Xreferat.com » Рефераты по информатике и программированию » Классификация модемных протоколов

Классификация модемных протоколов

План:


  1. Классификация протоколов………………………………………….…3

  2. Протоколы взаимодействия…………...…………………………….…5

    1. Протокол V.25 (RS-366A)………………………………………………5

    2. Протокол V.25bis………………………………………………………...6

    3. Протокол V.8……………………………………………………………..9

      1. Сигналы взаимодействия…………………………………………...10

      2. Информационные сигналы…………………………………………..11

      3. Процедуры вызывающего модема…………………………………12

      4. Процедуры отвечающего модема…………………………………12

3. Протоколы модуляции…………………………………………...…13

    1. Общие сведения…………………………………………………….…13

3.2. Способы модуляции…………………………………………………...14

      1. Частотная модуляция ………………………………………………14

      2. Относительная фазовая модуляция………………………….…..14

3.2.3. Квадратурная амплитудная модуляция…………………………..15

    1. Основные протоколы модуляции……………………………………15

      1. Протоколы V.21, Bell 103J…………………………………………..15

      2. Протоколы V.22, V.22bis………………………………………….…16

      3. Протокол V.23 ……………………………………………………..…17

      4. Протоколы V.26, V.26bis, V.26ter …………………………...…….18

      5. Протокол V.32 ………………………………………………….…….18

      6. Протокол V.32bis……………………………………………….…….18

      7. Протокол V.33…………………………………………………..…….19

3.2.8. Протоколы V.34, V.34+, V.Fast………………………………..……19

    1. Факс-протоколы модуляции ……………………………………..…..23

      1. Протоколы V.27, V.27bis, V.27ter ……………………………..…..23

      2. Протокол V.29 ……………………………………………………..…23

      3. Протокол V.17 …………………………………………….………….26

    2. Фирменные протоколы модуляции …………………………………27

      1. Протокол V.32terbo ………………………………………….………27

      2. Протоколы ZyX, ZyCELL ……………………………………..…….28

      3. Протоколы HST, RHST ………………………………………..……29

3.5.4. Протоколы PEP, TurboPEP ……………………………..……….…30

    1. Рекомендации по выбору протоколов модуляции ………………30

4. ПРОТОКОЛЫ ИСПРАВЛЕНИЯ ОШИБОК ………………………….….34 4.1. Протоколы MNP …………………………………………………………..34 4.1.1. Общие сведения ………………………………………….………….…34 4.2. Протокол V.42 …………………………………………….…………….…35 4.2.1. Основные характеристики ……………………………………….…35 5. ПРОТОКОЛЫ СЖАТИЯ ДАННЫХ ………………………………………37 5.1. Основные методы сжатия ………………………………………………37 5.2. Сжатие данных в протоколах MNP ……………………………………39 5.2.1. Протокол MNP5 ……………………………………….………………39 5.2.2. Протокол MNP7 ……………………………………….………………42 5.3. Сжатие данных по стандарту V.42bis …………………………………42 6. ПРОТОКОЛЫ ПЕРЕДАЧИ ФАЙЛОВ ……………………………………44 6.1 Протокол XModem …………………………………………………………44 6.2. Протокол XModem-CRC …………………………………………………45 6.3. Протокол XModem-IK …………………………………………………….45 6.4. Протокол YModem ……………………………………………………..…45 6.5. Протокол YModem-g ……………………………………………..………45 6.6. Протокол ZModem ………………………………………………….…….46 6.7. Протокол Kermit ……………………………………………………..……46 6.8. Рекомендации по выбору протокола передачи файлов ………..….46


Список используемой литературы…………………………………….…51


1. Классификация протоколов


Модемы также можно классифицировать в соответствии с реализованными в них протоколами. Все протоколы, регламентирующие те или иные аспекты функционирования модемов могут быть отнесены к двум большим группам: международные и фирменные.

Протоколы международного уровня разрабатываются под эгидой ITU-T и принимаются им в качестве рекомендаций (ранее ITU-T назывался Международным консультативным комитетом по телефонии и телеграфии – МККТ, международная аббревиатура CCITT). Все рекомендации ITU-T относительно модемов относятся к серии V. Фирменные протоколы разрабатываются отдельными компаниями – производителями модемов, с целью преуспеть в конкурентной борьбе. Часто фирменные протоколы становятся стандартными протоколами де-факто и принимаются частично либо полностью в качестве рекомендаций ITU-T, как это случилось с рядом протоколов фирмы Microcom. Наиболее активно разработкой новых протоколов и стандартов занимаются такие известные фирмы, как AT&T, Motorolla, U.S.Robotics, ZyXEL и другие.

