защита от перенапряжения и радиопомех, набор номера и фиксация телефонных звонков, гальваническая развязка и согласование входного и выходного сопротивлений модема с аналоговыми параметрами абонентской линии (импеданса). Перечисленные функции обеспечиваются следующим образом.

1. Соединители RJ-11 обеспечивают физическое подключение к коммуникационной телефонной линии и телефонному аппарату. В недорогих  изделиях телефон подключается параллельно входу модема, а в качественных моделях поддерживается телефон-модем, реализованное на реле.

2. Защита линии от радиопомех, излучаемых модемом выполняется на обычных LС фильтрах.

3. Для коммутируемых линий поддерживаются функции импульсного набора номера «отбоя» (постоянный ток менее 0,5мА) и «удержания линий» (постоянный ток более 8мА).

4. Важным требованием к интерфейсу с линией является обеспечение симметричности входа и его гальваническая развязка. Для этого используются трансформаторы.

5. Согласование импеданса. Входное и выходное сопротивление модема  переменному току (300…3400 Гц) должно быть 600Ом  +/- 15% .

Для уменьшения зависимости импеданса от частоты устанавливают дополнительную емкость параллельно вторичной обмотке трансформатора.

Дифференциальная система. Цель дифференциальной системы – переход от двухпроводной линии к четырехпроводной схеме аналогового окончания модема. Узел компенсирует проникновение выходного сигнала во входной сигнал (ближнее эхо), что повышает реальную чувствительность.

Известно несколько типов «пассивных» реализаций:

• трансформаторная, при которой вторичная обмотка трансформатора имеет среднюю точку, подключаемую через балластный резистор к земле;

• электронные, для схем с однополярным или двуполярным питанием; в этом случае выходной сигнал вычитается из входного на операционном  усилителе, а частотная зависимость минимизируется использованием форсирующего каскада.

Больным местом этих схем является зависимость от сопротивления конкретной телефонной линии. Несколько типов модемов имеют аппаратную подстройку, но до конца справится, с зависимостью сопротивления от частоты в пассивных системах не удается.

Активная дифференциальная система используется в дорогих моделях. Необходимый для компенсации эхо сигнал постоянно вычисляется сигнальным ЦАП и сглаженный фильтром, он вычитается из входного сигнала, обеспечивая высокое качество компенсации.

Аналоговый фронт (ЦАП – АЦП). Обеспечивает преобразование аналоговых сигналов в цифровые сигналы и наоборот. Осуществляет дополнительную фильтрацию помех.

Сигнальный процессор. Сигнальный  процессор выполняет основные функции по модуляции. Обеспечивает коррекцию частотных характеристик канала связи в режиме передачи данных, а также компенсацию эхо-сигналов.  Особенность сигнального процессора – операции по модуляции и демодуляции, которыми являются в основном операции сложения и умножения, выполняются процессором за один такт работы (аппаратно). Для обработки высокоскоростных данных от сигнального процессора требуется высокое быстродействие (тактовая частота не менее 30МГц)

Контроллер. Контроллер обеспечивает реализацию протокола коррекции ошибок и сжатия информации, управление пользовательским интерфейсом и взаимодействие с сигнальным процессором.

Интерфейс с компьютером. Внешние модемы взаимодействуют с компьютером по цепям интерфейса RS-232 С/V24. Полный набор цепей позволяет работать как в асинхронном, так и в синхронном режимах. Микросхемы обеспечивают сопряжение биполярной логики интерфейса с внутренними ТТЛ уровнями.

Внутренние модемы могут работать только в асинхронном режиме, так как в их состав входит микросхема асинхронного последовательного порта UART. Есть реализации, в которых порт эмулируется контролером. Достаточно буфера и дешифратора для подключения UART к общей шине компьютера. Джамперы (миниатюрные переключатели, находящиеся на плате панели управления) позволяют согласовать номер Сом-Порта (СОМ1…СОМ4) со стандартным или расширенным номером прерывания.

