Модеми для роботи на виділених каналах

Для передачі даних по виділених навантажених аналогових лініях використаються модеми, що працюють на основі методів аналогової модуляції сигналу, розглянутих у главі 2. Протоколи й стандарти модемів визначені в рекомендаціях CCITT серії V. Ці стандарти діляться на три групи:

· стандарти, що визначають швидкість передачі даних і метод кодування;

· стандарти виправлення помилок;

· стандарти стиску даних.

Ці стандарти визначають роботу модемів як для виділених, так і ліній, що комутирують. Модеми можна також класифікувати залежно від того, який режими роботи вони підтримують (асинхронний, синхронний або обоє цих режиму), а також до якого закінчення (4-провідному або 2-провідному) вони підключені.

Відносно режиму роботи модеми діляться на три групи:

· модеми, що підтримують тільки асинхронний режим роботи;

· модеми підтримуючі асинхронний і синхронний режими роботи;

· модеми, що підтримують тільки синхронний режим роботи.

Модеми, що працюють тільки в асинхронному режимі, звичайно підтримують низьку швидкість передачі даних - до 1200 біт/с. Так, модеми, що працюють по стандарті V.23, можуть забезпечувати швидкість 1200 біт/з на 4-провідній виділеній лінії в дуплексному асинхронному режимі, а по стандарті V.21 - на швидкості 300 біт/з по 2-провідній виділеній лінії також у дуплексному асинхронному режимі. Дуплексний режим на 2-провідному закінченні забезпечується частотним поділом каналу. Асинхронні модеми представляють найбільш дешевий вид модемів, тому що їм не потрібні високоточні схеми синхронізації сигналів на кварцових генераторах. Крім того, асинхронний режим роботи невибагливий до якості лінії.

Модеми, що працюють тільки в синхронному режимі, можуть підключатися тільки до 4-провідного закінчення. Синхронні модеми використають для виділення сигналу високоточні схеми синхронізації й тому звичайно значно дорожче асинхронних модемів. Крім того, синхронний режим роботи висуває високі вимоги до якості лінії.

Для виділеного каналу тональної частоти з 4-провідним закінченням розроблено досить багато стандартів серії V. Всі вони підтримують дуплексний режим:

· V.26 - швидкість передачі 2400 біт/з;

· V.27 - швидкість передачі 4800 біт/з;

· V.29 - швидкість передачі 9600 біт/з;

· V.32 ter - швидкість передачі 19 200 біт/с.

Для виділеного широкополосного каналу 60-108 кгц існують три стандарти:

· V.35 - швидкість передачі 48 Кбіт/з;

· V.36 - швидкість передачі 48-72 Кбіт/з;

· V.37-швидкість передачі 96-168 Кбіт/с.

Корекція помилок у синхронному режимі роботи звичайно реалізується по протоколі HDLC, але припустимі й застарілі протоколи SDLC і BSC компанії IBM. Модеми стандартів V.35, V.36 і V.37 використають для зв'язку з DTE інтерфейс V.35.

Модеми, що працюють в асинхронному й синхронному режимах, є найбільш універсальними пристроями. Найчастіше вони можуть працювати як по виділеним, так і по комутирують каналам, що, забезпечуючи дуплексний режим роботи. На виділених каналах вони підтримують в основному 2-провідне закінчення й набагато рідше - 4-провідне.

Для асинхронно-синхронних модемів розроблений ряд стандартів серії V:

· V.22 - швидкість передачі до 1200 біт/з;

· V.22 bis - швидкість передачі до 2400 біт/з;

· V.26 ter - швидкість передачі до 2400 біт/з;

· V.32 - швидкість передачі до 9600 біт/з;

· V.32 bis - швидкість передачі 14 400 біт/з;

· V.34 - швидкість передачі до 28,8 Кбіт/з;

· V.34+ - швидкість передачі до 33,6 Кбіт/с.

Стандарт V.34, прийнятий улітку 1994 року, знаменує новий підхід до передачі даних по каналі тональної частоти. Цей стандарт розроблявся CCITT досить довго - з 1990 року. Великий внесок у його розробку внесла компанія Motorola, що є одним з визнаних лідерів цієї галузі. Стандарт V.34 розроблявся для передачі інформації з каналів практично будь-якої якості. Особливістю стандарту є процедури динамічної адаптації до змін характеристик каналу під час обміну інформацією. Адаптація здійснюється в ході сеансу зв'язку - без припинення й без розриву встановленого з'єднання.