С функциональной точки зрения модемные протоколы могут быть разделены на следующие группы:


  • Протоколы, определяющие нормы взаимодействия модема с каналом связи (V.2, V.25);

  • Протоколы, регламентирующие соединение и алгоритмы взаимодействия модема и DTE (V.10, V.11, V.24, V.25, V.25bis, V.28);

  • Протоколы модуляции, определяющие основные характеристики модемовб предназначенных для коммутируемых и выделенных телефонных каналов. К ним относятся такие протоколы, как V.17, V.22, V.32, V.34, HST, ZyX и большое количество других;

  • Протоколы защиты от ошибок (V.41, V.42, MNP1-MNP4);

  • Протоколы зжатия передаваемых данных, такие как MNP5, MNP7, V.42bis;

  • Протоколы, определяющие процедуры диагностики модемов, испытания и измерения параметров каналов связи (V.51, V.52, V.53, V.54, V.56);

  • Протоколы согласования параметров связи на этапе ее установления (HandShaking), например V.8.


Приставки “bis” и “ter” в названиях протоколов обозначают, соответственно, вторую и третью модификацию существующих протоколов или протокол, связанный с исходным протоколом. При этом исходный протокол, как правило, остается поддерживаемым.

Некоторую ясность среди многообразия модемных протоколов может внести их условная классификация, приведенная на рис.1.1.

Следует также заметить, что некоторые протоколы нельзя отнести только к одной из приведенных групп, так как они описывают реализацию ряда различных функций, например, таких как модуляция и коррекция ошибок. В первую очередь, это относится к фирменным протоколам (ZyCELL, MNP10 и другие).





Рис 1.1. Классификация модемных протоколов


2. Протоколы взаимодействия


Для выполнения своих функций модемы должны взаимодействовать как между собой, так и с различного рода оконечным оборудованием. За исключением ранее рассмотренного набора AT-команд, средствами такого взаимодействия выступают стандарты V.25, V.25bis и V.8.

Рекомендации V.25 и V.25bis определяют интерфейс и функции оборудования автоматического вызова и ответа. Различие этих двух стандартов определяется отличием в используемых линиях интерфейса DTE-DCE. Протокол V.8 описывает процедуры взаимодействия двух модемов на этапе установления связи между ними.


2.1. Протокол V.25 (RS-366A)


Согласно Рекомендации V.24 все линии интерфейса DTE-DCE разделены на две группы: серии 100 (общего назначения) и серии 200 (автоматического вызова). Группа серии 100 включает в себя 34 линии различного назначения, служащие как для передачи данных, так и для осуществления управления интерфейсом.

Группа серии 200 включает в себя 12 линий. В табл. 2.1 приведено назначение этих линий. Рекомендация V.25 предусматривает использование цепей двух серий 100 и 200.

V.25 определяет автоматическое вызывное устройство (АВУ), которое позволяет компьютеру, используя номер нужного абонента, установить связь через коммутируемую телефонную сеть с удаленным DTE. Вызывное устройство подключается к DTE с помощью двух 25-контактных разъемов типа D (рис. 2.1).

Таблица 2.1. Назначение линий обмена серии 200 интерфейса V.25

Контакт

Номер

Обозначение

Назначение цепи

к DCE

k DTE

1

Защитное заземление



2

211

DPR

Наличие цифры

х


3

205

ACR

Несостоявшийся вызов (и повторная его передача)


Х

4

202

CRQ

Запрос соединения

х


5

210

PND

Запрос следующей цифры


Х

6

213

PWI

Индикатор электропитания


Х

7

201

SG

Сигнальное заземление



13

204

DSC

Удаленная установка подключена


Х

14

206

NB1

Цифровой сигнал (2°)

х


15

207

NB2

Цифровой сигнал (2')

х


16

208

NB3

Цифровой сигнал (22)

х


17

209

NB4

Цифровой сигнал (23)

х


18

RC

Общий прием



19

SC

Общая передача



22

203

DLO

Канал данных занят


Х


Один интерфейс использует линии обмена серии 100 (V.24/V.28), подключен­ные через АВУ к модему для передачи данных. Другой интерфейс использует линии серии 200 (V.25/V.28) для автоматического вызова.

Линии обмена серии 200 имеют обозначения от 200 до 213 и используются только для установления связи и ее разъединения. Компьютер набирает телефонный номер, посылая через интерфейс RS-366A в DCE по цепям обмена 206 - 209 одну за другой цифры в виде 4-разрядного параллельного кода (табл. 2.2)

После того как последняя цифра передана в АВУ, компьютер посылает еще один четырехбитовый знак конца номера (End of Number). После установления соединения через КТСОП начинается передача данных по группе линий серии 100.





