Калінінградській ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра СУ і Вт
Курсова робота Р о б о т а захищена допущена до захисту з оцінкою :__________
Керівник: Керівник:
Капустін В.В. Капустін В.В.
Дата :____________ Дата :_______________
Підпис :_________ Підпис :____________
Курсова робота з дисципліни
" Експлуотація ЕВС "
Модеми різних фірм-виробників: використання в мережах, відмінності в архітектурі, порівняльні характеристики, особливості експлуатації. Позаштатних ситуацій та їх вирішення.
Діагностична та тестованіе.
Р о б о т у перевірив Р о б о т у виконали доцент, к.т.н. студенти гр. 95 - НД
Капустін В.В. Разуваєв В.А.
Дата :________________ Василюк О.М.
Підпис :_____________ Горобець Д.М.
Дата :________________ < p> Підпис :_____________
Калінінград 2000
Зміст:
стор:
| | Вступ ............................................... ....| 3 |
| |................................................ .... | |
| 1. | Загальна | 4 |
| | Інформація ............................................... .. | |
| |................................... | |
| | 1.1 Модем? Що це | 4 |
| | Таке ?!............................................. .......| |
| |.................... | |
| | 1.2 Як це | 5 |
| | Працює ?.............................................. ....| |
| |............................... | |
| 2. | Класифікація модемів. Порівняльний аналіз різних | |
| | Класів. Оцінка | 10 |
| | Характеристик ..............................................| |
| |.................. | |
| | 2.1 Класифікація | 10 |
| | Модемів ............................................... .....| |
| |.................. | |
| | 2.2 Порівняння характеристик модемів для виділених і | |
| | Комутованих | 11 |
| | Каналів ............................................... .....| |
| |........................ | |
| | 2.2.1 Модеми для виділених | 11 |
| | Каналів .............................................. | |
| | 2.2.2 Модеми для комутованих | 15 |
| | Каналів ....................................... | |
| | 2.3 Порівняння модемів розрізняються | 20 |
| | Виконанням ........................... | |
| | 2.3.1 Внутрішньо | 20 |
| | Виконання ............................................... .. | |
| |................. | |
| | 2.3.2 Виконання настільне | 23 |
| | (Зовнішнє )............................................. . | |
| | 2.3.3 Виконання модеми у вигляді | 24 |
| | Картки ......................................... | |
| | 2.3.4 Портативний | 24 |
| | Модем ............................................... .......| |
| |............... | |
| | 2.3.5 Стоякові модем. Модемна | 25 |
| | Стійка ........................................... | |
| | 2.4 Порівняння модемів для різних типів передавальної | 25 |
| | Середовища ........ | |
| | 2.4.1 Модеми для 2-х/4-х дротових мідних | 25 |
| | Ліній ......................... | |
| | 2.4.1.1 Обиний | 26 |
| | Модем ............................................... .......| |
| |................. | |
| | 2.4.1.2 | 32 |
| | LD-модеми ............................................. .....| |
| |........................... | |
| | 2.4.1.3 | 32 |
| | XDSL-модеми ............................................. ... | |
| |......................... | |
| | 2.4.1.4 ISDN-модеми. Пристрої доступу до каналів Е1/Т1, | |
| | Е2/Т2, | 35 |
| | Е3/Т3 ............................................. .........| |
| |................................. | |
| | 2.4.2 Модеми для оптоволоконних | 38 |
| | Ліній ......................................... | |
| | 2.4.3 Модеми для | 38 |
| | Радіоканалів ............................................... | |
| |........... | |
| | 2.4.3.1 | 38 |
| | Радіо-модем ............................................. ... | |
| |........................... | |
| | 2.4.3.2 Стільниковий | 40 |
| | Модем ............................................... .......| |
| |................ | |
| | 2.4.4 Кабельні | 41 |
| | Модеми ............................................... ......| |
| |.................. | |
| 3. | Критерії вибору при купівлі та використанні в конкретній | |
| | Системі ............................................... .....| 43 |
| |................................................ ..... | |
| 4. | Огляд фірм Калінінграда, що займаються постачанням | 48 |
| | Модемів ......... | |
| 5. | Проблеми при функціонуванні та їх | 51 |
| | Дозвіл ............................. | |
| 6. | Тестування | 55 |
| | Модему ............................................... ......| |
| |............................ | |
| | 6.1 Програмні споосби та засоби | 55 |
| | Тестування .............................. | |
| | 6.1.1 Діагностика | 55 |
| | COM-порту ............................................. .....| |
| |........... | |
| | 6.1.2 Діагностика модему за допомогою ОС Windows | 57 |
| | 9х ................... | |
| | 6.1.3 Діагностика за допомогою програми | 59 |
| | BitWare ......................... | |
| | 6.1.4 Діагностика модему в DOS чи з термінальної | |
| | Програми ............................................... ... | 60 |
| |........................................... | |
| | 6.2 Самодиагностика | 61 |
| | Модемів ............................................... .....| |
| |.............. | |
| | 6.2.1 Аналоговий шлейф | 62 |
| | (Петля )............................................. .......| |
| |. | |
| | 6.2.2 Цифровий шлейф | 63 |
| | (Петля )............................................. .......| |
| |..... | |
| | 6.2.3 Віддалений цифровий шлейф | 64 |
| | (Петля )..................................... | |
| | Висновок ............................................... .. | 66 |
| |................................................ | |
| | Список | 67 |
| | Літератури ............................................... .. | |
| |................................... | |
| | Додаток А Модем 3Com/USR Courier | 68 |
| | V.Everything ........................ | |
| | Додаток Б | 70 |
| | IDC-5614 ............................................. ......| |
| |......................... | |
| | Додаток В Eline | 71 |
| | ELC-576E (I ).......................................... ......| |
| |.............. | |
Введення
Прогрес комп'ютерних технологій йде семимильними кроками. Щорокуз'являються нові процесори, плати, накопичувачі та інша периферія.