Основна відмінність V.34 від попередніх стандартів полягає в тім, що в ньому визначене 10 процедур, по яких модем після тестування лінії вибирає свої основні параметри: несучу й смугу пропущення (вибір проводиться з 11 комбінацій), фільтри передавача, оптимальний рівень передачі й інших. Первісне з'єднання модемів проводиться по стандарті V.21 на мінімальній швидкості 300 біт/з, що дозволяє працювати на найгірших лініях. Для кодування даних використаються надлишкові коди квадратурної амплітудної модуляції QAM. Застосування адаптивних процедур відразу дозволило підняти швидкість передачі даних більш ніж в 2 рази в порівнянні з попереднім стандартом - V.32 bis.

Принципи адаптивного настроювання до параметрів лінії були розвинені в стандарті V.34+, що є вдосконаленим варіантом стандарту V.34. Стандарт V.34+ дозволив трохи підвищити швидкість передачі даних за рахунок удосконалення методу кодування. Один переданий кодовий символ несе в новому стандарті в середньому не 8,4 біти, як у протоколі V.34, а 9,8. При максимальній швидкості передачі кодових символів в 3429 бод (це обмеження перебороти не можна, тому що воно визначається смугою пропущення каналу тональної частоти) удосконалений метод кодування дає швидкість передачі даних в 33,6 Кбіт/з (3429 х 9,8 = 33604). Правда, фахівці відзначають, що навіть в Америці тільки 30 % телефонних ліній зможуть забезпечити такий низький рівень перешкод, щоб модеми V.34+ змогли працювати на максимальній швидкості. Проте модеми стандарту V.34+ мають переваги в порівнянні з модемами V.34 навіть на зашумленных лініях - вони краще «тримають» зв'язок, чим модеми V.34.

Протоколи V.34 і V.34+ дозволяють працювати на 2-провідній виділеній лінії в дуплексному режимі. Дуплексний режим передачі в стандартах V.32, V.34, V.34+ забезпечується не за допомогою частотного поділу каналу, а за допомогою одночасної передачі даних в обох напрямках. Прийнятий сигнал визначається вирахуванням за допомогою сигнальних процесорів (DSP) переданого сигналу із загального сигналу в каналі. Для цієї операції використаються також процедури луна - придушення, тому що переданий сигнал, відбиваючись від ближнього й далекого кінців каналу, вносить перекручування в загальний сигнал (метод передачі даних, описаний у проекті стандарту 802.3аь, що визначає роботу технології Gigabit Ethernet на кручений парі категорії 5, взяв багато чого зі стандартів V.32-V.34+).

На високій швидкості модеми V.32-V.34+ фактично завжди використають у каналі зв'язку синхронний режим. При цьому вони можуть працювати з DTE як по асинхронному інтерфейсі, так і по синхронному. У першому випадку модем перетворить асинхронні дані в синхронні.

Модеми розрізняються не тільки підтримуваними протоколами, але й певною орієнтацією на область застосування. Розрізняють професійні модеми, які призначені для роботи в модемних пулах корпоративних мереж, і модеми для застосування в невеликих офісах або вдома.

Професійні модеми відрізняються високою надійністю, здатністю стійко працювати в безперервному режимі й підтримкою засобів вилученого централізованого керування. Звичайно система керування модемними стійками поставляється окремо й виправдує себе в умовах великого підприємства. Стандарт V.34 виділяє в загальній смузі пропущення лінії окрему смугу для керування модемом по тім же каналі, по якому передаються й користувальницькі дані.

Типова структура з'єднання двох комп'ютерів або локальних мереж через маршрутизатор за допомогою виділеної аналогової лінії наведена на мал. У випадку 2-провідного закінчення (див. мал. 6, а) для забезпечення дуплексного режиму модем використає трансформаторну розв'язку. Телефонна мережа завдяки своїй схемі розв'язки забезпечує роз'єднання потоків даних, що циркулюють у різних напрямках. При наявності 4-провідного закінчення (див. мал. 6, б) схема модему спрощується.

Рис. З'єднання локальних мереж або комп'ютерів по виділеному каналі

Дата добавления: 2015-08-18