Назначение модемов. Стандарты модемов

Способы модуляции

Назначение модемов. Стандарты модемов.

3..

НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ И ТСО: Лектор-2000, слайд 2.2.1,2,3схема 2.2.1,2,3

ЛИТЕРАТУРА:

Основная:

1. Ларионов А.М. и др. «Вычислительные комплексы, системы и сети». Л.: Энергоатомиздат, 1987

2. Малышев В.Н. «Передача и обработка информации в АСУ ВМФ». С.-Пб.: ВМА, 1994. Дополнительная:

1.Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. Локальные сети. – М.: Эком, 2001Нанс Б. «Компьютерные сети». М.: Бином, 1995; с. 259…284

2.Шатт С. «Мир компьютерных сетей». Киев: BHV, 1996

3.Гусева А.И. «Технология межсетевых взаимодействий». М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1997

Способы модуляции

Классические методы модуляции отличаются своей помехоустойчивостью. Помехоустойчивость тем выше, чем больше отличаются между собой посылки сигналов 0 и 1 (больше серого цвета). Наименьшую помехоустойчивость имеет амплитудная модуляция (АМ), в ней логической единице соответствует наличие синусоиды, нулю – ее отсутствие.

Частотная модуляция (ЧМ), в ней логической 1 и 0 соответствуют синусоиды разной частоты.

Наибольшую помехоустойчивость имеет фазовая модуляция (ФМ), в ней логической 1 и 0 соответствуют синусоиды, сдвинутые по времени (фазе), например 1 – сдвиг 0 град., 0 – сдвиг 180 град.

Метод простой бинарной дифференциальной фазовой модуляции (DPSK) позволяет дробить фазу не на две (0 и 180 град.), а на 8 (0, 45, 90, …, 325 град.) без существенного снижения помехоустойчивости, что позволяет в одной посылке гармонического сигнала (в одном бодовом интервале) передавать 3 бита. Скорость передачи в 3 раза выше, чем при бинарном кодировании 4800 бит/с.

Для увеличения информационной емкости одной посылки гармонического сигнала, в высокоскоростных модемах обычно используются комбинации методов модуляции, как правило, это различные варианты амплитудно-фазовой модуляции, например многопозиционная амплитудно-фазовая модуляция QAM позволяет увеличить число бит передаваемых в одном бодовом интервале до 8. Существует и более совершенный метод модуляции (число бит от 1 до 9) - треллис модуляция (ТСМ), который используется в стандарте V.34.

Увеличение общего числа возможных посылок, усложнение алгоритмов обработки сигналов приводит к увеличению требуемой производительности (вычислительной мощности) декодера (цифрового сигнального процессора).

Назначение модемов. Стандарты модемов.

Существуют внутренние и внешние модемы. Внутренние модемы устанавливаются в слоты расширения подобно любой другой плате. При использовании цифровых линий необходимо установить в компьютер специальные цифровые платы. Внешний модем подключается к последовательному порту компьютера кабелем RS-232. Для подключения модема к телефонной сети используется кабель с разъемами RJ-11.

Таблица стандартов сжатия, их параметры, разработанные с 1984 года. Стандарт сжатия и скорость модема не всегда взаимозависимы. Стандарт может использоваться с модемом любой скорости.

Стандарт	Бит/с	Год выпуска	Примечание
V.22bis			Старый стандарт. Модемы этого стандарта иногда входят в комплект поставки компьютера
V.32			Модемы этого стандарта иногда входят в комплект поставки компьютера
V.32bis			Модемы этого стандарта в настоящее время широко распространены
V.32terbo			Неофициальный стандарт. Может соединяться только с другим V.32terbo
V.FastClass(V. FC)			Неофициальный стандарт
V.34			Усовершенствованный V.FastClass. Сохраняет обратную совместимость с ранними V-модемами
V.42			Сохраняет обратную совместимость с ранними V-модемами

Модемы используют асинхронную и синхронную связь.

Асинхронная связь — самая распространенная связь, т.к. предназначена для стандартных телефонных линий. При асинхронном методе данные передаются последовательным потоком. Каждый символ — буква, число или знак — раскладывается в последовательность битов. Каждая из этих последовательностей отделяется от других стартовым битом и стоповым битом.

Связь этого типа не синхронизируется, т. е. отсутствует синхронизирующее устройство или метод для координации действий между передатчиком и приемником. Для управления синхронизацией используются стартовые и стоповые биты. Передающий компьютер просто шлет данные, а принимающий компьютер просто их получает. Затем принимающий компьютер проверяет данные, чтобы убедиться в том, что они приняты без ошибок. Двадцать пять процентов трафика данных при асинхронной связи состоит из управляющей и координирующей информации.

