Доклад: Устройство современных модемов. Реферат по информатике модем

Доклад - Модем - Информатика, программирование

Содержание

стр.

1.Введение 1

2.Последовательный асинхронный адаптер 1

2.1.Аппаратная реализация 2

2.2.Программирование адаптера 5

3.Типы модемов 8

4.Программирование модемов 9

5.Протоколы обмена данными 15

5.1.Коррекция ошибок 15

5.2.Передача файлов 17

6.Телекоммуникационные программы 20

7.Использование модемов 20

7.1.Электронная доска объявлений 20

7.2.Электронная почта 23

7.3.Факс-модемные платы 24

1.Введение

В последнее время модемы становятся неотъемлемой частью компьютера.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 BBS (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 работы в сети офиса. Кроме того, воспользовавшись глобальными сетями (RelCom, FidoNet) 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.

Существует три основных способа соединения компьютеров для обмена информацией:

— непосредственная связь, через асинхронный порт;

— связь с использованием модема;

— связь через локальные сети.

В реферате рассматривается первые два типа соединений — непосредственное и соединение через модем.

2.Последовательный асинхронный адаптер

Практически каждый компьютер оборудован хотя бы одним последовательным асинхронным адаптером. Обычно он представляет собой отдельную плату или же расположен прямо на материнской плате компьютера. Его полное название — RS-232-C. Каждый асинх­ронный адаптер обычно содержит несколько портов, через которые к компьютеру можно подключать внешние устройства. Каждому тако­му порту соответствует несколько регистров, через которые прог­рамма получает к нему доступ, и определенная линия IRQ (линия запроса прерывания) для сигнализации компьютеру об изменении состояния порта. Каждому порту присваивается логическое имя (COM1,COM2, и т.д.).

Интерфейс RS-232-C разработан ассоциацией электронной про­мышленности ( EIA ) как стандарт для соединения компьютеров и различных последовательных периферийных устройств.

Компьютер IBM PC поддерживает интерфейс RS-232-C не в пол­ной мере; скорее разьем, обозначенный на корпусе компьютера как порт последовательной передачи данных, содержит некоторые из сигналов, входящих в интерфейс RS-232-C и имеющих соответствую­щие этому стандарту уровни напряжения.

В настоящее время порт последовательной передачи данных используется очень широко. Вот далеко не полный список примене­ний:

— подключение мыши;

— подключение графопостроителей, сканеров, принтеров, ди­гитайзеров;

— связь двух компьютеров через порты последовательной пе­редачи данных с использованием специального кабеля и таких программ, как FastWire II или Norton Commander;

— подключение модемов для передачи данных по телефонным линиям;

— подключение к сети персональных компьютеров;

Последовательная передача данных означает, что данные пе­редаются по единственной линии. При этом биты байта данных пе­редаются по очереди с использованием одного провода. Для синх­ронизации группе битов данных обычно предшествует специальный стартовый бит, после группы битов следуют бит проверки на чет­ность и один или два стоповых бита. Иногда бит проверки на чет­ность может отсутствовать.

Использование бита четности, стартовых и стоповых битов определяют формат передачи данных. Очевидно, что передатчик и приемник должны использовать один и тот же формат данных, иначе обмен не возможен.

Другая важная характеристика — скорость передачи данных. Она также должна быть одинаковой для передатчика и приемника.

Скорость передачи данных обычно измеряется в бодах ( по фамилии французского изобретателя телеграфного аппарата Emile Baudot — Э.Бодо). Боды определяют количество передаваемых битов в секунду. При этом учитываются и старт/стопные биты, а также бит четности.

2.1. Аппаратная реализация

Компьютер может быть оснащен одним или двумя портами последовательной передачи данных. Эти порты расположены либо на материнской плате, либо на отдельной плате, вставляемой в слоты расширения материнской платы.

Бывают также платы, содержащие четыре или восемь портов последовательной передачи данных. Их часто используют для подк­лючения нескольких компьютеров или терминалов к одному, цент­ральному компьютеру. Эти платы имеют название «мультипорт».

В основе последовательного порта передачи данных лежит микросхема INTEL 8250 или ее современные аналоги — INTEL 16450,16550,16550A. Эта микросхема является универсальным асинхронным приемопередатчиком ( UART — Universal Asynchronous

Receiver Transmitter). Микросхема содержит несколько внутренних регистров, доступных через команды ввода/вывода.

Микросхема 8250 содержит регистры передатчика и приемника данных. При передаче байта он записывается в буферный регистр передатчика, откуда затем переписывается в сдвиговый регистр передатчика. Байт «выдвигается» из сдвигового регистра по битам.

Программа имеет доступ только к буферным регистрам, копи­рование информации в сдвиговые регистры и процесс сдвига выпол­няется микросхемой UART автоматически.

К внешним устройствам асинхронный последовательный порт подключается через специальный разьем. Существует два стандарта на разьемы интерфейса RS-232-C, это DB-25 и DB-9. Первый имеет 25, а второй 9 выводов.

Разводка разъема DB25

Интерфейс RS-232-C определяет обмен между устройствами двух типов: DTE (Data Terminal Equipment — терминальное уст­ройство) и DCE (Data Communication Equipment — устройство свя­зи). В большинстве случаев, но не всегда, компьютер является терминальным устройством. Модемы, принтеры, графопостроители всегда являются устройствами связи.

Сигналы интерфейса RS-232-C

Входы TD и RD используются устройствами DTE и DCE по-раз­ному. Устройство DTE использует вход TD для передачи данных, а вход RD для приема данных. И наоборот, устройство DCE использу­ет вход TD для приема, а вход RD для передачи данных. Поэтому для соединения терминального устройства и устройства связи вы­воды их разъемов необходимо соединить напрямую.

Подтверждение связи

Рассмотрим процесс подтверждения связи между компьютером и модемом. В начале сеанса связи компьютер должен удостоверится, что модем может произвести вызов (находится в рабочем состоя­нии). Затем, после вызова абонента, модем должен сообщить компьютеру, что он произвел соединение с удаленной систе­мой. Подробнее это происходит следующим образом.

Компьютер подает сигнал по линии DTR, чтобы показать моде­му, что он готов к проведению сеанса связи. В ответ модем пода­ет сигнал по линии DSR. Когда модем произвел соединение с дру­гим, удаленным модемом, он подает сигнал по линии DCD, чтобы сообщить об этом компьютеру.

Если напряжение на линии DTR падает, это сообщает модему, что компьютер не может далее продолжать сеанс связи, например из-за того, что выключено питание компьютера. В этом случае мо­дем прервет связь. Если напряжение на линии DCD падает, это сообщает компьютеру, что модем потерял связь и не может больше продолжать соединение. В этом случае эти сигналы дают ответ на наличие связи между модемом и компьютером.

Существует более высокий уровень, который используется для управления скоростью обмена данными, но он также реализуется аппаратно. Практически управление скоростью обмена данными (уп­равление потоком) необходимо, если производится передача боль­ших обьемов данных с высокой скоростью. Когда одна система пы­тается передать данные с большей скоростью, чем они могут быть обработаны принимающей системой, результатом может стать потеря части передаваемых данных. Чтобы предотвратить передачу больше­го числа данных, чем то, которое может быть обработано, исполь­зуют управление связью, называемое «управление потоком».

Стандарт RS-232-C определяет возможность управления пото­ком только для полудуплексного соединения, при котором в каждый момент времени данные могут передаваться только в одну сторону.

Фактически этот механизм используется и для дуплексных соединений, когда данные передаются по линии связи одновременно в двух направлениях.

Управление потоком

В полудуплексных соединениях устройство DTE подает сигнал RTS, когда оно желает передать данные. DCE отвечает сигналом по линии CTS, когда оно готово, и DTE начинает передачу данных. До тех пор, пока оба сигнала RTS и CTS не примут активное состоя­ние, только DCE может передавать данные.

При дуплексных соединениях сигналы RTS/CTS имеют значения противоположные тем, которые они имели для полудуплексных сое­динений.

Когда DTE может принять данные, он подает сигнал по линии RTS. Если при этом DCE готово для принятия данных, оно возвра­щает сигнал CTS. Если напряжение на линиях RTS и CTS падает, то это сообщает передающей системе, что получающая система не го­това для приема данных.

Однако на практике не все так просто. Соединить компьютер и модем не составляет труда, т.к. интерфейс RS-232-C как раз для этого и предназначен. Но если вы захотите связать вместе два компьютера при помощи такого же кабеля, который вы исполь­зовали для связи модема и компьютера, то у вас возникнут проб­лемы. Для соединения двух терминальных устройств — двух компь­ютеров — как минимум необходимо перекрестное соединение линий TR и RD. Однако часто этого недостаточно, т.к. для устройств DTE и DCE функции, выполняемые линиями DSR, DTR, DCD, CTS, RTS асимметричны.

Устройство DTE подает сигнал DTR и ожидает получения сиг­налов DSR и DCD. В свою очередь, устройство DCE подает сигналы DSR, DCD и ожидает получения сигнала DTR. Таким образом, если соединить вместе два устройства DTE кабелем, который вы исполь­зовали для соединения устройств DTE и DCE, то они не смогут до­говориться друг с другом.

Теперь перейдем к сигналам RTS и CTS, управления потоком данных. иногда для соединения двух устройств DTE эти линии сое­диняют вместе на каждом конце кабеля. В результате получаем то, что другое устройство всегда готово для получения данных. Поэ­тому, если при большой скорости передачи принимающее устройство не успевает принимать и обрабатывать данные, возможна потеря данных.

Чтобы решить все эти проблемы для соединения двух уст­ройств типа DTE используется специальный кабель, в обиходе на­зываемый нуль-модемом.

Технические параметры интерфейса RS-232-C

При передаче данных на большие расстояния без использова­ния специальной аппаратуры из-за помех, наводимых электромаг­нитными полями, возможно возникновение ошибок. Вследствие этого накладываются ограничения на длину соединительного кабеля между устройствами DTR-DTR и DTR-DCE.

Официальное ограничение по длине для соединительного кабе­ля по стандарту RS-232-C составляет 15,24 метра. Однако на практике это расстояние может быть значительно больше. Оно не­посредственно зависит от скорости передачи данных.

110бод — 1524м / 914,4м

300бод — 1524м / 914,4м 1200бод — 914,4м / 914,4м 2400бод — 304,8м / 152,4м 4800бод — 304,8м / 76,2м 9600бод — 76,2м / 76,2м

Первое значение — скорость передачи в бодах, второе — максимальная длина для экранированного кабеля, третье — макси­мальная длина для неэкранированного кабеля.

Уровни напряжения на линиях разьема составляют для логи­ческого нуля -15..-3 вольта, для логической единицы +3..+15 вольт. Промежуток от -3 до +3 вольт соответствует неопределен­ному значению.

2.2. Программирование адаптера

Порты асинхронного адаптера

На этапе инициализации системы, модуль POST BIOS тестиру­ет имеющиеся асинхронные порты RS-232-C и инициализирует их. В зависимости от версии BIOS инициализируются первые два или че­тыре порта. Их базовые адреса располагаются в области данных BIOS начиная с адреса 0000:0400h.

Первый адаптер COM1 имеет базовый адрес 3F8h и занимает диапазон адресов от 3F8h до 3FFh. Второй адаптер COM2 имеет ба­зовый адрес 2F8h и занимает адреса 2F8h..2FFh.

Асинхронные адаптеры могут вырабатывать прерывания:

COM1,COM3 — IRQ4

COM2,COM4 — IRQ3

Имеется 7 основных регистров для управления портами:

а) Регистр данных

Регистр данных расположен непосредственно по базовому ад­ресу порта RS-232-C и используется для обмена данными и для за­дания скорости обмена.

Для передачи данных в этот регистр необходимо записать пе­редаваемый байт данных. После приема данных от внешнего уст­ройства принятый байт можно прочитать из этого же регистра.

В зависимости от состояния старшего бита управляющего ре­гистра ( расположенного по адресу base_adr+3, где base_adr соответствует базовому адресу порта RS-232-C) назначение этого регистра может изменяться. Если старший бит равен нулю, регистр используется для записи передаваемых данных. Если же старший бит равен единице, регистр используется для ввода значения младшего байта делителя частоты тактового генератора. Изменяя содержимое делителя, можно изменять скорость передачи данных. Старший байт делителя записывается в регистр управления преры­ваниями по адресу base_adr+1.

Максимальная скорость обмена информацией, которую можно достичь при использовании асинхронного адаптера, достигает 115200 бод, что примерно соответствует 14 Кбайт в секунду.

б) Регистр управления прерываниями

Этот регистр используется либо для управления прерываниями от асинхронного адаптера, либо (после вывода в управляющий ре­гистр байта с установленным в 1 старшим битом) для вывода зна­чения старшего байта делителя частоты тактового генератора.

в) Регистр идентификации прерывания

Считывая его содержимое, программа может определить причи­ну прерывания

г) Управляющий регистр

Управляющий регистр доступен по записи и чтению. Этот ре­гистр управляет различными характеристиками UART: скоростью передачи данных, контролем четности, передачей сигнала BREAK, длиной передаваемых слов(символов).

д) Регистр управления модемом

Регистр управления модемом управляет состоянием выходных линий DTR, RTS и линий, специфических для модемов — OUT1 и OUT2, а также запуском диагностики при соединенных вместе входе и выходе асинхронного адаптера.

е) Регистр состояния линии

Регистр состояния линии определяет причину ошибок, которые могут возникнуть при передаче данных между компьютером и мик­росхемой UART.

ж) Регистр состояния модема

Регистр состояния модема определяет состояние управляющих сигналов, передаваемых модемом асинхронному порту компьютера.

Инициализация асинхронного адаптера

Первое, что должна сделать программа, работающая с асинх­ронным адаптером — установить формат и скорость передачи дан­ных. После загрузки операционной системы для асинхронных адап­теров устанавливается скорость 2400 бод, не выполняется провер­ка на четность, используются один стоповый и восьмибитовая дли­на передаваемого символа. Можно изменить этот режим командой MS-DOS MODE.

Выполнив ввод из управляющего регистра, программа может получить текущий режим адаптера. Для установки нового режима измените нужные вам поля и запишите новый байт режима обратно в управляющий регистр.

Если вам надо задать новое значение скорости обмена данны­ми, перед записью байта режима установите старший бит этого байта в 1, при этом регистр данных и управляющий регистр используются для задания скорости обмена. Затем последовательно двумя командами ввода загрузите делитель частоты тактового ге­нератора. Младший байт запишите в регистр данных, а старший — в регистр управления прерываниями.

Перед началом работы необходимо также проинициализировать регистр управления прерываниями, даже если в вашей программе не используются прерывания от асинхронного адаптера. Для этого сначала надо перевести регистр данных и регистр управления пре­рываниями в обычный режим, записав ноль в старший бит управляю­щего регистра. Затем можно устанавливать регистр управления прерываниями. Если прерывания вам не нужны, запишите в этот порт нулевое значение.

Современные микросхемы UART

Фактически микросхема UART 8250 в ее исходном виде исполь­зовалась только в старых моделях компьютеров IBM PC. Современ­ные микросхемы — UART 16450, 16550, 16550A изготовленные по но­вой технологии, позволяют достичь более высокой скорости обмена данными, а также обладают новыми аппаратными возможностями.

Основные возможности различных микросхем UART:

— 8250 (8250-B): Использовался на первых моделях IBM PC

— 16450 (8250-A): Эта микросхема имеет большую производи­тельность по сравнению с 8250. Фактически это 8250, но изготов­ленный с использованием новой технологии. Микросхема дополнена регистром расширения (scratch register). Устранены ошибки в ре­гистре разрешения прерываний и добавлена возможность перевода линии OUT2 в высокоимпедансное состояние во время проведения тестов, когда выход данных замкнут на вход.

— 16550: Фактически соответствует 16450. Добавлена воз­можность внутренней буферизации передаваемых и принимаемых дан­ных. Буфера выполнены по схеме FIFO (First In First OUT — пер­вый вошел, первым вышел) или, другими словами в виде очере­ди.При использовании буферизации возможно заметно уменьшить число прерываний, вырабатываемых асинхронным портом. Однако из-за ошибки в микросхеме эту возможность лучше не использовать

— можно потерять отдельные символы. В общем случае микросхема 16550 более быстрая, чем 16450. Дополнительно 16550 дает воз­можность использовать несколько каналов прямого доступа ( DMA channels).

— 16550A (16550AN) Соответствует 16550, исправлены ошибки реализации FIFO. Эта микросхема дает возможность использования программисту нескольких каналов прямого доступа. 16550А, как правило, используется в компьютерах с процессорами 80386/486 и в компьютерах с RISC-архитектурой. Если вы хотите работать на скоростях больших, чем 9600 бод, желательно использовать именно эту микросхему.

3.Типы модемов

В настоящее время выпускается огромное количество всевоз­можных модемов, начиная от простейших, обеспечивающих скорость передачи около 300 бит/сек, до сложных факс-модемных плат, поз­воляющих вам послать с вашего компьютера факс или звуковое письмо в любую точку мира.

В реферате будет рассказано только о так называемых hayes-совместимых модемов. Эти модемы поддерживают разработан­ный фирмой Hayes набор АТ-команд управления модемами. В настоя­щее время такие модемы широко используются во всем мире для связи персональных компьютеров IBM PC/XT/AT, PS/2 через теле­фонные линии.

Аппаратно модемы выполнены либо как отдельная плата, вставляемая в слот на материнской плате компьютера, либо в виде отдельного корпуса с блоком питания, который подключается к последовательному асинхронному порту компьютера. Первый из низ называется внутренним модемом, а второй — внешним.

Типичный модем содержит следующие компоненты: специализи­рованный микропроцессор, управляющий работой модема, оператив­ную память, хранящую значения регистров модема и буферизующие входную/выходную информацию, постоянную память, динамик, позво­ляющий выполнять звуковой контроль связи, а также другие вспо­могательные элементы ( трансформатор, резисторы, конденсаторы, разьемы). Если у вас достаточно современный модем, то он скорее всего дополнительно содержит электрически перепрограммируемую постоянную память, в которой может быть сохранена конфигурация модема даже при выключении питания.

Чтобы модемы могли обмениваться друг с другом информацией, надо, чтобы они использовали одинаковые способы передачи данных по телефонным линиям. Для разработки стандартов передачи данных был создан специальный международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (CCITT) и приняты следующие рекоменда­ции:

CCITT V.21 — 300 bps. Модем, регламентированный данной ре­комендацией, предназначен для передачи данных по выделенным и коммутируемым линиям.

Он работает в асинхронном дуплексном режиме. Для передачи и приема данных используется способ частотной модуляции.

CCITT V.22 — 1200 bps. Модем, работающий в соответствии с данной рекомендацией, использует асинхронно-синхронный дуп­лексный режим передачи. Асинхронно-синхронный режим означает, что компьютер передает модему данные в асинхронном режиме. Мо­дем удаляет из потока данных компьютера стартовые и стоповые биты. И уже в синхронном виде передает их удаленному компьюте­ру. Для модуляции передаваемого сигнала применяется метод диф­ференциальной фазовой модуляции.

CCITT V.22bis — 2400 bps. Дуплексный модем, со скоростью передачи данных 2400 bps. При передаче со скоростью 2400 bps используется метод квадратурной модуляции, а при скорости 1200

— метод дифференциальной фазовой модуляции. На скорости 1200 bps модем CCITT V.22bis совместим с CCITT V.22.

CCITT V.23 — 600/1200 bps. Асинхронный модем, использующий метод частотной модуляции. Модем может работать в дуплексном режиме со скоростью передачи данных по прямому каналу — 600/1200 bps, а по обратной — только 75 bps. Этот стандарт не совместим с CCITT V.21, V.22, V.22bis.

Bell 103 — 300 bps, Bell 212A — 1200 bps.

Bell — это американский стандарт, не совместимый со стан­дартами CCITT.

4. Программирование модемов

После выпуска американской фирмой Hayes модемов серии Smartmodem, система команд, использованная в ней, стала неким стандартом, которого придерживаются остальные фирмы — разработ­чики модемов. Система команд, применяемая в этих модемах, носит название hayes-команд, или AT-команд.

Со времени выпуска первых AT-совместимых модемов набор их команд несколько расширился, но все основные команды остались без изменения.

Все команды, передаваемые компьютером модему, надо начи­нать префиксом AT (ATtention — внимание) и заканчивать символом возврата каретки ( <CR> ). Только команда А/ и Escape-последо­вательность "+++" не требуют для себя префикса AT.

После префикса AT могут идти одна или сразу несколько ко­манд. Для ясности эти команды могут быть отделены друг от друга символами пробела, тире, скобками. В большинстве случаев коман­ды могут быть написаны как заглавными, так и строчными буквами.

При передаче модему команд они сначала заносятся во внут­ренний буфер, который, как правило, имеет размер 40 символов. Команды, записанные в буфер модема, исполняются после поступле­ния символа возврата каретки. Вследствие ограниченности размера буфера не следует передавать модему слишком длинные команды ( больше размера буфера). Длинные команды можно разбивать на части и передавать в несколько заходов. При этом каждая часть должна начинаться префиксом АТ и заканчиваться символом возвра­та каретки.

Если вы допустили ошибку при наборе команды, то ее можно исправить, используя клавишу BackSpace.

После выполнения каждой команды модем посылает обратно компьютеру ответ в виде числа или слова. Этот ответ означает, выполнена ли команда или произошла ошибка.

Если у вас внешний модем, то на его лицевой панели нахо­дится восемь световых индикаторов. Хотя их расположение на раз­личных моделях может меняться, их обозначения являются стан­дартными:

MR Modem Ready — Модем готов к обмену данными. Если этот индикатор не горит, то надо проверить линию питания модема.

TR Terminal Ready — Компьютер готов к обмену данными с мо­демом. Этот индикатор горит, когда модем получил от компьютера сигнал DTR.

CD Carrier Detect — Индикатор зажигается, когда модем об­наружил несущую частоту на линии. Индикатор должен гореть на протяжении всего сеанса связи и гаснуть, когда один из модемов освободит линию.

SD Send Data — Индикатор мигает, когда модем получает дан­ные от компьютера.

RD Receave Data — Индикатор мигает, когда модем передает данные к компьютеру

HS High Speed — Модем работает на максимально возможной для него скорости.

AA Auto Answer — Модем находится в режиме автоответа. То есть модем автоматически будет отвечать на приходящие звонки. Когда модем обнаружит звонок на телефонной линии, этот индика­тор замигает.

OH Off-Hook — Этот индикатор горит, когда модем снял труб­ку ( занимает линию).

Основные команды модема

AT — Начало (префикс) командной строки. После получения этой команды модем автоматически подстраивает скорость передачи и формат данных к параметрам компьютера.

A — Автоответ. Если режим автоматического ответа выключен (S0=0), команда используется для ответа на звонок от удаленного модема. Команда заставляет модем снять трубку ( подключиться к линии ) и установить связь с удаленным модемом.

A/ — Модем повторяет последнюю введенную команду. Команда передается на модем без префикса AT и исполняется модемом не­медленно, не ожидая прихода символа возврата каретки. Если вы передадите модему строку AT A/ <CR>, то модем укажет на ошибку и вернет слово ERROR.

Bn — Команда производит выбор стандарта, согласно которому будет происходить обмен данными между модемами. При скорости передачи 300 бит/с происходит выбор между стандартами BELL 103 и CCITT V.21, при скорости 1200 bps — между BELL 212A и CCITT

V.22bis. При скорости 2400 bps эта команда игнорируется и используется стандарт CCITT V.22. Если n=0, устанавливаются стандарты CCITT V.21/V.22, а если n=1 — стандарты BELL 103/212A.