Интерфейсы с пользователем.

1. Звук. Встроенный в модем динамик озвучивает процессы, происходящие в телефонном канале. В качественных моделях используются магнитоэлектрические динамики с линейной полосой воспроизведения, а в более простых моделях пьезоэлектрические. Для удобства пользователя громкость звука можно регулировать.

2. Панель индикации. Внутренние модемы не имеют панелей индикации. Во внешних модемах чаще всего используются светодиоды. В относительно дорогих устройствах применяют символьные двухстрочные жидкокристалические индикаторы. Используя панель управления. Можно отобразить состояние модема, характеристики физической линии, вывести меню для программирования режимов.

3.  Панель управления. В большинстве модемов панель сводится к набору миниатюрных переключателей. В изделиях с жидкокристаллическими  индикаторами кнопочная панель сосредотачивает все функции по управлению режимами работы.

 

ЗАДАЧА

Закодировать кодом ASCII 9 первых символов своей фамилии и имени. В каждую комбинацию добавить бит проверки на четность.

Сформировать структуру трех кадров в формате, принятом в протоколе передачи файлов X-Modem. В поле <данные> каждого кадра должно содержаться по три комбинации из предыдущего пункта задачи.

Изобразить в виде таблицы процесс передачи этих трех кадров по протоколу X-Modem. Считать, что приемник обнаружил ошибку в кадре с номером К. <К> рассчитывается как остаток от деления последней цифры пароля на 3

6/3=2, k = 2.

 

Решение

Используя таблицу 5, кодируем кодом ASC II символы своей фамилии и имени, добавим код проверки на четность

Кодируемые символы	Кодовая комбинация	Бит проверки на четность
B	1000011	1
o	1101111	0
r	1110010	0
i	1101001	0
s	1110011	1
o	1101111	0
v	1110110	1
I	1001001	1
v	1110110	1

 

 

Затем сформируем структуру трёх кадров в  формате, принятом в протоколе передачи файлов X- modem

Начало кадра	Номер кадра	Инвертированный Номер кадра	Поле данных			Контрольная сумма
SOH 1	00000001	11111110	1000 0111	1101 1110	1110 0100	0100 0010
	01	FE	0A	F5	D7	D8
SOH 2	00000010	11111101	1101 0010	1110 0111	1101 1110	0001 0100
	02	FD	AF	B7	96	FD
SOH 3	00000011	11111100	1110 1101	1001 0011	1110 1101	0110 1100
	03	FC	77	87	B2	B1

 

 

Изобразим в виде таблицы процесс передачи полученных кадров по протоколу X-Modem. Приемник обнаружил ошибку в кадре с номером 1

 

Передатчик	Направление	Приемник
	←	<nak>
<SOH> 01 FE 0A F5 D7 D8	→	Ошибка  в  приеме
	←	<nak>
<SOH> 01 FE 0A F5 D7 D8	→
	←	<АСК>
<SOH> 02 FD AF B7 96 FD	→
	←	<АСК>
<SOH> 03 FC 77 87 B2 B1	→
	←	<АСК>
<eot>	→
	←	любой знак, кроме <АСК>
<eot>	→
	←	<АСК>
передача завершена

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы.

1. Грызлов Ю. М. Справочник молодого связиста. – М.: Высш. Шк., 1980.

2. М. У. Изучение многофункционального оконечного устройства для телефонной и факсимильной связи. Лебедянцев В.В. г.Новосибирск. СибГУТИ, 2000г.

3. М. У. Многофункциональный терминал на базе персонального компьютера для сети документальной электросвязи.   Лебедянцев В.В. г.Новосибирск. СибГУТИ,  2001г.

4. Иванова О. Н. Копп М. Ф.  Автоматическая  коммутация. – М.: Радио и связь, 1988.

5. Конспект лекций.