Особливості стандартів V.34 і V.90

Переклад повної назви стандарту V. 34: «Модем, що забезпечує передачу даних зі швидкостями до 28800 (33600) біт/с для використання на мережі загального користування, що комутується, і на двоточечних двопровідних виділених каналах телефонного типу». Таким чином, цей стандарт орієнтований на використання в найбільш розповсюджених типах телефонних ліній. Стандарт V. 34 має дві редакції — у першій редакції стандарту від 1994 р. передбачалася швидкість передачі не вище 28800 біт/с, у другій від 1998 р. ця межа була збільшена до 33600 біт/с. Крім перерахованих раніше, цей стандарт має цілий ряд інших особливостей, найбільш принципові з яких наведені нижче:

- 26 - - 27 -

більш повне використання смуги пропущення телефонної лінії, із шести передбачених стандартом V. 34 символьних швидкостей передачі два найбільші (3200 і 3429 символи/с) вимагають ширини смуги пропущення лінії, більшої стандартного значення 3100 Гц, але досяжної для ряду реальних телефонних ліній;

· введення в переданий сигнал поряд з лінійними нелінійних попередніх корекцій для часткової компенсації нелінійних перекручувань, внесених апаратурою з імпульсно-кодовою модуляцією (ІКМ), що працює на лінії; на комплексній площині такі попередні корекції виглядають у виді нерівномірного (що відрізняється від строго ґратчастого) розташування сигнальних крапок;

· розвитий сервіс, що включає можливість організації асиметричної передачі (різні швидкості, що несуть частоти, число крапок на комплексній площині й інші режими роботи для модемів на протилежних кінцях лінії), напівдуплексного обміну (луна-компенсація 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 гармонійних коливань з частотами в діапазоні від 150 до 3750 Гц, визначають можливі режими роботи й обмінюються інформацією про них; настроювання швидкості роботи модемів відповідно до якості зв'язку (відношення сигнал-шум) означає, що фактично швидкість може зменшуватися з кроком 2400 біт/с и в випадку відносини сигнал-шум менш 20 дб (реальна цифра для деяких вітчизняних телефонних ліній, особливо при міжміському зв'язку) виявляться не більш 9600 біт/с. Як випливає з аналізу особливостей стандарту V. 34, він практично цілком використовує можливості, надані стандартними аналоговими телефонними лініями. Подальший ріст швидкості передачі можливий тільки при використанні ліній з більшою смугою пропущення, що і передбачено в стандарті V. 90 для модемів зі швидкістю передачі до 56 Кбіт/с, що позначається часто як V. 90- або 56дБ-модеми. Стандарт V. 90 на 56дБ-модеми затверджений ITU-T у вересні 1998 р. Цей стандарт замінив K 56 Flex (у зв'язку з яким згадуються фірми 3 COM, Rockwell і Lucent Technologies) і Х 2 (від фірми US Robotics).

Хоча велика частина мережі цифрова, при роботі на обох кінцях лінії модеми, що відповідають протоколові V. 34, використовують її як цілком аналогову. Це означає необхідність використання аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) при передачі сигналів в обох напрямках. У результаті дискретизації сигналів по амплітуді АЦП вносять помітний вклад у погіршення відносини сигнал-шум, і швидкість передачі в обох напрямках однакова (при самих сприятливих умовах до 33600 біт/с). Однак 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 напрямку від провайдера до користувача АЦП відсутній, і швидкість може бути збільшена (теоретично) до 56 Кбіт/с.

Сама по собі цифрова телефонна мережа має швидкість передачі 64 Кбіт/с, однак наявність додаткових перекручувань і шумів від роботи ЦАП і АТС, хоча і менших за рівнем, чим шум дискретизації АЦП, обмежує досяжну швидкість передачі. Крім того, тестування 56дБ-модемів 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.

Таким чином, досягнення швидкості передачі 33,6 Кбіт/с і, тим більше, 56 Кбіт/с вимагає виконання цілого ряду умов. У першу чергу сама по собі телефонна лінія з усім устаткуванням, що використовується для перетворення сигналів і комутації каналів, повинна бути досить якісною, що мінімально перекручує сигнали.

Щоб робота зі швидкістю 56 Кбіт/с була можливою, необхідне виконання трьох додаткових умов:

· виконати цифрове підключення на одному з кінців (з боку провайдеру);

· забезпечити підтримку стандарту V. 90 на обох кінцях з'єднання: як аналоговим модемом користувача, так і сервером вилученого доступу або модемним пулом на стороні хост-компьютера; перехід до стандарту V. 90 не означає обов'язкового придбання нового модему, тому що деякі з них допускають чисто програмний «upgrade»;

· використовувати тільки одне аналого-цифрове перетворення на шляху проходження сигналу між цифровим модемом V. 90 і аналоговим модемом.

Класифікація модемів

Вище були згадані різні типи модемів. Однак цей список неповний без згадування ще ряду назв модемів, використовуваних на практиці. Класифікувати модеми можна по наступних трьох ознаках:

· типи ліній передачі, у яких використовуються модеми;

· види сервісу і характеристики модемів:

· особливості внутрішнього пристрою і конструктивного виконання модемів.