Рис. 2.1. Устройство автовызова

Таблица 2.2. Кодировка цифрового сигнала но цепям 206—209

Номер линии

209

208

207

206

Цифра набора "0"

0

0

0

0

Цифра набора "1"

0

0

0

1

Цифра набора "2"

0

0

1

0

Цифра набора "3"

0

0

1

1

Цифра набора "4"

0

1

0

0

Цифра набора "5"

0

1

0

1

Цифра набора "6"

0

1

1

0

Цифра набора "7"

0

1

1

1

Цифра набора "8"

1

0

0

0

Цифра набора "9"

1

0

0

1

Конец номера (EON)

1

1

0

0

Интервал между цифрами (SEP)

1

1

0

1


2.2. Протокол V.25bis

В отличие от V.25, Рекомендация V.25bis для реализации всех функций автовызова позволяет использовать только группу линий серии 100. В этом случае DTE подключается к DCE через один интерфейс и может с его помощью выполнять как операции автовызова/автоответа, так и операции по пере даче данных (рис. 2.2). Такой подход является наиболее удобным и позволяет объединить АВУ и собственно модем. Поэтому практически все современные интеллектуальные модемы, поддерживающие протоколы передачи по коммутируемым каналам КТСОП, представляют собой устройства со встроенным АВУ.

Для осуществления операций автовызова необходимо определенное взаимодействие между DTE и модемом. Рекомендация V.25bis определяет интерфейс и режимы работы DTE и модема:

  • режим прямого вызова;

  • режим вызова по адресу.


Режим прямого вызова основан на использовании операции "Подключить модем к линии" (CDSTL - Connect Dataset To Line), в результате которой DTE устанавливает связь по телефонному номеру, хранящемуся в памяти модема.

Режим вызова по адресу основан на использовании операции "Готовность терминала" (DTR - Data Terminal Ready), а также позволяет вызывающему DTE обмениваться командами с модемом, что расширяет возможности DTE. Эти команды являются частью процедуры





Рис. 2.2. Подключение модема автовызова V.25.bis

автоматического вызова и пересыла­ются из DTE в модем. В ответ на команды DTE получает от модема отклики. Команды и отклики могут пересылаться с использованием асинхронной или синхронной передачи.

При использовании асинхронной передачи каждый старт-стопный знак со­держит десять битов: стартовый, 7 информационных бит в коде ASCII, бит кон­троля четности и столовый бит. При синхронной передаче каждый знак содер­жит восемь бит: 7-битовый код знака ASCII и бит контроля по нечетности.

При асинхронной передаче используется следующий формат:

При синхронной передаче используется два формата. Одним из них являет­ся формат байт-ориентированной передачи BSC:

<Сообщение>.

Второй бит-ориентированный формат синхронной передачи соответствует протоколу HDLC:

<Сообщение>.

<Сообщение> содержит несколько 8-битовых знаков. При асинхронной пере­даче каждый восьмибитовый знак представляет собой 7 бит данных и 1 бит проверки на четность. При синхронной передаче по протоколу BSC каждый знак сообщения также состоит из 7 бит данных и одного проверочного бита на нечетность. В случае применения протокола HDLC, передаются восьмибитовые знаки без использования бита паритета. Вместо этого рассчитывается контроль­ная последовательность кадра FCS размером 16 (CRC-16) или реже 32 бита (CRC-32), позволяющая контролировать возникающие ошибки как в передаваемом сообщении, так и в служебных полях адреса и управления .

Различные типы сообщений идентифицируются комбинацией из трех алфавитных знаков в начале сообщения. Кроме трех обязательных знаков сообщение может содержать несколько необязательных параметров, отделяемых друг от друга точкой с запятой.


Таблица 2.3. Команды, передаваемые от DTE к DCE по протоколу V.25bis

Команды ОТЕ

Операция модема

АВС

Прерывание соединения

СНМ<номер телефона>

Модем "снимает трубку" и набирает номер. Номер содержит до 50 символов, включая пробелы и дефисы

СР8<адрес памяти>

Модем набирает номер, выбранный из памяти по указанному адресу

PRN;<номер телефона>

Модем запоминает номер телефона в памяти по указанному адресу

RLD

Модем выдает список отложенных номеров

RLF

Модем выдает список запрещенных номеров

RLI

Модем выдает список хранимых номеров

RLN

Модем посылает список хранящихся телефонных номеров

RLS

Показать состояние регистра управления модема и биты модема

SCRn

Программирование регистра управления n модема

SMBn

Установить бит модема в "1"

RMBn

Установить бит модема в "0"

STS

Сохранить используемый параметр

RLBn

Показать состояние бита n модема

RLM

Показать установку параметров в режиме работы с протоколом MNP

SAT

Переключиться на работу с набором АТ-команд

CAT

Переключиться на работу с протоколом V.25bis

VOLn

Установка громкости работы встроенного громкоговорителя

LSPn

Переключение варианта использования громкоговорителя

???