Звичайно, існує безліч комп'ютерних журналів, в якихописуються багато новинок, але ця інформація не систематизована,розкидана по номерах видань. Найчастіше використовується термінологія,що припускає, що читач вже розбирається в існуючих електроннихкомпонентах.
Виникла нагальна необхідність переробити і звести розрізненуінформацію з різних джерел. Спираючись на власний практичний досвіді знання, постараємося доступно і послідовно рассотреть основнітенденції і нюанси становлення однією зі складових комп'ютерного
«Заліза», як модеми.
Всупереч передбаченого спаду, пов'язаного із введенням цифрових мереж,в останні роки значно розширилася сфера застосування і збільшивсяобсяг випуску модемів, призначених для організації передачі данихтелефонних каналах. Основною причиною цього стало істотне збільшенняшвидкості передачі (до 40-60 кбіт/с) при високій надійності доставкиінформації, що робить економічним використання широко доступниханалогових телефонних каналів. Новими галузями застосування модемів сталителематичнi служби (телетекст, електронна пошта, відеотекст, телефакс та ін), зв'язок між персональними комп'ютерами, локальними мережами,
Internet.
Такий прогрес в області модемів став можливим тільки завдяки тому,що за останнє десятиліття були розроблені нові методи модуляції тацифрової обробки сигналів (адаптивна корекція, Ехокомпенсация,сверточних кодування і декодування), введені в модеми корекція помилокі стиснення даних, знайдені високоефективні способи реалізації модемівна базі мікропроцесорів (МП), цифрових сигнальних процесорів (ЦСП). Усерійному виробництві були освоєні спеціалізовані ВІС для модемів, атакож високопродуктивні ЦСП, що дозволило створити більш досконалімодеми, що мають менші габарити, вага, енергоспоживання, вартість ікращі споживчі характеристики.
Практично все, що необхідно знати про що випускалися раніше і новітніхмодемах буде розглянуто в цій роботі. Можливо, висловлюванийматеріал допоможе правильно вибрати і купити модем, підтримувати його «вформі »або розширити його можливості.
1. Загальна інформація
1.1 Модем? Що це таке?!
Давно минули часи, коли комп'ютер був тільки «обчислювальноїмашиною ». Тепер це вже інтелектуальне багатофункціональний пристрій,яке дає користувачеві можливість спілкуватися з величезним світом інформаціїіз усього світу. І багато в чому таке використання стало можливим завдякипристрою, який дозволяє йому зв'язуватися з іншими комп'ютерами, --модему. Без модему немислима система електронних комунікацій. Цедозволяє вам зануритися в захоплюючий, а сьогодні вже й просто життєвонеобхідну світ інформаційних потоків, електронних баз даних, електронноїпошти, електронних довідників, електронних дошок оголошень і т.д.
Якщо ви хочете оперативно передати файл (з програмою, малюнками чиповідомленням) вашому другу (або співробітника), то за допомогою модему це робитьсяелементарно. Використовуючи спеціальну інформаційну програму, ви телефонуєте зателефону своєму партнерові, модеми на ваших комп'ютерах "домовляються" другз одним про встановлення з'єднання, і після цього, використовуючи спеціальнийпротокол передачі даних, ви передаєте файл на віддалений комп'ютер.
Саме слово «модем» утворене з двох слів - «Модулятор/Демодулятор»,що пояснюють основний принцип дії модемів. Оскільки історичноосновним видом комунікації є телефонні аналогові мережі, акомп'ютер - це чисто цифровий пристрій, то для їх сполучення ізнадобилося пристрій, який переводить цифрові сигнали в аналогові,
«Модулюючи» нулі й одиниці різним чином.