Ds — Команда используется для набора номера. После получе­ния этой команды модем начинает набор номера и при установлении связи переходит в режим передачи данных. Команда состоит из префикса AT, символа D и телефонного номера, в состав которого могут входить следующие управляющие модификаторы: P или T. Эти модификаторы производят выбор между импульсной и тоновой систе­мой набора ( в нашей стране используется импульсная система).

, — Символ запятой вызывает паузу при наборе номера. Дли­тельность паузы определяется содержимым регистра S8.

; — Символ точки с запятой, если он находится в конце ко­мандной строки, переводит модем после набора номера в командный режим.

@ — Модем ожидает пятисекундной тишины на линии в течение заданного промежутка времени. Промежуток времени, в течение ко­торого модем ожидает тишины, задается в регистре S7. Если в те­чение этого времени паузы тишины не было, модем отключается и отвечает NO ANSWER.

! — Если знак! стоит перед знаками последовательности на­бора, модем переходит в состояние ON HOOK (кладет трубку) на 1/2 секунды, а затем снова переходит в состояние OFF HOOK ( снимает трубку).

S — Модем набирает телефонный номер, записанный в его па­мяти. Эта команда выполняется только для модемов, имеющих встроенную энергонезависимую память и возможность записи в нее номеров телефонов.

R — После набора номера переводит модем в режим автоотве­та. Этот модификатор должен находиться в конце набираемого но­мера.

W — Перед дальнейшим набором телефонного номера модем ожи­дает длинный гудок из линии. Причем время ожидания гудка содер­жится в регистре S7. Если в отведенное время гудок не появился, модем прекращает набор номера и возвращает сообщение NO DIALTONE. Этот параметр может быть полезен при наборе междуго­родних номеров.

En — Управление эхо-выводом команд, передаваемых модему. После команды Е1 модем возвращает каждый знак, передаваемый ему, обратно компьютеру, что позволяет узнать, как работает связь модема и компьютера. Команда Е0 запрещает эхо-вывод.

Fn — Переключение между дуплексным/полудуплексным режима­ми. При n=0 переход в полудуплексный режим, а при n=1 — в дуп­лексный.

Hn — Эта команда используется для управления телефонной линией. Если n=0, то происходит отключение модема от линии, если n=1, модем подключается к линии.

In — Выдает идентификационный код модема и контрольную сумму содержимого памяти модема. Если n=0, модем сообщает свой идентификационный код, если n=1, модем проводит подсчет конт­рольной суммы EPROM и передает ее компьютеру, n=2 — модем про­веряет состояние внутренней памяти ROM и возвращает сообщение OK или CHECKSUM ERROR (ошибка контрольной суммы). При n=3 выда­ется состояние модема.

Ln — Установка громкости сигнала внутреннего динамика: n=0,1 соответствует низкой громкости, n=2 — средней и n=3 — максимальной.

Mn — Управление внутренним динамиком. При n=0 динамик вык­лючен. При n=1 динамик включен только во время набора номера и выключен после обнаружения несущей. При n=2 динамик включен все время. При n=3 динамик включается после набора последней цифры номера и выключается после обнаружения несущей отвечающего мо­дема.

Qn — Управление ответом модема на AT-команды. При n=0 от­вет разрешен, при n=1 ответ запрещен. Независимо от состояния Q0 или Q1 модем всегда сообщает содержание S-регистров, свой идентификационный код, контрольную сумму памяти и результаты теста.

On — Команда переводит модем из командного режима в режим передачи данных. При этом модем отвечает CONNECT. Команда О и О0 переводят модем в режим передачи данных без инициирования последовательности сигналов проверки линии связи. Команда О1 переводит модем в режим передачи данных и заставляет модем пе­редать последовательности сигналов проверки линии связи, т.е. производить повторное квитирование с удаленным модемом.

Sr? — Чтение содержимого регистра модема, имеющего номер r.

Sr=n — Запись в регистр модема с номером r числа n. Число n может иметь значения от 0 до 255. Все команды модифицируют содержимое одного или более S-регистров. Некоторые S-регистры содержат временные параметры, которые можно поменять только ко­мандой S.

Vn — Производит выбор вида ответа модема на AT-команды. При n=0 ответ происходит цифровым кодом, а при n=1 модем отве­чает в символьном виде на английском языке. Использование циф­ровой формы ответа облегчает обработку результатов выполнения команды при написании собственных программ управления модемом.

Стандартный набор ответов модема

OK 0 Модем выполнил команду без ошибок

CONNECT 1 Модем установил связь со скоростью 300 bps

RING 2 Модем обнаружил сигнал звонка

NO CARRIER 3 Модем потерял несущую частоту

ERROR 4 Ошибка в командной строке

CONNECT 1200 5 Модем установил связь со скоростью 1200 bps

NO DIALTONE 6 Отсутствие сигнала станции при снятии трубки

BUSY 7 Модем обнаружил сигнал «занято»

NO ANSWER 8 Нет ответа после ожидания сигнала

CONNECT 600 9 Модем установил связь со скоростью 600 bps

CONNECT 2400 10 Модем установил связь со скоростью 2400 bps

Yn — Способ отключения модема от линии. Существуют два способа отключения модема от линии: стандартный, когда модем получает неактивный сигнал DTR от компьютера, и принудительный, когда модем получает от удаленного модема сигнал перерыва BREAK. Команда ATH0 направляет удаленному модему сигнал прерыва BREAK, который длится 4с. При n=0 модем отключается стандартно, при n=1 модем отключается после получения из линии сигнала BREAK.

Z — Сбрасывает конфигурацию модема. При этом во все ре­гистры загружаются значения, принятые по умолчанию. Значения регистров, принятые по умолчанию берутся из энергонезависимой памяти модема или, если модем такой памяти не имеет, из посто­янной памяти или определяется исходя из переключателей на плате модема.

+++ — Escape-последовательность, используемая для перехода в командный режим работы модема. Благодаря этой команде можно перейти из режима передачи данных модемом в командный режим ра­боты без разрыва связи. Модем требует тишины перед и после нап­равления этой Escape-последовательности. Величина этого проме­жутка тишины определена в регистре S12.

&Cn — Данная команда управляет сигналом DCD порта RS-232-C. При n=0 сигнал DCD всегда активен, а при n=1 сигнал DCD устанавливается только тогда, когда модем обнаруживает несущую частоту от удаленного модема.

&Dn — Управление сигналом DTR. При n=0 модем игнорирует DTR, n=1 — при потере сигнала DTR модем переходит в командный режим работы, n=2 — при потере сигнала DTR модем прекращает связь, отключается от линии, отключает режим автоответа и пере­ходит в командный режим работы, n=3 — при потере сигнала DTR автоматически сбрасывается конфигурация модема, как при выпол­нении команды ATZ. Модем обнаруживает потерю сигнала DTR, если сигнал DTR отсутствует дольше времени, определенного в регистре модема S25.

&F — модем устанавливает конфигурацию, записанную в посто­янную память.

&Gn — Включение/выключение защитной частоты. n=0 — защит­ная частота выключена, n=1 — модем генерирует защитную частоту 550 Hz, n=2 — модем генерирует защитную частоту 1800 Hz. Использование данной команды зависит от особенностей телефонной линии.

&Ln — Вид линии связи. При n=0 передача по обычным (комму­тируемым) линиям связи, n=1 передача по выделенным каналам.

&Mn — Установка асинхронно/синхронного режима работы. При n=0 устанавливается асинхронный режим, при n=1,2,3 устанавлива­ется синхронный режим.

&Pn — Установка импульсного коэффициента набора номера в соответствии с различными стандартами. При n=0 — коэффициент заполнения замыкание/интервал 39/61 (Америка), при n=1 — 33/67 (Англия).

&Rn — Управление сигналом CTS: n=0 — сигнал переходит в активное состояние после получения сигнала RTS. Данные, переда­ваемые модему до поступления сигнала RTS, игнорируются. Если n=1 модем игнорирует RTS.

&Sn — Управление сигналом DSR порта RS-232-C. При n=0 сиг­нал DSR активен всегда, а при n=1 сигнал DSR активизируется только после окончания этапа установления связи между модемами.

&Tn — Тестирование модема. От n зависит вид теста.

&V — Модем показывает свою текущую конфигурацию и телефон­ные номера, записанные в энергонезависимой памяти.

&W — Модем записывает свою текущую конфигурацию в энерго­независимую память. При сбросе модема будет загружена именно эта конфигурация.

&Zn — Используется для записи телефонного номера в энерго­независимую память модема. Количество телефонов зависит от мо­дели модема.

Основные принципы программирования модемов

Доступ к модему происходит через последовательный асинх­ронный порт. При этом для передачи модему команд их необходимо просто записать в регистр данных COM-порта, на котором нахо­дится модем. Ответ от модема также поступает через последова­тельный порт.Передавая модему команды, его можно проинициализи­ровать, перевести в режим автоответа или заставить набрать но­мер.

Когда модем наберет номер удаленного абонента или когда модему в режиме автоответа придет вызов, он попытается устано­вить связь с удаленным модемом. После установления связи модем передает компьютеру через COM-порт специальное сообщение и пе­реключится из командного режима в режим передачи данных. После этого данные, передаваемые модему, перестают восприниматься им как команды и сразу передаются по телефонной линии на удаленный модем.

Итак, после установления связи с удаленным модемом, комму­никационная программа может начинать обмен данными. Обмен дан­ными так же, как и передача команд, осуществляется через COM-порт. Затем при помощи специальной Escape-последователь­ности можно переключить модем из режима передачи данных обратно в командный режим и положить трубку, разорвав связь с удаленным модемом.

Последовательность действий для установления связи

а)Инициализация COM-порта

Проводим инициализацию COM-порта, к которому подключен мо­дем. Для этого программируем регистры микросхемы UART, задавая формат данных и скорость обмена. Заметим, что модем будет про­водить соединение с удаленным модемом как раз на этой скорости. Чем скорость выше, тем быстрее будет происходить обмен данными с удаленным модемом.

Однако при увеличении скорости на плохих телефонных линиях сильно возрастает количество ошибок.

б)Инициализация модема

Передавая модему AT-команды через СОМ-порт, производим его инициализацию. При помощи АТ-команд можно установить различные режимы работы модема — выбрать протокол обмена, установить на­бор диагностических сообщений модема и т.д.

в)Соединение с удаленным модемом

Передаем модему команду набора номера (ATD). В этом случае модем набирает номер и пытается установить связь с удаленным модемом. Или передаем модему команду AT S0=1 для перевода его в режим автоответа. После этого модем ожидает звонка от удаленно­го модема, а когда он приходит, пытается установить с ним связь.

г)Ожидаем ответ от модема

В зависимости от режима, в котором находится модем, он мо­жет передавать компьютеру различные сообщения. Например, если модем производит вызов удаленного модема (АТ-команда ATD), то модем может выдать следующие сообщения:

CONNECT Успешное соединение

BUSY Номер занят

NO DIALTONE На линии отсутствует сигнал коммутатора

NO ANSWER Абонент не отвечает

NO CARRIER Неудачная попытка установить связь

Когда приходит звонок, модем передает компьютеру сообщение RING, если регистр модема S0 равен нулю. В этом случае для от­вета на звонок надо послать модему команду АТА. Если модем на­ходится в режиме автоответа и регистр модема S0 не равен нулю, то модем автоматически пытается ответить на звонок и может вы­дать следующие сообщения:

CONNECT Успешное соединение

NO DIALTONE Нет несущей частоты удаленного модема

NO CARRIER Неудачная попытка установить связь

Если модем передал компьютеру сообщение CONNECT, значит, он успешно произвел соединение и теперь работает в режиме пере­дачи данных. Теперь все данные, которые вы передадите модему через СОМ-порт, будут преобразованы модемом в форму, пригодную для передачи по телефонным линиям, и переданы удаленному моде­му. И наоборот, данные, принятые модемом по телефонной линии, переводятся в цифровую форму и могут быть прочитаны через СОМ-порт, к которому подключен модем.

Если модем передал компьютеру сообщения BUSY, NO DIALTONE, NO ANSWER, NO CARRIER значит, произвести соединение с удаленным модемом не удалось и надо попытаться повторить соединение.

д)Подключение модема в командный режим

После окончания работы коммуникационная программа должна перевести модем в командный режим и передать ему команду поло­жить трубку (ATH0). Для перевода модема в командный режим можно воспользоваться Escape-последовательностью "+++". После того как модем перешел в командный режим, можно опять передавать ему АТ-команды.

е)Сбрасываем сигналы на линиях DTR и RTS

Низкий уровень сигналов DTR и RTS сообщает модему, что компьютер не готов к приему данных через COM-порт.

При работе с асинхронным последовательным адаптером вы мо­жете использовать механизм прерываний. Так как передача и прием данных модемом представляют собой длительный процесс, то приме­нение прерываний от порта позволяет использовать процессорное время для других нужд.

5.Протоколы обмена данными

5.1.Протоколы коррекции ошибок нижнего уровня

При передаче данных по зашумленным телефонным линиям всег-

да существует вероятность, что данные, передаваемые одним моде­мом, будут приняты другим модемом в искаженном виде. Например,

некоторые передаваемые байты могут изменить свое значение или даже просто исчезнуть.

Для того, чтобы пользователь имел гарантии, что его данные переданы без ошибок, используются протоколы коррекции ошибок.

Общая форма передачи данных по протоколам с коррекцией ошибок следующая: данные передаются отдельными блоками (пакета­ми) по 16-20000 байт, в зависимости от качества связи. Каждый блок снабжается заголовком, в котором указана проверочная ин­формация, например контрольная сумма блока. Принимающий компь­ютер самостоятельно подсчитывает контрольную сумму каждого бло­ка и сравнивает ее с контрольной суммой из заголовка блока. Если эти две контрольный суммы совпали, принимающая программа считает, что блок передан без ошибок. В противном случае прини­мающий компьютер передает передающему запрос на повторную пере­дачу этого блока.

Протоколы коррекции ошибок могут быть реализованы как на аппаратном уровне, так и на програмном. Аппаратный уровень реа­лизации более эффективен. Быстродействие аппаратной реализации протокола MNP примерно на 30% выше, чем програмной.

MNP-протоколы

MNP (Microcom Network Protocols) — серия наиболее расп­ространенных аппаратных протоколов, впервые реализованная на модемах фирмы Microcom. Эти протоколы обеспечивают автомати­ческую коррекцию ошибок и компрессию передаваемых данных.

Сейчас известны 10 протоколов:

MNP1. Протокол коррекции ошибок, использующий асинхронный полудуплексный метод передачи данных. Это самый простой из про­токолов MNP.

MNP2. Протокол коррекции ошибок, использующий асинхронный дуплексный метод передачи данных.

MNP3. Протокол коррекции ошибок, использующий синхронный дуплексный метод передачи данных между модемами (интерфейс мо­дем — компьютер остается асинхронным).

Так как при асинхронной передаче используется десять бит на байт — восемь бит данных, стартовый бит и стоповый бит, а при синхронной только восемь, то в этом кроется возможность ускорить обмен данными на 20%.

MNP4. Протокол, использующий синхронный метод передачи, обеспечивает оптимизацию фазы данных, которая несколько улучша­ет неэффективность протоколы MNP2 и MNP3. Кроме того, при изме­нении числа ошибок на линии соответственно меняется и размер блоков передаваемых данных. При увеличении числа ошибок размер блоков уменьшается, увеличивая вероятность успешного прохожде­ния отдельных блоков.

Эффективность этого метода составляет около 20% по сравне­нию с простой передачей данных.

MNP5. Дополнительно к методам MNP4, MNP5 часто использует простой метод сжатия передаваемой информации. Символы часто встречающиеся в передаваемом блоке кодируются цепочками битов меньшей длины, чем редко встречающиеся символы. Дополнительно кодируются длинные цепочки одинаковых символов. Обычно при этом текстовые файлы сжимаются до 35% своей исходной длины. Вместе с 20% MNP4 это дает повышение эффективности до 50%.

Заметим, что если вы передаете уже сжатые файлы, а в боль­шинстве это так и есть, дополнительного увеличения эффектив­ности за счет сжатия данных модемом этого не происходит.

MNP6. Дополнительно к методам протокола MNP5 автоматически переключается между дуплексным и полудуплексным методами пере­дачи в зависимости от типа информации. Протокол MNP6 также обеспечивает совместимость с протоколом V.29.

MNP7. По сравнению с ранними протоколами использует более эффективный метод сжатия данных.

MNP9. Использует протокол V.32 и соответствующий метод ра­боты, обеспечивающий совместимость с низкоскоростными модемами.

MNP10. Предназначен для обеспечения связи на сильно зашум­ленных линиях, таких, как линии сотовой связи, междугородними линиями, сельские линии. Это достигается при помощи следующих методов:

— многократного повторения попытки установить связь

— изменения размера пакетов в соответствии с изменением уровня помех на линии

— динамического изменения скорости передачи в соответствии с уровнем помех линии

Все протоколы MNP совместимы между собой снизу вверх. При установлении связи происходит установка наивысшего возможного уровня MNP-протокола. Если же один из связывающихся модемов не поддерживает протокол MNP, то MNP-модем работает без MNP-прото­кола.

Режимы MNP-модемов.

MNP-модем обеспечивает следующие режимы передачи данных:

— Стандартный режим. Обеспечивает буферизацию данных, что позволяет работать с различными скоростями передачи данных меж­ду компьютером и модемом и между двумя модемами. В результате для повышения эффективности передачи данных вы можете устано­вить скорость обмена компьютер-модем выше, чем модем-модем. В стандартном режиме работы модем не выполняет аппаратной коррек­ции ошибок.

— Режим прямой передачи. Данный режим соответствует обыч­ному модему, не поддерживающему MNP-протокол. Буферизация дан­ных не производится и аппаратная коррекция ошибок не выполня­ется.

— Режим с коррекцией ошибок и буферизацией. Это стандарт­ный режим работы при связи двух MNP-модемов. Если удаленный мо­дем не поддерживает протокол MNP, связь не устанавливается.

— Режим с коррекцией ошибок и автоматической настройкой. Режим используется, когда заранее не известно, поддерживает ли удаленный модем протокол MNP. В начале сеанса связи после опре­деления режима удаленного модема устанавливается один из трех других режимов.

Протоколы V.42 и V.42bis.

Протокол с коррекцией ошибок и преобразованием асинхрон­ный-синхронный. Протокол использует метод компрессии, при кото­ром определяется частота появления отдельных символьных строк и происходит их замена на последовательности символов меньшей длины. Этот метод компрессии носит название Lempel-Ziv. Данный метод компрессии обеспечивает 50% сжатие текстовых файлов. Вместе с 20% выигрышем от синхронного преобразования это увели­чивает эффективность на 60%.

5.2. Протоколы передачи файлов

В отличие от протоколов нижнего уровня данные протоколы позволяют организовать прием и передачу файлов.

ASCII.

Этот протокол работает без коррекции ошибок. В результате при передаче файлов по телефонным каналам из-за шума принятый файл сильно отличается от передаваемого. Если вы передаете вы­полняемый файл, то ошибки при передаче могут стать роковыми — полученная программа не будет работать. Если вы передаете ко­роткие текстовые сообщения, то ошибки легко могут быть исправ­лены.

XModem.

Наиболее распространены три разновидности протокола XModem:

— оригинальный протокол Xmodem

— Xmodem c CRC

— 1K Xmodem

Оригинальный протокол Xmodem разработал Вард Кристенсен (Ward Christensen) в 1977 году. Вард Кристенсен был одним из первых специалистов по протоколам обмена данными. В честь него этот протокол иногда называют также протоколом Кристенсена.

При передаче файлов с помощью протоколов Xmodem формат данных должен быть следующим: 8-битовые данные, один стоповый бит и отсутствие проверки на четность. Для передачи использу­ется полудуплексный метод, т.е. данные могут передаваться в каждый момент времени только в одном направлении.

Протокол Xmodem Cheksum передает данные пакетами по 128 байт. Вместе с пакетом передается его контрольная сумма. При получении пакета контрольная сумма вычисляется снова и сравни­вается с суммой, вычисленной на передающей машине. Пакет пере­дан без ошибок, если суммы совпадают.

Этот метод обеспечивает достаточно хорошую защиту от оши­бок. Только один из 256 пакетов может содержать ошибки, даже если контрольная сумма правильная.

Xmodem c CRC. Более защищенным от ошибок является протокол Xmodem CRC (Cyclic Redundancy Check). Xmodem CRC — протокол с проверкой циклическим избыточным кодом. В нем 8-битовая конт­рольная сумма заменена на 16-битовый циклический избыточный код. Этот протокол гарантирует вероятность обнаружения ошибок, равную 99,9984%. Только один из 700 биллионов плохих пакетов будет иметь правильный CRC-код. Протокол Xmodem CRC также пере­дает данные пакетами по 128 байт.

1K Xmodem. Если передача идет без ошибок, протокол 1К Xmodem увеличивает размер пакета с 128 до 1024 байт. При увели­чении числа ошибок размер пакета снова уменьшается. Такое изме­нение длины пакета позволяет увеличить скорость передачи фай­лов. В остальном протокол 1K Xmodem совпадает с протоколом Xmodem CRC.

Ymodem.

Протокол Ymodem разработал Чак Форсберг в 1984-1985 годах. Протокол Ymodem похож на протокол 1K Xmodem, но имеет одно от­личие: протокол Ymodem может передавать или принимать за один заход несколько файлов.

Существует модификация протокола Ymodem — Ymodem G. Прото­кол Ymodem G предназначен для использования с модемами, автома­тически осуществляющими коррекцию ошибок на аппаратном уровне. Например, MNP-модемы с аппаратной реализацией MNP. В этом про­токоле упрощена защита от ошибок, т.к. ее выполняет сам модем. Не используете этот протокол, если ваш модем не осуществляет аппаратную коррекцию ошибок.

Другой особенностью протокола Ymodem является то, что вместе с файлом передаются все его атрибуты. В результате как минимум имя файла и дата остаются неизменными.

Zmodem.

Zmodem — это быстрый протокол передачи данных, использую­щий окна. Zmodem осуществляет передачу данных пакетами по несколько штук в окне. При этом принимающий данные компьютер не передает сигнал подтверждения или сигнал переспроса неправиль­ного пакета, пока не получит все пакеты в окне.

Протокол Zmodem, так же как и протокол 1K Xmodem, может изменять длину пакета (блока) от 64 до 1024 байт в зависимости от качества линии.

Кроме того, протокол обладает следующей полезной особен­ностью: если при передаче файла произошел сбой на линии и вы не успели передать весь файл, то в следующий раз при передаче это­го же файла он автоматически начнет передавать с того же места, где произошел обрыв связи. Таким образом, очень большие файлы вы можете передавать по частям.

Из всех протоколов верхнего уровня, описанных выше, этот протокол самый быстрый и удобный.

BiModem.

Особенностью протокола Bimodem является возможность однов­ременной передачи двух файлов в разных направлениях. Кроме то­го, одновременно с передачей файлов вы можете побеседовать с оператором удаленного компьютера при помощи клавиатуры.

Kermit.

Широко известны две разновидности протокола Kermit — стан­дартный и Super Kermit. Этот протокол был разработан в Колум­бийском университете в 1981 году для связи между различными ти­пами компьютеров, включая большие компьютеры, мини-компьютеры и персональные компьютеры. В отличие от протоколов Xmodem и Zmodem он использует для передачи данных пакеты переменной дли­ны и максимальным размером 94 байт.

Так же как и Ymodem, протокол Kermit может передавать или принимать несколько файлов за один сеанс.

Протокол Super Kermit предназначен специально для исполь­зования в сетях типа TeleNet или TymNet. Эти сети имеют очень большие задержки при передаче данных. Так что если ждать подт­верждения для каждого пакета, это может привести к резкому сни­жению скорости обмена. В протоколе Super Kermit эта проблема решается следующим способом. Несколько пакетов передается за один раз. Все действия по контролю над ошибками остаются, за исключением того, что принимающий данные компьютер не передает сигнал подтверждения или сигнал на переспрос неправильного па­кета, пока не получит все пакеты в окне.

В результате использования такого механизма происходит резкое сокращение времени задержки. Окно может содержать от од­ного до 31 пакета.

В дополнение Kermit использует также предварительную комп­рессию данных для увеличения эффективной скорости обмена данны­ми.

6.Телекоммуникационные программы

Существует огромное множество различных телекоммуникацион­ных программ, предоставляющих пользователю удобное средство ра­боты с модемом — MTE, Telix, Comit, Bitcom и т.д.

Основные параметры по которым оцениваются коммуникационные программы являются: програмная эмуляция протоколов коррекции ошибок (MNP), наличие разнообразных протоколов обмена файлами, интерфейс с пользователем.

MTE.

Широко распространенная коммуникационная программа фирмы MagicSoft Inc. В MTE версии 2.10 програмно реализован протокол MNP. Поэтому, если ваш модем не имеет аппаратной реализации протокола MNP, использование МТЕ позволяет установить устойчи­вую связь с MNP-модемами.

МТЕ имеет следующие встроенные протоколы обмена файлами: ASCII, Xmodem CRC, Ymodem, Ymodem-G, Zmodem, Kermit.

Telix.

Telix, версия 3.12 — удобная коммуникационная программа, поддерживающая много протоколов обмена файлами. В Telix реали­зованы следующие протоколы: Kermit, Modem7, SEAlink, Telink, Xmodem, Xmodem-1k, Ymodem, ymodem-G, Zmodem, HSlink, MobyTurbo, ASCII.

Однако Telix имеет один большой недостаток: эта программа не поддерживает програмной эмуляции MNP. Вследствие этого ее невозможно использовать на сильно зашумленных линиях с модема­ми, не обеспечивающими аппаратную коррекцию ошибок.

Comit.

Comit, версии 1.27b — удобная коммуникационная программа, часто поставляется в комплекте с модемами, не имеющими аппарат­ной реализации MNP. Выполняет програмную эмуляцию протоколов MNP2, MNP4, MNP5, MNP7.

К сожалению, эта коммуникационная программа имеет очень бедный набор протоколов для обмена файлами. Поддерживаются про­токолы Xmodem, Xmodem CRC, Ymodem, Ymodem-G, ASCII.

Bitcom.

Bitcom, версии 3.584 — коммуникационная программа, часто поставляемая в комплекте с модемами, не имеющими аппаратной ре­ализации MNP. Выполняет програмную эмуляцию протоколов MNP (до MNP5 включительно).

Bitcom поддерживает следующие протоколы обмена файлами: ASCII, Xmodem CRC, Ymodem, Ymodem-G, Kermit, CompuServe Plus.

Следует также отметить, что в Bitcom неудачно реализован интерфейс с пользователем.

7. Использование модемов

7.1. Электронная доска обьявлений

BBS ( Bulletin Board System ) — это компьютер, снабженный одним или несколькими модемами, на котором выполняется специ­альная программа. Эта программа дает возможность удаленным пользователям связываться с ней по телефонным линиям и выпол­нять обмен файлами и сообщениями.

Большинство операторов станций BBS также являются членами сети FidoNet. Сеть FidoNet представляет собой международную не­коммерческую сеть пользователей компьютеров многих стран. Не надо путать BBS и FidoNet. Станции BBS могут не входить в FidoNet, и в свою очередь, узлы FidoNet могут не иметь BBS, а использоваться только для пересылки почты.

Если вы успешно установили модем на своем компьютере, то у вас возникнет естественное желание куда-нибудь позвонить. Для этого вы можете воспользоваться любой телекоммуникационной программой — MTE, COMIT, BITCOM. Если ваш модем не имеет аппа­ратной коррекции ошибок, то лучше использовать MTE или другую программу, имеющую возможность эмуляции MNP (например COMIT).

Хотя различные BBS используют различные программы для ор­ганизации своей работы — TPBoard, Allan's Kakboard, Remote Access, Opus, Phoenix, Maximus и т.д., фактически все они имеют одинаковый набор команд. Здесь мы рассмотрим станции BBS, использующие программу Maximus.

Maximus организует диалог с пользователем, позволяет поль­зователю получить адресованные ему сообщения (почту), отпра­вить почту другим пользователям данной станции BBS или сети FidoNet (если данная станция входит в эту сеть).

Пользователь BBS получает возможность просматривать архивы файлов BBS, переписывать себе интересующие его файлы, переда­вать на BBS свои файлы, которые могут кого-нибудь заинтересо­вать.

Итак, вы звоните на BBS. В большинстве случаев после сое­динения с BBS на вашем дисплее появится следующее сообщение:

CONNECT 2400

FrontDoor 2.02; Noncommercial version

Press Escape twice for Maximus

Maximus is being loaded

Оно означает, что станция является узлом какой-либо сети, нап­ример FidoNet, и на ней выполняется специальная почтовая прог­рамма FrontDoor. Вам предлагается нажать два раза на клавишу ESC для загрузки программы Maximus, которая и будет далее под­держивать диалог с вами.

Если в это время станция работает только для обмена почтой в сети, то на экране появится другое сообщение:

CONNECT 2400

FrontDoor 2.02; Noncommercial version

Mail-only system. Please hang up.

Если BBS работает, то через некоторое время на ней за­пустится программа Maximus или аналогичная и на вашем экране появится заставка — информация о данной BBS, которая может включать номера телефонов, расписание работы, фамилию системно­го оператора.

Затем BBS попросит ввести вас свое имя и фамилию. Если вы входите на BBS первый раз, то у вас будут запрошены истинные имя и фамилия, рабочий и домашний телефоны, тип используемого вами терминала.

Под типом терминала понимается возможность распознавать те или иные управляющие символы. Обычно вам предоставляется выбор из двух возможных типов терминалов — TTY и ANSI.

TTY представляет собой наиболее простой тип терминала. Он не позволяет управлять цветом символов, выводимых на экран и устанавливать курсор в заданную позицию.

ANSI — это наиболее универсальный тип терминала. Он под­держивает управление положением курсора, а также цветом симво­лов и фоном символов. Управление цветом и положением курсора обеспечивается специальными Escape-последовательностями.

После такой процедуры регистрации вас попросят выбрать се­бе пароль и вы автоматически становитесь пользователем данной BBS. При последующих входах на эту BBS используйте то же имя и фамилию, что и первый раз. Программа на BBS отыщет ваше имя в списке пользователей и предложит вам ввести пароль, определен­ный при первом вхождении в систему.

Главное меню BBS

Когда система наконец признает в вас своего пользователя, на экран будет выведено основное меню:

MAIN:

M)essage Areas F)ile Areas S)tatistics

C)hange Setup W)ho is on /)Chat Menu

Y)ell for Sysop R)egistration G)oodbye

Рассмотрим каждую из команд меню:

Message Areas

Выбрав этот элемент основного меню, вы переходите в об­ласть сообщений. На экране отобразится меню работы с сообщения­ми, из которого вы сможете просмотреть, послать или принять сообщения.

File Areas

Переход в файловую область BBS. На экране появится меню для работы с файлами. Из него вы сможете просмотреть список файлов, имеющихся на BBS, принять или передать на BBS файлы.

Statistics

Эта команда отображает на экране статистику вашей работы с BBS: время, отведенное на этот сеанс, время которое вы уже про­работали с этой системой и оставшееся время. Также выводится информация о размерах принятой и переданной вами информации, а также сколько еще килобайт вы можете перекачать себе сегодня.

Change Setup

При выборе этого элемента меню вы сможете изменить ваше имя, пароль, номера телефонов, тип терминала, который вы используете.

Who is on

Система сообщит вам, о том, кто еще подключился к BBS ( если BBS имеет несколько телефонных линий).

Chat Menu

Если система имеет несколько телефонных линий, то вы смо­жете передать сообщение тому, кто находится на другой линии этой BBS.

Yell for Sysop

При помощи этой команды можно попробовать вызвать систем­ного оператора, если он находится поблизости от BBS и пожелает вступить в переговоры. Если вам повезет, вы сможете с помощью клавиатуры передать ему сообщение и получить ответ.

Registration

Система начнет задавать вам вопросы для вашей регистрации на BBS.

Goodbye

С помощью этой команды вы разорвете связь с BBS.

7.2. Электронная почта

Электронные доски обьявлений BBS являются, пожалуй, самым простым способом обмена сообщениями и файлами. Значительно больший интерес предоставляет использование глобальных сетей.

Одной из возможностей использования глобальных сетей явля­ется организация электронной почты. Если ваш компьютер подклю­чен к глобальной сети и вы имеете специальное програмное обеспечение для обмена почтой, то вы можете отправлять через сеть письма другим пользователям сети.

Само письмо представляет собой обычный файл, содержащий текст письма и специальный заголовок, в котором указано, от ко­го письмо направлено, кому предназначено, какая тема письма и дата отправления.

В зависимости от используемой вами сети электронный адрес может иметь различный формат.

Отправляя электронное письмо, надо знать только адрес по­лучателя. Маршрут, по которому оно будет передаваться, опреде­ляется самой системой электронной почты и может изменяться в зависимости от загруженности отдельных линий.

Таким образом, отправленное вами письмо через несколько минут или дней ( в зависимости от расстояния и других причин) попадет на компьютер адресата. Когда у адресата будет время, он сможет просмотреть пришедшую почту и в случае необходимости от­правит вам ответ.

Другой возможностью использования глобальных сетей явля­ются телеконференции. Использование телеконференций соот­ветствует возможности обмена сообщениями на BBS, но предпола-

гает больший сервис и круг пользователей.

Телеконференции или новости обычно делятся в зависимости от их тематики на несколько областей. Абонент сети может «под­писаться» на интересующие его конференции. После этого он полу­чает возможность отправлять свои сообщения по тематике данной конференции и автоматически получать все новые сообщения по этой конференции, отправленные другими пользователями сети.

В настоящее время в нашей стране самыми большими являются сеть Relcom и FidoNet. Relcom является маленьким подмножеством сети InterNet. Обе эти сети позволяют передавать данные не только внутри России, но и по всему миру.

7.3. Факс-модемные платы

В последнее время на рынке появилось множество факсимиль­ных и факс-модемных плат. Если вы подключите эту плату к вашему компьютеру, то вы получите факсимильный аппарат. Благодаря этим платам вы можете передать факс на любой факсимильный аппарат или на любую факс-модемную плату в мире.

Факс-модемные платы можно использовать и как обычные моде­мы.

Програмное обеспечение, обслуживающее факс-модемные платы, позволяет преобразовывать данные в различных форматах к формату факсимильных аппаратов. Например, программа Quick Link II Fax позволяет передавать на факс-машины и другие факс-модемы следу­ющие данные: текст, файлы в форматах TIFF, IMG подготовленные программой GEM Artline или Ventura Pablisher, BMP из Microsoft Windows, CUT из Dr.Halo и PCX из Paintbrush.

Некоторые модемы позволяют даже послать звуковое письмо. Они обеспечивают запись и последующее воспроизведение речевого сигнала с помощью встроенных аналогово-цифрового и цифроанало­гового преобразователей.

www.ronl.ru

Реферат - Периферийные устройства, модемы

Введение

В последнее время модемы становятся неотъемлемой частью компьютера. 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 BBS (электронной доске объявлений), доступной другим пользователям, скопировать с той же BBS интересующие вас файлы, интегрировать домашний компьютер в сеть вашего офиса, при этом создается полное ощущение работы в сети офиса. Кроме того, воспользовавшись глобальными сетями (RelCom, FidoNet, Internet) 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.

Существует три основных способа соединения компьютеров для обмена информацией:

непосредственная связь, через асинхронный порт;

связь с использованием модема;

связь через локальные сети.

1. Типы модемов

Боды и биты в секунду. Когда говорят о модемах, то очень часто путают боды и биты в секунду (бит/с). Скорость передачи выраженная в бодах, указывает, сколько раз в секунду изменяется состояние сигнала, передаваемого из одного устройства в другое. Если, например, частота или фаза сигнала меняется 300 раз в секунду, то говорят, — скорость передачи сигнала равна 300 бодам. Если при этом каждое состояние (изменение) передаваемого сигнала используется для передачи одного бита, то 300 бод в данном случае эквивалентны 300 бит/с. Если же в каждом состоянии сигнала передается два бита информации, то скорость передачи в битах в секунду будетв 2 раза больше, т.е. 600 бит/с. В большинстве модемов каждому состоянию соответствует несколько битов, поэтому фактическая скорость передачи в бодах меньше скорости в битах в секунду.

В настоящее время выпускается огромное количество всевозможных модемов, начиная от простейших, обеспечивающих скорость передачи около 300 бит/сек, до сложных факс-модемных плат, позволяющих вам послать с вашего компьютера факс или звуковое письмо в любую точку мира.

Аппаратно модемы выполнены либо как отдельная плата, вставляемая в слот на материнской плате компьютера, либо в виде отдельного корпуса с блоком питания, который подключается к последовательному асинхронному порту компьютера. Первый из низ называется внутренним модемом, а второй — внешним.

Типичный модем содержит следующие компоненты: специализированный микропроцессор, управляющий работой модема, оперативную память, хранящую значения регистров модема и буферизующие входную/выходную информацию, постоянную память, динамик, позволяющий выполнять звуковой контроль связи, а также другие вспомогательные элементы (трансформатор, резисторы, конденсаторы, разьемы). Если у вас достаточно современный модем, то он скорее всего дополнительно содержит электрически перепрограммируемую постоянную память (EEPROM), в которой может быть сохранена конфигурация модема даже при выключении питания.

Чтобы модемы могли обмениваться друг с другом информацией, надо, чтобы они использовали одинаковые способы передачи данных по телефонным линиям. Для разработки стандартов передачи данных был создан специальный международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (CCITT) и приняты следующие рекомендации:

Bell 103

Стандарт со скоростью передачи 300 бит/с принят в США и Канаде. Тип используемой модуляции — частотная, каждому состоянию сигнала соответствует один бит. В большинстве быстродействующих современных компьютеров этот стандарт предусмотрен, хотя он уже устарел.

Bell 212A

Стандарт со скоростью передачи 1200 бит/с принят в США и Канаде. В нем используется дифференциальная фазовая модуляция DPSK (Differential Phase-Shift Keying), скорость передачи—600 бод, каждому состоянию соответствует 2 бит данных.

V.21

Этот международный стандарт передачи данных со скоростью 300 бит/с подобен стандарту Bell 103, однако из-за различий в используемых диапазонах частот модемы V.21 не совместимы с модемами Bell 103. В основном V.21 используется за пределами США.

V.22

Данный международный стандарт передачи данных со скоростью 1200 бит/с подобен Bell 212A, однако не совместим с ним по некоторым характеристикам, в частности по способу ответа на вызов. Этот стандарт используется, в основном, за пределами США.

V.22bis

Это международный стандарт передачи данных со скоростью 2400 бит/с. Слово bis означает второй, т.е улучшенный вариант стандарта V.22. Применяется V.22bis как в США, так и в других странах. Используется амплитудно-фазовая модуляция (QAM), скорость передачи данных— 600 бод, в каждом состоянии сигнала кодируется 4 бит.

V.23

Данным стандартом предусматривается передача данных со скоростью 1200 бит/с в одном направлении и 75 бит/с— в обратном. Модем, соответствующий этому стандарту, оказывается псевдодуплексным, т.е. он может обмениваться данными в обоих направлениях, но с разными скоростями. V.23 был разработан для того, чтобы снизить стоимость модемов со скоростью передачи 1200 бит/с, которые были довольно дорогими в начале 80-х годов. Используется, в основном, в Европе.

V.29

Этот стандарт определяет полудуплексный (однонаправленный) способ передачи данных со скоростью 9600 бит/с. Обычно он используется для факсимильных аппаратов (факсов), и очень редко для модемов. Поскольку указанный стандарт является полудуплексным, соответствующие устройства оказываются намного проще тех, которые работают в высокоскоростных дуплексных режимах. V.29 в качестве стандарта для модемов не является функционально полным, так как он не определяет полного набора требований к стандартам. Именно поэтому устройства разных серий редко оказываются совместимыми. Эти недостатки стандарта не касаются факсимильных аппаратов, параметры которых определены в V.29 полностью.

V.32

Это стандарт дуплексной передачи данных со скоростью 9600 бит/с. В нем определены методы коррекции ошибок и способы связи. Используется амплитудно-фазовая модуляция с так называемым кодированием TCQAM, при котором каждому состоянию сигнала соответствует 4 бит. При таком кодировании вместе с каждой группой из 4 бит передается дополнительный контрольный бит. Это позволяет выполнять коррекцию ошибок в приемном устройстве, что, в свою очередь, повышает устойчивость модемов, работающих в стандарте V.32, к воздействию шумов в линии передачи. Поскольку даже при однонаправленной передаче данных со скоростью 9600 бит/с используется практически вся полоса пропускания телефонной линии, в модемах V.32 реализуется сложная процедура прослушивания ответного сигнала, которая заключается в периодическом отключении собственных передаваемых сигналов и приеме ответных сигналов. До последнего времени распространение модемов, работающих в стандарте V.32, сдерживалось их сложностью и высокой стоимостью. Однако появление на рынке дешевых комплектов микросхем, разработанных специально для этих целей, изменило ситуацию, и V.32 постепенно превратился в общепринятый стандарт передачи данных со скоростью 9600 бит/с.

V.32bis

Стандарт V.32bis — это расширение V.32 со скоростью передачи 14400 бит/с. В нем применяется та же модуляция, что и в V.32 (TCQAM), скорость передачи — 2400 бод, в каждом состоянии кодируется 6 бит. Благодаря такому кодированию связь получается весьма надежной. Протокол V.32bis обеспечивает дуплексную связь. Если качество телефонной линии невысокое, то модемы переключаются в обычный режим V.32. Этот стандарт, благодаря своей производительности и помехоустойчивости, стал общепринятым при работе в современных телефонных линиях.

V.32fast

Стандарт V.32fast, также называемый V.FC (Fast Class), — это новый предложенный ССIТТ стандарт который является расширением V.32 и V.32bis. В нем предусмотрена скорость передачи данают 28800 бит/с, однако впоследствии он заменился стандартом V.34.

V.34

Стандарт V.34 — стандарт передачи данных со скоростью 31,2 и 33,6 Кбит/с. Многие существующие модемы V.34, оснащены сложными цифровыми процессорами Digital Signal Processors (DSPs).

V.90

Стандарт V.90 – стандарт передачи данных, который позволяет модему передавать со скоростью 57600 бит/с, и принимать данные со скокостью 33600 бит/с.

Ещё к представленным выше стандартам я хочу добавить наглядную таблицу стандартизации скорости модемов в зависимости от их применения.

2. Программирование модемов

После выпуска американской фирмой Hayes модемов серии Smartmodem, система команд, использованная в ней, стала неким стандартом, которого придерживаются остальные фирмы — разработчики модемов. Система команд, применяемая в этих модемах, носит название hayes-команд, или AT-команд.

Со времени выпуска первых AT-совместимых модемов набор их команд несколько расширился, но все основные команды остались без изменения.

Все команды, передаваемые компьютером модему, надо начинать префиксом AT (ATtention — внимание) и заканчивать символом возврата каретки (<CR>). Только команда А/ и Escape-последовательность "+++" не требуют для себя префикса AT.

После префикса AT могут идти одна или сразу несколько команд. Для ясности эти команды могут быть отделены друг от друга символами пробела, тире, скобками. В большинстве случаев команды могут быть написаны как заглавными, так и строчными буквами.

При передаче модему команд они сначала заносятся во внутренний буфер, который, как правило, имеет размер 40 символов. Команды, записанные в буфер модема, исполняются после поступления символа возврата каретки. Вследствие ограниченности размера буфера не следует передавать модему слишком длинные команды (больше размера буфера). Длинные команды можно разбивать на части и передавать в несколько заходов. При этом каждая часть должна начинаться префиксом АТ и заканчиваться символом возврата каретки.

Если вы допустили ошибку при наборе команды, то ее можно исправить, используя клавишу BackSpace.

После выполнения каждой команды модем посылает обратно компьютеру ответ в виде числа или слова. Этот ответ означает, выполнена ли команда или произошла ошибка. Если у вас внешний модем, то на его лицевой панели находится восемь световых индикаторов. Хотя их расположение на различных моделях может меняться, их обозначения являются стандартными:

MR Modem Ready — Модем готов к обмену данными. Если этотиндикатор не горит, то надо проверить линию питания модема.

TR Terminal Ready — Компьютер готов к обмену данными с модемом. Этот индикатор горит, когда модем получил от компьютерасигнал DTR.

CD Carrier Detect — Индикатор зажигается, когда модем обнаружил несущую частоту на линии. Индикатор должен гореть на протяжении всего сеанса связи и гаснуть, когда один из модемов освободит линию.

SD Send Data — Индикатор мигает, когда модем получает данные от компьютера.

RD Receive Data — Индикатор мигает, когда модем передает данные к компьютеру

HS High Speed — Модем работает на максимально возможной для него скорости.

AA Auto Answer — Модем находится в режиме автоответа. То есть модем автоматически будет отвечать на приходящие звонки. Когда модем обнаружит звонок на телефонной линии, этот индикатор замигает.

OH Off-Hook — Этот индикатор горит, когда модем снял трубку (занимает линию).

Стандартный набор ответов модема

OK- Модем выполнил команду без ошибок

CONNECT- Модем установил связь со скоростью 300 bps

RING- Модем обнаружил сигнал звонка

NO CARRIER- Модем потерял несущую частоту

ERROR- Ошибка в командной строке

CONNECT X- Модем установил связь со скоростью X

NO DIALTONE- Отсутствие сигнала станции при снятии трубки

BUSY- Модем обнаружил сигнал «занято»

NO ANSWER- Нет ответа после ожидания сигнала

Основные принципы программирования модемов

Доступ к модему происходит через последовательный асинхронный порт. При этом для передачи модему команд их необходимо просто записать в регистр данных COM-порта, на котором находится модем. Ответ от модема также поступает через последовательный порт. Передавая модему команды, его можно проинициализировать, перевести в режим автоответа или заставить набрать номер.

Когда модем наберет номер удаленного абонента или когда модему в режиме автоответа придет вызов, он попытается установить связь с удаленным модемом. После установления связи модем передает компьютеру через COM-порт специальное сообщение и переключится из командного режима в режим передачи данных. После этого данные, передаваемые модему, перестают восприниматься им как команды и сразу передаются по телефонной линии на удаленный модем.

Итак, после установления связи с удаленным модемом, коммуникационная программа может начинать обмен данными. Обмен данными так же, как и передача команд, осуществляется через COM-порт. Затем при помощи специальной Escape-последовательности можно переключить модем из режима передачи данных обратно в командный режим и положить трубку, разорвав связь с удаленным модемом.

3. Последовательность действий для установления связи

Инициализация COM-порта.

Проводим инициализацию COM-порта, к которому подключен модем. Для этого программируем регистры микросхемы UART, задавая формат данных и скорость обмена. Заметим, что модем будет проводить соединение с удаленным модемом как раз на этой скорости. Чем скорость выше, тем быстрее будет происходить обмен данными с удаленным модемом. Однако при увеличении скорости на плохих телефонных линиях сильно возрастает количество ошибок.

Инициализация модема.

Передавая модему AT-команды через СОМ-порт, производим его инициализацию. При помощи АТ-команд можно установить различные режимы работы модема — выбрать протокол обмена, установить набор диагностических сообщений модема и т.д.

Соединение с удаленным модемом.

Передаем модему команду набора номера (ATD). В этом случае модем набирает номер и пытается установить связь с удаленным модемом. Или передаем модему команду AT S0=1 для перевода его в режим автоответа. После этого модем ожидает звонка от удаленного модема, а когда он приходит, пытается установить с ним связь.

Ожидаем ответ от модема.

В зависимости от режима, в котором находится модем, он может передавать компьютеру различные сообщения. Например, если модем производит вызов удаленного модема (АТ-команда ATD), то модем может выдать следующие сообщения:

CONNECT- Успешное соединение

BUSY- Номер занят

NO DIALTONE- На линии отсутствует сигнал коммутатора

NO ANSWER- Абонент не отвечает

NO CARRIER- Неудачная попытка установить связь

Когда приходит звонок, модем передает компьютеру сообщение RING, если регистр модема S0 равен нулю. В этом случае для ответа на звонок надо послать модему команду АТА. Если модем находится в режиме автоответа и регистр модема S0 не равен нулю, то модем автоматически пытается ответить на звонок и может выдать следующие сообщения:

CONNECT- Успешное соединение

NO DIALTONE- Нет несущей частоты удаленного модема

NO CARRIER- Неудачная попытка установить связь

Если модем передал компьютеру сообщение CONNECT, значит, он успешно произвел соединение и теперь работает в режиме передачи данных. Теперь все данные, которые вы передадите модему через СОМ-порт, будут преобразованы модемом в форму, пригодную для передачи по телефонным линиям, и переданы удаленному модему. И наоборот, данные, принятые модемом по телефонной линии, переводятся в цифровую форму и могут быть прочитаны через СОМ-порт, к которому подключен модем.

Если модем передал компьютеру сообщения BUSY, NO DIALTONE, NO ANSWER, NO CARRIER значит, произвести соединение с удаленным модемом не удалось и надо попытаться повторить соединение.

Подключение модема в командный режим.

После окончания работы коммуникационная программа должна перевести модем в командный режим и передать ему команду положить трубку (ATH0). Для перевода модема в командный режим можно воспользоваться Escape-последовательностью "+++". После того как модем перешел в командный режим, можно опять передавать ему АТ-команды.

Сбрасываем сигналы налиниях DTR и RTS.

Низкий уровень сигналов DTR и RTS сообщает модему, что компьютер не готов к приему данных через COM-порт. При работе с асинхронным последовательным адаптером вы можете использовать механизм прерываний. Так как передача и прием данных модемом представляют собой длительный процесс, то применение прерываний от порта позволяет использовать процессорное время для других нужд.

Список литературы

Настраиваем модем //Hard & Soft, 1998г., №8

www.hardware.ru

Компьютер изнутри //Komputerra, 2000г., №3

www.ronl.ru

Реферат: Модемы

|Национальный технический университет Украины «КПИ» ||Факультет информатики и вычислительной техники ||I курс, группа ИС-91 || | |Кафедра АСОИУ ||РЕФЕРАТ [pic] || |ДИСЦИПЛИНА: || |Алгоритмические языки и программирование || |ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: Ковалюк Т.В. || |ТЕМА: Модемы || |ИСПОЛНИТЕЛЬ: || |Семеренко Владислав Русланович |

[pic]| |[pic] || ||Киев ||1999г. |

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Введение…………………………………………………..…………………………3

Глава 1. Создание и развитие модемов…………………..………………………..4

Глава 2. Параметры модемов………………………………..……………………..52.1. Как работает модем……..……………………………………………………42.2. Модем как средство связи между компьютерами…...…..…….…………...5

2.2.1. Передача файлов.………………………………………………………....5

2.2.2. Электронные доски объявлений……..………………………………….6

2.2.3. Электронная почта……..………………………………………………..72.3. Виды модемов……………………………….………………………..……..10

2.3.1. Модемы на чипах Rockwell………..……………………………….…...112.4. Цены на модемы…….………………………………………………….……14

Заключение………………………………………………………..………….……15

Список использованных источников:…………………………………….….15

Введение

Редкий серьезный деловой человек, профессиональный программист или системный оператор может представить себе полноценную работу без использования такого мощного, оперативного и удобного сочетания как обычная телефонная линия, модем и компьютерная сеть. В то время как первые две составляющие всего лишь техническая сторона новой организации информационного обмена между пользователями, компьютерная сеть - это та глобальная идея, объединяющая разрозненных обладателей компьютеров и модемов, систематизирующая и управляющая хаотически предъявляемыми требованиями и запросами по быстрому информационному обслуживанию, моментальной обработкой коммерческих предложений, услугами личной конфиденциальной переписки и т.д. и т.п. Сейчас, в условиях многократно возрастающих каждый год информационных потоков, уже практически невозможно вообразить четкое взаимодействие банковских структур, торговых и посреднических фирм, государственных учреждений и других организаций без современной вычислительной техники и компьютерных сетей. В противном случае пришлось бы содержать гигантский штат обработчиков бумажных документов и курьеров, причем надежность и быстрота функционирования такой системы все равно была бы значительно ниже предоставляемой модемной связью и компьютерными сетями. А ведь каждая минута задержки в пересылке важных информационных сообщений может вылиться в весьма ощутимые денежные потери и имиджевые крахи.

Без модема немыслима система электронных коммуникаций. Это устройство позволяет включиться в увлекательный, а сегодня, используя последние изобретения мира телекоммуникаций, уже и просто жизненно необходимый, мир информационных потоков, электронных баз данных, электронной почты, электронных справочников, электронных досок объявлений и многого другого.Возможности получения и обмена информацией с помощью модемов уже сегодня трудно переоценить, а то, что ждет нас завтра, мы не можем себе даже вообразить. Электронное письмо, посланное по электронной почте в любую точку земного шара, дойдет до адресата меньше, чем за два часа. Мы можем поместить какое-либо объявление или рекламу в систему телеконференции вашей сети электронной почты и эту информацию через сутки узнает весь мир (если, конечно, этого очень захотеть). Посредством модема можно, например, из Москвы подключиться напрямую к серверу в Нью-Йорке и работать с информационными базами данных, которые он содержит. Наконец, мы можем послать факс. Уже сегодня ни одна солидная брокерская контора не может обойтись без оперативного получения и передачи информации с использованием компьютерных каналов связи и, как следствие, модемов.

Глава 1. Создание и развитие модемов

Если на одном компьютере работают хотя бы два человека, у них уже возникает желание использовать этот компьютер для обмена информацией друг с другом. На больших машинах, которыми пользуются одновременно десятки, а то и сотни человек, для этого предусмотрены специальные программы, позволяющие пользователям передавать сообщения друг другу, а администратору- оповещать пользователей о новостях в системе. Стоит ли говорить о том, что как только появилась возможность объединять несколько машин в сеть, пользователи ухватились за эту возможность не только для того, чтобы использовать ресурсы удаленных машин, но и чтобы расширить круг своего общения. В рамках предприятия, небольшого города или просто ограниченной местности возможно создание обычной локальной сети на базе стандартов Ethernet или Arcnet и их объединение посредством стандартных кабелей. Но когда речь заходит о соединении компьютеров, находящихся на расстоянии многих тысяч километров друг от друга, то мгновенно встает вполне разумный вопрос: а почему бы не использовать такое старое и проверенное средство коммуникации, как телефонные линии? Ведь ни для кого не секрет, что весь земной шар в прямом смысле слова "окутан" нитями телефонных кабелей. Назначение этих кабелей одно - передавать сигналы определенной частоты. Вот тогда и потребовалось это загадочное устройство МОдуляции/ДЕМодуляции, которое могло бы переводить информацию в сигналы определенной частоты.Впервые такое устройство было представлено разработчиками и стандартизованоМККТТ в 1964 году. Параллельно с аппаратными изобретениями начали выходить в свет и программные разработки, обеспечивающие удобный, доступный и простой диалог в цепочке модем-ЭВМ-человек. Создаются программы, предназначенные для обмена сообщениями пользователей, находящихся на разных машинах. Из-за разнообразия компьютеров, операционных систем, способов соединения машин в сеть и целей, преследуемых при этом людьми, этих программ оказалось достаточно много и они не всегда совместимы между собой. Практически каждый программист способен создать подобный "почтовик" на базе, которого можно было бы создать компьютерную сеть. Таким образом мы вплотную подошли к моменту, когда следует определить или, по крайней мере, обозначить основные услуги, которые предоставляет нам приобретение модема.

Глава 2. Параметры модемов

2.1. Как работает модем

Когда компьютер используется для обмена информацией по телефонной сети, необходимо устройство, которое может принять сигнал из телефонной сети и преобразовать его в цифровую информацию. На выходе этого устройства информация подвергается МОдуляции, а на входе ДЕМодуляции, отсюда и название МОДЕМ. Назначение модема заключается в замене сигнала, поступающего из компьютера (сочетание нулей и единиц), электрическим сигналом с частотой, соответствующей рабочему диапазону телефонной линии.Акустический канал этой линии модем разделяет на полосы низкой и высокой частоты. Полоса низкой частоты применяется для передачи данных, а полоса высокой частоты - для приема.

Используется много способов кодировки информации, наиболее известными из которых являются метод FSK (Frequency Shift Keying) для скорости передачи до 300 бод (бод - единица скорости передачи информации, равная 1 бит/с) и метод PSK (Phase Shift Keying) для более быстрых модемов, скоростью передачи до 2400 бод. FSK использует четыре выделенные частоты.При передаче информации сигнал частотой 1070 Гц интерпретируется как логический нуль, а сигнал частотой 1270 Гц - как логическая единица. При приеме нуль соответствует сигналу 2025 Гц, а единица - 2225 Гц. PSK использует две частоты: для передачи данных - 2400 Гц, для приема - 1200Гц. Данные передаются по два бита, при этом кодировка осуществляется посредством сдвига фазы сигнала. Используются следующие сдвиги фазы для кодировки: 0 градусов для сочетания битов 00, 90 градусов для 01, 180 градусов для 10, 270 градусов для 11. Существуют также и другие виды модуляции (DPSK, QAM, TCM).

Модем выполняется либо в виде внешнего устройства, которое одним выходом подсоединяется к телефонной линии, а другим к стандартному COM- поpту компьютера ( разъем RS232 по pекомендациям CCITT V.24 ), либо в виде обыкновенной печатной платы, которая устанавливается на общую шину компьютера. внутренние варианты модемов могут быть пpиспособленны, как к обычной ISA, так и к PCI шинам. контроллер модема - это, как правило, специализированный микрокомпьютер типа SC1107 или SC1108, содержащий восьмиразрядное АЛУ, ПЗУ в 8 Кбайт, ОЗУ 128 байт, таймер, командный регистр, контроллер прерываний, стек, порт ввода/вывода. Если плата модема присоединена к системной шине ПК, то применяется "параллельный" контроллер SC1107. Если же плата работает с компьютером посредством RS232, то используется "последовательный" контроллер C1108. В некоторых конструкциях роль контроллера выполняет процессор 8031 с внешним ПЗУ(i2732, 2764) и микросхемой 74LS373.

2.2. Модем как средство связи между компьютерами.

2.2.1. Передача файлов

Если мы хотим оперативно передать какой-то файл нашему другу или сотруднику в Мельбурне, то можно поступить двумя способами. Кто-то предпочтет записать этот файл на дискету, купить билет на самолет, нанятьКУРЬЕРА и поручить ему доставить эту дискету по такому-то адресу. А кто- то разумно решит приобрести модем марки COURIER фирмы USRobotics и в считанные минуты, используя присутствующую в каждом приличном учреждении телефонную линию, передать всю необходимую в Мельбурне информацию. Для этого, помимо телефонной линии, необходимо иметь лишь, также присуствующий в каждом приличном учреждении, компьютер и простейшую коммуникационную программу.

2.2.2. Электронные доски объявлений

Вторая, не менее важная услуга, состоит в использовании с помощью модема так называемых электронных досок объявлений (Bulletin BoardSystem, в дальнейшем BBS). Физически они представляют собой достаточно мощный ПК, как правило IBM-совместимый, на базе 486 или Pentium процессора со специальным программным обеспечением (Maximus, Remote Access, PCBoard и др.), который через модем подключен к обычной телефонной сети. Узел BBS содержит большое количество полезных (и не очень) программных продуктов самой разной направленности логически разбитых по тематике. Работая в системе в режиме on-line, мы можем ознакомиться со списком пpедлагаемых файлов и "пеpекачать" на свой компьютеp все заинтеpесовавшее нас. Помимо этого на BBS доступны территории личной и публичной переписки между пользователями данной станции. Таким образом можно размещать как коммерческую рекламу, объявления о розыске ПО, дурацкие анонимные послания, так и объяснения в любви и преданности.

Совсем иной вопрос, что за неординарное поведение можно по волеСистемного Опеpатоpа ( в дальнейшем СисОп ) лишиться дальнейшего доступа кBBS. Принцип "ты мне - я тебе" находит широкое применение в системах электронных досок объявлений. Каждый зарегистрированный пользователь получает строго ограниченный СисОпом суточный период времени для реализации своих намерений и желаний. Этого иногда бывает недостаточно даже для того, чтобы принять список доступных на данной BBS файлов (Filelist).Пользователь должен целенаправленно стремиться понравиться СисОпу, передавать ему наиболее интересное и редкое ПО, которое может его заинтересовать, оповещать о последних новостях, сплетнях, а также как можно чаще угощать пивом. Именно последнее действие наиболее существенно влияет на поднятие Уровня Доступа (Access Level) пользователя к даннойBBS. Исходя из факта существования электронных досок объявлений, наш старый знакомый из Мельбурна мог поступить гораздо умнее: зная, на какой BBS его приятель из Киева является зарегистрированным пользователем и, пользуясь его паролем для входа в систему, он оставляет необходимые файлы в территории загрузки пользователей. В свою очередь, киевлянин, в удобное для него время, аналогично звонит на эту BBS и забирает переданные его австралийским товарищем (сотрудником) файлы. Существует множество классификаций узлов BBS. Они бывают любительскими или профессиональными, коммерческими и бесплатными, 24-часовыми и с органиченным временем работы (как правило, ночью, днем же это обычный голосовой телефон), различной совместимости эмуляции терминала (TTY, ANSI-BBS, VT102, VT52,AVATAR, ANSI) и аппаратной поддержки. К профессиональным BBS относятся крупные сетевые сервера подобные Elvis, Izhma, Kiae, Simte, Chci и др. в сети Relcom, а также небольшие коммерческо-рекламные станции. Их главные отличия - предоставление доступа за абонентскую плату, 24-часовой график работы, большой выбор предлагаемого ПО, профессиональный оплачиваемый СисОп и т.д. Одни и те же символы, передаваемые на компьютер, могут, в зависимости от принятого на BBS стандарта эмуляции терминала, восприниматься абсолютно по-разному. В ряде перечисленных выше стандартов наибольшее распространение получили ANSI и ANSI-BBS, которые, в принципе, имеют совершенно незначительные отличия и, в общем совместимы.

2.2.3. Электронная почта

Третья, наиболее интересная и удобная услуга - электронная почта. Это наиболее универсальное средство компьютерного общения. Она позволяет пересылать сообщения (файлы, информацию) практически с любой машины на любую, так как большинство известных ПК, работающих в разных системах, ее поддерживают. Электронная почта - это глобальная сеть передачи сообщений, где могут объединяться компьютеры самых различных конфигураций и совместимостей. Главными отличительными особенностями электронной почты от BBS являются:

- более широкий круг пользователей, отсюда и более широкие возможности для общения, рекламы и поиска.

Конечно, ведь BBS объединяет лишь ограниченный круг своих пользователей (в среднем 300), а сеть может охватить десятки и сотни тысяч компьютеров по всему миру!

- работа в режиме off-line, когда не требуется постоянного присутствия на почтовом узле СисОпа. Достаточно лишь ука- зать специальной программе-почтовику (Mailer) время сис- темных событий и адреса, где следует забирать почту, все остальное произойдет автоматически!

- доступ к телеконференциям (Echo Conference)

- доступ к файловым телеконференциям (File Echo Conference)

- широкий диапазон других услуг

Сеть, как правило, состоит из нескольких элементов, обеспечивающих наиболее оперативный и надежный обмен информацией в пределах данной сети. Высший уровень составляют первичные Hub-узлы (англ. Hub - центp внимания интеpеса) (обычно тpи-четыpе мощных сеpвеpа). Затем следуют вторичные, третичные и т.д. Hub-узлы. Число уровней и количества Hub- узлов, определяется размерами и принятой структурой сети. Это сетевой"костяк", обычно состоящий из современных компьютеров, работающих круглосуточно. К каждому Hub-узлу прикреплены Non Hub-узлы (Node), принимающие в установленное время (ZMH - Zone Mail Hour) почту. Node, в свою очередь, могут также иметь Point-станции, являющиеся самой низкой ступенью сетевой иерархии. Узел, с которого станция получает почту назовется аплинком (Uplink), а которому отдает - даунлинком (Downlink).

Как мы видим, Hub-узлы отличаются от Node лишь тем, что имеют к качестве даунлинков не только станции Points, но и Node. Чем выше уровень хаба, тем, как правило, меньше у него лаунлинков статуса Point и Node, так как основная нагрузка работы узла ложится на Hub-узлы нижнего уровня. Приведенная стpуктуpа обычно поддеpживается в пpеделах достаточно замкнутой и компактной местности (напpимеp, гоpод). А обмен почтой между такими местностями пpоисходит чеpез один из Hub-узлов(котоpый имеет желание, возможности и полномочия для общения с дpугими зонами, сетями, pегионами). Следует добавить, что пpиведенная схема довольно упpощена и представляет собой примерную картину маpшpутизации почты в FTN-совместимых сетях, о котоpых будет pассказано ниже. Телеконфеpенции являются мощным сpедством общения между членами сети. Их смысл хоpошо пpосматpивается в их английском названии (EchoConference), что в примитивном смысле означает: у одного узла аукнулось - у остальных отозвалось. Допустим, 50% участников сети сильно беспокоит проблема качества производимого в Украине пива. Для обсуждения этой темы создается так называемая конфеpенция, где каждый подписавшийся на нее может публично высказать свое мнение, посоветовать вопpошающему, опровергнуть заблуждающегося, причем его мысли увидят все читающие эту конференцию. По сути идея телеконференции во многом похожа на идею газеты частных платных или бесплатных объявлений, только с той pазницей, что телеконфеpенция намного опеpативнее в доставке информации и за ней не нужно ходить в почтовый ящик. Компьютерная конференция может быть полезна тем, кто хочет узнать о новых товарах, книгах или фильмах, через нее очень удобно распространять информацию о замеченных ошибках в программах и о способах их исправить, она просто незаменима для любителей поболтать на любимую тему со своими единомышленниками во всех уголках Земли, и, конечно же, для научных дискуссий. При помощи конференции можно обсуждать интересующую тему в такой компании, собрать которую в одном месте для личной беседы стоило бы бешеных денег и непредсказуемых затрат времени и сил. Список существующих групп занимает несколько страниц. В нем можно найти группы для специалистов по древнегреческой культуре и для любителей рок-музыки, для обсуждения секса и для обмена кулинарными рецептами, дискуссию о правах женщин и группы, посвященные разным компьютерным играм. Все происходит достаточно просто. В каждой сети пpисуствует список pазpешенных и доступных телеконфеpенций(Backbone), которые обязательно пpисуствуют на всех Hub-узлах высших уровней. Hub-узлы низших уровней и Node-узлы, в зависимости от проявляемого интереса к данной телеконференции могут подписаться на ее получение. Таким образом становится возможным доступ к конференции и даунлинков такого узла. Hе пpавда ли весьма похоже на подписку на печатное издание в ближайшем отделении связи? Только в электpонные почтовые ящики мальчишки не смогут насыпать мокрого снега, злоумышленники- разломать его, а коварные соседи - опустошить. Файловые телеконференции отличаются от обычных лишь тем, что в качестве сообщений в них существуют не письма, а файлы. Hапpимеp, создается файловая телеконфеpенция, посвященная музыке, где каждый может поместить файл(песню, конвертор, тексты) и каждый подписанный это непременно получит.

Помимо приведенных выше существует целый ряд других возможностей, предоставляемых членам сети. Можно послать заказ на посылку или прием факса. Составляется обычное электронное письмо, оформленное должным образом, и посылается на адрес компьютерного узла, занимающегося факсимильными операциями. Текст этого письма в виде факса будет доставлен на факсимильный аппарат адресата. С недавнего времени в некоторых сетях практикуется услуга по доступу пользователей к электронным базам данных, что впервые было воплощено в ряде ведомственных сетей. Хотя это одна из развивающихся отраслей информационной индустрии, но уже существуют качественные профессиональные программные разработки в СНГ, позволяющие быстро и удобно воспользоваться БД. По данным ИАС (ИнститутАвтоматизированных Систем, г.Москва) наиболее часто используются базы данных по естественным наукам, с возможностью поиска по химическим формулам различных веществ, поиска физических параметров, поиска по научным журналам. Пpедоставлятся возможность получения информации о любой зарубежной фиpме, пpедпpиятии. Существуют pазнообpазные базы данных по медицине, сельскому хозяйству, пеpиодическим изданиям рефеpативные и польнотекстные), куpсовым pаботам, дипломным пpоектам, космосу, политике, споpту и т.д. Самой новой и наиболее пеpспективной фоpмой использования модемной связи и мощи компьютеpных сетей является электронная биржа. Это весьма надежный и быстрый путь поиска делового партнера, поставщика товаров/сырья, покупателя продукции и пр.

Главная задача состоит в привлечении в рамки электронной биржи как можно большего числа потенциальных пользователей и разработка наиболее подходящего и удобного программного обеспечения. Также следует заметить, что с недавнего времени началось периодическое распространение печатных изданий по каналам компьютерных сетей. Все чаще и чаще теперь можно встретить такие, на первый взгляд, непонятные заметки в конце читаемой нами любимой газеты или журнала: "последние номера... можно получить на сервере ... сети ... ". причем размах понятий "..." с каждым месяцем становится все шире и шире.

Пестрое многообразие компьютерных сетей порождает насущную проблему их интеpгpации или, по кpайней мере, соединения на уровне обмена сообщениями. Разные сети различаются способами соединения машин друг с другом, скоростью, с которой передаются сообщения, системой, по которой машинам даются имена, и соглашениями о том, в каком виде должно быть сообщение (например, максимальный размер письма, который принимает электронная почта, или пишется ли адрес большими или малыми буквами). Для того, чтобы послать сообщение с машины, подключенной к одной сети, на машину в другой сети, нужно найти промежуточную машину, подключенную к обеим, через которую сообщение и пойдет. Такая машина называется шлюзом(Gate) между этими сетями. Ясно, что между двумя сетями может быть несколько шлюзов (впрочем, может и не быть совсем, и тогда обмена сообщениями нет, или он идет через промежуточную сеть, с которой есть шлюзы у обеих). Шлюз принимает сообщение из сети A, переписывает его в форму, принятую в сети B, и отправляет через сеть B на ту машину, для которой оно предназначено. К сожалению, в таком случае заметно замедляется время получения адресатом сообщения, но, как правило, все равно это занимает более короткий промежуток, нежели пользование услугами обычной "бумажной" почты.

2.3. Виды модемов

Наибольшее распространение получили так называемые HAYES-совместимые модемы, по имени фирмы-производителя одного из первых модемов. Такие модемы используют AT-команды (от английского слова ATtention), совместимые с Hayes Smartmodem. кроме стандартного для всех Hayes- совместимых модемов набора команд каждый производитель в отдельности предлагает пользователю широкий спектр специфических команд, имеющих силу лишь в моделях этой фирмы (например, USRobotics, Rockwell, ZyXEL и т.д.). Кpоме совместимости по набору команд модем должен соответс- твовать какому-либо стандаpту передачи информации по телефонным линиям.Такими стандартами являются рекомендации МККТТ (международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии, фран. CCITT (ComiteConsultatie International Telegraphique et Telephonique). В США и Канаде существует аналогичный стандарт Bell, единственным отличием которого отCCITT является лексическое.

Модемы, соответствующие стандартам для скорости до 2400 бод, могут свободно обмениваться информацией. Следует отметить, что рекомендацияCCITT V.32 не является стандартом в полном смысле этого слова, поскольку практически каждый крупный производитель модемов скорости выше 2400 бод имеет привычку дополнительного приложения одного или нескольких специфических протоколов передачи данных. Их использование возможно только при связи аналогичных модемов, причем при этом достигается, как правило, более высокая скорость передачи, помехоустойчивость и быстрота соединения. Наиболее распространенным и дешевым (почему и пользующимся успехом в предпочтении пользователей) является протокол HST (High SpeedTransfer), разработанный фирмой USRobotics еще в конце 80-х годов.Существуют разновидности этого протокола: H96, h24, h26, h29, h31, h38, различие которых состоит лишь в скорости передачи информации, которая соответственно составляет 9600, 14400, 16800, 19200, 21600 и 28800 бод. благодаря дешевизне, широким возможностям модернизации и высоким помехоустойчивости и скоростным данным протокола HST пользователи предпочитают приобретать широко известные модели USRobotics, такие какSportster, Worldport, Courier. Широкое распространение получили также модемы фирмы ZyXEL, обладающие специфическим протоколом ZYX, дающим возможность передачи данных со скоростью 19200 бод полным дуплексом.Большую популярность модемы ZyXEL приобрели в начале 90-х годов исключительно из-за недоступности для отечественного покупателя других марок модемов. Главный их недостаток - высокая цена, отпугивает широкий круг потребителей. Но, несмотря на это, банковские структуры и государственные учреждения, исходя из сложившейся традиции, предпочитают модемы именно этой фирмы. Менее распространены, весьма дорогие, но обладающие сильным и устойчивым сигналом, способным игнорировать даже защитные фильтры, ставящиеся на АТС во избежание бесплатного пользования модемами. Это модемы фирмы Telebit Марки TrailBlazer и знаменитый протоколPEP (Packet Ensemble Protocol). Практически все высокоскоростные модемы совместимы с менее быстрыми стандартами.

Рассмотрим для примера работу с модемами на чипах Rockwell.

2.3.1. Модемы на чипах Rockwell

Для начала приведём некоторые технические термины для понимания ниже следующей информации.ПЗУ(ROM)

Дословно - Постоянное Запоминающее Устройство (Read Only Memory) представляет собой микросхему, которая способна хранить информацию в отсутствии питающего напряжения. В такие микросхемы записывают специальные программы - например BIOS материнской платы, BIOS видеокарты, прошивку (см. ниже) модема. Процесс занесения информации в микросхему называют прошиванием микросхемы. Также прошивание на компьютерном жаргоне называют заливанием. Обратный процесс считывания прошивки называют сливанием.

Сегодня в модемной технике применяют три типа микросхем ПЗУ:

1. ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием, т.н. УФПЗУ;

2. однократно программируемые ПЗУ;

3. микросхемы типа Flash.

С точки зрения считывания информации все три типа одинаковы.

Различия кроются в способе программирования. Микросхемы типа (1) можно стереть с помощью ультрафиолетового облучения кристалла через специальное окошко в корпусе микросхемы. Затем ее вставляют в программатор (см. ниже) и заносят новую прошивку. Такую операцию можно проделать 10 и более раз.

Для (2) этого сделать нельзя, т.к. эти микросхемы не предназначены для перезаписи. (3) можно перепрограммировать очень много раз (до нескольких десятков тысяч) и при этом не требуется программатор. Прошивание осуществляется прямо в модеме при помощи прошивальщика (см. ниже) или

"вручную" при наличии флеш-лоадера и прошивки в формате "s37" или "sb7".ОЗУ

Дословно - Оперативное Запоминающее Устройство в отличие от ПЗУ не способно хранить информацию в отсутствии питающего напряжения. Вы наверно знаете, что те 16 Мегабайт (32,64 и т.д.) памяти установленной в Вашем компьютере это ОЗУ. Но у модема тоже есть свое ОЗУ, размещенное на плате модема, которое гораздо меньше по объему, но для работы модема необходимо.Прошивка

Специальная программа, управляющая работой модема. Ошибочно полагать, что прошивка это "exe" файл на Вашем винчестере. Эта программа записана в ПЗУ модема. Поэтому прошивка чаще всего имеет вид образа ПЗУ, т.е. именно та информация, которая должна быть записана в микросхему. Образы ПЗУ, хранимые в виде файлов, имеют традиционное расширение "bin" или "rom"..

Микросхемы имеют строго определенную емкость, которая измеряется мегабитами. Например микросхема 1МегаБит позволяет сохранять 128Кбайт информации. Кроме "bin" формата существуют еще два формата: "sb7" и

"s37". Эти форматы предназначены для прошивки Flash ПЗУ прямо в модеме, поэтому имеют некотрое количество служебной информации.Программатор

Программатор это прежде всего специальное устройство, подключаемое к компьютеру, с помощью которого можно осуществлять программирование микросхем ПЗУ. Если Вы не уверены есть ли это устройство у Вас, то значит его у Вас нет.Прошивальщик

Программа для прошивки микросхем Flash памяти.Флеш-лоадер

Служебная программа, которая загружается в ОЗУ модема для последующего прошивания Flash ПЗУ модема.

Модемы управляются через AT команды. Примеры таких команд приведены ниже.Для начала необходимо иметь настроенную терминальную программу. Можно воспользоваться встроенными в Norton Commander, Dos Navigator или в Windows программы. В дальнейшем я бы рекомендовал более функциональные и серьезные программы. Например Telemate. Это shareware программа, ее можно найти на многих ftp серверах в интернете.

ATDPnumber

Набрать пульсом номер number

ATDTnumber

Набрать тоном номер number

ATA

Ответить на звонок

AT&F

Установить заводские настройки

AT&W

Запомнить текущую конфигурацию в энергонезависимой памяти

ATZ

Восстановить конфигурацию из энергонезависимой памяти

AT&V

Показать текущую конфигурацию

ATSxx=nn

Установить в регистр xx значение nn.ATSxx?

Показать содержимое регистра xx.ATS0=n

Число звонков, после которых надо автоматически поднять трубку и ответить на звонок. Для автоответа после первого звонка установите

ATS0=1

Для запрещения автоматического ответа на звонок

ATS0=0ATS6=nn

Установить время ожидания появления сигнала готовности к набору номера nn секунд.

ATX3

Включить определение всех сигналов, кроме сигнала готовности к набору номера (DIALTONE) - длинный гудок. Модем будет набирать номер через число секунд равное значению регистра S6.

ATM0

Выключить встроенный динамик модема.

ATL0

Установить минимальную громкость динамика.+++

Перейти в режим управления.

ATO

Возвратиться в on-line.

ATO1

Возвратиться в on-line и сделать ретрейн.

Идентификация типа ПЗУ, установленного в модеме.

Сразу надо заметить, что в модемах на 33600 чаще (95%) встречаются ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием либо однократно программируемые. В модемах на56К обычно (95%) напротив ставят микросхемы Flash ROM. Чтобы приобрести100% уверенность в типе ПЗУ (а это важно) нужно открыть внешний модем/ вынуть из компьютера внутренний и найти прямоугольную микросхему в DIP корпусе (выводы по длинной стороне) с 32-мя выводами (имеет размер 13х40 мм). Затем надо прочитать на ней маркировку (если на микросхеме наклеена наклейка, отдерите ее). Если маркировка начинается с цифр 27 (скажем27С010), то приглядитесь внимательнее, есть ли на микросхеме окошко, закрытое стеклом. Если оно есть, то у Вас ПЗУ с УФ стиранием. Ее можно стереть, облучив специальной лампой. В случае если окошко Вы не нашли, то увы, это самый плохой вариант - однократно программируемая ПЗУ. Переписать ее нельзя и для заливки новой прошивки обязательно потребуется покупать новую микросхему. Наконец микросхемы Flash ROM отличаются тем, что их маркировка начинается с цифр 28,29,49. Например, Am29F010, AT49F010. Чаще встречаются именно эти типы.

2.4. Цены на модемы.

Согласно последнему прайс-листу фирмы «Ланжерон» от 25.10.99 цены на модемы в Киеве были следующими:

|Название |Цена ($) |

|Fax-Modem DataFlex 28.8K internal+Voice OEM(Англия, без |26 ||тлф.кабеля) | ||Fax-Modem GVC 33.6K UKRainian ext+Voice, Rockwell |60 ||Fax-Modem GVC 56K ext+Voice, Rockwell |80 ||Fax-Modem IDC 2814 BXL Voice 33.6K ext. |163 ||Fax-Modem SpeedCom 56K external ( voice, MOTOROLA Chip, V90 ) |65 |

|Fax-Modem SpeedCom 56K internal ( voice, MOTOROLA Chip, V90 ) |35 |

Заключение.

Как мы видим модем это важное средство связи между компьютерами в наши дни. Без модема не мыслится ни один хорошо оборудованный компьютер. Вместе с совершенствованием прочего аппаратного обеспечения модемы постоянно улучшаются. Растёт скорость и качество передачи информации, этой главной ценности в наше мире. Международная сеть Internet уже не дорогая игрушка, а средсто связи между континентами и народами. И модемы играют в сети одну из главных ролей.

Список использованных источников:

1. Гаврилов А.А. Работаем с модемом. - М.: МП "Малип", 1992

2. Sportster Modems Installation & Troubleshooting. U.S.Robotics,

Inc., 1993.

3. Сайт IXBT Hardware: http//ixbt.stack.net

4. Сайт http://www.langeron.kiev.ua./

www.neuch.ru

Доклад - Устройство современных модемов

УСТРОЙСТВО СОВРЕМЕННЫХ МОДЕМОВ

1. Общие сведения

Сведения" о внутреннем устройстве и архитектуре современных модемов не настолько доступны, как, например, информация об устройстве персональных компьютеров. Одной из причин этого является отсутствие каких бы то ни было промышленных стандартов на конструкцию модемов. Другая причина состоит в том, что современные модемы, как правило, строятся на наборах специализированных микросхем, которые реализуют основные модемные функции. Число производителей наборов модемных микросхем значительно меньше числа производителей собственно модемов. Однако все же их недостаточно для того, чтобы можно было вести речь о какой-либо унификации модемных комплектующих. Основными производителями специализированных наборов являются фирмы Rockwell, Intel, AT&T, Sierra Semiconductor, National Semiconductor, Motorola, Exar и некоторые другие. Ряд известных компаний, таких как U. S. Robotics, Telebit, ZyXEL, самостоятельно занимается разработкой и производством модемных микросхем для своих нужд. Некоторые производители при построении модемов используют микросхемы общего назначения — цифровые процессоры и микроконтроллеры.

Казалось бы каждый производитель модемов волен делать, что хочет и как хочет. Однако, это не так. В рамках такой «свободы» производитель должен создать конкурентоспособный продукт, удовлетворяющий множеству стандартных модемных протоколов, которые, в свою очередь, налагают определенные требования на количество и качество его функций. Эти требования приводят к тому, что в отличных по конструкции модемах одни и те же методы и протоколы реализованы различными способами. Один из вариантов исполнения модема можно представить в виде, изображенном на рис. 2. 1.

Рис. 2. 1. Устройство современного модема

Модем состоит из адаптеров портов канального и DTE—DCE интерфейсов;

универсального (PU), сигнального (DSP) и модемного процессоров; постоянного (ПЗУ, ROM), постоянного энергонезависимого перепрограммируемого (ППЗУ, ERPROM) оперативного (ОЗУ, RAM) запоминающих устройств и схемы индикаторов состояния модема.

Порт интерфейса DTE—DCE обеспечивает взаимодействие с DTE. Возможные варианты реализации интерфейса DTE — DCE подробно рассматриваются в разделе 3. 1. Если модем внутренний, вместо интерфейсов DTE—DCE может применяться интерфейс внутренней шины компьютера ISA. Порт канального интерфейса обеспечивает согласование электрических параметров с используемым каналом связи. Канал может быть аналоговым или цифровым, с двух- или четырехпроводным окончанием.

Универсальный процессор выполняет функции управления взаимодействием с DTE и схемами индикации состояния модема. Именно он выполняет посылаемые DTE АТ-команды и управляет режимами работы остальных составных частей модема. Также универсальный процессор может реализовывать операции компрессии/декомпрессии передаваемых данных (см. гл. 8).

Интеллектуальные возможности модема определяются в основном типом используемого PU и микропрограммой управления модемом, хранящейся в ROM. Путем замены или перепрограммирования ROM иногда можно достичь существенного улучшения свойств модема, то есть произвести его модернизация, или апгрейд (upgrade). Такого рода модернизация некоторых моделей модемотз может обеспечить поддержку новых протоколов или сервисных функций, таких как автоматическое определение номера (АОН) вызывающего абонента. Для облегчения такой модернизации в последнее время вместо микросхем ROM стали широко применяться микросхемы флэш-памяти (FlashROM).

Схема ERPROM позволяет сохранять установки модема в так называемых профайлах или профилях модема на время его выключения. Память RAM интенсивно используется для временного хранения данных и выполнения промежуточных вычислений как универсальным, так и цифровым сигнальным процессорами.

На сигнальный процессор, как правило, возлагаются задачи по реализации основных функций протоколов модуляции (кодирование сверточным кодом, относительное кодирование, скремблирование и т. д.), за исключением разве что собственно операций модуляции/демодуляции. Последние операции обычно выполняются специализированным модемным процессором.

Описанное распределение функций между составными частями модема может быть, и скорее всего будет, совсем не таким, какое реализовано в вашем конкретном модеме. Однако внутренней начинкой современного модема все эти функции в той или иной мере должны выполняться.

Ниже подробнее остановимся на устройстве аналоговых (для телефонных каналов) и цифровых модемах и основных их функциях, связанных с обработкой сигналов. Согласно рис. 2. 1 эти функции реализуются цифровым сигнальным процессором, модемным процессором и собственно канальным интерфейсом.

2. 2. Состав модема для КТСОП

Большинство современных модемов для телефонных каналов КТСОП обеспечивают синхронную передачу данных по каналу. Поэтому, кратко остановимся на функциональном устройстве и работе именно таких модемов.

В самом общем виде синхронный модем содержит приемник, передатчик, компенсатор электрического эха, схему управления и, возможно, источник питания (рис. 2. 2). Схема управления, как правило, исполняется в виде микропроцессора универсального назначения (PU на рис. 2. 1), и предназначена для обеспечения интеллектуального интерфейса с DTE и управления работой приемника, передатчика и эхо-компенсатора.

Эхо-компенсатор предназначен для ослабления вредного влияния помехи в виде электрического эха (собственного отраженного сигнала) на прием сигнала от удаленного модема. Работа эхо-компенсатора подробнее будет рассмотрена ниже.

Передаваемые DTE данные поступают в передатчик модема, который выполняет операции скремблирования, относительного кодирования, синхронизации и иногда вносит предыскажения, частично компенсирующие нелинейность амплитудой и фазочастотной характеристик (АЧХ и ФЧХ) используемого телефонного канала. Схема передатчика приведена на рис. 2. 3.

Рис. 2. 2. Схема синхронного модема

Схема синхронизации передатчика получает сигнал опорной частоты от внутреннего генератора или получать его от DTE, например, через 24 контакт разъема DB-25 интерфейса RS-232. В последнем случае модем обязан поддерживать синхронный режим работы не только по каналу с удаленным модемом, но и по интерфейсу DTE-DCE. Скремблер предназначен для придания свойств случайности (рандомизации) передаваемой последовательности данных с целью облегчения выделения тактовой частоты приемником удаленного модема. При использовании сигналов ФМ и производных от них, применение относительного кодирования позволяет решить проблему неоднозначности фазы, восстановленной на приеме несущей.

Приемник типового синхронного модема в свою очередь содержит адаптивный эквалайзер со схемой управления, модулятор с задающим генератором, демодулятор, относительный декодер, дескремблер и схему синхронизации (рис. 2. 4).

Модулятор приемника совместно с задающим генератором позволяют перенести спектр принимаемого сигнала (300—3400 Гц) в область более высоких частот. Это делается для облегчения операций фильтрации и демодуляции. Относительный декодер и дескремблер выполняют операции, обратные выполняемым в передатчике. Схема синхронизации выделяет тактовую частоту из принимаемого сигнала и подает его на другие узлы приемника.

Рис. 2. 3. Схема передатчика синхронного модема

Рис. 2. 4. Схема приемника синхронного модема

Адаптивный эквалайзер приемника, как и эквалайзер передатчика, позволяет компенсировать нелинейные искажения, вносимые каналом передачи. Адаптивность эквалайзера заключается в его способности подстраиваться под изменяющиеся параметры канала в течение сеанса связи. Для этого сигнал ошибки фазы с демодулятора поступает на схему управления, которая вырабатывает управляющие сигналы для эквалайзера. Сам эквалайзер состоит из линии задержки с отводами и набора управляемых усилителей с изменяемым коэффициентом усиления (рис. 2. 5).

Более подробно остановимся на работе таких блоков синхронного модема, как скремблер и эхо-компенсатор.

Рис. 2. 5. Адаптивный эквалайзер

2. 3. Скремблирование

Двоичный сигнал на входе модема может иметь произвольную статистическую структуру, которая не всегда удовлетворяет требованиям, предъявляемым синхронным способом передачи. Среди этих требований основными являются следующие.

> Частота смены символов (1, 0) должна обеспечивать надежное выделение тактовой частоты непосредственно из принимаемого сигнала.

> Спектральная плотность мощности передаваемого сигнала должна быть, по возможности, постоянной и сосредоточенной в заданной области частот с целью снижения взаимного влияния каналов.

Приведенные требования должны выполняться независимо от структуры передаваемого сообщения. Поэтому в синхронных модемах исходная последовательность двоичных посылок часто подвергается определенной обработке. Смысл такой обработки состоит в получении последовательности, в которой статистика появления нулей и единиц приближается к случайной, что позволяет удовлетворить двум названным выше требованиям.

Одним из способов такой обработки является скремблирование (scramble — перемешивание). Скремблирование — это обратимое преобразование структуры цифрового потока без изменения скорости передачи с целью получения свойств случайной последовательности. Скремблирование производится на передающей стороне с помощью скремблера, реализующего логическую операцию суммирования по модулю два исходного и псевдослучайного двоичных сигналов. На приемной стороне осуществляется обратное преобразование — дес-кремблирование, выполняемое дескремблером. Дескремблер выделяет из принятой последовательности исходную информационную последовательность. На рис. 2. 6 показано включение скремблера и дескремблера в канал связи.

Основной частью скремблера является генератор псевдослучайной последовательности (ПСП) в виде линейного и-каскадного регистра с обратными связями, формирующий последовательность максимальной длины 2"—1. Различа-

Рис. 2. 6. Схема включения скремблера и дескремблера в канал связи

Рис. 2. 7. Схема скремблирования с самосинхронизацией

ют два основных типа скремблеров-дескремблеров — самосинхронизирующиеся и с начальной установкой (аддитивные)

Схема пары самосинхронизирующихся скремблер-дескремблер представлена на рис. 2. 7. Особенностью самосинхронизирующего скремблера является то, что он управляется самой скремблированной последовательностью, т. е. той, которая поступает в канал. Поэтому в данном случае не требуется специальной установки состояний скремблера и дескремблера, поскольку они оказываются идентичными в результате записи в их регистры сдвига скремблированной пос-тедовательности.

При потере синхронизма между скремблером и дескремблером время его восстановления не превышает числа тактов, равного числу ячеек регистра скремблера. На приемной стороне выделение информационной последовательности происходит сложением по модулю два принятой скремблированной последовательности с псевдослучайной последовательностью (ПСП) регистра Например, для схемы, изображенной на рис. 2. 7, входная последовательность а „ с помощью скремблера в соответствии с выражением Ьп=а „Ф (Ь „_бФ Ь „_7)

преобразуется в двоичную последовательность Ь „, посылаемую в канал. В приемнике из этой последовательности таким же регистром сдвига, как и на передаче, формируется последовательность

а^=Ьп (В (Ьп_вф Ь „_7),

которая идентична последовательности a „. Это легко проверяется при преобразовании первого выражения к виду

д „=Ь „Ф (Ь „_бФ fon-z) -и сравнении полученного выражения с предыдущим.

Рис. 2. 8. Схема скремблирования с начальной установкой

Рис. 2. 9. Спектр сигнала до (а) и после (б) скремблирования

Одним из недостатков самосинхронизирующих скремблеров-дескремблеров является присущее им свойство размножения ошибок. Так, для схемы на рис. 2. 7 при одной ошибке в последовательности Ь „ ошибочными оказываются также 6-й и 7-й символы. В общем случае влияние ошибочно принятого бита будет проявляться а раз, где а — число обратных связей. Данный недостаток ограничивает число обратных связей в регистре сдвига, которое практически не превышает а=2, т. е. полином регистра является триномом вида x"+ x"+ \. Второй недостаток самосинхронизирующихся скремблеров связан с возможностью появления на его входе так называемых «критических ситуаций», когда выходная последовательность приобретает периодический характер с периодом, меньшим длины ПСП. Для предотвращения таких ситуаций в скремблере и дескрембле-ре согласно рекомендациям ITU-T предусматриваются специальные дополнительные схемы контроля, которые выявляют периодичность элементов на входе и нарушают ее.

Недостатки, присущие самосинхронизирующим скремблеру-дескремблеру, практически отсутствуют при аддитивном скремблировании (рис. 2. 8).

Однако в этом случае требуется предварительная идентичная установка состояний регистров скремблера и дескремблера. В скремблере с начальной установкой, как и в самосинхронизирующем скремблере, производится суммирование входного сигнала и ПСП, но результирующий сигнал не поступает на вход регистра. В дескремблере скремблированная последовательность также не проходит через регистр сдвига, поэтому размножения ошибок не происходит. Суммируемые в скремблере последовательности независимы, поэтому критических ситуаций не наступает. Отсутствие эффекта размножения ошибок и необходимость специальной защиты от нежелательных ситуаций делают способ аддитивного скремблирования предпочтительнее и экономически эффективнее, если не учитывать затрат на решение задачи взаимной синхронизации пары скрем-блер-дескремблер.

Рассмотрим влияние скремблирования на энергетический спектр двоичного сигнала. На рис. 2. 9, а изображен пример энергетического спектра для периодического сигнала с периодом Т, содержащим 6 двоичных элементов с длительностью То. После скремблирования ПСП сМ=2"—1 элементами спектр существенно «обогащается» (рис. 2. 9, б). В примере число составляющих спектра увеличилось в М раз, одновременно уровень каждой составляющей уменьшается в такое же число раз.

2. 4. Эхо-подавление

Организация дуплексной высокоскоростной передачи является не простой задачей при использовании коммутируемых каналов с двухпроводным окончанием. В отличие от выделенных четырехпроводных каналов (рис. 2. 10, а), характерной особенностью телефонного канала КТСОП является наличие участков перехода двухпроводной части канала в четырехпроводную. Переход осуществляется при помощи дифференциальных систем (ДО, обеспечивающих необходимое затухание по встречным направлениям передачи. Если эти затухания очень велики, то схему связи можно практически считать четырехпроводной, представляещей собой электрически разомкнутую систему. Однако идеальных дифференциальных систем не существует. В результате, как и во всякой электрически замкнутой системе, в двухпроводном телефонном канале присутствуют токи обратной связи, вызывающие искажения амплиту дно-частотных и фазочастотных характеристик прямого и обратного каналов. В каче-

Рис. 2. 10. Схема телефонных каналов с четырехпроводным (а) и двухпроводным окончанием (6) с путями прохождения эхо-сигналов (1, 2, 3)

Рис. 2. 11. Схема мостовой трансформаторной дифференциальной системы

стве примера на рис. 2. 10, б приведена типичная схема модемного канала с тремя дифференциальными системами и, соответственно, тремя путями прохождения эхо-сигналов. Собственный отраженный и задержанный сигнал поступает на вход демодулятора, являясь для него помехой. Чем большей задержкой обладает эхо-сигнал, тем труднее с ним бороться.

Рассмотрим один из возможных вариантов дифференциальных систем — мостовую трансформаторную дифференциальную систему (рис. 2. 11). Такая дифференциальная система будет обеспечивать достаточное затухание (более 50 дБ) во встречных направлениях приема-передачи лишь при условии выполнения ее баланса. Однако обеспечить точный баланс не так просто, как может показаться на первый взгляд. Причиной этому является как изменения комплексных сопротивлений двух- (zznp) и четырехпроводных (7прд4 и znpM4) линий, так и их несоответствие номинальным значениям. Это происходит вследствие, например, неодинаковой длины и различного качества абонентских линий, или в случае параллельного подключения модема к телефонному аппарату.

Известны так называемые самобалансирующиеся дифференциальные системы, автоматически подстраиваемые под параметры используемой линии связи. Их рассмотрение выходит за рамки данной книги. Стоит лишь отметить, что они представляют собой достаточно сложные электронные устройства.

Рис. 2. 12. Схема эхо-компенсатора

Для борьбы с электрическим эхом возможно использование следующих методов:

> частотное разделение каналов;

> применение самобалансирующихся дифференциальных систем;

> компенсация зхо-сигнала.

При использовании первого метода вся полоса пропускания канала разделяется на два частотных подканала, по каждому из которых передается сигнал в одном направлении. Очевидно, в этом случае нет возможности использовать полосу канала в полном объеме. Более того, для исключения проникновения боковых гармоник между подканалами приходится вводить защитный частотный интервал. В результате этого подканалы займут меньше половины полной полосы пропускания канала. Существующие протоколы модуляции с частотным разделением каналов, например V. 21 и V. 22, обеспечивают симметричную дуплексную связь со скоростью не выше 2400 бит/с. Ряд протоколов с частотным разделением, например HST, обеспечивает и более скоростную связь, но в одном направлении. В то время как скорость передачи по обратному каналу значительно меньше. Такая разновидность дуплексной связи называется асимметричной.

Применение автоматически настраиваемых дифференциальных систем экономически невыгодно из-за высокой сложности их технической реализации.

В связи с этим наибольшее распространение получил компенсационный метод борьбы с эхо-сигналом. Суть метода заключается в том, что модем, обладая информацией о своем собственном передаваемом сигнале 5прд0, может использовать ее для фильтрации принимаемого сигнала 5'прм (0 от эхо-помехи. Отраженный эхо-сигнал E (t) претерпевает существенные изменения вследствие амплитудных и фазовых искажений. На этапе установления соединения каждый модем посылает определенный зондирующий сигнал и определяет параметры эхо-отражения: время запаздывания, амплитудные и фазовые искажения, мощность отраженного сигнала. В процессе сеанса связи эхо-компенсатор модема вычитает из принимаемого входного сигнала свой собственный выходной E* (t), скорректированный в соответствии с полученными параметрами эхо-отражения. Функцию создания копии эхо-сигнала выполняет линия задержки с отводами, схема которой приведена на рис. 2. 12.

Технология эхо-компенсации позволяет отвести для дуплексной передачи всю ширину полосы пропускания телефонного канала, однако требует немалых вычислительных ресурсов для обработки сигнала.

2. 5. Устройство цифрового модема

Как уже отмечалось, к цифровым модемам можно отнести такие устройства, как CSU/DSU (Channel Service Unit/Data Service Unit), терминальные адаптеры ISDN, а также модемы на короткие расстояния (Short Range Modem). По выполняемым функциям цифровые модемы очень похожи на модемы для аналоговых каналов связи. За исключением самых простейших, цифровые модемы обладают интеллектуальными функциями и поддерживают набор АТ-ко-манд. В первую очередь это относится к цифровым модемам, работающим на коммутируемых линиях, например, в сетях ISDN. В качестве примера цифрового модема рассмотрим устройство CSU/DSU.

Устройства CSU/DSU применяются для передачи данных по цифровым каналам типа Е1/Т1, Switched 56 и другим. CSU обеспечивает правильное согласование с используемым цифровым каналом и частотную коррекцию линии. CSU также поддерживает выполнение проверок по шлейфу. На CSU часто устанавливаются световые индикаторы, сигнализирующие об обрыве мест-

Рис. 2. 13. Схема устройства CSU/DSU

ных линий, потери связи со станцией, а также о работе в режиме проверки по шлейфу. Питание CSU может осуществляться отдельным источником питания, либо посредством самой цифровой линии.

Модули обслуживания данных, или цифровые служебные модули DSU включаются в цепь между CSU и DTE (рис. 2. 13), в качестве которого часто выступает не только компьютер, но и различное сетевое оборудование, например, маршрутизатор, мост, мультиплексор или сервер. На DSU обычно устанавливается интерфейс RS-232 или V. 35. Основной задачей DSU является приведение потока цифровых данных, поступающих от DTE в соответствие со стандартом, принятым для данной цифровой линии.

Можно провести аналогию с аппаратурой для сетей ISDN. В этом случае CSU играют примерно ту же роль, что и NT1, а DSU похожи на терминальные адаптеры ISDN. DSU часто встраивают в другие устройства, например мультиплексоры. Но чаще их комбинируют с CSU. При этом получается единое устройство, именуемое CSU/DSU или DSU/CSU. В CSU./DSU могут встраиваться схемы сжатия передаваемых данных, а также резервные коммутируемые порты. Часто устройства CSU/DSU выполняют функции защиты от ошибок, реализуя один из протоколов супермножества HDLC. К сожалению, в области цифровых модемов нет такой жесткой стандартизации на протоколы сжатия данных, защиты от ошибок и вид линейного кодирования, какая существует для аналоговых модемов КТСОП. По этой причине следует с большой осторожностью осуществлять выбор цифровых модемов различных производителей.

Как уже отмечалось, для передачи данных по цифровым линиям требуется выполнить определенное преобразование исходной последовательности. Такое преобразование часто носит название линейного кодирования (кодирования для линии передачи). Рассмотрим подробнее для чего и как оно делается.

2. 6. Линейное кодирование

Данные пользователя, поступающие от DTE, уже являются гщфровыми, представленными в униполярном или биполярном коде без возврата к нулю — NRZ (NonReturn to Zero). При передаче данных на большие расстояния в коде NRZ возникают следующие проблемы.

> С течением времени нарастает постоянный ток, блокируемый некоторыми электрическими устройствами цифрового тракта, например, трансформаторами, что приводит к искажению передаваемых импульсов.

> Изменение постоянного тока в цепи отрицательно сказывается на функционировании устройств, получающих питание из линии (репитеры или CSU).

> Передача длинных серий нулей или единиц приводит к нарушению правильной работы устройств синхронизации.

> Отсутствует возможность контроля возникающих ошибок на уровне

физического канала.

Перечисленные проблемы решаются при помощи линейного кодирования. Параметры получаемого линейного сигнала должны быть согласованы с характеристикой используемой линии и отвечать ряду следующих требований.

> Энергетический спектр линейного сигнала должен быть как можно уже. В нем должна отсутствовать постоянная составляющая, что позволяет повысить верность либо дальность передачи.

> Структура линейного сигнала должна обеспечивать возможность выделения тактовой частоты на приемной стороне.

> Необходимо обеспечить возможность постоянного контроля за ошибками на уровне физической линии.

> Линейный код должен иметь достаточно простую техническую реализацию.

Рис. 2. 14. Примеры кодирования линейными кодами

Рис. 2. 15. Приемник линейного сигнала в коде AMI

Формирование требуемого энергетического спектра может быть осуществлено соответствующим изменением структуры импульсной последовательности и выбором нужной формы импульсов. Например, даже сокращение длительности импульсов в два раза (биимпульсный код с возвратом к нулю, RZ) вдвое уменьшает уровень постоянной составляющей и увеличивает уровень тактовой составляющей в спектре такого сигнала.

Различают неалфавитные (1В1Т) и алфавитные (mBnT) коды (В — двоичное, Т — троичное основание кода). При m>n скорость передачи снижается. Предельной помехоустойчивостью обладают сигналы, элементы которых равны, но противоположны по полярности. Примеры наиболее популярных линейных кодов приведены на рис. 2. 14.

Квазитроичный сигнал с чередованием полярности импульсов AMI (Alter nete Mark Inversion) получают из двоичного в результате преобразования, при котором нули исходного двоичного кода передаются импульсами нулевой амплитуды, а единицы — импульсами чередующейся полярности и вдвое меньшей длительности. Сигналы с кодом AMI требуют раздельной регенерации положительных и отрицательных импульсов (рис. 2. 15) при их восстановлении в приемниках и репитерах. Информация о синхронизирующем сигнале, как правило, выделяется после выпрямления квазитроичного сигнала в резонансном устройстве синхронизации. Недостатком кода AMI является то, что при появлении в информационной последовательности серий «нулей» резко снижается уровень синхронизирующей составляющей сигнала, что приводит к срыву синхронизации.

Наиболее широкое распространение получили двухуровневые линейные коды с удвоением скорости передачи класса 1 В2В (преобразование группы из одного двухуровневого символа в группу из двух двухуровневых символов), обладающие высокой помехозащищенностью, простотой преобразования и выделения тактовой частоты. Однако частота следования импульсов таких кодов, а следовательно, и требуемая полоса частот передачи вдвое превышает частоту следования исходной двоичной последовательности. К таким кодам относятся коды Манчестер, DMI, CMI, NEW, код Миллера (М), М, код отечественного стыка С1-И (С1-ФЛ-БИ) и ряд других менее популярных.

Код Манчестер характеризуется однозначным соответствием последовательности чередования импульсов внутри тактового интервала. А именно, «1» исходного цифрового сигнала передается нулевым импульс в первом полутактовом интервале и единичным — во втором. Для символа «О» принимается обратный порядок чередования импульсов (биимпульс 10). Аналогичный код, в котором символ «1» передается двоичной парой 10, а символ «О» — парой 01, называется кодом Манчестер-11.

На стыке С1-И символу «1» входной информационной последовательности соответствует биимпульс 10 или 01, совпадающий с предыдущим, а символу «О» — биимпульс 10 или 01, инверсный по отношению к предыдущему биим-пульсу. Другими словами, данный код является относительным, подобно тому,

Рис. 2. 16. Нормированные энергетические спектры линейных сигналов

который используется при модуляции методом ОФМ. Относительное кодирование позволяет решить проблему неопределенности фазы биимпульса на приемной стороне. В результате этого стык С1-И не боится ошибок типа «зеркальный прием», или «обратная работа» (инверсия знаков) и переполюсовки контактов физической линии или используемых разъемов.

Энергетические спектры ряда линейных кодов приведены на рис. 2. 16, где ft —тактовая частота следования исходных двоичных символов. Эти спектры позволяют судить о частотной эффективности и свойствах синхронизации наиболее популярных линейных кодов.

www.ronl.ru

Реферат - Модем - Информатика, программирование

Реферат ученика 8 класса «Г» Павлова Михаила

Гимназия 1567

Москва, 2003 г.

Потребностьв обмене информацией появилась у людей в глубокой древности. С возникновениемписьменности информация на большие расстояния стала передаваться по почте. Какправило, сообщения передавались пешими и конными гонцами по принципу эстафеты.Появление паровоза и парохода, а в начале XX века – самолета значительноускорило пересылку почтовых отправлений. Изобретение телеграфа, телефона, радиои создание новых компьютерных средств коммуникации позволило к началу XXI векасовершить качественный скачек в развитии почты. Сегодня за считанные секундыможно передать информацию практически в любую точку мира.

Общаясхема передачи информации включает в себя отправителя, получателя и каналпередачи информации (рис. 1). Если производится двусторонний обмен информацией,то отправитель и получатель информации могут меняться ролями. Для передачиданных компьютеры используют каналы обмена, имеющие разную физическую природу:

электрическийкабель;

радиосвязь;

инфракрасныелучи;

оптоволоконныйкабель;

телефоннаясеть.

Существующиетелефонные линии не приспособлены для передачи цифровой информации. Приходитсясначала преобразовывать информацию из цифровой в аналоговую форму, затемпередавать её в таком виде по телефонной линии и на другом конце линиивыполнять обратное преобразование. Этим занимается модем, объединяющий в себедва логических устройства: модулятор, т.е. преобразователь из цифровой ваналоговую форму, и демодулятор — обратный преобразователь (рис. 2). Такимобразом, модем — устройство для передачи компьютерных данных на большиерасстояния по телефонным линиям связи.

Основнойхарактеристикой качества модема является скорость передачи информации, которуюон может обеспечить в телефонной линии. В настоящее время наибольшеераспространение имеют модемы, обеспечивающие скорость передачи информации 33,6Кбит/с и 56 Кбит/с. Правда, стабильная связь на такой скорости достижима оченьредко, особенно в России. В реальности она значительно ниже, т.к. зависит откачества телефонных проводов и возможности АТС.

Дляосуществления связи один модем вызывает другой по номеру телефона, а тототвечает на вызов. Затем два модема автоматически «договариваются» между собойо максимально возможной для обоих скорости передачи данных и выборекоммуникационного протокола. Коммуникационный протокол описывает способыпередачи байтов по телефонной линии, а также то, как байты объединяются впакеты, порядок переповтора передачи в случае искажения пакета и т. п… Послеэтого передающий модем начинает посылать модулированные сигналы с согласованнойскоростью и форматом. Модем на другом конце преобразует полученную информацию вчисловой вид и передает ее своему компьютеру. Закончив сеанс связи модемотключается от линии.

Промодем, передающий данные другому (удаленному) модему, говорят, что он работаетв режиме данных. Кроме режима данных модем может находиться в режиме команд.Команды используются для настройки и управления работой модема. Любая команданачинается с двух символов AT (от английского attention — «внимание») (рис. 3).

Модемыбывают внешние, выполненные в виде отдельного устройства, подключаемого кпоследовательному порту компьютера, и внутренние, представляющие собой электроннуюплату, устанавливаемую в один из слотов системной платы компьютера. Модем,который может передавать и получать данные как факс, называют факс-модемом.

Скоростьи надёжность передачи информации по модему невысоки и совершеннонеудовлетворительны для современных компьютерных систем. Тем не менее огромнымдостоинством модема является то, что он разрешает использовать уже существующиетелефонные линии, не дожидаясь создания инфраструктуры компьютерных сетей.Когда же появятся подобные сети, модем наконец займёт своё место в рядуустаревших и достаточно курьёзных технических устройств.

/>

Рисунок2. Схема реализации модемной связи.

ATZ- инициализация модема;

ATL3- максимальная громкость встроенного динамика;

ATS0=0- запрещено отвечать на входящие звонки;

ATS0=2- снять трубку после двух звонков;

ATDP1234567- набрать (Dial) телефонный номер 1234567 в импульсном

(Pulse)режиме набора;

ATI4- отобразить на экране текущее состояние

энергонезависимыхрегистров модема (S00 – S69).

Рисунок3. Примеры управления модемом с помощью AT — команд.

Список литературы

1.Энциклопедия для детей. Том 22. Информатика /  Глав. ред. Е.А. Хлебалина, вед.науч. ред. А.Г. Леонов. – М.: Аванта+, 2003.

2.Информатика и информационные технологии. Учебник для 10 — 11 классов /  Н.Д.Угринович. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002.

3.Информатика. Учеб. пособие для 10 – 11 кл. общеобразоват. учреждений /  Л.З.Шауцукова. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2003.

www.ronl.ru

Доклад - Модемы и их устройство

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Городской классический лицей

РЕФЕРАТ

ПО ТЕМЕ:

«Модемы и их устройство»

Выполнил: ученик 11 кл. «Г»

Пустовит С.С.

Кемерово 1999

1. Введение

В последнее время модемы становятся неотъемлемой частьюкомпьютера. Установив модем на свой компьютер, вы фактически открываете для себя новый мир. Ваш компьютер превращается изобособленного компьютера в звено глобальной сети. Модем позволит вам, не выходя из дома, получить доступ кбазам данных, которые могут быть удалены от вас на многие тысячи километров, разместить сообщение на BBS (электронной доскеобъявлений), доступной другим пользователям, скопировать с тойже BBS интересующие вас файлы, интегрировать домашний компьютерв сеть вашего офиса, при этом (не считая низкой скорости обменаданными) создаётся полное ощущение работы в сети офиса. Крометого, воспользовавшись глобальными сетями (RelCom, FidoNet)можно принимать и посылать электронные письма не только внутригорода, но фактически в любой конец земного шара. Глобальныесети дают возможность не только обмениваться почтой, но иучаствовать во всевозможных конференциях, получать новостипрактически по любой интересующей вас тематике. Существует три основных способа соединения компьютеров дляобмена информацией:

— непосредственная связь, через асинхронный порт;

— связь с использованием модема;

— связь через локальные сети.

В реферате рассматривается первые два типа соединений -непосредственное и соединение через модем.

2. Последовательный асинхронный адаптер

Практически каждый компьютер оборудован хотя бы однимпоследовательным асинхронным адаптером. Обычно он представляетсобой отдельную плату или же расположен прямо на материнскойплате компьютера. Его полное название — RS-232-C. Каждый асинхронный адаптер обычно содержит несколько портов, через которыек компьютеру можно подключать внешние устройства. Каждому такому порту соответствует несколько регистров, через которые программа получает к нему доступ, и определенная линия IRQ (линиязапроса прерывания) для сигнализации компьютеру об изменениисостояния порта. Каждому порту присваивается логическое имя(COM1,COM2 и т.д.).

Интерфейс RS-232-C разработан ассоциацией электронной промышленности (EIA) как стандарт для соединения компьютеров иразличных последовательных периферийных устройств. Компьютер IBM PC поддерживает интерфейс RS-232-C не в полной мере; скорее разъём, обозначенный на корпусе компьютера как порт последовательной передачи данных, содержит некоторые из сигналов, входящих в интерфейс RS-232-C и имеющих соответствующие этому стандарту уровни напряжения.

В настоящее время порт последовательной передачи данных используется очень широко. Вот далеко не полный список применений:

— подключение мыши;

— подключение графопостроителей, сканеров, принтеров, дигитайзеров;

— связь двух компьютеров через порты последовательной передачи данных с использованием специального кабеля и таких программ, как FastWire II или Norton Commander;

— подключение модемов для передачи данных по телефонным линиям;

— подключение к сети персональных компьютеров.

Последовательная передача данных означает, что данные передаются по единственной линии. При этом биты байта данных передаются по очереди с использованием одного провода. Для синхронизации группе битов данных обычно предшествует специальный стартовый бит, после группы битов следуют бит проверки на чётность и один или два стоповых бита. Иногда бит проверки на четность может отсутствовать.

Использование бита чётности, стартовых и стоповых битов определяют формат передачи данных. Очевидно, что передатчик и приемник должны использовать один и тот же формат данных, иначе обмен не возможен.

Другая важная характеристика — скорость передачи данных. Она также должна быть одинаковой для передатчика и приемника. Скорость передачи данных обычно измеряется в бодах (по фамилии французского изобретателя телеграфного аппарата Emile Baudot — Э.Бодо). Боды определяют количество передаваемых битов в секунду. При этом учитываются и старт/стопные биты, а также бит чётности.



Компьютер может быть оснащен одним или двумя портами последовательной передачи данных. Эти порты расположены либо на материнской плате, либо на отдельной плате, вставляемой в слоты расширения материнской платы. Бывают также платы, содержащие четыре или восемь портов последовательной передачи данных. Их часто используют для подключения нескольких компьютеров или терминалов к одному, центральному компьютеру. Эти платы имеют название «мультипорт».

В основе последовательного порта передачи данных лежит микросхема INTEL 8250 или её современные аналоги – INTEL 16450,16550,16550A. Эта микросхема является универсальным асинхронным приемопередатчиком (UART — Universal Asynchronous Receiver Transmitter). Микросхема содержит несколько внутренних регистров, доступных через команды ввода/вывода.

Микросхема 8250 содержит регистры передатчика и приёмника данных. При передаче байта он записывается в буферный регистр передатчика, откуда затем переписывается в сдвиговый регистр передатчика. Байт «выдвигается» из сдвигового регистра по битам.

Программа имеет доступ только к буферным регистрам, копирование информации в сдвиговые регистры и процесс сдвига выполняется микросхемой UART автоматически. К внешним устройствам асинхронный последовательный порт подключается через специальный разъём. Существует два стандарта на разъёмы интерфейса RS-232-C — это DB-25 и DB-9. Первый имеет 25, а второй 9 выводов.

Разводка разъёма DB25

Интерфейс RS-232-C определяет обмен между устройствами двух типов: DTE (Data Terminal Equipment — терминальное устройство) и DCE (Data Communication Equipment — устройство связи). В большинстве случаев, но не всегда, компьютер является терминальным устройством. Модемы, принтеры, графопостроители всегда являются устройствами связи.

Сигналы интерфейса RS-232-C

Входы TD и RD используются устройствами DTE и DCE по-разному. Устройство DTE использует вход TD для передачи данных, а вход RD для приема данных. И наоборот, устройство DCE использует вход TD для приема, а вход RD для передачи данных. Поэтому для соединения терминального устройства и устройства связи выводы их разъемов необходимо соединить напрямую.

Подтверждение связи

Рассмотрим процесс подтверждения связи между компьютером и модемом. В начале сеанса связи компьютер должен удостоверится, что модем может произвести вызов (находится в рабочем состоянии). Затем, после вызова абонента, модем должен сообщить компьютеру, что он произвел соединение с удаленной системой. Подробнее это происходит следующим образом.

Компьютер подает сигнал по линии DTR, чтобы показать модему, что он готов к проведению сеанса связи. В ответ модем подает сигнал по линии DSR. Когда модем произвел соединение с другим, удаленным модемом, он подает сигнал по линии DCD, чтобы сообщить об этом компьютеру.

Если напряжение на линии DTR падает, это сообщает модему, что компьютер не может далее продолжать сеанс связи, например из-за того, что выключено питание компьютера. В этом случае модем прервет связь. Если напряжение на линии DCD падает, это сообщает компьютеру, что модем потерял связь и не может больше продолжать соединение. В этом случае эти сигналы дают ответ на наличие связи между модемом и компьютером.

Существует более высокий уровень, который используется для управления скоростью обмена данными, но он также реализуется аппаратно. Практически управление скоростью обмена данными (управление потоком) необходимо, если производится передача больших объёмов данных с высокой скоростью. Когда одна система пытается передать данные с большей скоростью, чем они могут быть обработаны принимающей системой, результатом может стать потеря части передаваемых данных. Чтобы предотвратить передачу большего числа данных, чем то, которое может быть обработано, используют управление связью, называемое «управление потоком».

Стандарт RS-232-C определяет возможность управления потоком только для полудуплексного соединения, при котором в каждый момент времени данные могут передаваться только в одну сторону.

Фактически этот механизм используется и для дуплексных соединений, когда данные передаются по линии связи одновременно в двух направлениях.

Управление потоком

В полудуплексных соединениях устройство DTE подает сигнал RTS, когда оно желает передать данные. DCE отвечает сигналом по линии CTS, когда оно готово, и DTE начинает передачу данных. До тех пор, пока оба сигнала RTS и CTS не примут активное состояние, только DCE может передавать данные.

При дуплексных соединениях сигналы RTS/CTS имеют значения противоположные тем, которые они имели для полудуплексных соединений.

Когда DTE может принять данные, он подает сигнал по линии RTS. Если при этом DCE готово для принятия данных, оно возвращает сигнал CTS. Если напряжение на линиях RTS и CTS падает, то это сообщает передающей системе, что получающая система не готова для приема данных.

Однако на практике не все так просто. Соединить компьютер и модем не составляет труда, т.к. интерфейс RS-232-C как раз для этого и предназначен. Но если вы захотите связать вместе два компьютера при помощи такого же кабеля, который вы использовали для связи модема и компьютера, то у вас возникнут проблемы. Для соединения двух терминальных устройств — двух компьютеров — как минимум необходимо перекрестное соединение линий TR и RD. Однако часто этого недостаточно, т.к. для устройств DTE и DCE функции, выполняемые линиями DSR, DTR, DCD, CTS, RTS асимметричны.

Устройство DTE подает сигнал DTR и ожидает получения сигналов DSR и DCD. В свою очередь, устройство DCE подает сигналы DSR, DCD и ожидает получения сигнала DTR. Таким образом, если соединить вместе два устройства DTE кабелем, который вы использовали для соединения устройств DTE и DCE, то они не смогут договориться друг с другом.

Теперь перейдем к сигналам RTS и CTS управления потоком данных. Иногда для соединения двух устройств DTE эти линии соединяют вместе на каждом конце кабеля. В результате получаем то, что другое устройство всегда готово для получения данных. Поэтому, если при большой скорости передачи принимающее устройство не успевает принимать и обрабатывать данные, возможна потеря данных.

Чтобы решить все эти проблемы для соединения двух устройств типа DTE используется специальный кабель, в обиходе называемый нуль-модемом.

Технические параметры интерфейса RS-232-C

При передаче данных на большие расстояния без использования специальной аппаратуры из-за помех, наводимых электромагнитными полями, возможно возникновение ошибок. Вследствие этого накладываются ограничения на длину соединительного кабеля между устройствами DTR-DTR и DTR-DCE.

Официальное ограничение по длине для соединительного кабеля по стандарту RS-232-C составляет 15,24 метра. Однако на практике это расстояние может быть значительно больше. Оно непосредственно зависит от скорости передачи данных.

110бод — 1524м / 914,4м 300бод — 1524м / 914,4м

1200бод — 914,4м / 914,4м 2400бод — 304,8м / 152,4м 4800бод — 304,8м / 76,2м 9600бод — 76,2м / 76,2м

Первое значение — скорость передачи в бодах, второе — максимальная длина для экранированного кабеля, третье — максимальная длина для неэкранированного кабеля.

Уровни напряжения на линиях разъёма составляют для логического нуля -15..-3 вольта, для логической единицы +3..+15 вольт. Промежуток от -3 до +3 вольт соответствует неопределенному значению.



Порты асинхронного адаптера

На этапе инициализации системы, модуль POST BIOS тестирует имеющиеся асинхронные порты RS-232-C и инициализирует их. В зависимости от версии BIOS инициализируются первые два или четыре порта. Их базовые адреса располагаются в области данных BIOS начиная с адреса 0000:0400h.

Первый адаптер COM1 имеет базовый адрес 3F8h и занимает диапазон адресов от 3F8h до 3FFh. Второй адаптер COM2 имеет базовый адрес 2F8h и занимает адреса 2F8h..2FFh.

Асинхронные адаптеры могут вырабатывать прерывания: COM1,COM3 — IRQ4 COM2,COM4 — IRQ3

Имеется 7 основных регистров для управления портами:

а) Регистр данных.

Регистр данных расположен непосредственно по базовому адресу порта RS-232-C и используется для обмена данными и для задания скорости обмена. Для передачи данных в этот регистр необходимо записать передаваемый байт данных. После приема данных от внешнего устройства принятый байт можно прочитать из этого же регистра.

В зависимости от состояния старшего бита управляющего регистра (расположенного по адресу base_adr+3, где base_adr соответствует базовому адресу порта RS-232-C) назначение этого регистра может изменяться. Если старший бит равен нулю, регистр используется для записи передаваемых данных. Если же старший бит равен единице, регистр используется для ввода значения младшего байта делителя частоты тактового генератора. Изменяя содержимое делителя, можно изменять скорость передачи данных. Старший байт делителя записывается в регистр управления прерываниями по адресу base_adr+1.

Максимальная скорость обмена информацией, которую можно достичь при использовании асинхронного адаптера, достигает 115200 бод, что примерно соответствует 14 Кбайт в секунду.

б) Регистр управления прерываниями.

Этот регистр используется либо для управления прерываниями от асинхронного адаптера, либо (после вывода в управляющий регистр байта с установленным в 1 старшим битом) для вывода значения старшего байта делителя частоты тактового генератора.

в) Регистр идентификации прерывания.

итывая его содержимое, программа может определить причину прерывания.

г) Управляющий регистр.

Управляющий регистр доступен по записи и чтению. Он управляет различными характеристиками UART: скоростью передачи данных, контролем четности, передачей сигнала BREAK, длиной передаваемых слов (символов).

д) Регистр управления модемом.

Регистр управления модемом управляет состоянием выходных линий DTR, RTS и линий, специфических для модемов — OUT1 и OUT2, а также запуском диагностики при соединенных вместе входе и выходе асинхронного адаптера.

е) Регистр состояния линии.

Регистр состояния линии определяет причину ошибок, которые могут возникнуть при передаче данных между компьютером и микросхемой UART.

ж) Регистр состояния модема.

Регистр состояния модема определяет состояние управляющих сигналов, передаваемых модемом асинхронному порту компьютера.

Инициализация асинхронного адаптера

Первое, что должна сделать программа, работающая с асинхронным адаптером, – установить формат и скорость передачи данных. После загрузки операционной системы для асинхронных адаптеров устанавливается скорость 2400 бод, не выполняется проверка на четность, используются один стоповый и восьмибитовая длина передаваемого символа. Можно изменить этот режим командой MS-DOS MODE.

Выполнив ввод из управляющего регистра, программа может получить текущий режим адаптера. Для установки нового режима измените нужные вам поля и запишите новый байт режима обратно в управляющий регистр.

Если вам надо задать новое значение скорости обмена данными, перед записью байта режима установите старший бит этого байта в 1, при этом регистр данных и управляющий регистр используются для задания скорости обмена. Затем последовательно двумя командами ввода загрузите делитель частоты тактового генератора. Младший байт запишите в регистр данных, а старший — в регистр управления прерываниями.

Перед началом работы необходимо также проинициализировать регистр управления прерываниями, даже если в вашей программе не используются прерывания от асинхронного адаптера. Для этого сначала надо перевести регистр данных и регистр управления прерываниями в обычный режим, записав ноль в старший бит управляющего регистра. Затем можно устанавливать регистр управления прерываниями. Если прерывания вам не нужны, запишите в этот порт нулевое значение.

Современные микросхемы UART

Фактически микросхема UART 8250 в её исходном виде использовалась только в старых моделях компьютеров IBM PC. Современные микросхемы — UART 16450, 16550, 16550A изготовленные по новой технологии, позволяют достичь более высокой скорости обмена данными, а также обладают новыми аппаратными возможностями.

Основные возможности различных микросхем UART:

— 8250 (8250-B): использовался на первых моделях IBM PC;

— 16450 (8250-A): эта микросхема имеет большую производительность по сравнению с 8250. Фактически это 8250, но изготовленный с использованием новой технологии. Микросхема дополнена регистром расширения (scratch register). Устранены ошибки в регистре разрешения прерываний и добавлена возможность перевода линии OUT2 в высокоимпедансное состояние во время проведения тестов, когда выход данных замкнут на вход.

— 16550: фактически соответствует 16450. Добавлена возможность внутренней буферизации передаваемых и принимаемых данных. Буфера выполнены по схеме FIFO (First In First OUT — первый вошёл, первым вышел) или, другими словами в виде очереди. При использовании буферизации возможно заметно уменьшить число прерываний, вырабатываемых асинхронным портом. Однако из-за ошибки в микросхеме эту возможность лучше не использовать — можно потерять отдельные символы. В общем случае микросхема 16550 более быстрая, чем 16450. Дополнительно 16550 дает возможность использовать несколько каналов прямого доступа (DMA channels).

— 16550A (16550AN) Соответствует 16550, исправлены ошибки реализации FIFO. Эта микросхема дает возможность использования программисту нескольких каналов прямого доступа. 16550А, как правило, используется в компьютерах с процессорами 80386/486 и в компьютерах с RISC-архитектурой. Если вы хотите работать на скоростях больших, чем 9600 бод, желательно использовать именно эту микросхему.

3.Типы модемов

В настоящее время выпускается огромное количество всевозможных модемов, начиная от простейших, обеспечивающих скорость передачи около 300 бит/сек, до сложных факс-модемных плат, позволяющих вам послать с вашего компьютера факс или звуковое письмо в любую точку мира.

В реферате будет рассказано только о так называемых hayes-совместимых модемов. Эти модемы поддерживают разработанный фирмой Hayes набор АТ-команд управления модемами. В настоящее время такие модемы широко используются во всем мире для связи персональных компьютеров IBM PC/XT/AT, PS/2 через телефонные линии.

Аппаратно модемы выполнены либо как отдельная плата, вставляемая в слот на материнской плате компьютера, либо в виде отдельного корпуса с блоком питания, который подключается к последовательному асинхронному порту компьютера. Первый из низ называется внутренним модемом, а второй — внешним.

Типичный модем содержит следующие компоненты: специализированный микропроцессор, управляющий работой модема, оперативную память, хранящую значения регистров модема и буферизующие входную/выходную информацию, постоянную память, динамик, позволяющий выполнять звуковой контроль связи, а также другие вспомогательные элементы (трансформатор, резисторы, конденсаторы, разъёмы). Если у вас достаточно современный модем, то он, скорее всего, дополнительно содержит электрически перепрограммируемую постоянную память, в которой может быть сохранена конфигурация модема даже при выключении питания.

Чтобы модемы могли обмениваться друг с другом информацией, надо, чтобы они использовали одинаковые способы передачи данных по телефонным линиям. Для разработки стандартов передачи данных был создан специальный международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (CCITT) и приняты следующие рекомендации:

CCITT V.21 — 300 bps. Модем, регламентированный данной рекомендацией, предназначен для передачи данных по выделенным и коммутируемым линиям. Он работает в асинхронном дуплексном режиме. Для передачи и приема данных используется способ частотной модуляции.

CCITT V.22 — 1200 bps. Модем, работающий в соответствии с данной рекомендацией, использует асинхронно-синхронный дуплексный режим передачи. Асинхронно-синхронный режим означает, что компьютер передает модему данные в асинхронном режиме. Модем удаляет из потока данных компьютера стартовые и стоповые биты. И уже в синхронном виде передает их удаленному компьютеру. Для модуляции передаваемого сигнала применяется метод дифференциальной фазовой модуляции.

CCITT V.22bis — 2400 bps. Дуплексный модем, со скоростью передачи данных 2400 bps. При передаче со скоростью 2400 bps используется метод квадратурной модуляции, а при скорости 1200 — метод дифференциальной фазовой модуляции. На скорости 1200 bps модем CCITT V.22bis совместим с CCITT V.22.

CCITT V.23 — 600/1200 bps. Асинхронный модем, использующий метод частотной модуляции. Модем может работать в дуплексном режиме со скоростью передачи данных по прямому каналу — 600/1200 bps, а по обратной — только 75 bps. Этот стандарт не совместим с CCITT V.21, V.22, V.22bis.

Bell 103 — 300 bps, Bell 212A — 1200 bps. Bell — это американский стандарт, не совместимый со стандартами CCITT.

4. Программирование модемов

После выпуска американской фирмой Hayes модемов серии Smartmodem, система команд, использованная в ней, стала неким стандартом, которого придерживаются остальные фирмы — разработчики модемов. Система команд, применяемая в этих модемах, носит название hayes-команд, или AT-команд.

Со времени выпуска первых AT-совместимых модемов набор их команд несколько расширился, но все основные команды остались без изменения.

Все команды, передаваемые компьютером модему, надо начинать префиксом AT (ATtention — внимание) и заканчивать символом возврата каретки (<CR>). Только команда А/ и Escape-последовательность "+++" не требуют для себя префикса AT.

После префикса AT могут идти одна или сразу несколько команд. Для ясности эти команды могут быть отделены друг от друга символами пробела, тире, скобками. В большинстве случаев команды могут быть написаны как заглавными, так и строчными буквами.

При передаче модему команд они сначала заносятся во внутренний буфер, который, как правило, имеет размер 40 символов. Команды, записанные в буфер модема, исполняются после поступления символа возврата каретки. Вследствие ограниченности размера буфера не следует передавать модему слишком длинные команды (больше размера буфера). Длинные команды можно разбивать на части и передавать в несколько заходов. При этом каждая часть должна начинаться префиксом АТ и заканчиваться символом возврата каретки. Если вы допустили ошибку при наборе команды, то её можно исправить, используя клавишу BackSpace.

После выполнения каждой команды модем посылает обратно компьютеру ответ в виде числа или слова. Этот ответ означает, выполнена ли команда или произошла ошибка. Если у вас внешний модем, то на его лицевой панели находится восемь световых индикаторов. Хотя их расположение на различных моделях может меняться, их обозначения являются стандартными:

MR Modem Ready — Модем готов к обмену данными. Если этот индикатор не горит, то надо проверить линию питания модема.

TR Terminal Ready — Компьютер готов к обмену данными с модемом. Этот индикатор горит, когда модем получил от компьютера сигнал DTR.

CD Carrier Detect — Индикатор зажигается, когда модем обнаружил несущую частоту на линии. Индикатор должен гореть на протяжении всего сеанса связи и гаснуть, когда один из модемов освободит линию.

SD Send Data — Индикатор мигает, когда модем получает данные от компьютера.

RD Receave Data — Индикатор мигает, когда модем передает данные к компьютеру

HS High Speed — Модем работает на максимально возможной для него скорости.

AA Auto Answer — Модем находится в режиме автоответа. То есть модем автоматически будет отвечать на приходящие звонки. Когда модем обнаружит звонок на телефонной линии, этот индикатор замигает.

OH Off-Hook — Этот индикатор горит, когда модем снял трубку (занимает линию).



AT — Начало (префикс) командной строки. После получения этой команды модем автоматически подстраивает скорость передачи и формат данных к параметрам компьютера.

A — Автоответ. Если режим автоматического ответа выключен (S0=0), команда используется для ответа на звонок от удаленного модема. Команда заставляет модем снять трубку (подключиться к линии) и установить связь с удаленным модемом.

A/ — Модем повторяет последнюю введенную команду. Команда передается на модем без префикса AT и исполняется модемом немедленно, не ожидая прихода символа возврата каретки. Если вы передадите модему строку AT A/ <CR>, то модем укажет на ошибку и вернет слово ERROR.

Bn — Команда производит выбор стандарта, согласно которому будет происходить обмен данными между модемами. При скорости передачи 300 бит/с происходит выбор между стандартами BELL 103 и CCITT V.21, при скорости 1200 bps — между BELL 212A и CCITT V.22bis. При скорости 2400 bps эта команда игнорируется и используется стандарт CCITT V.22. Если n=0, устанавливаются стандарты CCITT V.21/V.22, а если n=1 — стандарты BELL 103/212A.

Ds — Команда используется для набора номера. После получения этой команды модем начинает набор номера и при установлении связи переходит в режим передачи данных. Команда состоит из префикса AT, символа D и телефонного номера, в состав которого могут входить следующие управляющие модификаторы: P или T. Эти модификаторы производят выбор между импульсной и тоновой системой набора (в нашей стране используется импульсная система).

, — Символ запятой вызывает паузу при наборе номера. Длительность паузы определяется содержимым регистра S8.

; — Символ точки с запятой, если он находится в конце командной строки, переводит модем после набора номера в командный режим.

@ — Модем ожидает пятисекундной тишины на линии в течение заданного промежутка времени. Промежуток времени, в течение которого модем ожидает тишины, задается в регистре S7. Если в течение этого времени паузы тишины не было, модем отключается и отвечает NO ANSWER.

! — Если знак "!" стоит перед знаками последовательности набора, модем переходит в состояние ON HOOK (кладет трубку) на 1/2 секунды, а затем снова переходит в состояние OFF HOOK (снимает трубку).

S — Модем набирает телефонный номер, записанный в его памяти. Эта команда выполняется только для модемов, имеющих встроенную энергонезависимую память и возможность записи в нее номеров телефонов.

R — После набора номера переводит модем в режим автоответа. Этот модификатор должен находиться в конце набираемого номера.

W — Перед дальнейшим набором телефонного номера модем ожидает длинный гудок из линии. Причем время ожидания гудка содержится в регистре S7. Если в отведенное время гудок не появился, модем прекращает набор номера и возвращает сообщение NO DIALTONE. Этот параметр может быть полезен при наборе междугородних номеров.

En — Управление эхо-выводом команд, передаваемых модему. После команды Е1 модем возвращает каждый знак, передаваемый ему, обратно компьютеру, что позволяет узнать, как работает связь модема и компьютера. Команда Е0 запрещает эхо-вывод.

Fn — Переключение между дуплексным/полудуплексным режимами. При n=0 переход в полудуплексный режим, а при n=1 — в дуплексный.

Hn — Эта команда используется для управления телефонной линией. Если n=0, то происходит отключение модема от линии, если n=1, модем подключается к линии.

In — Выдает идентификационный код модема и контрольную сумму содержимого памяти модема. Если n=0, модем сообщает свой идентификационный код, если n=1, модем проводит подсчет контрольной суммы EPROM и передает её компьютеру, n=2 — модем проверяет состояние внутренней памяти ROM и возвращает сообщение OK или CHECKSUM ERROR (ошибка контрольной суммы). При n=3 выдается состояние модема.

Ln — Установка громкости сигнала внутреннего динамика: n=0,1 соответствует низкой громкости, n=2 — средней и n=3 — максимальной.

Mn — Управление внутренним динамиком. При n=0 динамик выключен. При n=1 динамик включен только во время набора номера и выключен после обнаружения несущей. При n=2 динамик включен все время. При n=3 динамик включается после набора последней цифры номера и выключается после обнаружения несущей отвечающего модема.

Qn — Управление ответом модема на AT-команды. При n=0 ответ разрешен, при n=1 ответ запрещен. Независимо от состояния Q0 или Q1 модем всегда сообщает содержание S-регистров, свой идентификационный код, контрольную сумму памяти и результаты теста.

On — Команда переводит модем из командного режима в режим передачи данных. При этом модем отвечает CONNECT. Команда О и О0 переводят модем в режим передачи данных без инициирования последовательности сигналов проверки линии связи. Команда О1 переводит модем в режим передачи данных и заставляет модем передать последовательности сигналов проверки линии связи, т.е. производить повторное квитирование с удаленным модемом.

Sr? — Чтение содержимого регистра модема, имеющего номер r. Sr=n — Запись в регистр модема с номером r числа n. Число

n может иметь значения от 0 до 255. Все команды модифицируют содержимое одного или более S-регистров. Некоторые S-регистры содержат временные параметры, которые можно поменять только командой S.

Vn — Производит выбор вида ответа модема на AT-команды. При n=0 ответ происходит цифровым кодом, а при n=1 модем отвечает в символьном виде на английском языке. Использование цифровой формы ответа облегчает обработку результатов выполнения команды при написании собственных программ управления модемом.

Стандартный набор ответов модема:

OK 0 Модем выполнил команду без ошибок

CONNECT 1 Модем установил связь со скоростью 300 bps

RING 2 Модем обнаружил сигнал звонка

NO CARRIER 3 Модем потерял несущую частоту

ERROR 4 Ошибка в командной строке

CONNECT 1200 5 Модем установил связь со скоростью 1200 bps

NO DIALTONE 6 Отсутствие сигнала станции при снятии трубки

BUSY 7 Модем обнаружил сигнал «занято»

NO ANSWER 8 Нет ответа после ожидания сигнала

CONNECT 600 9 Модем установил связь со скоростью 600 bps

CONNECT 2400 10 Модем установил связь со скоростью 2400 bps

Yn — Способ отключения модема от линии. Существуют два способа отключения модема от линии: стандартный, когда модем получает неактивный сигнал DTR от компьютера, и принудительный, когда модем получает от удаленного модема сигнал перерыва BREAK. Команда ATH0 направляет удаленному модему сигнал прерыва BREAK, который длится 4с. При n=0 модем отключается стандартно, при n=1 модем отключается после получения из линии сигнала BREAK.

Z — Сбрасывает конфигурацию модема. При этом во все регистры загружаются значения, принятые по умолчанию. Значения регистров, принятые по умолчанию берутся из энергонезависимой памяти модема или, если модем такой памяти не имеет, из постоянной памяти или определяется исходя из переключателей на плате модема.

+++ — Escape-последовательность, используемая для перехода в командный режим работы модема. Благодаря этой команде можно перейти из режима передачи данных модемом в командный режим работы без разрыва связи. Модем требует тишины перед и после направления этой Escape-последовательности. Величина этого промежутка тишины определена в регистре S12.

&Cn — Данная команда управляет сигналом DCD порта RS-232-C. При n=0 сигнал DCD всегда активен, а при n=1 сигнал DCD устанавливается только тогда, когда модем обнаруживает несущую частоту от удаленного модема.

&Dn — Управление сигналом DTR. При n=0 модем игнорирует DTR, n=1 — при потере сигнала DTR модем переходит в командный режим работы, n=2 — при потере сигнала DTR модем прекращает связь, отключается от линии, отключает режим автоответа и переходит в командный режим работы, n=3 — при потере сигнала DTR автоматически сбрасывается конфигурация модема, как при выполнении команды ATZ. Модем обнаруживает потерю сигнала DTR, если сигнал DTR отсутствует дольше времени, определенного в регистре модема S25.

&F — модем устанавливает конфигурацию, записанную в постоянную память.

&Gn — Включение/выключение защитной частоты. n=0 — защитная частота выключена, n=1 — модем генерирует защитную частоту 550 Hz, n=2 — модем генерирует защитную частоту 1800 Hz. Использование данной команды зависит от особенностей телефонной линии.

&Ln — Вид линии связи. При n=0 передача по обычным (коммутируемым) линиям связи, n=1 передача по выделенным каналам.

&Mn — Установка асинхронно/синхронного режима работы. При n=0 устанавливается асинхронный режим, при n=1,2,3 устанавливается синхронный режим.

&Pn — Установка импульсного коэффициента набора номера в соответствии с различными стандартами. При n=0 — коэффициент заполнения замыкание/интервал 39/61 (Америка), при n=1 — 33/67 (Англия).

&Rn — Управление сигналом CTS: n=0 — сигнал переходит в активное состояние после получения сигнала RTS. Данные, передаваемые модему до поступления сигнала RTS, игнорируются. Если n=1 модем игнорирует RTS.

&Sn — Управление сигналом DSR порта RS-232-C. При n=0 сигнал DSR активен всегда, а при n=1 сигнал DSR активизируется только после окончания этапа установления связи между модемами.

&Tn — Тестирование модема. От n зависит вид теста. &V — Модем показывает свою текущую конфигурацию и телефон

ные номера, записанные в энергонезависимой памяти. &W — Модем записывает свою текущую конфигурацию в энерго

независимую память. При сбросе модема будет загружена именно эта конфигурация.

&Zn — Используется для записи телефонного номера в энергонезависимую память модема. Количество телефонов зависит от модели модема.



Доступ к модему происходит через последовательный асинхронный порт. При этом для передачи модему команд их необходимо просто записать в регистр данных COM-порта, на котором находится модем. Ответ от модема также поступает через последовательный порт.Передавая модему команды, его можно проинициализировать, перевести в режим автоответа или заставить набрать номер.

Когда модем наберет номер удаленного абонента или когда модему в режиме автоответа придет вызов, он попытается установить связь с удаленным модемом. После установления связи модем передает компьютеру через COM-порт специальное сообщение и переключится из командного режима в режим передачи данных. После этого данные, передаваемые модему, перестают восприниматься им как команды и сразу передаются по телефонной линии на удаленный модем.

Итак, после установления связи с удаленным модемом, коммуникационная программа может начинать обмен данными. Обмен данными так же, как и передача команд, осуществляется через COM-порт. Затем при помощи специальной Escape-последовательности можно переключить модем из режима передачи данных обратно в командный режим и положить трубку, разорвав связь с удаленным модемом.



а)Инициализация COM-порта

Проводим инициализацию COM-порта, к которому подключен модем. Для этого программируем регистры микросхемы UART, задавая формат данных и скорость обмена. Заметим, что модем будет проводить соединение с удаленным модемом как раз на этой скорости. Чем скорость выше, тем быстрее будет происходить обмен данными с удаленным модемом. Однако при увеличении скорости на плохих телефонных линиях сильно возрастает количество ошибок.

б)Инициализация модема

Передавая модему AT-команды через СОМ-порт, производим его инициализацию. При помощи АТ-команд можно установить различные режимы работы модема — выбрать протокол обмена, установить набор диагностических сообщений модема и т.д.

в)Соединение с удаленным модемом

Передаем модему команду набора номера (ATD). В этом случае модем набирает номер и пытается установить связь с удаленным модемом. Или передаем модему команду AT S0=1 для перевода его в режим автоответа. После этого модем ожидает звонка от удаленного модема, а когда он приходит, пытается установить с ним связь.

г)Ожидаем ответ от модема

В зависимости от режима, в котором находится модем, он может передавать компьютеру различные сообщения. Например, если модем производит вызов удаленного модема (АТ-команда ATD), то модем может выдать следующие сообщения:

CONNECT Успешное соединение

BUSY Номер занят

NO DIALTONE На линии отсутствует сигнал коммутатора

NO ANSWER Абонент не отвечает

NO CARRIER Неудачная попытка установить связь

Когда приходит звонок, модем передает компьютеру сообщение RING, если регистр модема S0 равен нулю. В этом случае для ответа на звонок надо послать модему команду АТА. Если модем находится в режиме автоответа и регистр модема S0 не равен нулю, то модем автоматически пытается ответить на звонок и может выдать следующие сообщения:

CONNECT Успешное соединение

NO DIALTONE Нет несущей частоты удаленного модема

NO CARRIER Неудачная попытка установить связь.

Если модем передал компьютеру сообщение CONNECT, значит, он успешно произвел соединение и теперь работает в режиме передачи данных. Теперь все данные, которые вы передадите модему через СОМ-порт, будут преобразованы модемом в форму, пригодную для передачи по телефонным линиям, и переданы удаленному модему. И наоборот, данные, принятые модемом по телефонной линии, переводятся в цифровую форму и могут быть прочитаны через СОМ-порт, к которому подключен модем.

Если модем передал компьютеру сообщения BUSY, NO DIALTONE, NO ANSWER, NO CARRIER, значит, произвести соединение с удаленным модемом не удалось и надо попытаться повторить соединение.

д)Подключение модема в командный режим

После окончания работы коммуникационная программа должна перевести модем в командный режим и передать ему команду положить трубку (ATH0). Для перевода модема в командный режим можно воспользоваться Escape-последовательностью "+++". После того как модем перешел в командный режим, можно опять передавать ему АТ-команды.

е)Сбрасываем сигналы на линиях DTR и RTS

Низкий уровень сигналов DTR и RTS сообщает модему, что компьютер не готов к приему данных через COM-порт. При работе с асинхронным последовательным адаптером вы можете использовать механизм прерываний. Так как передача и прием данных модемом представляют собой длительный процесс, то применение прерываний от порта позволяет использовать процессорное время для других нужд.

5.Протоколы обмена данными



При передаче данных по зашумленным телефонным линиям всегда существует вероятность, что данные, передаваемые одним модемом, будут приняты другим модемом в искаженном виде. Например, некоторые передаваемые байты могут изменить свое значение или даже просто исчезнуть.

Для того, чтобы пользователь имел гарантии, что его данные переданы без ошибок, используются протоколы коррекции ошибок. Общая форма передачи данных по протоколам с коррекцией ошибок следующая: данные передаются отдельными блоками (пакетами) по 16-20000 байт, в зависимости от качества связи. Каждый блок снабжается заголовком, в котором указана проверочная информация, например контрольная сумма блока. Принимающий компьютер самостоятельно подсчитывает контрольную сумму каждого блока и сравнивает её с контрольной суммой из заголовка блока. Если эти две контрольный суммы совпали, принимающая программа считает, что блок передан без ошибок. В противном случае принимающий компьютер передает передающему запрос на повторную передачу этого блока.

Протоколы коррекции ошибок могут быть реализованы как на аппаратном уровне, так и на программном. Аппаратный уровень реализации более эффективен. Быстродействие аппаратной реализации протокола MNP примерно на 30% выше, чем программной.

MNP-протоколы MNP (Microcom Network Protocols) — серия наиболее распространенных аппаратных протоколов, впервые реализованная на модемах фирмы Microcom. Эти протоколы обеспечивают автоматическую коррекцию ошибок и компрессию передаваемых данных. Сейчас известны 10 протоколов.

MNP1. Протокол коррекции ошибок, использующий асинхронный полудуплексный метод передачи данных. Это самый простой из протоколов MNP.

MNP2. Протокол коррекции ошибок, использующий асинхронный дуплексный метод передачи данных.

MNP3. Протокол коррекции ошибок, использующий синхронный дуплексный метод передачи данных между модемами (интерфейс модем — компьютер остается асинхронным). Так как при асинхронной передаче используется десять бит на байт — восемь бит данных, стартовый бит и стоповый бит, а при синхронной только восемь, то в этом кроется возможность ускорить обмен данными на 20%.

MNP4. Протокол, использующий синхронный метод передачи, обеспечивает оптимизацию фазы данных, которая несколько улучшает неэффективность протоколы MNP2 и MNP3. Кроме того, при изменении числа ошибок на линии соответственно меняется и размер блоков передаваемых данных. При увеличении числа ошибок размер блоков уменьшается, увеличивая вероятность успешного прохождения отдельных блоков. Эффективность этого метода составляет около 20% по сравнению с простой передачей данных.

MNP5. Дополнительно к методам MNP4, MNP5 часто использует простой метод сжатия передаваемой информации. Символы часто встречающиеся в передаваемом блоке кодируются цепочками битов меньшей длины, чем редко встречающиеся символы. Дополнительно кодируются длинные цепочки одинаковых символов. Обычно при этом текстовые файлы сжимаются до 35% своей исходной длины. Вместе с 20% MNP4 это дает повышение эффективности до 50%. Заметим, что если вы передаете уже сжатые файлы, а в большинстве это так и есть, дополнительного увеличения эффективности за счет сжатия данных модемом этого не происходит.

MNP6. Дополнительно к методам протокола MNP5 автоматически переключается между дуплексным и полудуплексным методами передачи в зависимости от типа информации. Протокол MNP6 также обеспечивает совместимость с протоколом V.29.

MNP7. По сравнению с ранними протоколами использует более эффективный метод сжатия данных.

MNP9. Использует протокол V.32 и соответствующий метод работы, обеспечивающий совместимость с низкоскоростными модемами.

MNP10. Предназначен для обеспечения связи на сильно зашумленных линиях, таких, как линии сотовой связи, междугородними линиями, сельские линии. Это достигается при помощи следующих методов:

— многократного повторения попытки установить связь

— изменения размера пакетов в соответствии с изменением уровня помех на линии

— динамического изменения скорости передачи в соответствии с уровнем помех линии

Все протоколы MNP совместимы между собой снизу вверх. При установлении связи происходит установка наивысшего возможного уровня MNP-протокола. Если же один из связывающихся модемов не поддерживает протокол MNP, то MNP-модем работает без MNP-протокола.

Режимы MNP-модемов.

MNP-модем обеспечивает следующие режимы передачи данных:

Стандартный режим. Обеспечивает буферизацию данных, что позволяет работать с различными скоростями передачи данных между компьютером и модемом и между двумя модемами. В результате для повышения эффективности передачи данных вы можете установить скорость обмена компьютер-модем выше, чем модем-модем. В стандартном режиме работы модем не выполняет аппаратной коррекции ошибок.

Режим прямой передачи. Данный режим соответствует обычному модему, не поддерживающему MNP-протокол. Буферизация данных не производится и аппаратная коррекция ошибок не выполняется.

Режим с коррекцией ошибок и буферизацией. Это стандартный режим работы при связи двух MNP-модемов. Если удаленный модем не поддерживает протокол MNP, связь не устанавливается.

Режим с коррекцией ошибок и автоматической настройкой.

Режим используется, когда заранее не известно, поддерживает ли удаленный модем протокол MNP. В начале сеанса связи после определения режима удаленного модема устанавливается один из трех других режимов.



В отличие от протоколов нижнего уровня данные протоколы позволяют организовать прием и передачу файлов.

ASCII. Этот протокол работает без коррекции ошибок. В результате при передаче файлов по телефонным каналам из-за шума принятый файл сильно отличается от передаваемого. Если вы передаете выполняемый файл, то ошибки при передаче могут стать роковыми — полученная программа не будет работать. Если вы передаете короткие текстовые сообщения, то ошибки легко могут быть исправлены.

XModem. Наиболее распространены три разновидности протокола XModem:

Оригинальный протокол Xmodem

Xmodem c CRC

1K Xmodem

Оригинальный протокол Xmodem разработал Вард Кристенсен (Ward Christensen) в 1977 году. Вард Кристенсен был одним из первых специалистов по протоколам обмена данными. В честь него этот протокол иногда называют также протоколом Кристенсена. При передаче файлов с помощью протоколов Xmodem формат данных должен быть следующим: 8-битовые данные, один стоповый бит и отсутствие проверки на чётность. Для передачи используется полудуплексный метод, т.е. данные могут передаваться в каждый момент времени только в одном направлении.

Протокол Xmodem Cheksum передает данные пакетами по 128 байт. Вместе с пакетом передается его контрольная сумма. При получении пакета контрольная сумма вычисляется снова и сравнивается с суммой, вычисленной на передающей машине. Пакет передан без ошибок, если суммы совпадают. Этот метод обеспечивает достаточно хорошую защиту от ошибок. Только один из 256 пакетов может содержать ошибки, даже если контрольная сумма правильная.

Xmodem c CRC. Более защищенным от ошибок является протокол Xmodem CRC (Cyclic Redundancy Check). Xmodem CRC — протокол с проверкой циклическим избыточным кодом. В нем 8-битовая контрольная сумма заменена на 16-битовый циклический избыточный код. Этот протокол гарантирует вероятность обнаружения ошибок, равную 99,9984%. Только один из 700 биллионов плохих пакетов будет иметь правильный CRC-код. Протокол Xmodem CRC также передает данные пакетами по 128 байт.

1K Xmodem. Если передача идет без ошибок, протокол 1К Xmodem увеличивает размер пакета с 128 до 1024 байт. При увеличении числа ошибок размер пакета снова уменьшается. Такое изменение длины пакета позволяет увеличить скорость передачи файлов. В остальном протокол 1K Xmodem совпадает с протоколом Xmodem CRC.

Ymodem. Протокол Ymodem разработал Чак Форсберг в 1984-1985 годах. Протокол Ymodem похож на протокол 1K Xmodem, но имеет одно отличие: протокол Ymodem может передавать или принимать за один заход несколько файлов. Существует модификация протокола Ymodem — Ymodem G. Протокол Ymodem G предназначен для использования с модемами, автоматически осуществляющими коррекцию ошибок на аппаратном уровне. Например, MNP-модемы с аппаратной реализацией MNP. В этом протоколе упрощена защита от ошибок, т.к. её выполняет сам модем. Не используйте этот протокол, если ваш модем не осуществляет аппаратную коррекцию ошибок. Другой особенностью протокола Ymodem является то, что вместе с файлом передаются все его атрибуты. В результате как минимум имя файла и дата остаются неизменными.

Zmodem. Zmodem — это быстрый протокол передачи данных, использующий окна. Zmodem осуществляет передачу данных пакетами по несколько штук в окне. При этом принимающий данные компьютер не передает сигнал подтверждения или сигнал переспроса неправильного пакета, пока не получит все пакеты в окне. Протокол Zmodem, так же как и протокол 1K Xmodem, может изменять длину пакета (блока) от 64 до 1024 байт в зависимости от качества линии. Кроме того, протокол обладает следующей полезной особенностью: если при передаче файла произошел сбой на линии и вы не успели передать весь файл, то в следующий раз при передаче этого же файла он автоматически начнет передавать с того же места, где произошел обрыв связи. Таким образом, очень большие файлы вы можете передавать по частям. Из всех протоколов верхнего уровня, описанных выше, этот протокол самый быстрый и удобный.

BiModem. Особенностью протокола Bimodem является возможность одновременной передачи двух файлов в разных направлениях. Кроме того, одновременно с передачей файлов вы можете побеседовать с оператором удаленного компьютера при помощи клавиатуры.

Kermit. Широко известны две разновидности протокола Kermit — стандартный и Super Kermit. Этот протокол был разработан в Колумбийском университете в 1981 году для связи между различными типами компьютеров, включая большие компьютеры, мини-компьютеры и персональные компьютеры. В отличие от протоколов Xmodem и Zmodem он использует для передачи данных пакеты переменной длины и максимальным размером 94 байт. Так же как и Ymodem, протокол Kermit может передавать или принимать несколько файлов за один сеанс.

Протокол Super Kermit предназначен специально для использования в сетях типа TeleNet или TymNet. Эти сети имеют очень большие задержки при передаче данных. Так что если ждать подтверждения для каждого пакета, это может привести к резкому снижению скорости обмена. В протоколе Super Kermit эта проблема решается следующим способом. Несколько пакетов передается за один раз. Все действия по контролю над ошибками остаются, за исключением того, что принимающий данные компьютер не передает сигнал подтверждения или сигнал на переспрос неправильного пакета, пока не получит все пакеты в окне. В результате использования такого механизма происходит резкое сокращение времени задержки. Окно может содержать от одного до 31 пакета. В дополнение Kermit использует также предварительную компрессию данных для увеличения эффективной скорости обмена данными.

6. Использование модемов



BBS (Bulletin Board System) — это компьютер, снабжённый одним или несколькими модемами, на котором выполняется специальная программа. Эта программа дает возможность удаленным пользователям связываться с ней по телефонным линиям и выполнять обмен файлами и сообщениями.

Большинство операторов станций BBS также являются членами сети FidoNet. Сеть FidoNet представляет собой международную некоммерческую сеть пользователей компьютеров многих стран. Не надо путать BBS и FidoNet. Станции BBS могут не входить в FidoNet, и в свою очередь, узлы FidoNet могут не иметь BBS, а использоваться только для пересылки почты.

Если вы успешно установили модем на своем компьютере, то у вас возникнет естественное желание куда-нибудь позвонить. Для этого вы можете воспользоваться любой телекоммуникационной программой — MTE, COMIT, BITCOM. Если ваш модем не имеет аппаратной коррекции ошибок, то лучше использовать MTE или другую программу, имеющую возможность эмуляции MNP (например COMIT).

Хотя различные BBS используют различные программы для организации своей работы — TPBoard, Allan's Kakboard, Remote Access, Opus, Phoenix, Maximus и т.д., фактически все они имеют одинаковый набор команд. Здесь мы рассмотрим станции BBS, использующие программу Maximus. Maximus организует диалог с пользователем, позволяет пользователю получить адресованные ему сообщения (почту), отправить почту другим пользователям данной станции BBS или сети FidoNet (если данная станция входит в эту сеть).

Пользователь BBS получает возможность просматривать архивы файлов BBS, переписывать себе интересующие его файлы, передавать на BBS свои файлы, которые могут кого-нибудь заинтересовать.

Итак, вы звоните на BBS. В большинстве случаев после соединения с BBS на вашем дисплее появится следующее сообщение:

CONNECT 2400

FrontDoor 2.02; Noncommercial version

Press Escape twice for Maximus

Maximus is being loaded

Оно означает, что станция является узлом какой-либо сети, например FidoNet, и на ней выполняется специальная почтовая программа FrontDoor. Вам предлагается нажать два раза на клавишу ESC для загрузки программы Maximus, которая и будет далее поддерживать диалог с вами.

Если в это время станция работает только для обмена почтой в сети, то на экране появится другое сообщение:

CONNECT 2400

FrontDoor 2.02; Noncommercial version

Mail-only system. Please hang up.

Если BBS работает, то через некоторое время на ней запустится программа Maximus или аналогичная и на вашем экране появится заставка — информация о данной BBS, которая может включать номера телефонов, расписание работы, фамилию системного оператора.

Затем BBS попросит ввести вас свое имя и фамилию. Если вы входите на BBS первый раз, то у вас будут запрошены истинные имя и фамилия, рабочий и домашний телефоны, тип используемого вами терминала.

Под типом терминала понимается возможность распознавать те или иные управляющие символы. Обычно вам предоставляется выбор из двух возможных типов терминалов — TTY и ANSI.

TTY представляет собой наиболее простой тип терминала. Он не позволяет управлять цветом символов, выводимых на экран и устанавливать курсор в заданную позицию.

ANSI – это наиболее универсальный тип терминала. Он поддерживает управление положением курсора, а также цветом символов и фоном символов. Управление цветом и положением курсора обеспечивается специальными Escape-последовательностями.

После такой процедуры регистрации вас попросят выбрать себе пароль и вы автоматически становитесь пользователем данной BBS. При последующих входах на эту BBS используйте то же имя и фамилию, что и первый раз. Программа на BBS отыщет ваше имя в списке пользователей и предложит вам ввести пароль, определенный при первом вхождении в систему.



Когда система наконец признает в вас своего пользователя, на экран будет выведено основное меню:

MAIN:

M)essage Areas F)ile Areas S)tatistics

C)hange Setup W)ho is on /)Chat Menu

Y)ell for Sysop R)egistration G)oodbye

Рассмотрим каждую из команд меню:

Message Areas. Выбрав этот элемент основного меню, вы переходите в область сообщений. На экране отобразится меню работы с сообщениями, из которого вы сможете просмотреть, послать или принять сообщения.

File Areas. Переход в файловую область BBS. На экране появится меню для работы с файлами. Из него вы сможете просмотреть список файлов, имеющихся на BBS, принять или передать на BBS файлы.

Statistics. Эта команда отображает на экране статистику вашей работы с BBS: время, отведенное на этот сеанс, время которое вы уже проработали с этой системой и оставшееся время. Также выводится информация о размерах принятой и переданной вами информации, а также сколько ещё килобайт вы можете перекачать себе сегодня.

Change Setup. При выборе этого элемента меню вы сможете изменить ваше имя, пароль, номера телефонов, тип терминала, который вы используете.

Who is on. Система сообщит вам, о том, кто ещё подключился к BBS (если BBS имеет несколько телефонных линий).

Chat Menu. Если система имеет несколько телефонных линий, то вы сможете передать сообщение тому, кто находится на другой линии этой BBS.

Yell for Sysop. При помощи этой команды можно попробовать вызвать системного оператора, если он находится поблизости от BBS и пожелает вступить в переговоры. Если вам повезёт, вы сможете с помощью клавиатуры передать ему сообщение и получить ответ.

Registration. Система начнет задавать вам вопросы для вашей регистрации на BBS.

Goodbye. С помощью этой команды вы разорвёте связь с BBS.



Электронные доски обьявлений BBS являются, пожалуй, самым простым способом обмена сообщениями и файлами. Значительно больший интерес предоставляет использование глобальных сетей. Одной из возможностей использования глобальных сетей является организация электронной почты. Если ваш компьютер подключен к глобальной сети и вы имеете специальное программное обеспечение для обмена почтой, то вы можете отправлять через сеть письма другим пользователям сети.

Само письмо представляет собой обычный файл, содержащий текст письма и специальный заголовок, в котором указано, от кого письмо направлено, кому предназначено, какая тема письма и дата отправления. В зависимости от используемой вами сети электронный адрес может иметь различный формат.

Отправляя электронное письмо, надо знать только адрес получателя. Маршрут, по которому оно будет передаваться, определяется самой системой электронной почты и может изменяться в зависимости от загруженности отдельных линий.

Таким образом, отправленное вами письмо через несколько минут или дней (в зависимости от расстояния и других причин) попадет на компьютер адресата. Когда у адресата будет время, он сможет просмотреть пришедшую почту и в случае необходимости отправит вам ответ.

Другой возможностью использования глобальных сетей являются телеконференции. Использование телеконференций соответствует возможности обмена сообщениями на BBS, но предполагает больший сервис и круг пользователей.

Телеконференции или новости обычно делятся в зависимости от их тематики на несколько областей. Абонент сети может «подписаться» на интересующие его конференции. После этого он получает возможность отправлять свои сообщения по тематике данной конференции и автоматически получать все новые сообщения по этой конференции, отправленные другими пользователями сети.

В настоящее время в нашей стране самыми большими являются сеть Relcom и FidoNet. Relcom является маленьким подмножеством сети InterNet. Обе эти сети позволяют передавать данные не только внутри России, но и по всему миру.

Заключение

Значение модемов очень велико в современном технологичном мире. И в данном реферате я описал только часть того океана информации, какой существует в настоящее время. Функции модемов и сетей поистине безграничны, и за ними — будущее.

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Реферат про нестора летописца
• 
  Акклиматизация реферат список литературы
• 
  Реферат на тему иридоциклиты
• 
  Реферат нетрадиционные виды автомобилей
• 
  Реферат формирование профиля должности
• 
  Реферат крапива 4 класс
• 
  Богатство и свобода реферат
• 
  Иван дементьевич черский реферат
• 
  Чукчи реферат 2 класс
• 
  Реферат сады древнего египта
• 
  Константин николаевич вентцель реферат