Синхронная связь основана на схеме синхронизации, согласованной между двумя устройствами. Ее цель — выделить биты из группы при передаче их блоками. Эти блоки называют кадрами. Для установки синхронизации и периодической проверки ее правильности используются специальные символы. Поскольку биты передаются в синхронном режиме, стартовые и стоповые биты, не нужны. Передача завершается в конце одного кадра и начинается вновь на следующем кадре. Метод более эффективен, чем асинхронная передача.

Асинхронные, или последовательные, модемы дешевле синхронных, поскольку не нуждаются в схемах и компонентах для управления синхронизацией (необходимой при синхронной связи).

Цифровая связь

При интенсивном обмене в ГВС аналоговую связь становится неэффективной и чересчур дорогой. Для более быстрой и надежной связи используются цифровые линии связи передачи данных (DDS). DDS обеспечивает синхронное соединение «точка-точка» на скоростях 2,4; 4,8; 9,6 или 56 Кбит/с. Цифровые каналы «точка-точка» — это выделенные линии, которые предоставляются некоторыми телекоммуникационными компаниями. Основная причина популярности цифровых линий в том, что они обеспечивают передачу данных, практически на 99 процентов свободную от ошибок. Цифровые линии доступны в различных формах, включая DDS, Т1, ТЗ, Т4 и Switched 56.

Так как служба DDS использует цифровую связь, она не нуждается в модемах. Вместо этого данные от моста или маршрутизатора DDS передает через устройство. которое называется устройством обслуживания канала/устройством обработки данных (CSU/DSLJ). Оно преобразует стандартные цифровые сигналы, генерируемые компьютером, в биполярные цифровые сигналы, применяемые для синхронной связи. Это устройство содержит также электронные схемы для защиты сети.

T1 самый распространенный тип цифровой линии, применяемой для высокоскоростной связи. Эта технология «точка-точка» использует две пары проводов (одна пара — для передачи, другая — для приема), чтобы осуществлять полнодуплексную передачу данных на скорости 1,544 Мбит/с. T1 используется для передачи оцифрованной речи, данных и видеосигналов. Линии T1 относятся к самым дорогим каналам связи ГВС. Абоненты, которым не нужна или не по карману полная полоса пропускания линии T1, могут работать с одним или несколькими каналами T1 со скоростью 64 Кбит/с, известными как Fractional Т-1 (FT-1). В некоторых странах услуги T1 пока недоступны, вместо них часто предлагаются линии Е1. Е1 очень похожа на T1, однако работает на скорости 2,048 Мбит/с.

T1 использует технологию мультиплексирования (уплотнения каналов). При этом несколько сигналов от различных источников накапливаются в мультиплексоре и передаются по одному кабелю. На принимающей стороне происходит демультиплексирование данных в начальную форму. Этот метод появился тогда, когда стало не хватать пропускной способности телефонных кабелей, которые могли поддерживать только один сеанс связи на линию. Он позволил передавать одновременно множество разговоров по одной линии.

Канал T1 может переносить 1,544 Мбит данных в секунду. T1 делит канал на 24 подканала и опрашивает каждый подканал 8000 раз в секунду. Используя этот метод, T1 одновременно передает по двухпроводной паре 24 потока данных. При каждом обращении к каналу передается 8 битов. Так как все каналы опрашиваются 8 000 раз в секунду, скорость передачи составляет 64 Кбит/с. Этот стандарт скорости называется DS-0.

обозначение	система	Число каналов Т1	Число речевых каналов	Скорость Мбит/с	Среда передачи
DS-0	не применяется	не применяется		0,064	Медный провод
DS-1	Т1			1,544	То же
DS-IC	Т-1С			3,152	То же
DS-2	Т2			6,312	То же
DS-3	ТЗ			44,736	О/волокно
DS-4	Т4			274,760	О/волокно

Выделенные линии ТЗ и Fractional Т-З обеспечивают передачу речи и данных со скоростью от 6 Мбит/с до 45 Мбит/с. Они обладают наибольшей пропускной способностью среди всех общедоступных сегодня линий. ТЗ и FT-3 разработаны для скоростной передачи значительных массивов данных между двумя точками. Линия ТЗ может заменить несколько линий Т1.

Switched 56 — это коммутация каналов на линии DDS 56 Кбит/с. Как местные, так и междугородные телефонные компании широко предлагают эту службу коммутируемой связи локальных сетей, передающую данные со скоростью 56 Кбит/с. Преимущество Switched 56 в том, что она используется только по мере необходимости, избавляя тем самым от обязательной оплаты выделенной линии. На каждом абоненте, работающем с этой службой, надо установить устройство CSU/DSU, которое может соединиться с другим абонентом Switched 56.