При роботі модем входить у з'єднання з іншим модемом за схемою точка --крапка. Це означає, що ніякої третій модем не може "вклинитися врозмову ". Дані, що підлягають передачі, преобразуютcя в аналоговий cігналмодулятором модему «передавального» комп'ютера. Приймаючий модем, находящійcяна протилежному кінці лінії, «cлушает» передається cігнал і перетворюєйого назад в цифровий за допомогою демодулятора. Режим роботи, коли передачаданих здійснюється тільки в одному напрямку, називається напівдуплекс
(half duplex), в обидві cторони - дуплексом (full duplex).
Телефонні канали, розроблені спеціально для передачі голосу, недуже ефективні для передачі даних, але їх перевага полягає в тому,що вони густою мережею обплутали весь світ і доступні.
Існують ще поки малопоширені і дорогі повністю цифровітелефонні мережі за стандартом ISDN, які дозволяють якісно передаватиодночасно і голос і дані. Однак і там потрібно перехідний пристрій,яке називається ISDN-адаптером, який на вигляд схожий на модем.
Низькі швидкості модемів на телефонних каналах також компенсуютьсяпоширеністю цих мереж та їх стиковкою між собою в єдинувсесвітню мережу. Куди приємніше переслати невеликий файл, ніж вести його надискеті на інший кінець засніженого мегаполіса з рідко ходятьтранспортом. Більше того, ваша Е-лист дійде до адресата з далекої країнивсього за кілька десятків хвилин і до того ж це обійдеться значнодешевше "паперової" пошти. Крім того, це надійніше - до поштової скриньки не разпотрапляють листи, адресовані на той самий номер квартири, але з іншого будинку.
Практичний межа фізичної швидкості при передачі по стандартномутелефонному каналу дорівнює приблизно 32 Кбіт/с. Сучасні модеми вже підійшлидо цієї межі. За рахунок упаковки даних ефективну швидкість передачіможна трохи підняти, але ясно, що багато мегабайт швидко передати не можна
(це в принципі можливо на інших пристроях і каналах).
Модем - порівняно невеликий пристрій. У разі настільноговиконання він схожий на портсигар, тобто порівняємо за розмірами з ручкою.
Про всі варіантах виконання модему розказано нижче.
Чи довго жити модемам? Можна з упевненістю сказати - дуже довго. Підусьому світі зараз інтенсивно розвивається цифрова телефонія повищезгаданому стандарту ISDN. Для неї характерні більш високі швидкостіпередачі (мінімум 64 Кбіт/с) і гарна якість. На жаль, на наших просторахтака можливість представиться повсюдно ще не скоро. І справа навіть нетільки в тому, що більшість АТС є не цифровими, а аналоговими
(до речі, не всі цифрові АТС задовольняють стандарту ISDN). Істотногірше те, що вся розводка до апаратів у нас виконана не тим кабелем, щопотрібно, а саме "локшиною", а не витими проводами. Попереду ще довга,гігантська за обсягом і витратам робота із заміни кабелів. В даний часє невелика кількість "точок входу" в мережі ISDN, а вартість послуг простоастрономічна (зате для офісу зручніше цифрова АТС з аналоговим виходом).
Ще пару років тому чималі надії покладалися на інше рішення у виглядікабельних модемів, що використовують телевізійний кабель - адже вони вжепротягнуті в кожну квартиру (в багатоповерхових житлових будинках). Однак поки щопрактичних і недорогих рішень немає навіть за кордоном.
Крім того, навіть у країнах з розвиненою телефонією, вартість аналоговихканалів значно менше цифрових. Тому модеми завжди залишаться якнедороге рішення, особливо для малого бізнесу.
1.2 Як це працює?
Сучасний модем - досить складний пристрій. що складається зкількох основних блоків, що забезпечують його функціональність. Розглянемоці блоки (малюнок 1).
Самим першим пристроєм, що стоять з боку телефонної лінії, єблок інтерфейсу з телефонною лінією. Основними функціями цього блокує:
• забезпечення фізичного з'єднання з телефонною лінією;
• захист від перенапруги і радіоперешкод;
• набір номера;
• фіксація дзвінків;
• гальванічна розв'язка внутрішніх ланцюгів модему і телефонної лінії.
Далі сигнали потрапляють в диференціальну систему, мета якої --розділення вихідних і вхідних сигналів та компенсація впливу власногосигналу на вхідні кола. У найбільш простих моделях модемів цей вузолвиконується у вигляді пасивної схеми, що часто призводить до сильноїзалежності якості роботи блоку від опору конкретної телефонноїлінії. Позбутися від такої залежності можуть тільки моделі з активноюдиференціальної системою, де необхідний для компенсації сигнал постійнообчислюється сигнальним процесором і, "віднімається" з вхідного сигналу,забезпечує необхідний рівень компенсації.
