ПРИСТРОЇ ПЕРЕТВОРЕННЯ СИГНАЛІВ
ВСТУП
Розвиток обчислювальних мереж зажадало передачі при міжмашинна обміні
даними великих обсягів цифрової інформації з високою швидкістю та вірністю.
Саме тому виникла проблема проектування засобів організації каналів
передачі даних ефективно використовують пропускну здатність існуючих
безперервних каналів електрозв'язку та базуються на сучасній техніці і
технології цифрових інтегральних схем.
Базові функції за погодженням джерел і приймачів даних з безперервними
частотно-обмеженими каналами покладено на пристрої перетворення сигналів
(УПС), які значною мірою визначають такі характеристики цифрових
каналів, як швидкість і вірність. Тому розробка УПС, що забезпечують
необхідні інформаційні характеристики систем передачі сигналів даних між
територіально віддаленими кінцевими пунктами, є однією з актуальних
завдань, що входять в комплекс проблем технічного забезпечення міжмашинного обміну
інформацією в обчислювальних мережах.
ПРИСТРОЇ ПЕРЕТВОРЕННЯ СИГНАЛІВ
Основним завданням створення УПС було зробити такий "перекладач", який дозволив
б перетворювати цифровий сигнал, більш зрозумілий ЕОМ або терміналу, в
використовується в телеграфних, телефонних та деяких інших каналах зв'язку
аналоговий сигнал.
Коли пристрої ООД (Кінцеве Обладнання Даних - їм може бути ЕОМ,
термінал і пр.) обмінюються даними один з одним з використанням, наприклад,
телефонної лінії, сигнал повинен пристосуватися до орієнтованого на мову
аналоговому світі. Однак пристрою ООД взаємодіють за допомогою цифрових (
дискретних) сигналів. Форма цифрового сигналу суттєво відрізняється від форми
аналогового сигналу. Подібність полягає в тому, що сигнал безперервний, повторює
самого себе і періодичн, але він дуже відрізняється тим, що дискретний - зміни
стану (рівня електричної напруги) дуже різкі. ЕОМ і термінали
використовують цифрові, двійкові форми, оскільки напівпровідникові транзистори в
своїй основі - дискретні прилади з двома станами. Цифрова передача
реалізована в даний час в багатьох системах, наприклад - в локальних мережах,
де машини не видалені на велику відстань, і є можливість зв'язати їх спільною
шиною. Також вона широко
до використовується при безпосередньому зв'язку між комп'ютерами через
асинхронні порти (так звані нульмодеми). Цифрова передача име
ет ряд явних переваг у порівнянні з аналоговими системами зв'язку. Однак
аналогові канали все ще домінують у місцевих системах підключення пристроїв
ООД до каналів телефонних служб.
Розрізняють декілька типів УПС:
Пристрої перетворення сигналів телеграфного типу;
Пристрої перетворення сигналів низького рівня;
Модеми;
Автовизивние пристрої (АВУ),
а також, можливо, деякі інші, специфічні, пристрої.
У рефераті більш детально розглянуті найбільш відомі і часто використовуються з
них - модеми, а також автовизивние пристрої, як можливе (і вельми цінне)
доповнення (а для самих сучасних модемів - невід'ємна частина)
3.МОДЕМ
Останнім часом модеми стають невід'ємною частиною комп'ютера. Встановивши
модем на свій комп'ютер, ви фактично відкриваєте для себе новий світ. Ваш
комп'ютер перетворюється з відособленого комп'ютера в ланку глобальної мережі.
Модем дозволить вам, не виходячи з дому, отримати доступ до баз даних, які
можуть бути віддалені від вас на багато тисяч кілометрів, розмістити повідомлення на
BBS (електронній дошці оголошень), доступною іншим користувачам, скопіювати
з тією ж BBS цікавлять вас файли, інтегрувати домашній комп'ютер в мережу
вашого офісу, при цьому (не враховуючи низьку швидкість обміну даними) створюється
повне відчуття роботи в мережі офісу. Крім того, скориставшись глобальними
мережами (RelCom, FidoNet) можна приймати і посилати електронні листи не
тільки всередині міста, але фактично в будь-який кінець земної кулі. Глобальні мережі
дають можливість не тільки обмінюватися поштою, але й брати участь у всіляких
конференціях, одержувати новини практично по будь-якій, що цікавить вас тематики.
Модем (модулятор-демодулятор) є пристроєм, що перетворює
послідовні цифрові сигнали в аналогові сигнали і навпаки.
Інакше кажучи, модем забезпечує цифровий/аналоговий інтерфейс, що дозволяє двом
пристроям спілкуватися один з одним за допомогою телефонної мережі. Він змінює чи
амплітуду, або частоту або фазу, щоб представити цифрові дані у вигляді
аналогових сигналів.
Щоб бути точним, визначення модуляції таке: це модифікація частоти для
представлення даних. Ця частота називається несучої частотою. Дані, які
модулюють несучу (тобто передача терміналом або ЕОМ) називаються
модулюючим сигналом. Термін "модулюючий" відноситься звичайно до
немодульованою сигналу.
Модем видозмінює сигнал несучої (амплітуду, частоту, або фазу) для того, щоб
він міг нести модулюючий сигнал.
Модем з амплітудною модуляцією (АМ-модем) змінює амплітуду своєї несучої в
відповідності з послідовністю бітів, які повинні бути передані. Зазвичай
більш висока амплітуда представляє нуль, а більш низька - одиницю. Більш
поширений модем - це ЧМмодем (модем з частотною модуляцією). Тут
амплітуда зберігається постійною, а змінюється частота. Двійкова одиниця
представлена однією частотою, а двійковий нуль - інший частотою. Ще один тип
модемів - це ФМмодем (модем з фазовою модуляцією). Цей модем, для того, щоб
представити зміна с на або з на, різко змінює фазу сигналу.
Організації по стандартизації використовують загальноприйняті абревіатури АПД (DCE) для
модему і ООД (DTE) для ЕОМ, термінала або будь-якого іншого пристрою відображення,
підключеного до модему.
2. У позначеннях організацій за стандартами кожен провідник в многопроводном
цифровому інтерфейсі називається "ланцюгом обміну". "Ланцюг обміну" використовується для
передачі даних, керування і синхронізації.
Роботу модему можна легше уявити, якщо розглядати модулятор і
демодулятор, що становлять в модемі одне ціле, у вигляді окремих пристроїв. Будемо
розглядати широко відоме й просте двохпровідні з'єднання (також
існує 4проводное підключення цей тип з'єднання використовують, наприклад, на
АТС).
При підключенні модему до двухпроводной лінії необхідно два дроти підключити
відразу і до лінійного виходу модем (модулятор), і до лінійного входу
(демодулятора). Вони підключаються не паралельно, а через гібридний
трансформатор. В ідеальному гібридному трансформа
лихо аналогові сигнали з модулятора проходять через трансформатор в
двохпровідні лінію, а аналогові сигнали з лінії проходять через трансформатор
в демодулятор. Однак у реальному гібридному трансформаторі виникає зворотній
зв'язок у формі слабких аналогових сигналів від модулятора до демодулятора. Гібридний
трансформатор є частиною модему. Два дроти виводяться назовні у вигляді
двоконтактним колодки або двожильного шнура і можуть бути підключені
безпосередньо у розетку.
4.ДОПОЛНІТЕЛЬНИЕ ВІДОМОСТІ про обладнання
4.1. Канали
Найпростішим мережею, в якій використовуються модеми, є двоточковим канал, в
якому два модеми з'єднані за допомогою однієї лінії зв'язку. У прикладі "канал"
з'єднує ООДЕВМ з ООДтерміналом, у той час, як "лінія" поєднує АПДмодем з
іншим АПД-модемом. Тому "канал" складається з "лінії" і двох модемів.
При виборі модему важливе значення має тип зв'язку, що забезпечується комбінацією
модему з лінією. Дуплексний канал дозволяє передавати одночасно
послідовні дані в обох напрямках, в той час, як напівдуплексний - в
кожний момент часу лише в одному з двох.
Існує також симплексних канал, де дані передаються завжди тільки в одному
напрямі. Передаватися можуть окремі знаки, блоки даних або
послідовності бітів/знаків, що використовуються в протоколах каналу даних.
При швидкостях передачі до 20 Кбіт/с більшість модемів використовують інтерфейс
V.24/V.28 МККТТ (або, аналогічний, RS232C) здійснюється за допомогою
25контактного гніздового роз'єми на задній стінці модему. При швидкостях передачі
від 48 до 68 Кбіт/с потрібні широкополосні модеми, які використовують інтерфейс
V.35 МККТТ, що здійснюється за допомогою 34контактного роз'єми на задній стінці
модему.
4.2. Про синхронізації
При швидкостях передачі до 20 Кбіт/с використовуються три основні типи модемів:
Асинхронний модем (тільки для асинхронної передачі).
Ці модеми є низькошвидкісними і працюють у режимі асинхронної
старт-стопного позначной передачі. Вони не генерують сигналів синхронізації.
До речі, це саме ті модеми які ми звикли бачити біля своїх PC, адже всі
COM-порти персональних комп'ютерів, що відповідають стандарту RS232C, асинхронні.
Синхронні модеми (для синхронної передачі).
Ці модеми працюють в режимі синхронної блокової передачі і генерують сигнали
синхронізації. Найчастіше використовуються на великих машинах.
Асинхронно-синхронні модеми (для асинхронної і синхронної передачі).
Ці синхронні модеми при використанні спеціальних форматів
знаків можуть працювати в режимі асинхронної стартстопной передачі даних. Загальна
число біт у стартстопном знаку має бути від 8 до 1.Модем видаляє стартстопние
біти перед передачею і відновлює їх після прийому. Модеми цього типу
генерують сигнали синхронізації і мають вбудований асинхронно-синхронний
перетворювач.
Асинхронні модеми можуть працювати з будь-якою швидкістю передачі в межах
встановлених для них швидкостей. Синхронний і асинхронно-синхронний модеми можуть
працювати тільки з фіксованими швидкостями передачі.
4.3. Модеми з корекцією помилок.
Щоб уникнути помилок, які виникають внаслідок шумів в лінії, використовуються:
асинхронні модеми для двоточковою зв'язку, які забезпечують окремий
асінхроннийканал з корекцією помилок. Вони використовують протокол типу ARQ і
зберігають у буферній пам'яті передані дані до тих пір, поки не отримають
підтвердження або запит на повторну передачу від приймаючої модему.
синхронні модеми, що працюють зі швидкостями від 9600 до 9200 біт/с,
використовують "перехресну модуляцію" для прямої корекції помилок синхронних
даних. Ця модуляція заснована на використанні захисної системи чергуються
(перехресних) надлишкових кодів в потоці інформації, що передається. Надмірні
коди дозволяють приймального пристрою вибрати ті дані, які найбільш точно
відповідають переданим оригіналам.
4.4. Пристрої стиснення даних
Наявні пристрої стиснення даних виконані у вигляді окремих блоків або
вбудовані в синхронні модеми. Вони використовують адаптивні алгоритми для стиснення
даних перед передачею і відновлення після прийому. Вони можуть працювати з
байт-орієнтованими або з біт-орієнтованими синхронними протоколами або з
асинхронними даними. Ступінь стиснення лежить в межах від