Архитектура ЭВМ. Лекция 9




НазваниеАрхитектура ЭВМ. Лекция 9
страница2/3
Дата публикации17.10.2016
Размер9.76 Kb.
ТипЛекция
dopoln.ru > Информатика > Лекция
1   2   3
^ ^

10Base-T (Ethernet на витой паре)


Хорош своей надежностью, наболее современен, допускает соединение компьютеров на скорости до 100 Мбит. Но не позволяет без покупки специального устройства HUB (хаб) расширить сеть даже до трех компьютеров. Впрочем, устройство это не очень дорогое. Максимальное расстояние компьютер-компьютер или компьютер-хаб 100 метров. Предпочтительнее использовать в пределах одного здания.
^ ^

10Base-2 (на основе коаксиального кабеля)


Хорош тем, что можно легко добавить еще несколько компьютеров. Максимальное расстояние между крайними точками - 185 метров.
^ ^

10Base5 (Коаксиальный кабель толстый (так называемый "желтый") с волновым сопротивлением 50 Ом.)


IEEE 10Base5 или "толстый" Ethernet - самый старый стандарт среди остальных. В настоящее время (1998) затруднительно найти в продаже новое оборудование для построения сети на этом стандарте. Основные его параметры
^ ^

Волоконная оптика 10BaseF


Используемая топология - звезда.
Максимальная длина сегмента - 2 км.

100Base-TX (100м)


На настоящий момент сети 100Base-TX являются наиболее доступными 100Мбит сетями. Еще существуют сети 100VG и 100Base-T4. Но они "не прижились".

Для объединения 10-ти и 100 Мбитных сетей в основном используют 10/100 Мбит хабы, свичи (switch) или роутеры.

Репитеры


Сети Ethernet могут быть расширены при использовании устройства, называемого репитер (repeater-повторитель). Репитер Ethernet - это устройство, физически расположеное в сети, с двумя или более Ethernet портами. Эти порты могут быть любого типа: AUI, BNC, RJ-45 или fiber-optic, а также в любой комбинации.
Основная функция репитера - получив данные на одном из портов, немедленно перенаправить (forward) их на другие порты. Данные (сигнал) в процессе передачи  на другие порты формируются заново, чтобы исключить любые отклонения, которые могли  возникнуть во время движения сигнала от источника.
Репитеры так же могут выполнять функцию, называемую "разделение". Если репитер определяет большое количество коллизий, происходящих на одном из портов, он делает вывод, что произошла авария где-то на этом сегменте, и изолирует его от остальной сети. Эта функция была сделана для предотвращения распространения ошибок одного сегмента на всю сеть.

У репитеров имеется отрицательная черта, заключающаяся в том, что он вносит задержку в распространение сигнала по сети. Все сети Ethernet используют протокол доступа называемый CSMA/CD ("Carrier Sense Multiple Access, with Collision Detection").
Чтобы этот протокол работал нормально, ему необходимо иметь возможность определять возникновение коллизии. CSMA/CD определяет это возникновение, сравнивая данные, находящиеся в сети, с тем, что должны были отправить в сеть. Если определяется любое отличие, то это означает, что произошла коллизия (одновременная передача двумя устройствами) и передача немедленно прекращается. CSMA/CD затем ждет случайный отрезок времени и повторяет попытку передачи.
Существует изъян в CSMA/CD, который ограничивает размер сети. Посылаемые биты не попадают мгновенно во все точки сети, необходим некоторый небольшой отрезок времени, для того чтобы сигнал прошел по проводам и через каждый репитер в сети. Это время может быть измерено, и оно называется "задержкой распространения" ("Propagation Delay"). Если "задержка распространения" между источником сигнала и наиболее удаленным источником сети больше, чем половина размера наименьшего пакета (frame), который может существовать, тогда CSMA/CD не сможет правильно определить коллизию, и данные в сети могут быть потеряны или искажены.

^ Часть 3. Модем.