Підготовлені таким чином сигнали потрапляють на ряд фільтрів,посилюються і оцифровуються за допомогою АЦП в блоці формування аналоговихфронтів. так що подальша обробка проводиться в цифровому вигляді. Одне зпереваг такого підходу - поліпшення якості обробки сигналу іздешевлення схеми.
Малюнок 1 - Функціональна схема модему.
Оброблена інформація надходить в цифровий сигнальний процесор ЦСП,який і виділяє з неї на основі математичних методів "нулі" і
"одиниці". Саме можливостями цифрової обробки сигналу цього блокувизначається якість і швидкісні можливості сучасних модемів.
Підтримка інтерфейсу з комп'ютером, управління ЦСП, реалізаціяпротоколів апаратної корекції помилок і стиску даних, управлінняінтерфейсом з користувачем (індикатори, кнопки і джампери налаштування), атакож управління енергонезалежній пам'яттю - ось далеко не повний списокфункцій, що лежать на системі управління модемом (контролері модему).
При цьому якщо раніше вбудоване зберігалася в ПЗУ, виготовленому і
«Прошитому» на заводі, то тепер виробники все частіше стали поміщати її вперезаписуваний флеш-пам'ять, що дозволяє оновлювати програму безапаратного втручання. Одним з піонерів такого підходу стала фірма
USRobotics, вперше впровадила перезаписуваний через основний інтерфейсз комп'ютером флеш-пам'ять у своєму модемі USRobotics Courier.
Типова структура з'єднання двох комп'ютерів або локальних мереж черезмаршрутизатор за допомогою модему наведена на малюнку 2. У разі 2 --проводового закінчення (див. малюнок 2-а) для забезпечення дуплексного режимумодем використовує трансформаторну розв'язку. Телефонна мережа завдяки своїйсхемою розв'язки забезпечує роз'єднання потоків даних, що циркулюють урізних напрямках. При наявності 4-проводового закінчення (див. малюнок 2-а)схема модему спрощується.
Малюнок 2 - З'єднання локальних мереж або комп'ютерів через модем
Аналогові канали тональної частоти характеризуються тим, що спектрпереданого по них сигналу обмежений діапазоном від 300 Гц до 3400 Гц.
Саме це обмеження спектру і є основною перешкодою ввикористанні телефонних каналів для високошвидкісної передачі цифровоїінформації. Швидкість передачі інформації по каналу з обмеженим спектромне може перевищувати ширини цього спектру, тобто 3100 бод в нашому випадку.
Але як же тоді бути з модемами, які передають інформацію з швидкостями 4800,
9600, 14400 біт/с і навіть більше? У аналогової техніці передачі даних бод ібіт/с не одне й те саме. Для прояснення цієї тези варто розглянутиуважніше фізичний рівень роботи модему.
Електричний сигнал, що поширюється по каналу, характеризуєтьсятрьома параметрами - амплітудою, частотою і фазою. Саме зміна одногоз цих параметрів, або навіть спільно деякої їх сукупності взалежно від значень інформаційних бітів і становить фізичну сутністьпроцесу модуляції. Кожному інформаційному елементу відповідаєфіксований відрізок часу, на якому електричний сигнал маєпевні значення своїх параметрів, що характеризують значення цьогоінформаційного елементу. Цей відрізок часу називають бодовим інтервалом.
Якщо кодується елемент відповідає одному біту інформації, якуий можеприймати значення 0 або 1, то на бодовом інтервалі параметри сигналувідповідно можуть приймати одну з двох зумовлених сукупностейзначень амплітуди, частоти і фази. У цьому випадку модуляційних швидкість
(ще її називають лінійною або бодовой) дорівнює інформаційній, тобто 1 бод = 1біт/с. Але кодується елемент може відповідати не одному, а, наприклад,двом бітам інформації. У цьому випадку інформаційна швидкість буде вдвічіперевершувати бодовую, а параметри сигналу на бодовом інтервалі можутьприймати одну з чотирьох сукупностей значень, що відповідають 00, 01,
10 або 11.
У загальному випадку, якщо на бодовом інтервалі кодується n біт, тоінформаційна швидкість буде перевершувати бодовую в n разів. Але кількістьможливих станів сигналу в тривимірному (у загальному випадку) просторі --амплітуда, частота, фаза - буде дорівнює 2n. Це означає, що демодулятормодему, отримавши на бодовом інтервалі якийсь сигнал, повинен буде порівнятийого з 2n еталонними сигналами і безпомилково вибрати один з них длядекодування шуканих n біт. Таким чином, зі збільшенням ємностікодування і зростанням інформаційної швидкості відносно бодовой,відстань в сигнальному просторі між двома сусідніми точкамискорочується в степеневий прогресії. А це, у свою чергу, накладає всебільш жорсткі вимоги до "чистоті" каналу передачі. Теоретичноможлива швидкість у реальному каналі визначається відомою формулою
Шеннона:
V = F log2 (1 + S/N), де F - ширина смуги пропускання каналу, S/N --відношення сигнал/шум.
