Geum.ru

Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Факультет «Кибернетика»




Дисциплина: Синергетические системы


«Модем»


Студент: Королев С.А.

Группа: ИР-1-96

Преподаватель: Шемакин Ю.И.


Москва 2001г.

Синергетика - взаимодействие системы с окружающей средой. Синергетиче­ские системы открыты для внешнего мира. Модем является связующим звеном ме­жду объектами, человеком и потоком информации, информационными процессами. Сам по себе, идеологически, модем представляет собой объект для обработки и передачи информации.

До взаимодействия с внешним миром модем можно воспринимать, как неко­торую форму, которая под воздействием окружающей среды, какой-то информации, начинает соответствовать требованиям.

Внешние факторы - во время передачи информации происходят внешние воз­действия (ошибки данных, неправильная передача информации).

Самоорганизация - это свойство системы изменять свою внутреннюю структуру и функции для адаптации к воздействию окружающей среды.

Объект-субъект - взаимодействие между личностью и модемом происходит посредством ввода; между модемом и другим объектом происходят информацион­ные процессы, т.е. между двумя субъектами происходит взаимодействие посредством модема.



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. Модем - устройство, позволяющее компьютеру выходить на связь с другим компьютером посредством телефонных линий.

Назначение модема заключается в замене сигнала, поступающего из компьютера (сочетание нулей и единиц), электрическим сигналом с частотой, соответствующей рабочему диапазону телефон ной 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 ( Frequenc 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, 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 - 1200 Гц. 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. Модем выполняется либо в виде внешнего устройства, которое одним выходом подсоединяется к телефонной линии, а другим к стандартному СОМ-порту компьютера (разъем RS232 по рекомендациям CCITT V.24 ), либо в виде обыкновенной печатной платы, которая устанавливается на общую шину компьютера. Внутренние варианты модемов могут быть приспособлены, как к обычной ISA, так и к PCI шинам.

Факс-модем - модем, позволяющий также принимать и посылать факсимильные сообщения.

По своему внешнему виду и месту установки модемы подразделяются на внутренние и внешние. Внутренние модемы представляют собой электронную плату, устанавливаемую непосредственно в компьютер, а внешние - автономное устройство, подсоединяемое к одному из портов. Внешний модем стоит, как правило, немного дороже внутреннего того же типа из-за внешней привлекательности ( индикаторы, регулятор громкости) и более легкой установки.

Основной параметр в работе модема - скорость передачи данных. Она измеряется в bps (бит в секунду) и устанавливается фирмой- производителем в 2400, 9600, 14400, 16800, 19200, 28800 bps и т.д. Иногда встречаются устаревшие модели модемов (300 и 1200 bps), но они уже практически вышли из употребления.

Также важными показателями в современных модемах является наличие режима коррекции ошибок и режима сжатия данных. Первый режим обеспечивает дополнительные сигналы, посредством которых модемы осуществляют проверку данных на двух концах линии и отбрасывают немаркированную информацию, а второй сжимает информацию для более быстрой и четкой ее передачи, а затем восстанавливает ее на получающем модеме. Оба эти режима заметно увеличивают скорость и чистоту передачи информации, особенно в российских телефонных линиях.

Одна из передовых фирм- производителей модемов "Hayes Microcomputer Products" приняла основные стандарты для команд модемов, включая набор AT- команд, с помощью которых пользователь может непосредственно управлять работой модема. Сегодня Hayes-стандартами пользуется подавляющее большинство фирм во всем мире и лучшие модемы являются Hayes- совместимыми.

Наибольшее распространение получили так называемые HAYES-совместимые модемы, по имени фирмы-производителя одного из первых модемов. Такие модемы используют АТ-команды (от английского слова ATtention), совместимые с Hayes Smart-modem. 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, USRo-botics, Rockwell, ZyXEL и т.д.).

Кроме совместимости по набору команд модем должен соответствовать какому-либо стандарту передачи информации по телефонным линиям. Такими стандартами являются рекомендации МККТТ ( международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии, фран. CCITT (Comite Consultatie International Telegraphi-que et Telephonique ). В США и Канаде существует аналогичный стандарт Bell, единственным отличием которого от CCITT является лексическое. Модемы, соответствующие стандартам для скорости до 2400 бод, могут свободно обмениваться информацией. Следует отметить, что рекомендация CCITT 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 Speed Transfer), разработанный фирмой USRobotics еще в конце 80-х годов. Существуют разновидности этого протокола: Н96, Н14, Н16, Н19, Н21, Н28, различие, которых состоит лишь в скорости передачи информации. Благодаря дешевизне, широким возможностям модернизации и высоким помехоустойчивости и скоростным данным протокола HST пользователи предпочитают приобретать широко известные модели USRobotics, такие как Sportster, Worldport, Courier.

Основные стандарты пересылки факсимильных сообщений - Class 1 и Groop IV, поддерживающие скорость до 19200 bps и сжатие данных. Сейчас на мировом рынке модемов фактически правят 2 фирмы: ZyXEL и US Robotics. Они производят самые скоростные и самые качественные модемы и факс- модемы, они имеют возможность воспроизведения голоса, записанного в цифровом режиме и сжатия речевых сигналов, что позволяет использовать их в качестве автоответчиков. Также некоторые модели ZyXEL U-1496 и US Robotics Courier снабжены переключателем речь/данные, встроенным тестированием и другими полезными функциями. Основное качество модемов ZyXEL -богатейший выбор возможностей, хотя это значительно увеличивает их стоимость, а модемов US Robotics (Cornier и Sportster) - надежность при относительно низкой цене на них.

Среди новинок последних лет в мире модемов можно также выделить специальные модемы для Notebook'ов, поставляемые на платах типа PCMCIA. Эти платы очень удобны своей компактностью, они позволяют компьютеру не отдавать свободный СОМ-порт под внешний модем, но все же они много дороже, чем обычный модем.

Последние годы спрос на модемы и факс-модемы стал достаточно высок, т.к. они необходимы практически каждому работающему на компьютере человеку. Модемы позволяют достаточно быстро передавать с одного компьютера на другой пакеты документов и связываться по электронной почте, а также обеспечивают доступ в глобальные мировые сети (Internet и др.) для установления контактов с зарубежными пар­тнерами.

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 объемов 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".

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 АТ-команд.

Со времени выпуска первых АТ-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. 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 AT 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. АА 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.

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


Список литературы:

1. Шемакин Ю.И.; Курс лекций «Синергетические системы»

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