Слово модем произошло от двух -- МОДулятор/ДЕМодулятор. Появление устройств этого класса было вызвано следующим: когда понадобилось передавать данные на большие расстояния, перед разработчиками аппаратного обеспечения встала альтернатива -- прокладывать особые кабели (как при построении локальных сетей) или использовать телефонную сеть, распространившуюся к тому времени по всему миру. Само собой разумеется, последнее решение гораздо дешевле. Но потребовалось создать устройство, способное преобразовать цифровой сигнал компьютера в аналоговый сигнал, используемый в телефонной сети. Именно им стал модем, который на самом деле представляет собой два устройства: первое, преобразовывающее цифровой сигнал в аналоговый (модуляция), и второе, решающее обратную задачу (демодуляция). Технически это устройство представляет собой своего рода компьютер, содержащий микропроцессор, постоянное запоминающее устройство и тому подобное.

Rockwell, USRobotics, ZyXEL,

По типу исполнения модемы подразделяются на внешние и внутренние, а по виду реализации функций - на аппаратные и программные.
^ ^

Внешние:

Преимущества:


  • Возможность работы с любым компьютером, имеющим соответствующий интерфейсный разъем;

  • Индикаторы состояния позволяют наблюдать за работой модема;

  • Собственный блок питания обеспечивает минимум помех от внутренних устройств, установленных в компьютере;

  • Зависание модема не вызывает необходимости в перезагрузке компьютера - достаточно просто выключить и включить повторно питание модема - это восстановит его рабочее состояние;

  • Не требуется разборка системного блока ПК, что может быть полезно при наличии гарантийной наклейки на корпусе, а также простота установки.

Недостатки:


  • Более высокая цена модема, из-за наличия корпуса и блока питания;

  • Желательно использование блока бесперебойного питания (UPS) для подключения: блоки питания модемов не обеспечивают качественной работы при значительном изменении сетевого напряжения. Импульсные блоки питания, способные обеспечить стабильную работу в вышеназванных условиях, применяются в модемах довольно редко.;

  • Наличие дополнительной сетевой розетки для подключения;

  • Необходимость в месте для размещения корпуса модема, а также иногда мешающие кабели интерфейса и блока питания;

Внутренние:

Преимущества:


  • Меньшая цена, за счет отказа от применения корпуса, блока питания и индикаторов состояния;

  • Нет необходимости в дополнительных разъемах и кабелях питания и интерфейса;

  • Не требуется свободный порт для подключения;

Недостатки:


  • Модемы не имеют индикатора состояния и режимов работы, что приводит к сложностям при определении возможных проблем во время работы;

  • Дополнительный порт, который появляется в системе, требует настройки, во избежание возможных конфликтов с другими устройствами;

  • Блок питания компьютера, а также соседствующие с внутренним модемом платы создают дополнительные помехи при работе модема;

  • Для установки модема потребуется снять крышку корпуса системного блока, а также произвести настройку конфигурации установкой перемычек для требуемого адреса порта и номера прерывания, если модем не совместим со спецификацией Plug and Play для модемов на шине ISA;

  • В случае зависание модема потребуется полный перезапуск компьютера, а возможно, и повторное включение питания;

Стандарты.

К стандартам высокого уровня относятся так называемые hayes-команды, или АТ-команды. Они позволяют управлять модемом практически напрямую: изменить значение регистров, набрать телефонный номер и многое другое. Так, например, команда ATDP123-45-67 означает, что модем должен позвонить по телефонному номеру 123-45-67, используя стандартную для российских АТС импульсную систему набора, а команда ATH указывает на необходимость разорвать связь. Впервые такая система команд появилась в модеме Smartmodem, выпущенном фирмой Hayes (причина появления другого названия) и быстро стала действующим стандартом в отрасли. Подробнее с этими командами вы можете ознакомится в документации на ваш модем.

Сегодня существует множество международных (разработанных Международным консультативным комитетом по телеграфии и телефонии -- МККТТ, или в зарубежной литературе -- CCITT. Сейчас он обозначается ITU-T) и внутрифирменных стандартов.

^ Стандарты на скорость соединения.

