Использование модема в качестве устройства передачи данных в ЛС

Для соединения ПК и модемов телефонной сети широко применяется интерфейс V.24/V.28 RS-232C — рекомендованный стандарт (RS — Recommended Standard), определяющий последовательный обмен двоичными данными со скоростью передачи до 20 000 бит/с между ПК и модемом. При скоростях передачи от 48 до 168 Кбит/с необходимы широкополосные модемы, работающие с интерфейсом V.35.

Заметим, однако, что при передаче данных между компьютерами круг проблем значительно шире, чем описан выше. Кроме наличия канала передачи данных между ними (прямого или через сеть связи) требуется выполнить еще ряд задач, таких как:

  • ? активизацию источником прямого канала передачи данных (вызов через сеть устройства-адресата);
  • ? проверку источником готовности адресата принять данные и др.

Таким образом, чтобы два объекта могли успешно общаться, между ними все должно быть взаимно согласовано: какие данные передаются, каким образом и когда. Источник должен быть уверен, что все данные получены адресатом и пришли в том порядке, в каком были отправлены. Принимаемые при этом соглашения называются протоколами, представляющими собой набор правил, контролирующих обмен данными между двумя объектами, в частности между двумя ПК.

Совокупность двух или нескольких компьютеров, взаимодействующих через сеть связи, называется сетью компьютеров. При рассмотрении компьютерных сетей понятие протокола является ключевым.

В современных системах связи основные функции передатчика и приемника выполняет устройство, называемое модемом.

Модемы разделяются на аналоговые и цифровые. Сегодня чаще применяются аналоговые, используемые для передачи данных между удаленными ПК по телефонной ЛС. Модем имеет два интерфейса. Один интерфейс для аналоговой линии связи, второй — многопроводной цифровой интерфейс V.24/V.28 (RS-232C) для связи с ПК.

Цифровые данные с выхода ПК представляют собой серию двоичных импульсов. Аппаратные средства ПК, называемые связным контроллером (СК), преобразуют данные из параллельной формы представления в последовательную, и наоборот, поскольку ЛС работает в последовательном режиме. Затем последовательность двоичных импульсов преобразуется в аналоговые сигналы с помощью модема, кодирующего цифровые данные на несущей частоте. Получившийся в результате сигнал занимает определенный спектр частот с центром на несущей частоте и может распространяться в среде, подходящей для этой несущей частоты.

Наиболее распространенные модемы представляют цифровые данные в спектре частот, совпадающем со спектром речи, позволяя, таким образом, передавать эти данные по обычным голосовым телефонным линиям. На другом конце линии другой модем демодулирует сигнал и восстанавливает исходные данные (рис. 3.57).

Двухточечный канал связи ПК

Рис. 3.57. Двухточечный канал связи ПК

Таким образом, при передаче данных от ПК в линию связи модем преобразует цифровой код (широкополосные импульсы) в аналоговый сигнал (узкополосные). При приеме из ЛС в ПК выполняется обратное преобразование узкополосного аналогового сигнала в цифровой.

Преобразование, выполняемое при передаче данных, связано с модуляцией. В современных модемах чаще всего используется 3 вида модуляции:

  • ? частотная (FSK — Frequency Shift Keying);
  • ? фазовая (PSK — Phase Shift Keying);
  • ? квадратурная амплитудная (QAM — Quadrature Amplitude Modulation).

Поскольку при чисто амплитудной модуляции сигнала (рис. 3.58) его защищенность от помех крайне низкая (при передаче искажается обычно лишь амплитуда сигнала), применяют более помехоустойчивую, но и более сложную квадратурную амплитудную модуляцию, при которой в такт передаваемым данным изменяются одновременно и фаза, и амплитуда сигнала.

Помехоустойчивость ЧМ- и ФМ-модулированных сигналов достаточно высокая. При частотной модуляции в соответствии с текущими значениями модулирующего сигнала (передаваемых данных) изменяется частота физического сигнала (обычно синусоидального) при неизменной амплитуде (см. рис. 3.58). В простейшем случае значениям 1 и О данных соответствуют два значения частот, например 980 и 1180 Гц, как было принято в одном из первых протоколов передачи данных (см. рис. 3.58).

Схема модулирования

Рис. 3.58. Схема модулирования: а — частотная модуляция; б — представление модулятора

Модулятор подключается к ПК через последовательный интерфейс RS-232C, через который осуществляется ввод-вывод данных в модем в последовательном формате (1 бит за 1 такт). Данные передаются в ЛС и принимаются модемом последовательно бит за битом по двум телефонным проводам, изображенным на логическом уровне одной линией. Физической средой передачи информации в низкоскоростных и среднескоростных ЛС является пара либо параллельных проводов, либо скрученных (витая пара). Витая пара уменьшает перекрестные наводки между проводниками, характеризуется меньшим затуханием сигнала при передаче на высоких частотах и меньшей чувствительностью к электромагнитным наводкам, чем параллельная пара проводов.

Передача данных и их преобразование выполняются в соответствии с протоколами, регламентирующими формат данных и процедуры их передачи в КС, в частности подробно указывающих, как представить данные, какой способ модуляции выбрать, чтобы увеличить скорость передачи и их защищенность, как выполнить соединение с каналом, как обеспечить достоверность и др.

Современные протоколы основаны на использовании корректирующих кодов с обнаружением и исправлением ошибок, предусматривают внедрение в модемы функции сжатия данных, основанные на использовании алгоритма Хаффмена.

Современные модемы могут автоматически перестраиваться на работу с менее скоростными модемами, при передаче информации по ТЛС обеспечивают автоматическую коррекцию ошибок и компрессию данных. Операции коррекции, компрессии и декомпрессии позволяют резко повысить качество связи и скорость передачи информации.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >