Главная » Каталог    
рефераты Разделы рефераты
рефераты
рефератыГлавная

рефератыБиология

рефератыБухгалтерский учет и аудит

рефератыВоенная кафедра

рефератыГеография

рефератыГеология

рефератыГрафология

рефератыДеньги и кредит

рефератыЕстествознание

рефератыЗоология

рефератыИнвестиции

рефератыИностранные языки

рефератыИскусство

рефератыИстория

рефератыКартография

рефератыКомпьютерные сети

рефератыКомпьютеры ЭВМ

рефератыКосметология

рефератыКультурология

рефератыЛитература

рефератыМаркетинг

рефератыМатематика

рефератыМашиностроение

рефератыМедицина

рефератыМенеджмент

рефератыМузыка

рефератыНаука и техника

рефератыПедагогика

рефератыПраво

рефератыПромышленность производство

рефератыРадиоэлектроника

рефератыРеклама

рефератыРефераты по геологии

рефератыМедицинские наукам

рефератыУправление

рефератыФизика

рефератыФилософия

рефератыФинансы

рефератыФотография

рефератыХимия

рефератыЭкономика

рефераты
рефераты Информация рефераты
рефераты
рефераты

Проектирование средств организации каналов передачи данных


                              я_я21.ВВЕДЕНИЕ
     Развитие вычислительных  сетей потребовало передачи при межмашин-
ном
обмене данными больших объемов цифровой информации с высокой  ско-
ростью
и верностью.
     Именно поэтому возникла проблема
проектирования средств организа-
ции
каналов передачи данных эффективно использующих пропускную способ-
ность
существующих непрерывных каналов электросвязи и базирующихся  на
современной
технике и технологии цифровых интегральных схем.
     Базовые функции  по согласованию источников и приемников данных с
непрерывными
частотно-ограниченными  каналами  возложена на я1устройства
я1преобразования
сигналовя0 (УПС) , которые в значительной мере определяют
такие
характеристики цифровых каналов ,  как
скорость и верность. Поэ-
тому
разработка УПС , обеспечивающих требуемые информационные характе-
ристики
систем передачи сигналов данных между территориально удаленны-
ми
оконечными пунктами , является одной из актуальных задач , входящих
в
комплекс проблем технического обеспечения межмашинного обмена инфор-
мацией
в вычислительных сетях.
                 я_я22.УСТРОЙСТВА
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ
     Основной задачей  создания 
УПС было сделать такой "переводчик" ,
который
позволил бы преобразовывать я1цифровойя0 сигнал ,  более  понятный
ЭВМ или
терминалу ,  в используемый в
телеграфных , телефонных и неко-
торых
других каналах связи я1аналоговыйя0 сигнал.
     Когда устройства ООД (я1Оконечное
Оборудование Данныхя0  -  им 
может
быть
ЭВМ, терминал и пр.) обмениваются данными друг с другом с исполь-
зованием,
например,  телефонной линии , сигнал
должен приспособиться к
ориентированному
на речь аналоговому миру. Однако устройства ООД взаи-
модействуют
посредством цифровых (я1дискретныхя0) сигналов. Форма цифрово-
го
сигнала существенно отличается от формы аналогового сигнала. Сходс-
тво
состоит в том ,  что сигнал непрерывен
,  повторяет самого себя  и
периодичен
,  но 
он  очень отличается тем,  что дискретен - изменения
состояния
(уровня электрического напряжения) очень резкие.  ЭВМ и тер-
миналы
используют цифровые ,  двоичные формы ,
поскольку полупроводни-
ковые
транзисторы в своей основе - дискретные приборы с двумя  состоя-
ниями.
     Цифровая передача  реализована в настоящее время во многих
систе-
мах , к
примеру - в я1локальных сетяхя0 , где машины не удалены на большое
расстояние,
и есть возможность связать их общей шиной. Также она широ-
ко
используется при непосредственной связи 
между  компьютерами  через
асинхронные
порты (так называемые я1нуль-модемыя0). Цифровая передача име-
ет
ряд  явных  преимуществ по сравнению с аналоговыми системами связи.
Однако
аналоговые каналы все еще доминируют в местных системах подклю-
чения
устройств ООД к каналам телефонных служб.
     Различают несколько типов УПС :
     -я3 Устройства преобразования сигналов
телеграфного типа;
     -я3 Устройства преобразования сигналов
низкого уровня;
     -я3 Модемы;
     -я3 Автовызывные устройства (АВУ),
       а также, возможно, некоторые другие,
специфические, устройства.
     В реферате  более подробно рассмотрены наиболее известные и часто
используемые
из них -я1 модемыя0,  а также  я1автовызывные  устройствая0,  как
возможное
(и  весьма ценное) дополнение (а для
самых современных моде-
мов -
неотъемлемая часть)
                               я_я23.МОДЕМ
     В последнее время модемы становятся
неотъемлемой частью компьюте-
ра.
Установив  модем  на свой компьютер , вы фактически открываете
для
себя
новый мир. Ваш компьютер превращается из обособленного компьютера
в звено
глобальной сети.
     Модем позволит вам,  не выходя из дома,  получить доступ к  базам
данных,
которые могут быть удалены от вас на многие тысячи километров,
разместить
сообщение на я1BBSя0 (электронной доске обьявлений),  доступной
другим
пользователям, скопировать с той же BBS интересующие вас файлы,
интегрировать
домашний компьютер в сеть вашего 
офиса,  при  этом 
(не
считая
низкой скорости обмена данными) создается полное ощущение рабо-
ты в
сети офиса. Кроме того, воспользовавшись глобальными сетями (я1Relя0-
я1Com,
FidoNetя0)  можно принимать и посылать
электронные письма не только
внутри
города , но фактически в любой конец 
земного  шара. Глобальные
сети
дают возможность не только обмениваться почтой,  но и участвовать
во
всевозможных конференциях ,  получать
новости практически по  любой
интересующей
вас тематике.
     Модем (я1модулятор-демодуляторя0)
является устройством, преобразующим
последовательные
цифровые  сигналы  в 
аналоговые  сигналы и наоборот.
Иначе
говоря, модем обеспечивает цифровой/аналоговый интерфейс, позво-
ляющий
двум  устройствам общаться друг с другом
посредством телефонной
сети.
Он изменяет либоя1 амплитудуя0 , либо я1частоту я0или я1фазу я0, чтобы пред-
ставить
цифровые данные в виде аналоговых сигналов.
     Чтобы быть точным , определение
я1модуляциия0 таково: это я1модификация
я1частоты
для представления данныхя0.  Эта частота
называется я1несущей час-
я1тотойя0.
Данные , которые модулируют несущую (то есть данные , передава-
емые
терминалом или ЭВМ) называютсяя1 модулирующим сигналомя0. Термин "мо-
дулирующий"
относится обычно к немодулированному сигналу.
     Модем видоизменяет сигнал несущей
(амплитуду,  частоту, или фазу)
для
того , чтобы он мог нести модулирующий сигнал.
     Модем с 
амплитудной модуляцией (я1АМ-модемя0) меняет амплитуду своей
несущей
в соответствии с последовательностью битов 
,  которые  должны
быть
переданы. Обычно более высокая амплитуда представляет ноль, а бо-
лее
низкая - единицу. Более распространенный модем - это я1ЧМ-модемя0 (мо-
дем с
частотной модуляцией ).Здесь амплитуда сохраняется постоянной, а
меняется
частота.  Двоичная единица представлена
одной  частотой  ,  а
двоичный
ноль  - другой частотой.  Еще один тип модемов - это я1ФМ-модем
(модем
с фазовой модуляцией).  Этот модем
,  для того , чтобы предста-
вить
изменение с 1 на 0 или с 0 на 1, резко меняет фазу сигнала.
     Модем имеет два интерфейса (рис.1):
     - Интерфейс между АПД и аналоговой
линией;
     - Многопроводный цифровой интерфейс между
АПД и ООД.
 я_я1Рис.1я.я0                               |                            °±І
                                     |-----------Сеть-----------°±І
ЪДДДДДДДДДДВДДДї   я4 Интерфейсный я0    |ЪДДДДДДДДДДДї               °±І
          |  
      я5 кабель я0       |і           і              
°±І
          | С і     V.24/V.28    ЪВ Вґ           ія4 Аналоговаяя0    °±І
   я_ ЭВМ я. 
|   Г==================ґГ іі  я_ Модем я. 
ГДДДДДДДДДДДДДД°±І
          | К і                 АБ Бґ           і  
я5 цепья0       °±І
          |  
       я4 Цепи я0        |і           і              
°±І
АДДДДДДДДДДБДДДЩ      я5 обмена я0       |АДДДДДДДДДДДЩ              
°±І
     я2ООД я0                           |   
я2 АПДя0                    °±І
          я4Связной  я0                  |                            °±І
         я5контроллеря0
  1.
я1Организации по стандартизации используют общепринятые аббревиату-
я1ры
АПД (DCE) для модема и ООД (DTE) для ЭВМ, терминала или любого дру-
я1гого
устройства отображения , подключенного к модему.
  2. я1В обозначениях  организаций по стандартам каждый проводник в
мно-
я1гопроводном
цифровом интерфейсе называется "цепью обмена". "Цепь обме-
я1на"
используется для передачи данных , управления и синхронизации.
     Работу модема можно легче представить
,  если рассматривать моду-
лятор
и  демодулятор ,  составляющие в модеме одно целое ,  в виде от-
дельных
устройств. Будем  рассматривать  широко 
известное  и  простое
я1двухпроводное
соединениея0 ( также  существует  я14-проводное соединениея0 -
этот
тип соединения используют ,например, на АТС ).
     При подключении  модема к двухпроводной линии необходимо два про-
вода
подключить сразу  и  к линейному выходу модема (модулятору),
и  к
линейному
входу (демодулятору). Они подключаются не параллельно, а че-
рез
я1гибридный трансформаторя0 (рис.2). В идеальном гибридном трансформа-
торе
аналоговые  сигналы из модулятора  проходят через трансформатор в
двухпроводную
линию ,  а аналоговые сигналы из  линии 
проходят  через
трансформатор
в демодулятор. Однако в реальном гибридном трансформато-
ре
возникает обратная связь в форме слабых аналоговых сигналов от  мо-
дулятора
к демодулятору. Гибридный трансформатор является частью моде-
ма. Два
провода выводятся наружу в  виде  двухконтактной  колодки  или
двухжильного
шнура  и могут быть подключены
непосредственно к телефон-
ной
розетке.
 я_я1Рис.2
                Ъ Д Д Д Д Д Д Д Д Д Д Д Д Д Д

ЪДДДДДї
я4передачая0|   ЪДДДДДДї     ЪДДДДДДДДДї  |
|     ГДДДДДДДДДЕДДґ мод. і----і-±  і   
  |
|  С  і
я5 данных я0|   АДДДДДДЩ----і-±  і 
±-і------- я42-проводная
|     і        
|      (*)      і   
  ± і  |   я5линия
|  К  і
я4 прием я0 |   ЪДДДДДДї----і-±  і 
±-і-------
|     ГДДДДДДДДЕДДДґдемод.і----і-±  і   
  |
АДДДДДЩ
я5 данных я0|   АДДДДДДЩ     АДДДДДДДДДЩ  |
                |                 Гибридный  
|   (*) -я1 Нежелательная
                |               трансформатор |        я1   обратная
                А Д Д Д Д Д Д Д Д Д Д Д Д Д Д
Щ        я1    связь.
              я_я24.ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ
ОБОРУДОВАНИИ
                              я_4.1. Каналы
     Простейшей сетью , в которой используются
модемы , является двух-
точечный
канал ,  в котором два модема соединены
с помощью одной линии
связи.
В примере (рис.3) "канал" соединяет ООД-ЭВМ с ООД-терминалом, в
то
время ,  как "линия" соединяет
АПД-модем с другим АПД-модемом. Поэ-
тому
"канал" состоит из "линии" и двух модемов.
 я_я1Рис.3я.я0           |--------------Сеть---------------|
                 |                                   |      я_я4Терминал
ЪДДДДДВДДДї      |ЪДДДДДДДї                 ЪДДДДДДДї|    
ЪДДДВДДДДДї
     | С і      Ъґ       і
я4Аналоговая цепья0 і       Гї     і С |    


я_ЭВМя. |   ГДДДДДДґі я_Модемя.
ГДДДДДДД/ /ДДДДДДДґ я_Модемя. іГДДДДДґ  
| я_ Т я. і
     | К і      Аґ       і                і       ГЩ     і К |    

АДДДДДБДДДЩ      |АДДДДДДДЩя4 Двухточечная я0   АДДДДДДДЩ|     АДДДБДДДДДЩ
    я2ООД я0         |  я2 АПД я0     я5 линия 
я0        я2 АПД я0  |       
я2 ООД
                 |                                   |
     При выборе модема важное значение имеет
тип связи ,  обеспечивае-
мый
комбинацией модема с линией. Дуплексный канал позволяет передавать
одновременно
последовательные данные в обоих направлениях, в то время,
как
полудуплексный - в каждый  момент
времени  только в одном из двух.
Существует
также симплексный канал, где данные передаются всегда толь-
ко в
одном направлении.  Передаваться могут
отдельные  знаки  , 
блоки
данных
или последовательности битов/знаков , используемые в протоколах
канала
данных.
     При скоростях передачи до 20 Кбит/с
большинство модемов использу-
ют  интерфейс V.24/V.28 МККТТ (или ,
аналогичный, RS-232-C )  осущест-
вляемый
с  помощью  25-контактного гнездового разъема на задней стенке
модема.
При скоростях передачи от 48 до 168 Кбит/с требуются широкопо-
лосные
модемы, которые используют интерфейс V.35 МККТТ, осуществляемый
с
помощью 34-контактного разъема на задней стенке модема.
                         я_4.2. О
синхронизации
     При скоростях передачи до 20 Кбит/с
используются три основных ти-
па
модемов:
     -я3 Асинхронный модем я0(только для
асинхронной передачи).
        Эти модемы  являются 
низкоскоростными  и  работают 
в  режиме
асинхронной
стартстопной позначной передачи.  Они не
генерируют сигна-
лов
синхронизации. Кстати , это именно те модемы которые  мы  привыкли
видеть
возле  своих PC ,  ведь все COM-порты персональных компьютеров,
отвечающие
стандарту RS-232-C , асинхронные.
     -я3 Синхронные модемы я0(для синхронной
передачи).
        Эти модемы работают в режиме
синхронной  блоковой  передачи 
и
генерируют
сигналы  синхронизации.  Чаще используются на больших маши-
нах.
     -я3 Асинхронно-синхронные  модемы я0(для асинхронной и синхронной пе-
       редачи).
        Эти синхронные  модемы 
при использовании специальных форматов
знаков
могут работать в режиме асинхронной стартстопной  передачи  дан-
ных.
Общее число бит в стартстопном знаке должно быть от 8 до 11.Модем
удаляет
стартстопные биты перед передачей и восстанавливает  их  после
приема.
Модемы  этого  типа  генерируют  сигналы синхронизации и имеют
встроенный
я1асинхронно-синхронный преобразователья0.
     Асинхронные модемы могут работать с любой  скоростью 
передачи  в
пределах
установленных  для  них 
скоростей.  Синхронный и
асинхронно-
-синхронный
модемы  могут работать только с
фиксированными  скоростями
передачи.
                   я_4.3. Модемы с коррекцией
ошибок.
     Чтобы избежать  ошибок  ,  возникающих вследствие шумов в линии ,
используются:
     - асинхронные модемы для двухточечной
связи , которые обеспечива-
ют
отдельный  асинхронный  канал 
с коррекцией ошибок.  Они
используют
протокол
типа ARQ и хранят в буферной памяти переданные данные до  тех
пор
,  пока 
не получат подтверждение или запрос на повторную передачу
от
принимающего модема.
     - синхронные  модемы ,  работающие со
скоростями от 9600 до 19200
бит/с
,  использующие "я1перекрестную
модуляциюя0"  для  прямой 
коррекции
ошибок
синхронных данных.  Эта модуляция
основана на использовании за-
щитной
системы чередующихся (перекрестных) избыточных кодов  в  потоке
передаваемой
информации . Избыточные коды позволяют приемному устройс-
тву
выбрать те данные ,  которые наиболее
точно соответствуют передан-
ным
оригиналам.
                    я_4.4. Устройства сжатия
данных
     Имеющиеся устройства сжатия данных  выполнены 
в  виде  отдельных
блоков
или встроены в синхронные модемы. Они используют адаптивные ал-
горитмы
для сжатия данных перед передачей и восстановления после прие-
ма. Они
могут работать с байт-ориентированными или с бит-ориентирован-
ными
синхронными протоколами или с асинхронными данными.  Степень сжа-
тия
лежит в пределах от 1/2 до 1/3. 
Например , 19200 бит/с могут быть
посланы
(или приняты) модемом , работающим со скоростью 9600 бит/с.
                     я_4.5. Автовызывные
устройства
     Ручной метод установки соединения при
передаче данных через теле-
фонную
сеть общего пользования заключается в том , 
что первый абонент
вручную
набирает номер телефона второго человека. 
Он, в свою очередь,
отвечает
на вызов , снимая телефонную трубку , после чего , связь меж-
ду
этими абонентами считается установленной. 
После словесного удосто-
верения
,  что связь установлена правильно  , 
оба  человека  нажимают
кнопки
"данные"  на  своих 
телефонных аппаратах (или модемах), 
чтобы
включить
модемы в линию ТФОП.
     Вместо набора телефонного номера вручную
при установке соединения
для
передачи данных может быть использована ЭВМ , 
автоматически наби-
рающая
нужный номер.  Это называется операцией
автовызова , которая до
недавних
пор требовала специального программного обеспечения и  обору-
дования.
     Оборудование состояло из специального
интерфейса  ЭВМ ( я1интерфейс
я1автовызовая0
V.25) и отдельного устройства автовызова , 
подключенного ,
как
показано на (рис.4)
 я_я1Рис.4я.я0                                  ЪДДДДДДДДДДї
                                   
ЪДДДґ2-пр.модемГДДДДДї
                                    і   АДДДДДДДДДДЩ     і
                                    АДДї                 і
ЪДДДДДДДВДВДДДДДДДДДДї           ЪДДДДДЕДДДДДДДДДДДДДї   і
       |г|  
АСИ    ія4Серия 100я0 ЪЕ     і             і   і
       |л|V.24/V.28 ГДДДДДДДДДАЕ ДД
Устройство  ЪДДЕДДДЩ
я2
ЭВМ я0 |а| RS-232C  і           і    автовызова    ія4 Линия основания

я_(ООД)я. |в|Д Д Д Д Д ґ          
             
=====±ДДДДДДДДДДДДДДДД
       |н| 
АСИ     ія4Серия 200я0  і  
ЪДДДДДДДДДДДї  і  я5 аппаратуры
       |ы|V.25/V.28 ГДДДДДДДДДЪЕ ДДґблок
набораГЩ  і      (ЛОА)
       |й| RS-233C  і          АЕ   АДДДДДДДДДДДЩ   і
АДДДДДДДБДБДДДДДДДДДДЩ           АДДДДДДДДДДДДДДДДДДДЩ
                                           
          я4Связной я0                         АПД
         я5контроллер
       Ситуация с  АВУ  изменилась  после 
появления модемов с возмож-
ностью
я1автовызовая0.  ЭВМ , подключенная к
одному из таких модемов , ис-
пользует
единственный интерфейс V.24/V.28 (RS-232-C) и для оперативно-
го
автовызова , и для передачи данных. Первые модемы с автовызовом бы-
ли
асинхронными и использовали процедуры для автовызова , предложенные
поставщиками
модемов. Новая рекомендация V.25 bis стандартизует проце-
дуру
автовызова для асинхронно-синхронных модемов с возможностью авто-
вызова.
     Некоторые синхронные  модемы 
содержат встроенную схему автомати-
ческого
вызова , которая устанавливает дополнительное соединение через
ТФОП с
целью резервирования.  Процедура
включается при обнаружении мо-
демом
повреждения в линии. Эта операция называется я1операцией автовосс-
я1тановленияя0.
     Для окончательного установления связи
между машинами , оборудова-
ние в
месте назначения обычно пересылает автоматический ответ на авто-
вызов
со стороны вызывающей аппаратуры.
                                * * *
     В заключение можно сказать , что уже
сейчас появились современные
многофункциональные
модемы , которые объединяют в себе практически все
достижения
в  области компьютерной связи.  Характерным примером такого
принципиально
нового подхода могут служить довольно мощные и совершен-
ные
модемы американской фирмы ZyXEL - одного из мировых лидеров в про-
изводстве
средств коммуникации.  Типичный модем
ZyXEL - интеллектуаль-
ный (то
есть практически полностью контролируемый и управляемый компь-
ютером
, и заодно умеющий определять наиболее оптимальную скорость об-
мена
данными перед сеансом связи во избежание ошибок ,  которые  могут
возникнуть
при слишком большой скорости передачи из-за случайных помех
на
линии),  большой диапазон допустимых
скоростей обмена, а также при-
менение
техники сжатия позволяет считать этот модем наиболее быстрым и
универсальным.
Одновременно с  этим  наличие 
определенных  внутренних
устройств
и  различных обслуживающих программ
обеспечивает возможность
использования
модема ZyXEL и в качестве факса, и в качестве автоответ-
чика(на
плате имеется встроенный динамик), и даже в качестве определи-
теля
номера.  Одним словом , модемы
постепенно превращаются из обычных
УПС в
маленькие , но мощные рабочие станции на телефонных линиях.
     Список Литературы :
     Ю.Блэк "Сети ЭВМ: протоколы,
стандарты, инерфейсы";
     В.И.Васильев и др. "Методы и
средства организации каналов переда-
     чи данных";
     Ф.Дженнингс "Практическая передача
данных:модемы,сети,протоколы;
     "Вычислительные машины, системы и
сети" Учебник под редакцией
     А.П.Пятибратова;
     Руководство по модему ZyXEL U-1496E.
рефераты Рекомендуем рефератырефераты

     
Рефераты @2011