Вызов вспомогательной функции

DIG

Модем игнорирует входящий вызов

CIC

Модем производит соединение по входящему вызову

RST

Модем возвращается в режим работы с АТ-командами


Таблица 2.4. Ответы, передаваемые от DCE к DTE по протоколу V.25bis

Ответы DCE к DTE

Значение ответа

VAL

Получена правильная команда

INV

Получена неправильная команда

INC

Получен входящий запрос соединения (звонка)

ONL

Принят ответный тон. Указывает на то, что на противоположной стороне включено устройство передачи данных (DCE)

CFI <код ошибки>

Возвращает код отказа при вызове

АВ

Модем отменил вызов, так как он не обнаружил тонального сигнала набора

СВ

Собственный выход в линию занят

ND

Нет ответа станции

ЕТ

Принят встречный тон

RT

Был зарегистрирован входящий звонок, но связь не установлена из-за истечения установленного времени

NT

Нет ответного тонального сигнала от удаленного модема

DL

Блокировка вызова. В модеме может находится счетчик сообщений об ошибках. Если их число превосходит заданное значение, то автонабор запрещается. Для восстановления этой функции нужно нажать на кнопку "сброс"

RDD

Задержка повторного набора

CNX <скорость передачи>

Успешное установление соединения с соответствующей скоростью

LSN <адрес памяти>; <номера телефонов>

Модем запоминает список телефонных номеров в памяти


Протокол V.25bis предусматривает свыше 20 типов различных сообщений. В табл. 2.3 и 2.4 приведены некоторые из них.

Для перевода некоторых модемов в режим V.25bis рекомендуется следую­щая последовательность действий.

1. Использовать команду ATS13=n (n=1...10) для выбора скорости обмена по последовательному порту.

2. При синхронном режиме передачи по последовательному порту использо­вать команду АТ&Х для выбора частоты синхронизации.

3. Выдать команду ATS24=n (n=l,2,3):

  • S24=1 — для перехода в асинхронный режим V.25bis (7 бит данных и 1 бит проверки на четность);

  • S24=2 — для перехода в синхронный режим HDLC;

  • S24=3 — для перехода в синхронный режим BSC.


4. Записать текущий профиль по команде AT&W.

Возврат из режима V.25bis может осуществляться программно или аппаратно. В первом случае необходимо использовать команду RST для возврата в режим передачи АТ-команд и затем - AT&F&W для записи изменения конфи­гурации модема. Ряд внешних модемов позволяет использовать аппаратный способ возврата из режима V.25bis путем выполнения следующих операций:

  • перевод в режим ручного управления обычно при помощи переключате­ля T/D;

  • аппаратный сброс конфигурации модема при помощи нажатия на кнопку RESET;

  • запись измененной конфигурации командой AT&F&W.

2.3. Протокол V.8

Современные модемы для коммутируемых телефонных каналов обеспечива­ют работу в соответствии с целым рядом рекомендаций серии V. При этом пре­дельные скоростные возможности модемов, устанавливающих соединение, могут существенно различаться. Для автоматического определения максимально воз­можной скорости взаимодействующих модемов в сентябре 1994 г. ITU-T была принята Рекомендация V.8 "Процедуры начала сеансов передачи данных по ком­мутируемой телефонной сети общего пользования". Нормируемые этой рекомен­дацией процедуры позволяют определить функцию вызова (передача данных, факсимильная связь или текстофон) и наличие сотового доступа к КТСОП.

При этом возможно взаимодействие с теми модемами, которые не поддержи­вают Рекомендацию V.8, и передачу сигналов взаимодействия с устройствами управления работой эхо-компенсаторов телефонной сети, как это предусмотре­но Рекомендацией V.25.

Таким образом, Рекомендация V.8 определяет, какими сигналами должны обмениваться два модема по КТСОП только при начальной организации се­анса передачи данных. По окончании выполнения процедур протокола V.8 обмен сигналами осуществляется в соответствии с выбранным протоколом модуляции серии V.

2.3.1. Сигналы взаимодействия

Рекомендация V.8 предусматривает обмен сигналами в форме одного или нескольких октетов (8 битов). Перед октетом и после него добавляются соот­ветственно стартовый (0) и столовый (1) биты.

Перед каждой информационной последовательностью передается преамбула, состоящая из 10 единиц и двух видов 10-разрядной последовательности фазирования: одна — для последовательности сигналов CI, другая — для СМ и JM.

Эти информационные сигналы передаются со скоростью 300 бит/с путем модуляции нижнего или верхнего канала согласно Рекомендации V.21. Для того чтобы не спутать сигналы Рекомендации V.21 с сигналами, предусмотренными Рекомендацией Т.30 для факсов, выдерживается ограничение для кодирования, запрещающее появление флагов 01111110 протокола HDLC в потоке данных.

Таблица 2.5. Сигналы, применяемые в протоколе V.8

Название сигнала

Определение и некоторые параметры сигнала

CI

Сигнал индикации вызова. Передается вызывающим модемом для ука­зания общей функции связи. Последовательность С1 состоит из 10 еди­ниц, за которыми следуют 10 бит фазирования и октет функции вызова. Интервалы "включено" должны содержать не менее трех отрезков после­довательности CI и иметь продолжительность не более 2 с; интервалы "выключено" (сигнал не передается) должны иметь продолжительность не менее 0,4 с и не более 2 с. Интервалы "включено" содержат повто-ряющуся последовательность битов со скоростью 300 бит/с, которые мо­дулируют нижний канал, определенный в Рекомендации V.21

CNQ

Вызывной тон,определенный а Рекомендации Т.30

СТ

Любой вызывной тон, допускаемый Рекомендацией V.25

CV

Сигнал меню вызова. Передается вызывающим модемом для указания доступных в нем режимов модуляции. Содержит повторяющуюся последовательность битов, которые переда­ются со скоростью 300 бит/с и модулируют нижний канал, определенный в Рекомендации V.21

CJ

Завершение сигнала меню вызова. Подтверждает обнаружение сигнала JM и указывает на завершение сигнала СМ. Сигнал JM содержит три по­следовательных октета из одних нулей со стартовым и стоповыми битами; эти октеты модулируют нижний канал V.21 со скоростью 300 бит/с

JM

Сигнал совместного меню Передается отвечающим модемом для указа­ния режимов модуляции, доступных как вызывающему, так и отвечаю­щему модемам. Сигнал JM содержит повторяющуюся последователь­ность битов, которые передаются со скоростью 300 бит/с и модулируют верхний канал, определенный в Рекомендации V.21

ANS

Ответный тон, определенный в Рекомендации V.25

ANSam

Модифицированный ответный тон, представляющий собой синусоидальный сигнал с частотой 2100 Гц и переворотами фазы через каждые 450 мс, мо­дулированный по амплитуде синусоидальным колебанием частотой 15 Гц. Модулированная огибающая должна изменяться по амплитуде в диапа­зоне 0,8-1,2 от ее средней амплитуды

SigC

Передаваемый вызывающим модемом сигнал, специфический для ре­комендаций серии V на модем

SigA

Передаваемый отвечающим модемом сигнал, специфический для реко­мендаций серии V на модем

Таким образом, формат октета имеет вид:

(0)

B0

b1

b2

b3

0

b5

b6

b7

(1)


Биты перечислены слева направо в том порядке, в котором они передаются. Для исключения появления флага протокола HDLC бит b4 всегда равен нулю.

В рекомендации введены следующие специальные функциональные сигналы взаимодействия:

  • сигнал меню вызова CM (Call Menu);

  • сигнал совместного меню JM (Joint Menu);

  • сигнал CJ (сигнал завершения JM);

  • сигнал индикации вызова CI (Call Indicator).

Определения и параметры этих, а также ряда других сигналов, использо­ванных в Рекомендации V.8, приведены в табл. 2.5.

2.3.2. Информационные сигналы

Октеты передаваемых сигналов распределяются по нескольким категориям:

  • функции вызова;

  • режим модуляции;

  • протокол;

  • вид доступа к КТСОП (через сотовую сеть или нет).


Используемый метод кодирования позволяет расширить перечень категорий информации для специального применения, причем в большинстве случаев со­храняются короткие сигналы (сохраняющие минимальное число октетов).

Первой категорией информации в последовательности должна быть функ­ция вызова, для последующих категорий очередность следования может быть произвольной. Вся информация одной категории передается в одном октете, либо, если это необходимо, в определенной последовательности октетов (с по­мощью так называемых октетов расширения).