Другий співмножники і визначає можливості каналу з точки зору йогозашумленості по достовірної передачі сигналу, що кодує не один бітінформації в бодовом інтервалі. Так, наприклад, якщо відношення сигнал/шумвідповідає 20 dB, тобто потужність сигналу, що доходить до віддаленогомодему, в 100 разів перевершує потужність шуму, і використовується повна смугаканалу тональної частоти (3100 Гц), максимальна межа по Шеннон дорівнює
20640 біт/с.
Основним завданням модему є перетворення вихідної цифровоїінформації у вид, придатний для передачі по каналу зв'язку, і зворотнеперетворення на прийомі. Вид модуляції і метод побудови модему взначною мірою визначають швидкість передачі даних і ефективністьвикористання каналу зв'язку. Стосовно передачі даних по телефоннихканалах, види модуляції, які використовуються в модемах, регламентувалися
Міжнародним консультативним комітетом з телефонії і телеграфії (МККТТ/
CCITT - франц.), А після його реформування у 1993 році цим ставзайматися Сектор з стандартизації телекомунікацій (TSS) Міжнародногоспілка з електрозв'язку (ITU) при ООН. У Рекомендаціях ITU-T (CCITT)визначено основні технічні характеристики модему, такі, як формаспектру сигналу, що передається, структура настроювальної комбінації, що утворитьполіном скремблер (дескремблера) і інші параметри, що забезпечуютьсумісність модемів, що випускаються різними виробниками. Данірекомендації - модемні стандарти - входять у V-серію, де Vозначаетпередачу інформації в аналоговому вигляді. Стандарти на передачуцифрової інформації відносяться до Х-серії, а на телематичні кінцевеобладнання - Т-серії.
Якість роботи модему визначається здатністю протидіятизаважає факторів, а, саме:
1. гаусівських шуму;
2. міжсимвольний інтерференції, викликаної неідеальної передавальної функції каналу зв'язку;
3. флуктуацій фази несучої частоти, обумовленим низькочастотної паразитної модуляцією в генераторному устаткуванні систем передачі з частотним розділенням каналів.
Тому для підвищення якості роботи модему потрібне застосуванняоптимальних (або близьких до них) алгоритмів обробки сигналів, що дозволяютьзменшити вплив заважають факторів.
Підвищення ефективності використання каналу зв'язку, тобто питомоїшвидкості передачі (числа переданих біт на одиницю смуги пропусканняканалу зв'язку), вимагає застосування в модемі наступних систем:
4. адаптивного коректора сигналу для зменшення міжсимвольний інтерференції в прийнятому сигналі;
5. дискретного (або цифрового) формувача спектру сигналу на передачі
(як його додаткової функції може бути введення предискаженій з метою компенсації міжсимвольний інтерференції);
6. скремблер (на передачі) і дескремблера (на прийомі) для перетворення початкової послідовності даних в псевдовипадкову і зворотного перетворення на прийомі;
7. системи компенсації флуктуацій фази несучої частоти,
Акустичний канал телефонної лінії модем розділяє на дві смугинизької і високої частоти. Смуга низької частоти застосовується для передачіданих, а смуга високої частоти - для прийому.
У першому модемах використовувалося два способи кодування інформації: метод
FSK (Frequency Shift Keying) для швидкості передачі даних до 300 бод і метод PSK
(Phase Shift Keying) для більш швидких модемів - швидкість передачі від 2400бод. FSK використовує чотири виділені частоти. При передачі інформаціїсигнал частотою 1070 Гц інтерпретується як логічний нуль, а сигналчастотою 1270 Гц - як логічна одиниця. При прийомі нуль відповідаєсигналу 2025 Гц, а одиниця - 2225 Гц.
PSK використовує дві частоти: для передачі даних - 2400 Гц, для прийому -
1200 Гц. Дані передаються по два біти, при цьому кодування здійснюєтьсяза допомогою зсуву фази сигналу. Використовуються такі зрушення фази длякодування: 0 градусів для поєднання бітів 00, 90 градусів для 01, 180градусів для 10, 270 градусів для 11. Частотної модуляції прийшла на змінуквадратурної амплітудна модуляція, а їй вже «дихає в спину» імпульсно -амплітудна модуляція сигналу (Ям).
У методі квадратурної амплітудної модуляції QAM одночасно змінюютьсяфаза і амплітуда сигналу, що дозволяє передавати більшу кількістьінформації. тут крім зміни фази сигналу використовується маніпуляціяйого амплітудою, що дозволяє збільшувати число кодованих біт. В данийчас використовуються модуляції, в яких кількість кодованих на одномубодовом інтервалі інформаційних бітів може доходити до 8, а,відповідно, число позицій сигналу а сигнальному просторі - до 256.
Однак, застосування багатопозиційної QAM в чистому вигляді стикається зсерйозними проблемами, пов'язаними з недостатньою завадостійкістюкодування. Тому у всіх сучасних високошвидкісних протоколахвикористовується різновид цього виду модуляції, т.зв. модуляція згратчастим кодуванням або трелліс-кодуванням (ПВМ, Trellis Coded
Modulation), яка дозволяє підвищити перешкодозахищеність передачіінформації - знизити вимоги до відношення сигнал/шум в каналі на величинувід 3 до 6 дБ. Суть цього кодування полягає у введенні надмірності.
Простір сигналів розширюється вдвічі шляхом додавання до інформаційнихбітам ще одного, який утворюється за допомогою сверточних кодуваннянад частиною інформаційних біт і введення елементів запізнювання.
Розширена таким чином група піддається все тієї ж багатопозиційноїамплітудно-фазової модуляції. У процесі демодуляції прийнятого сигналупроводиться його декодування за досить витонченому алгоритму Віттербі,що дозволяє за рахунок введеної надмірності і знання передісторії обрати покритерієм максимальної правдоподібності з сигнального простору найбільшдостовірну точку і, тим самим, визначити значення інформаційних бітів.
2. Класифікація модемів. Порівняльний аналіз різних класів. Оцінка характеристик.
2.1 Класифікація модемів
На перший погляд, немає нічого простішого, ніж класифікувати модеми. Самособою зрозуміло, що вони поділяються на зовнішні і внутрішні. Звичайно дехтоможе запропонувати їх розділити за швидкостями (14400 біт/с, 28800 біт/с, 33600біт/с, 56К), і, в останню чергу, згадають про можливість передачі данихв синхронному і асинхронному режимах. Однак це взгяд з висоти зовсім вжептьчьего польоту. Поблизу все виглядає далеко не так.
Спробуємо докладніше класифікувати довірені нам пристрою.
І так, почнемо з того, що розрізняють модеми, призначені для роботитільки на виділених або тільки на комутованих лініях, а також на тих іінших. Розрізняють модеми для цифрових і аналогових ліній.
Залежно від підтримуваного режиму передачі даних, модеми ділятьсяна:підтримують тільки асинхронний режим роботи;підтримують асинхронний і синхронний режими роботи;підтримують тільки синхронний режим роботи.
За виконання (ця характеристика визначає зовнішній вигляд, розміри ірозміщення модема по відношенню до комп'ютера):внутрішній модем - вставляється в комп'ютер як плата розширення. Вони, по -добавок, діляться на контролерних і безконтроллерние. До перших належитьбольшенство існуючих внутрішніх модемів призначених для ISAінтерфейсу. Другі - для PCI інтерфейсів. Подальшим розвитком PCI-модемівє SOFT-модеми (інакше Win-модеми).настільний модем - має окремий корпус і розміщується поруч ізкомп'ютером, з'єднуючись кабелем з портом комп'ютера. Іноді називаютьзовнішнім модемом, що не зовсім правильно, тому що наступні два типи такожє зовнішніми (тобто розташованими поза системного блоку комп'ютера).модем у вигляді картки - мініатюрний і приєднується до портативногокомп'ютера через спеціальний роз'єм (той, хто бачив мережеву карту дляноутбука зрозуміє про що йде мова).портативний модем - схожий з настільним модемом, але має зменшені розміриі автономне живлення.стійку модеми - вставляються в спеціальну модемну стійку, що підвищуєзручність експлуатації, коли число модемів перевалює за десяток.
За характером застосування модеми можна поділити на звичайні іпрофесійні.
Під звичайними модемами будемо розуміти пристрої, зазвичай вживанікінцевим користувачем вдома або в офісі. Ці модеми використовують тількителефонні канали.
Професійні модеми - найбільш досконалі і швидкісні пристрої,переважно стійкового виконання. Використовуються для інтеграції локальнихмереж, в модемних пулах, а також для віддаленого доступу до ресурсів ЛОМ.
Серед звичайних модемів можна виділити 3 види:пристрою для обміну даними (просто модеми);пристрою для обміну даними й документами (факс-модеми);пристрою для обміну даними, документами та отримувати голосові повідомлення
(голосові факс-модеми).
Слід зауважити, що зазвичай прередача даних і телефонна розмова неможуть вестися одночасно. Виняток становлять SVD модем і технологія
RadishVoiceView, предназначенниt для одночасної передачі голосу іданих.
Підтримка факсимільного режиму не виключена й у професійнихмодемах, одако звукової підтримки вони зазвичай не передбачають.
В якості чергового класифікаційної ознаки виберемо передавальнусередовище. За типом передавальної середовища можна виділити:
19. модеми для 2-х провідних мідних ліній (звичайні, професійні,
ADSL, SR, ER-модеми);
20. модеми для 4-х провідних мідних ліній (звичайні, професійні,
HDSL, ISDN, SR, ER, MR-модеми);
21. модеми для оптоволоконних ліній (FOM, FOM-T1/E1, FOM-T2/E2, FOM-
T3/E3);
22. модеми для радіоканалів (радіо-модем, стільниковий модем);
23. кабельні модеми (використовують коаксіальний кабель).
2.2 Порівняння характеристик модемів для виділених та комутованих каналів
2.2.1 Модеми для виділених каналів
Виділений канал - це канал з фіксованою смугою пропускання абофіксованого пропускною здатністю, постійно сполучає двохабонентів. Абонентами можуть бути як окремі пристрої (комп'ютери аботермінали), так і цілі мережі.
Виділені канали зазвичай орендуються у компаній - операторівтериторіальних мереж, хоча великі корпорації можуть прокладати своївласні виділені канали.
Виділені канали діляться на аналогові та цифрові залежно відтого, якого типу комутаційна апаратура застосована для постійноїкомутації абонентів. На аналогових виділених лініях для апаратурипередачі даних фізичний і канальний протоколи жорстко не визначені.
Відсутність фізичної протоколу призводить до того, що пропускназдатність аналогових каналів залежить від пропускної здатності модемів,які використовує користувач каналу. Модем власне і встановлюєпотрібний йому протокол фізичного рівня для каналу.
На цифрових виділених лініях протокол фізичного рівня зафіксований
- Він заданий стандартом G.703.
Модеми для роботи на виділених аналогових каналах
Для передачі даних по виділених аналогових лініях використовуютьсямодеми, що працюють на основі методів аналогової модуляції сигналу.
Протоколи і стандарти модемів визначені в рекомендаціях CCITT серії V. Цістандарти визначають роботу модемів як для виділених, так і комутованихліній.
Як уже говорилося в п. 2.1, модеми можуть бути синхронними,асинхронними і синхронно-асинхронними.
Модеми, що працюють тільки в асинхронному режимі, зазвичай підтримуютьнизьку швидкість передачі даних - до 1200 біт/с. Так, модеми, що працюють застандарту V.23, можуть забезпечувати швидкість 1200 біт/с на 4-провіднийвиділеної лінії в дуплексному асинхронному режимі, а за стандартом V.21 - нашвидкості 300 біт/с по 2-проводной виділеній лінії також в дуплексномуасинхронному режимі. Дуплексний режим на 2-дротовому закінченнязабезпечується частотним розділенням каналу. Асинхронні модемипредставляють найбільш дешевий вид модемів, тому що їм не потрібнівисокоточні схеми синхронізації сигналів на кварцових генераторах. Крімтого, асинхронний режим роботи невибагливий до якості лінії.
Модеми, що працюють тільки в синхронному режимі, можуть підключатисятільки до 4-проводимо закінчення. Синхронні модеми використовують для виділеннясигналу високоточні схеми синхронізації і тому зазвичай значнодорожче асинхронних модемів. Крім того, синхронний режим роботи пред'являєвисокі вимоги до якості лінії.
Для виділеного каналу тональної частоти з 4-провідним закінченнямрозроблено досить багато стандартів серії V. Усі вони підтримуютьдуплексний режим:
24. V.26 - швидкість передачі 2400 біт/с;
25. V.27 - швидкість передачі 4800 біт/с;
26. V.29 - швидкість передачі 9600 біт/с;
27. V.32 ter-швидкість передачі 19 200 біт/с.
Для виділеного широкосмугового какал 60-108 кГц існують тристандарту:
28. V.35 - швидкість передачі 48 Кбіт/с;
29. V.36 - швидкість передачі 48-72 Кбіт/с;
30. V.37 - швидкість передачі 96-168. Кбіт/с.
Корекція помилок у синхронному режимі роботи зазвичай реалізується запротоколу HDLC, але припустимі і застарілі протоколи SDLC і BSC компанії
IBM. Модеми стандартів V.35, V.36 і V.37 використовують для зв'язку з DTEінтерфейс V.35.
Модеми, що працюють в асинхронному і синхронному режимах, єнайбільш універсальними пристроями. Найчастіше вони можуть працювати як повиділеним, так і по комутованих каналах, забезпечуючи дуплексний режимроботи. На виділених каналах вони підтримують в основному 2-провіднезакінчення і набагато рідше - 4-провідне.
Для асинхронно-синхронних модемів розроблено ряд стандартів серії V:
31. V.22 - швидкість передачі даних до 1200 біт/с;
32. V.22 bis - швидкість передачі даних до 2400 біт/с;
33. V.26 ter - швидкість передачі даних до 2400 біт/с;
34. V.32 - швидкість передачі до 9600 біт/с;
35. V.32 bis - швидкість передачі 14 400 біт/с;
36. V.34 - швидкість передачі до 28,8 Кбіт/с;
37. V.34 + - швидкість передачі до 33,6 Кбіт/с.
Стандарт V.34, прийнятий влітку 1994 року, знаменує новий підхід допередачі даних по каналу тональної частоти. Цей стандарт розроблявся
CCITT досить довго - з 1990 року. Великий внесок у його розробку внеслакомпанія Motorola, яка є одним з визнаних лідерів цієїгалузі. Стандарт V.34 розроблявся для передачі інформації по каналахпрактично будь-якої якості. Особливістю стандарту є процедуридинамічної адаптації до змін характеристик каналу під час обмінуінформацією. Адаптація здійснюється в ході сеансу зв'язку - без припиненняі без розриву встановленого з'єднання.
Основна відмінність V.34 від попередніх стандартів полягає в тому,що в ньому визначено 10 процедур, за якими модем після тестування лініївибирає свої основні параметри: несучу і смугу пропускання (вибірпроводиться з 11 комбінацій), фільтри передавача, оптимальний рівеньпередачі та інші. Первинне підключення модемів проводиться застандарту V.21 на мінімальній швидкості 300 біт/с, що дозволяє працювати насамих поганих лініях. Для кодування даних використовуються надлишкові кодиквадратурної амплітудної модуляції QAM. Застосування адаптивних процедурвідразу дозволило підняти швидкість передачі данних більш ніж в 2 рази впорівнянні з попереднім стандартом - V.32 bis.
Принципи адаптивної настройки до параметрів лінії були розвинені встандарті V.34 +, який є вдосконаленим варіантом стандарту
V.34. Стандарт V.34 + дозволив трохи підвищити швидкість передачі данихза рахунок удосконалення методу кодування. Один передається кодовийсимвол несе в новому стандарті в середньому не 8,4 бита, як у протоколі V.34,a 9,8. За максимальної швидкості передачі кодових символів у 3429 бод (цеобмеження подолати не можна, так як воно визначається смугою пропусканняканалу тональної частоти) удосконалений метод кодування даєшвидкість передачі даних до 33,6 Кбіт/с (3429 х 9,8 - 33604). Правда,фахівці відзначають, що навіть в Америці лише 30% телефонних лінійзможуть забезпечити такий низький рівень перешкод, щоб модеми V.34 + змоглипрацювати на максимальній швидкості. Тим не менше модеми стандарту V.34 +мають переваги в порівнянні з модемами V.34 навіть на зашумленних лініях
- Вони краще «тримають» зв'язок, ніж модеми V.34.
Протоколи V.34 і V.34 + дозволяють працювати на 2-провідний виділеноїлінії в дуплексному режимі. Дуплексний режим передачі в стандартах V.32,
V.34, V.34 + забезпечується не за допомогою частотного розділення каналу, а здопомогою одночасної передачі даних в обох напрямках. Приймаєтьсясигнал визначається вирахуванням за допомогою сигнальних процесорів (DSP)сигналу, що передається із загального сигналу в каналі. Для цієї операціївикористовуються також процедури луна-придушення, тому що передається сигнал,відбиваючись від ближнього і далекого решт каналу, вносить спотворення до загальногосигнал (метод передачі даних, описаний у проекті стандарту 802.3ab,що визначає роботу технології Gigabit Ethernet на кручений парі категорії 5,узяв багато що з стандартів V.32-V.34 +).
На високій швидкості модеми V.32-V.34 + фактично завжди використовують вканалі зв'язку синхронний режим. При цьому вони можуть працювати з DTE як поасинхронного інтерфейсу, так і з синхронного. У першому випадку модемперетворить асинхронні дані в синхронні.
Модеми для роботи на виділених цифрових каналах
Цифрові виділені лінії утворюються шляхом постійної комутації впервинних мережах, побудованих на базі комутаційної апаратури, що працюєна принципах розділення каналу у часі - TDM, описаного в розділі 2.
Існують два покоління технологій цифрових первинних мереж - технологіяплееіо-хроном ( «плезіо» означає «майже», тобто майже синхронної)цифрової ієрархії (Plesiochronic Digital Hierarchy, PDH) і більш пізнятехнологія - синхронна цифрова ієрархія (Synchronous Digital Hierarchy,
SDH). В Америці технології SDH відповідає стандарт SONET.
Цифрова апаратура мультиплексування і комутації була розроблена вНаприкінці 60-х років компанією AT & T для вирішення проблеми зв'язку великихкомутаторів телефонних мереж між собою. Канали з частотним ущільненням,застосовувані до цього на ділянках АТС-АТС, вичерпали свої можливості поорганізації високошвидкісний багатоканального зв'язку по одному кабелю. Утехнології FDM для одночасної передачі даних 12 ил