Соединение на скорости 300 бит в секунду скорости регламентировалось двумя несовместимыми друг с другом стандартами:CCITT V.21 и Bell 103. Сейчас первый из них используется только на этапе
установления соединения, а второй вообще вышел из употребления. Затем появились стандарты CCITT V.22 и Bell 212A, сохранившие совместимость со своими предшественниками, но за счет изменения методов модуляции повысившие регламентируемую скорость до 1200 бит в секунду.
Стандарт V.22bis позволил увеличить скорость передачи данных до 2400 бит/с.
Введение стандартов CCITT V.32 и V.32bis повысило максимальную скорость передачи данных сначала до 9600 бит/с, а затем до 14400 бит/с.
Скорость 14400 казалась все же недостаточной, и фирмы стали разрабатывать новые протоколы. Среди них стоит особо отметить протоколы ZyX фирмы ZyXEL на 16800 и 19200 бит/с и HST, разработанный
USRobotics, на 16800 бит/с. По свидетельству пользователей, HST сегодня признан одним из наиболее надежных высокоскоростных протоколов. Появившиеся в то же время межфирменные стандарты V.32terbo (19200 бит/с) и V.FastClass (28800 бит/с) широкого распространения не получили.
Стандарт V.34, поднял реальную скорость приема/передачи данных до 28800 бит/с, а затем и до 33600 бит/c - теоретическому пределу скорости передачи данных по телефонным линиям.
И вот в этом году был утвержден стандарт на передачу данных со скоростью 56кбит/c. Правда данная скорость может развиваться только при передаче данных со стороны провайдеров Интернет, оснащенных специальным оборудованием. Данные со своей стороны пользователь сможет передавать с максимальной скоростью 33600 бит/c.

^ Стандарты на протоколы сжатия и коррекции ошибок.

Скорость работы модема можно также увеличить, применяя методы сжатия данных и автоматической коррекции ошибок. Суть сжатия информации заключается в том, что символы, часто встречающиеся в передаваемом блоке, кодируются цепочками битов меньшей длины, чем редко встречающиеся. Кроме того, кодируются длинные цепочки одинаковых символов. В совокупности это позволяет сжать текстовые файлы до 35% их исходной длины. Однако следует учесть, что если данные изначально не содержали избыточной информации, или содержали, но перед пересылкой были сжаты одним из архиваторов, то дополнительного увеличения эффективности за счет сжатия данных модемом не происходит -- даже наоборот, объем передаваемой информации может увеличиться.
До последнего времени наиболее распространенными стандартами в этой сфере были десять протоколов MNP (Microcom Network Protocols), семь из которых являлись протоколами коррекции ошибок, а три определяли способы компрессии данных.
MNP1 -- обеспечивает коррекцию ошибок, предназначен для модемов, передающих информацию в асинхронном полудуплексном режиме (В полудуплексном режиме данные передаются не одновременно в двух направлениях, как в дуплексном, а поочередно). Это самый простой из протоколов MNP, однако вследствие его малой эффективности большинство современных модемов с аппаратной реализацией коррекции ошибок его не поддерживают.
MNP2 -- протокол коррекции ошибок, поддерживающий асинхронный дуплексный метод передачи данных.
MNP3 -- практически идентичен протоколу MNP2, но, в отличие от него, поддерживающий не асинхронный, а синхронный дуплексный метод передачи между модемами. Собственно, слово "синхронный" звучит несколько некорректно: модем с компьютером всегда обмениваются данными в асинхронном режиме; но при синхронном методе передачи данных из передаваемой компьютером информации удаляются старт/стопные биты, а получившийся сплошной поток данных передается удаленному модему уже с синхронизацией.
MNP4 -- поддерживает синхронный дуплексный метод передачи информации, обеспечивает большую эффективность, чем протоколы MNP2 и MNP3, может менять размер блоков передаваемых данных при изменении числа ошибок на линии.
MNP5 -- протокол, использующий простой метод сжатия передаваемой информации. Именно он стал наиболее распространенным в модемах, работающих на максимальной скорости 2400 бит в секунду. Для коррекции ошибок используется MNP4.
MNP6 -- дополняет протокол MNP4 автоматическим переключением между дуплексным и полудуплексным режимами в зависимости от типа передаваемой информации, обеспечивает совместимость с протоколом CCITT V.29 (стандарт на передачу факсимильных сообщений на скорости 7200 и 9600 бит/с.
MNP7 -- дальнейшее развитие протокола MNP5, использует более эффективный метод сжатия данных.
MNP9 -- аналогичен протоколу MNP7, но дополнительно учитывает рекомендацию CCITT V.32bis, что обеспечивает совместимость с низкоскоростными модемами.
MNP10 -- предназначен для связи по сильно "зашумленным" каналам, таким, как линии сотовой связи, международные или сельские линии. Стабильность работы достигается за счет многократного повторения попытки установить связь, изменения размера пакетов и даже динамического изменения протокола соединения (например, модемы связались по спецификации V.32terbo, затем, из-за ухудшения условий связи, произошел переход на V.32, а когда помехи исчезли -- на V.32bis, а потом
и V.34). Такой алгоритм работы сейчас возможен только при использовании данного протокола.

Однако, за применение своих разработок фирма Microcom требовала значительные патентные отчисления, что привело к необходимости создания межфирменных стандартов. Попытка оказалась успешной, и сейчас следует ориентироваться на более развитые протоколы CCITT: V.42 (коррекция ошибок) и V.42bis (коррекция ошибок плюс сжатие данных). Оба они совместимы с соответствующими стандартами MNP и, кроме этого, реализуют свои собственные, более эффективные механизмы.

внутренние и внешние модемы.

Пpактически все совpеменные модемы имеют похожие функциональные схемы. Эти схемы включают в себя такие компоненты:

   Контроллер - реализует протоколы сжатия данных и коррекции ошибок. Кроме того, является связующим звеном между модемом и программным обеспечением компьютера (реализует программный интерфейс).

   ^ Кодек - осуществляет двустороннее преобразование аналогового сигнала, поступающего из линии, в поток цифровых данных.

   ПЗУ

   ОЗУ -Предназначена для хранения и последующей обработки потока данных. Иногда в ней же хранятся текущие настройки для работы модема.

Со стороны телефонной линии самым первым устройством является блок интерфейса с телефонной линией. Основными функциями этого блока являются:

 

          * обеспечение физического соединения с телефонной линией;

          * защита от перенапряжения и радиопомех;

          * набор номера;

          * фиксация звонков;    

          * гальваническая развязка внутренних цепей модема и телефонной линии;

    Далее сигналы попадают в дифференциальную систему, цель которой - разделение выходных и входных сигналов и компенсация влияния собственного сигнала на входные цепи. В наиболее простых моделях модемов этот узел исполняется в виде пассивной схемы, что зачастую приводит к сильной зависимости качества работы блока от сопротивления конкретной телефонной линии. Избавиться от такой зависимости могут только модели с активной дифференциальной системой, где необходимый для компенсации сигнал постоянно вычисляется сигнальным процессором и, "вычитаемый" из входного сигнала, обеспечивает необходимый уровень компенсации.

   Подготовленные таким образом сигналы попадают на ряд фильтров, усиливаются и оцифровываются с помощью АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) в блоке формирования аналоговых фронтов, так что дальнейшая обработка производится в цифровом виде. Одно из преимуществ такого подхода - улучшение качества обработки сигнала и удешевление схемы.

   Обработанная информация поступает в цифровой сигнальный процессор (DSP), который и выделяет из нее на основе математических методов "нули" и "единицы". Именно возможностями цифровой обработки сигнала этого блока определяется качество и скоростные возможности современных модемов.

^ Физические факты:

  1. Параметры канала (линии), предоставляемого нам, характеризуются центром и шириной полосы пропускания (в норме - 300-3400 герц), уровнем шумов и искажений, и максимальным уровнем сигнала, еще пропускаемого без заметных искажений. Сигнал/шум - это характеристика того, как сигнал прошел через канал, и что получилось на приемном конце.

  2. Параметры сигнала модема характеризуются центром и шириной спектра (частота несущей плюс и минус половина символьной скорости), и глубиной модуляции, то есть числом возможных градаций состояний сигнала.

  3. Параметры канала ограничивают в принципе скорость передачи информации с одной стороны, а модем работает тем лучше и тем быстрее ее передает, чем полнее он занимает канал, и чем ближе параметры генерируемого им сигнала совпадают с возможностями, предоставляемыми каналом.

  4. Кроме предыдущего пункта, важное значение имеют помехи: при прочих равных условиях, они вынуждают модем делать передаваемые символы более грубыми, и передавать их более длительное время, то есть снижать в результате скорость передачи информации.

  5. две простые формулы: 1. Символьная скорость умноженная на глубину модуляции есть битовая скорость. 2. Ширина канала, потребная для передачи сигнала, равна символьной скорости, при этом центр полосы пропускания канала равен частоте несущей.

^ Телефонная линия представляет собой пару проводов, которые идут от Вас на АТС, некоторое оборудование на АТС, называемое абонентским комплектом, затем межстанционное оборудование, которое передает сигнал на удаленную АТС, там имеется удаленный абонентский комплект, от которого идет пара проводов до провайдера(к примеру). Таким образом, первая интересная нам особенность состоит в том, что телефонная линия - это не просто два провода, которые у Вас на столе начались, а у провайдера - закончились. К сожалению, все намного сложнее и капризнее. Что же предоставляет Вам АТС при помощи всей этой цепочки? Идеально - некий канал для передачи аналоговой информации, то есть - голоса, с некими нормированными параметрами, такими как затухание сигнала, полоса пропускания, уровень шумов, динамический диапазон и т.п., то, что в сумме своей отличает хорошую линию от плохой. В реальной же жизни, кроме всего упомянутого по ГОСТу, как правило, Вам "предоставляются" в нагрузку еще одно или несколько из:

  1. Чрезмерное ослабление сигнала (слышно тихо).

  2. Импульсные помехи (трески, щелчки, резкие изменения громкости и т.п.)

  3. Постоянные помехи (фон, разговор соседей, музыка от радио, гудение)

  4. Перекос АЧХ (глухой звук, плохая разборчивость)

  5. Нелинейные искажения (дребезжащий голос)

  6. Дрожание фазы и амплитуды (как пленка проскакивает на магнитофоне)

  7. Смещение спектра сигнала (не слышно ухом)

  8. Медленное уплывание параметров линии (не слышно ухом)

К чему все это приводит? Если кратко, то к очень простой вещи: модем кодирует каждый байт информации определенным состоянием сигнала, который он передает на другую сторону. Удаленный модем смотрит на линию, определяет форму, фазу, амплитуду и т.п. сигнала, и декодирует это опять в байты информации. Если линия вносит искажения, то состояния сигнала становятся плохо различимыми на удаленной стороне, или, хуже того, начинают путаться друг с другом, и удаленный модем неправильно декодирует информацию, получая неверный результат.

А откуда это все берется? Оттуда же, откуда и разбитые дороги. И исчезнет тогда же. Причем, как правило, основные проблемы вносят либо соединительные провода до Вас, либо межстанционная аппаратура. Первое обычно трещит, а второе - искажает и ослабляет. Мы рассмотрим далее, как можно бороться и с тем, и с другим.

То, что стоит у Вас, у абонента! Первейший враг модемной связи и источник снижения ее качества - это разного рода офисные АТС.

Вторым врагом в Вашем доме являются телефоны, подключенные не после модема, для чего у него сделано второе гнездо, а параллельно модему. То, что на телефоне повешена трубка, ничего не меняет: он же в состоянии воспринимать звонок и звенеть, а, стало быть, подключен к телефонной линии и искажает сигнал на ней. Особенно плохо с советскими АОНами, которые не только портят сигнал пассивно, но в придачу еще и активно подмешивают в линию фон от сети, шумы от низкокачественной собственной электроники и т.п. Вообще, гениальное, как все простое, правило: приходящий к Вам сигнал нельзя улучшить, подключая к линии что-либо, его можно либо ухудшить, либо, в лучшем случае, не ухудшить. Уж что пришло - то Ваше, но больше Вы из линии не добудете, что к ней ни подключайте.
^ ^

почему модемы стоят по-разному.


Кроме понятных причин - реклама, имя фирмы, наценки торговли, есть главная, по которой модемы отличаются, бывает больше чем в 10 раз по цене друг от друга: насколько они в состоянии обработать то, что к ним приходит, без потерь. Как отмечалось выше, есть некоторый теоретический предел скорости передачи сигнала через телефонную сеть, и все отклонения от оптимальных решений лишь понижают скорость. Не считая набора сервисных и дополнительных возможностей, таких как голосовой режим, прием факсов и т.п., цену модема, главным образом, определяют три вещи:

  1. Насколько дорогая аппаратура стоит в его аналоговой части, то есть насколько качественно он может принять тот сигнал, который пришел к Вам по проводам от удаленного модема, без потерь и искажений. Очевидно, что если сигнал пришел очень тихим, то модем должен быть весьма чувствительным и иметь очень низкий уровень собственных шумов, чтобы не испортить то, что пришло перед обработкой его процессором. Какими бы задумчивыми ни были алгоритмы обработки сигнала далее, но если во входной части модема стоит маленький трансформатор, малоразрядный АЦП или дешевая схема набора номера и удержания снятой трубки, пришедший сигнал будет зашумлен и искажен, то есть - безвозвратно испорчен, еще до начала его обработки процессором модема. В конечном итоге, важно соотношение сигнал/шум не на проводе, который входит в Вашу комнату, а уже в цифровом потоке, поступающем на вход процессора модема. Кто это соотношение испортил - межстанционные соединения, провода до Вас, Ваш любимый телефон с АОН, стоящий параллельно, или дешевый АЦП на модеме - не важно. Важно, что то, что поступает на обработку процессору модема, уже будет иметь потери информации, возникшие из-за всех этих воздействий.

  2. Насколько сложные и ресурсоемкие алгоритмы цифровой обработки сигнала используются. Допустим, на вход процессора модема поступил (о чудо!) сигнал совсем не искаженный у Вас в комнате, такой, какой пришел к Вам в комнату. Кроме безвозвратных потерь информации, то есть снижения сигнал/шум, есть еще искажения информации, которые еще можно восстановить. Например, перекос АЧХ дает эффект снижения уровня верхних частот в сигнале, и это в некотором объеме можно восстановить путем правильного фильтрования сигнала. Другой способ восстановления потерянной информации - использование избыточности, заложенной в протокол передачи данных, для коррекции ошибок. Одно из важнейших и самое ресурсоемкое устройство в модеме - треллис-декодер, который позволяет оценивать не символы по отдельности, а набор символов как единое целое, компенсируя недостоверность единичного символа за счет того, что последовательные символы связаны друг с другом (но не все последовательности символов разрешены). Чем качественнее (соответственно, скорее всего дороже) модем, тем больше этих и дополнительных циклов обработки сигнала он проводит. Тем более искаженный сигнал еще может быть правильно обработан, и тем более резкие помехи еще не вызовут срыва синхронизации.

Часть модема, называемая супервизором, может только понижать скорость передачи при увеличении помех на линии, а может гораздо более детально отслеживать все, что происходит, и так варьировать параметры модуляции сигнала, чтобы в минимальной степени снижать скорость передачи, наиболее точно подстраиваясь под особенности данной телефонной линии. Как бы хорошо ни работала аналоговая часть модема и алгоритмы цифровой обработки, но если параметры модуляции будут выбраны неадекватно, или же модем будет плохо отслеживать изменение состояния линии и не вовремя их изменять, то о близкой к теоретически-максимальной скорости передачи информации можно смело забыть.
^ ^

Как модем борется с проблемами на линии.

1. Чрезмерное ослабление сигнала (слышно тихо).


Для того, чтобы основные подсистемы модема работали хорошо, необходимо, чтобы сигнал на их входе был в области допустимых значений, т.е. не переполнял разрядную сетку и не был слишком мал.

Для нормирования мощности сигнала на входе, практически все модемы имеют систему АРУ (Автоматическую Регулировку Усиления), призванную приводить мощность сигнала к требуемому последующими системами модема уровню. Базовая идея системы достаточно проста - необходимо периодически измерять мощность сигнала на входе и так подстраивать коэффициент усиления (множитель, на который умножается входной сигнал в простейшем случае), чтобы после этого коэффициента мощность сигнала соответствовала ожидаемой. Т.е. происходит ослабление или усиление входного сигнала.

Очевиден тот факт, что при усилении тихого сигнала вместе с полезным сигналом во столько же раз усиливаются и шумы, т.е., соотношение сигнал/шум улучшено быть не может в любом случае. А вот ухудшено может быть легко. Например, если АРУ выполнено исключительно в цифровой части модема (после АЦП), и АЦП имеет небольшое количество разрядов, возможно, что подавляющая часть разрядов АЦП будет использоваться только при работе с очень громкими сигналами, а на обычной телефонной линии реально "работать" будут немного разрядов, например, как будто использован не 16-разрядный АЦП, а 3-разрядный.
^ ^

2. Эхо ("заворот" собственного сигнала назад или отражения от дальних объектов).


Практически все скоростные протоколы передачи данных, предназначенные по телефонной сети, используют один и тот же диапазон частот и для передачи и для приема (напомним, что современные протоколы, такие как V.32 и V.34, являются дуплексными, т.е., передача ведется одновременно в двух направлениях). Несмотря на то, что два сигнала в одном диапазоне, казалось бы, должны мешать друг другу, этого не происходит. Дело в том, что при правильном согласовании сопротивления модема, телефонного кабеля и станционного оборудования, модем не должен слышать сигнала, который сам передает. Между АТС, как правило, используется каналообразующая аппаратура, в которой прием и передача вообще разделены. И если удаленный модем, кабель от него до абонентского комплекта и сам абонентский комплект также правильно согласованы, то передатчик нашего локального модема в принципе не должен мешать работать его приемнику. На практике, к сожалению, все не так просто. Из-за рассогласованности сопротивлений аппаратуры и кабелей, "заворот" сигнала передатчика на свой же приемник может во много раз превышать сигнал удаленного модема, особенно, если он сильно ослаблен из-за плохого состояния кабелей или разрегулированности аппаратуры АТС. Эхогаситель – Echo Canceller.
^ ^

3. Перекос АЧХ (глухой звук, плохая разборчивость)


Практически любой телефонный канал в той или иной степени искажает амплитудно-частотную характеристику сигнала. В результате, какие-то частоты ослабляются (обычно на краях полосы пропускания, особенно сверху), какие-то усиливаются. Это приводит к тому, что на определенных переходах между символами (соответствующих усиливаемым частотам) сигнал усиливается, на других (соответствующих ослабляемым частотам) сигнал ослабляется. В результате, символы могут смещаться и "заезжать" слегка друг на друга. Для того, чтобы продетектировать их на приемном конце, необходимо компенсировать эти искажения.

Этой задачей обычно занимается "эквалайзер" модема, выполняющий функции, сходные с функциями эквалайзера бытовой аудиоаппаратуры, с той лишь разницей, что обычно количество параметров его гораздо больше, настраивается он автоматически на этапе установления соединения или "ретрейна", и качество его настройки может быть охарактеризовано количественно - тем, насколько близок сигнал на его выходе к желаемому. Как правило, эквалайзер выполняется в виде линейного адаптивного фильтра, т.е. исходят из линейной модели канала, что обычно очень близко к реальности. Также, как и в случае с эхогасителем, все, что не смог компенсировать эквалайзер, становится дополнительными шумами, мешающими работать последующим подсистемам модема.

Для сохранения соотношения сигнал-шум в современных протоколах (например, V.34) применяют предыскажение сигнала на передающей стороне, например, подъем верхних частот (продолжая аналогию с бытовой аудиоаппаратурой, можно заметить, что популярная в свое время в бытовой аналоговой звукозаписи система шумоподавления "Dolby B" идет тем же путем - при записи на магнитофон высокие частоты искусственно усиливаются, при воспроизведении - ослабляются, в результате высокочастотные шумы магнитофона меньше слышны при воспроизведении).
^ ^

4. Постоянные помехи (фон, гудение, разговор соседей, музыка от радио)


Помехи (шум, посторонние звуки) в канале складываются с сигналом передающего модема, в результате принимаемые на противоположной стороне символы отличаются от того, что должно было бы быть получено. И, если искажения АЧХ канала модем может оценить и компенсировать, то случайные воздействия на сигнал из-за помех предсказать и учесть невозможно в принципе. Если помехи имеют локализованный частотный спектр, т.е., не совсем случайны - например, помехи в области нижних частот из-за "помех питания" - 50Гц и их гармоники, или высокочастотные шумы с верхней стороны спектра, то модем может попытаться выбрать для работы такую полосу частот, которая не перекрывается со спектром шумов. Например, протокол V.34 для этого имеет возможность некоторого варьирования ширины используемой для работы полосы частот (выбором одной из 6 символьных скоростей) и перемещения ее "вверх" или "вниз" по спектру путем выбора одной из двух несущих. Возможность использования той или иной полосы частот для работы выбирается на этапе установления соединения или "ретрейна", по результатам тестирования линии.

^ Скорость модема - количество информации, которую он способен перекачать за единицу времени, - измеряется в битах в секунду (англ. bits per second, bps; битом называется одна восьмая часть байта). Разумеется, "номинал" этой величины, указанный на коробке с модемом, в реальной жизни не всегда достижим - плохое качество телефонной линии может сильно подпортить теоретическую картину. Вероятно, именно чтобы не давать повода для излишних сравнений, практическую величину пропускной способности измеряют чаще в других, более удобных единицах - байтах, или символах, в секунду (англ. characters per second, CPS, произносится обычно "цэпээс"). Скажем, модем на 28800 бит/с способен в хороших условиях перекачивать данные на скорости приблизительно в 3200 байт в секунду.

Самый простой модем, который тем не менее стоит своих денег, - это модем на 14400 бит/с (стандарт V.32bis)

^ Надписи на коробке.

Покупая модем на 28800 бит/с, убедитесь (спросив у продавца или разобравшись с надписями на коробке), что он поддерживает именно официальный протокол для этой скорости - протокол V.34. Одно время, до принятия официального стандарта, выпускались модемы с поддержкой стандарта V.FC, также способные работать на 28800 бит/с, но несовместимые с V.34. Впрочем, сейчас почти все выпускаемые модемы поддерживают и V.34, и V.FC.

Если для вас важны факсовые способности модема, имейте в виду, что выбранный факс-модем должен отвечать по крайней мере требованиям группы 3 (Group 3, что означает его способность передавать и принимать факсы на скорости 9600 бит/с), а лучше - стандарту V.17 (14400 бит/с).

Некоторые модемы обладают возможностью голосовой почты (voice mail). Это позволит Вам пользоваться модемом как автоответчиком, который будет проигрывать голосовое сообщение всем звонящим в ваше отсутствие и записывать их ответы в файлы на диске. Кроме того, можно приказать такому модему обзвонить все номера из некоего списка и передать по ним некое сообщение.

"голосовые модемы" (voice modems), способные, соединившись, передавать по линии не только данные, но и голос (иногда - даже одновременно с данными, за счет временного снижения пропускной способности). С модемом, предназначенным в основном для связи с Интернетом через узел провайдера, это вряд ли когда может пригодиться

Winmodem

В этих устройствах реализацию функций модема (полностью или частично) выполняет процессор компьютера, а плата модема фактически выполняет роль согласования телефонной линии с ПК. При выборе этих модемов покупатель должен отчетливо представлять себе, что они не предназначены для работы на линиях связи низкого качества. общим требованием для всех этих устройств является наличие устанавливаемой на компьютер программы, эмулирующей недостающие аппаратные узлы модема.

^ Как работает Fallforward/Fallback
1   2   3

Похожие:

Архитектура ЭВМ. Лекция 9 iconАрхитектура ЭВМ
Краткая информация об архитектуре ЭВМ (на учебных моделях эвм) в задачах на двоичное кодирование информации
Архитектура ЭВМ. Лекция 9 iconЛекция. Архитектура микропроцессора лекция. Архитектура микропроцессора
Потребитель, воспринимает мп как нечто цельное, имеющее внешние потребительские свойства, заложенные в его архитектуру
Архитектура ЭВМ. Лекция 9 icon1. Архитектура и принципы работы компьютера
Эвм – электронно-вычислительная машина, компьютер. Ещё в 1823 году Чарльз Бэббидж описал устройство механического компьютера, соответствующее...
Архитектура ЭВМ. Лекция 9 iconЛекция №16
Основным методом моделирования таких систем на ЭВМ является метод статистического моделирования, составляющий методологическую основу...
Архитектура ЭВМ. Лекция 9 iconКонспект урока Общие сведения. Класс: 9 Раздел
Архитектура ЭВМ. Программное обеспечение (ПО). Операционная система (ОС)
Архитектура ЭВМ. Лекция 9 iconКурсовой проект по дисциплине «Организация эвм»
В связи с чем подготовка инженера-системотехника по специальности эвм, комплексы, системы и сети включает вопросы изучения методики...
Архитектура ЭВМ. Лекция 9 iconЛекция 4 Тема Прикладные программные продукты по уп и тенденции их развития
Появление больших ЭВМ с централизованной обработкой данных. Автоматические системы управления предприятия
Архитектура ЭВМ. Лекция 9 iconЛекция I и проблема языка и сознания лекция II 31 слово и его семантическое...
Монография представляет собой изложение курса лекций, про* читанных автором на факультете психологии Московского государственного...
Архитектура ЭВМ. Лекция 9 icon2 История и архитектура персональных компьютеров 201
Эвм. И то, что в современ­ном мире компьютеры можно встретить в офисах, школах, детских садах, квартирах, стало возможным благодаря...
Архитектура ЭВМ. Лекция 9 iconТроичные ЭВМ “Сетунь” и “Сетунь 70”
Требовалось разработать малую эвм, простую в освоении и применениях, надежную, недорогую и вместе с тем эффективную в широком спектре...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
dopoln.ru
Главная страница