Биты b0-b3 первого октета указывают категорию информации, а биты b5-b7 определяют ее возможные варианты. Если все возможные варианты Данной категории информации не могут быть определены с помощью битов b5-b7, используются октеты расширения, в которых для задания вариантов отводится 5 бит. В табл. 2.6 приведены варианты, определенные для каждой категории информации.

Для совместимости со следующими версиями Рекомендации V.8 приемники должны игнорировать все биты, коды и октеты, зарезервированные для будущих расширений.

Таблица 2.6. Варианты категорий информации сигналов протокола V.8

Категория информации

Варианты

Функция вызова: октет "callff0"

Текстофон согласно Рекомендации V.18

Передача и прием данных

Функция вызова указана в октете расширения

Режимы модуляции:

октет "modn0"


октет "modn1" (октет расширения)


октет "modn2" (октет расширения)


Дуплекс V.34

Полудуплекс V.34

V.32bls/V.32

V.22bis/V.22

V.17

Полудуплекс V.29

V.27ter

V.26ter

V.26bis

Дуплекс V.23

Полудуплекс V.23

V.21

Протокол: октет "prot0"

Соединение согласно Рекомендации V.42

Соединение по протоколу, указанному в октете расширения

Доступ к КТСОП: октет"access0"

Вызывающий модем находится в сотовом соединении

Отвечающий модем находится в сотовом соединении

Примечание: Отсутствие октета протокола не исключает использования альтернативных средств согласования протокола. Категория доступа к КТСОП указывает на возможность сотового доступа к КТСОП; в отсутствие октета этой категории нет и информации о типе доступа к КТСОП.


2.3.3. Процедуры вызывающего модема

На рис. 2.3. схематически изображен обмен сигналами между вызываю­щим и отвечающим модемами в начале сеанса передачи данных согласно Ре­комендации V. 8.

Вызывающий модем после установления соединения и паузы длительнос­тью 1 с начинает передачу сигнала вызова CI, СТ или CNG, либо не передает никаких сигналов, так как в большинстве рекомендаций на модемы передача и обнаружение сигналов вызова являются необязательными. Независимо от того, используется или нет эта функция, работа модема, соответствующего Рекомен­дации V.8, при получении CI нарушаться не должна.

Использование сигнала CI в качестве сигнала вызова является необязатель­ными. Для обеспечения совместимости с некоторыми существующими отвечаю­щими терминалами требуется использование сигналов CNG или СТ.

Д
алее модем приступает к обнаружению сигнала ANS, ANSam или sigA, характеризующего приемлемый протокол модуляции.

Рис. 2.3. Обмен сигналами в начале сеанса передачи данных


Если обнаружен подходящий сигнал sigA, то дальнейший режим работы модема будет определяется этим сигналом.

При обнаружении сигнала ANS модем работает согласно Рекомендации V.32bis, Рекомендации Т.30, или другой подходящей Рекомендации.

В случае обнаружения сигнала ANSam модем не передает никаких сигналов в течение интервала Те, длящегося до начала передачи сигнала СМ. Интервал Те является интервалом молчания, позволяющим нейтрализовать работу устройств управления эхо-компенсаторами. Он начинается по окончании сигнала вызова, а при отсутствии сигнала вызова — после обнаружения сигнала ANSam. Минимальное значение Те составляет 0,5 с. Однако, если нужно обеспечить нейтрализацию сетевого эхо-компенсатора способом, определенным в Рекомендации V.25, выбирается Те 1 с.

По окончании интервала Tе вызывающий модем начинает передачу сигнала СМ и настраивает свой приемник на обнаружение сигнала JM.

Получив не менее двух идентичных последовательностей сигнала JM, вызывающий модем завершает передачу текущего октета и связанных с ним стартового и стопового битов, а затем передает сигнал CJ. После этого вызывающий модем не передает никаких сигналов в течение (75±5) мс, затем передает sigC и далее работает согласно выбранному протоколу модуляции серии V.

Если в JM указаны нули для всех режимов модуляции, то вызывающий модем после передачи CJ может отключиться.

2.3.4. Процедуры отвечающего модема

После подключения к линии в течение 0,2 с отвечающий модем "молчит затем, если он поддерживает обмен сигналами CM/JM, передает сигнал ANS

Если во время передачи ANSam обнаружен подходящий сигнал sigC, модем не должен передавать сигналы в течение (75±5) мс, потом передать соответствующий sigA и продолжить работу согласно соответствующей Рекомендациции на модем.