Слід зазначити, що модеми відносяться до категорії масових пристроїв і швидко розвиваються як телекомунікаційні засоби. Їхньою розробкою, виготовленням і просуванням до кінцевого користувача займається безліч фірм. З цим зв'язане існування безлічі нестандартних, частково пересічних назв модемів. Тому коротка назва модему може виявитися недостатньою для визначення його справжнього призначення й особливостей, досить істотних для користувача. Так, існують два абсолютно незбіжних типи V -90-модемів - один, аналоговий, для користувача й інший, чисто цифровий, для підтримки стандарту V. 90 з боку провайдеру. Плутанина може бути також зв'язана з поняттям голосового модему (voice modem) у зв'язку з наявністю в деяких модемах близької за назвою, але зовсім окремої функції голосової пошти (voice mail).

- 28 - - 29 -

Програмні засоби для модемів

Програмні засоби для модемів, називані також телекомунікаційними програмами, можна розділити на три рівні.

Низькорівневі засоби по типу мови ассемблера для комп'ютерів. Широко розповсюджений набір так званих Hayes -команд фірми Hayes Microcomputer Products. Hayes -команди починаються з префікса AT, за яким слідують буквено-цифрові позначення. Існує командний режим, у якому встановлюються, змінюються або відновлюються параметри модему за замовчуванням, і режим передачі.

Засоби, убудовані в ОС, у тому числі в MS DOS, Norton Commander і Windows. У MS DOS (різних версій) це команда MODE (настроювання параметрів), а також команди INTERLNK і INTERSRV (власне передача). У Norton Commander версії 5.0 можна знайти програму Term 95 або рядок Terminal Emulation у верхньому меню, що викликає ту ж програму. Тепер настроювання параметрів і передача викликаються в одній програмі і просто входять у різні пункти меню. У версії Windows 95 (OSR 2) у групу програм «Стандартні» є «Програма зв'язку» (Hyper Terminal). Крім того, у Windows 95 входить окрема програма настроювання модемів («Модеми» у «Панелі керування»), а також засобу підключення до мережі Internet. Згадані програми зручніші і «потужніші», чим низькорівневі команди, однак також великі можливості мають програмні засоби з наступної групи.

«Зовнішні» спеціалізовані програми типу Quick Link II, Dataline, Remote Win Mail і інші, котрі можуть поставлятися разом з конкретним модемом (але звичайно здатні підтримувати роботу модемів різних типів) і доступні як вільно розповсюджуване ПО з мережі Internet, або поширюються на CD -дисках. Наприклад, програма Quick Link II підтримує роботу місцевого факс/модему (або просто модему) з вилученим модемом, вилученим факс/модемом і факсимільним апаратом.

Нижче перераховані основні настановні параметри телекомунікаційних програм.

Швидкість передачі в бодах (baudrate). Варто відзначити, що вже в ранніх версіях програми Term передбачалася швидкість набагато більша, ніж це можливо при модемній передачі (до 115200 бод для програми Term 90, версія 2.3). Справа в тім, що зв'язок між комп'ютерами на невеликі відстані (до 2 м при використанні інтерфейсу Centronics і до 15 м при використанні інтерфейсу RS 232 C) може бути організована без участі модемів за допомогою так званих «нуль-модемних» кабелів, що з'єднують рівнобіжні або послідовні порти. У випадку використання рівнобіжних портів верхня границя досяжної швидкості передачі доходить до 100 Кбайт/с (тобто до 800 Кбод).

Протоколи передачі (ASC II, Kermit, Xmodem, Ymodem, Zmodem і їхнього різновиду). Тут під протоколами розуміється одна зі складових цього поняття — формат пакетів. Можливі формати відрізняються по числу біт на символ (для протоколу ASC II передбачено тільки 7 біт на символ і, відповідно, можлива передача тільки текстів, написаних англійськими буквами), по довжині пакета в байтах і по способу перевірки відсутності помилок (без перевірки, з використанням біта парності/непарності, контрольної суми або циклічного коду — CRC).

Керування передачею (flow control). Це друга частина загальноприйнятого поняття протоколів, що включає простий механізм перевірки готовності вилученого пристрою типу «запит — відповідь» за допомогою пари сигналів, утворених за рахунок апаратних засобів (RTS / CTS - рівні сигналів на контактах рознімання RS 232 C) або чисто програмно (Хоn / Xoff - службові символи кодової таблиці ASC II). Вважається, що апаратний спосіб більш надійний. Він необхідний для роботи з модемами, що підтримують стандарти стиску інформації V. 42/ V. 42 bis і MNP 5.

Эмуляция вилученого термінала (Teletype - TTY, DEC 102, ANSI і ін.). На екрані «місцевого» комп'ютера може бути отримане зображення, ідентичне зображенню на моніторі вилученого комп'ютера.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

З яких функціональних вузлів та блоків складається комп’ютерний модем?
Для чого призначений кодер/ декодер модему?
Що оговорює протокол V.42?
Які функції виконує скремблер/дескремблер модему?
Для чого призначений еквалайзер модему?
Що означають дуплексний та полудуплексний режими роботи модему?
Які функції виконують фільтри та підсилювачі в модемі?
Чім відрізаються стандарти V.34 та V.90? Що вони оговорюють?
Які умови повинні виконуватися для досягнення швидкості по стандарту V.90?
Наведіть класифікацію модемів.
Які існують програмні засоби для модемів?
Які параметри слід налагоджувати в телекомунікаційних програмах для модемів?

- 30 - - 31 -

Самостійна робота №5

ТЕМА: Принципи побудови складених мереж

за рівнями моделі OSI

Мережевий рівень в першу чергу повинен надавати засоби для вирішення наступних задач:

доставки пакетів в мережі з довільною топологією
структуризації мережі шляхом надійної локалізації трафіку
узгодження різних протоколів канального рівня.