Если во время передачи ANSam не обнаружено сигнала СМ или подходящего сигнала sigC, модем не передает сигналы в течение (75±5) мс, а затем продолжает работу согласно Рекомендации V.32bis, Рекомендации Т.30 или другой подходящей Рекомендации. Передача сигнала ANSam продолжается в течение (51) с, если она не прекращена при получении СМ или подходящего sigC.

Получив не менее двух идентичных последовательностей СМ, модем пере­дает последовательность JM.

Если предложенная вызывающим модемом функция вызова доступна, то сигнал JM кодируется для указания той же функции вызова, что и в сигнале СМ, и режимов модуляции, доступных как для вызывающего, так и для отве­чающего модемов.

Если функция вызова не доступна, то отвечающий модем может указать другую, доступную ему функцию вызова, которая отличается от имеющейся в СМ. При этом сигнал JM должен содержать столько же октетов режимов моду­ляции, сколько их в СМ, и для всех режимов указать нули.

При отсутствии общих режимов модуляции у вызывающего и отвечающего модемов последовательность JM должна содержать столько же октетов режимов модуляции, сколько СМ, где для всех режимов модуляции установлены нули .

Пересылка JM должна продолжаться до обнаружения сигнала CJ и получе­ния всех трех октетов CJ. Если CJ не принят правильно, для завершения пере­дачи JM может быть использован другой критерий, например обнаружение сигнала sigC, отвечающего выбранному режиму модуляции, или отсутствие СМ в течение приемлемого интервала времени.

Передача JM может быть завершена до того, как будет полностью передана последовательность JM. В этом случае в течение (75±5) мс модем не передает­ся никаких сигналов. Далее передается сигнал sigA, удовлетворяющий выбран­ному режиму модуляции.

Если в JM для всех режимов модуляции указаны нули, то отвечающий модем может отключиться после приема CJ.

В следующем за процедурами Рекомендации V.8 сеансе передачи данных должен использоваться заданный в сигнале JM режим модуляции с наимень­шим номером пункта кодовой таблицы, соответствующий максимально доступ­ной обоим модемам скорости передачи.

Во время начала сеанса передачи данных согласно Рекомендации V.8 ника­ких специфических требований на связь между DTE и модемом не предъявля­ется. Поэтому состояние цепей стыка DTE—DCE может определяться проце­дурами, которые выполняются до и после процедур Рекомендации V.8.


3. ПРОТОКОЛЫ МОДУЛЯЦИИ

3.1. Общие сведения

Основная функция модема — преобразование несущего гармонического колебания (одного или нескольких его параметров) в соответствии с законом изменения передаваемой информационной последовательности. Такое преобразование аналогового сигнала называется модуляцией.

Способ модуляции играет основную роль в достижении максимально возможной скорости передачи информации при заданной вероятности ошибочного приема. Предельные возможности системы передачи можно оценить с помощью известной формулы Шеннона, определяющей зависимость пропускной способности С непрерывного канала с белым гауссовским шумом от используемой полосы частот F и отношения мощностей сигнала и шума PS / PN:

C=F log2 ( 1+ PS / PN ),

где PS = Eb V средняя мощность сигнала; Eb энергия, затрачиваемая на передачу одного бита информации; V — скорость передачи информации PN =N0 /2 средняя мощность шума в полосе частот F; N0 /2 — спектральная плотность мощности шума.

Пропускная способность определяется как верхняя граница реальной скорости передачи информации V. Приведенное выше выражение позволяет найти максимальное значение скорости передачи, которое может быть достигнуто



Рис. 3.1. Зависимость удельной скорости передачи от отношения сигнал/шум

в гауссовском канале с заданными значениями F и PS / PN . Например, если отношение сигнал/шум равно 20 дБ, т.е. мощность сигнала на входе модема в 100 раз выше мощности шума, и используется полная полоса телефонного ка­нала тональной частоты (3100 Гц), то максимально достижимая скорость не может превышать 20640 бит/с.

Вероятность ошибочного приема бита в конкретной системе передачи опре­деляется отношением Eb / No . Из формулы Шеннона следует, что возрастание удельной скорости передачи V/AF требует увеличения энергетических затрат (Eb) на один бит (рис. 3.1).

Любая система передачи может быть описана точкой, лежащей ниже приве­денной на рисунке кривой (область В). Эту кривую часто называют границей или пределом Шеннона. Для любой точки в области В можно создать такую систему связи, вероятность ошибочного приема у которой может быть настоль­ко малой, насколько это требуется. История развития как систем связи в це­лом, так и модемной техники, в частности, представляет собой непрекращаю­щуюся серию попыток приблизить их к границе Шеннона, сохраняя при этом низкую вероятность ошибочного приема информационного бита (такие систе­мы используют современные способы модуляции и кодирования).

Современные системы передачи данных требуют, чтобы вероятность необ­наруженной ошибки была не выше величины 10-7 ...10-12 . Эти значения обес­печивают протоколы исправления ошибок типа MNP1 — MNP4 и V.42, которые будут рассмотрены ниже.


3.2. Способы модуляции

В модемах для телефонных каналов, как правило, используются три вида модуляции: частотная, относительная фазовая (фазоразностная) и квадратурная амплитудная модуляция, часто называемая многопозиционной амплитудно-фазовой.

3.2.1. Частотная модуляция

При частотной модуляции (ЧМ, FSK — Frequency Shift Keying) значениям "0" и "1" информационной последовательности соответствуют определенные частоты аналогового сигнала при неизменной амплитуде. Частотная модуляция весьма помехоустойчива, поскольку помехи телефонного канала искажают в основном амплитуду, а не частоту сигнала. Однако при частотной модуляции неэкономно расходуется ресурс полосы частот телефонного канала. Поэтому этот вид модуляции применяется в низкоскоростных протоколах, позволяющих осуществлять связь по каналам с низким отношением сигнал/шум.

3.2.2. Относительная фазовая модуляция

При относительной фазовой модуляции (ОФМ, DPSK — Differential Phase Shift Keying) в зависимости от значения информационного элемента изменяется только фаза сигнала при неизменной амплитуде и частоте. Причем каждому информационному биту ставится в соответствие не абсолютное значение фазы, а ее изменение относительно предыдущего значения.

Чаще применяется четырехфазная ОФМ (ОФМ-4), или двукратная ОФМ (.ДОФМ), основанная на передаче четырех сигналов, каждый из которых несет информацию о двух битах (дибите) исходной двоичной последовательности. Обычно используется два набора фаз: в зависимости от значения диби-та (00, 01, 10 или 11) фаза сигнала может измениться на 0°, 90°, 180°, 270° или 45°, 135°, 225°, 315° соответственно. При этом, если число кодируемых бит более трех (8 позиций поворота фазы), резко снижается помехоустойчивость ОФМ. По этой причине для высокоскоростной передачи данных ОФМ не используется.

3.2.3. Квадратурная амплитудная модуляция

При квадратурной амплитудной модуляции (КАМ, QAM - Quadrature Amplitude Modulation) изменяется как фаза, так и амплитуда сигнала, что позволяет увеличить количество кодируемых бит и при этом существенно повысить помехоустойчивость. В настоящее время используются способы модуляции, в которых число кодируемых на одном бодовом интервале информационных бит может достигать 8...9, а число позиций сигнала в сигнальном пространстве - 256...512.

Квадратурное представление сигналов является удобным и достаточно универсальным средством их описания. Квадратурное представление заключается в выражении колебания линейной комбинацией двух ортогональных составляющих — синусоидальной и косинусоидальной:

S(t)=x(.t)sin( t+()+y(t)cos( t+(),

где x(t) и y(t) — биполярные дискретные величины. Такая дискретная модуляция (манипуляция) осуществляется по двум каналам на несущих, сдвинутых на 90° друг относительно друга, т.е. находящихся в квадратуре (отсюда и название представления и метода формирования сигналов).


3.3. Основные протоколы модуляции

3.3.1. Протоколы V.21, Bell 103J

О
сновой Рекомендации ITU-T V.21 послужил протокол Bell 103J, разработанный американской фирмой AT&T. Протокол V.21 является дуплексным и использует частотную модуляцию и частотное разделение каналов. Полоса частот телефонного канала тональной частоты делится на два подканала. Один из них (нижний) используется вызывающим модемом для передачи своих данных, а другой (верхний) — для передачи информации от отвечающего модема. При этом, в нижнем подканале "1" передается с частотой 980 Гц, а "О" — 1180 Гц. В верхнем подканале "1" передается частотой 1650 Гц, а "О" — 1850 Гц (рис. 3.2).


Рис. 3.2. Спектр сигналов взаимодействующих модемов V.21

Скорость модуляции и скорость передачи данных в этом случае равны 300 Бод и 300 бит/с, соответственно. Несмотря на низкую скорость передачи, протокол V.21 широко используется в качестве "аварийного". Кроме того, он применяется в высокоскоростных протоколах на этапе установления соединения, что предусмотрено рекомендацией V.8. Данный протокол используется также для передачи управляющих команд при факсимильной связи (только по верхнему каналу).

Протокол Bell 103J соответствует протоколу V.21 с точностью до номиналов используемых частот. В нижнем подканале логический "О"

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: