Реферат Модемные протоколи

Страница 1 из 5 | Следующая страница

Московський Державний Інститут Електронної Техніки

(Технічний університет)

Курсова робота з дисципліни : Основи побудови телекомунікаційних систем

                                   

        На тему : Модемные протоколи

 

                                                                         Выполнил :Куликов І.Н. МП-39

                                                                         Перевірив :Баринов В.В.

Москва 2002

Зміст:

1.Что таке модем

2.Стандарты і протоколи

3. Модемные протоколи фізичного рівня

  3.1 Общеупотребительные модемні протоколи ITU-T

  3.2 Екзотичні модемні протоколи ITU-T

  3.2 Общеупотребительные факс-протоколы ITU-T

  3.3 Фірмові протоколи передачі

4. Протоколи корекції помилок, і стискування даних

  4.1 Порівняльний аналіз протоколів V.42 і MNP 2-4

5.Заключение

6.Список літератури

Що таке модем

Як відомо, дані в комп'ютері представлені у цифровий формі - закодовані як нулів і одиниць, яким фізично відповідає низький чи високий рівень напруги. Телефонна сама мережа розрахована передати мовних повідомлень, експонованих у вигляді аналогових електричних сигналів, тому безпосереднє передавання цифрової інформації через телефонну мережу неможлива. Отже, для перетворення форм подання потрібен певний пристрій включаемое між комп'ютером і телефонної лінією. Таке пристрій називають модемом (скорочення від МОДулятор-ДЕМодулятор). У найзагальніших рисах, зв'язок через модем працює так: Нехай два комп'ютера з'єднані через модеми друг з одним по телефонній лінії. Тоді потік даних із першого комп'ютера у цифровій формі вступає у модем першого комп'ютера, де перетворюється на аналогову форму, придатну передачі по телефонному каналу. Процес перетворення даних із цифровий в аналогову форму називається модуляцією. Натомість, аналоговий сигнал, потрапивши з телефонній лінії на вхід модему другого комп'ютера, перетворюється на цифровий потік даних, який приймається другим комп'ютером. Процес перетворення даних із аналогової форми в цифрову називається демодуляцией. Отже, основне призначення модему - перетворення даних із цифровий форми в аналогову, придатну передачі по телефонному каналу і навпаки з аналогової в цифрову, сприйняту комп'ютером.

            Рідкісний серйозний бiзнесмен, професійний програміст чи системний оператор може собі повноцінну роботу без використання такої потужної, оперативного і зручного поєднання як звичайна телефонну лінію, модем і їх комп'ютерна мережу. Тоді як два складові лише технічний бік нової організації інформаційного обміну між користувачами, комп'ютерна мережу - це те глобальна ідея, що об'єднує розрізнених власників комп'ютерів, і модемів, систематизирующая і керуючу хаотично предъявля- емыми вимогами і запитами по швидкому інформаційного обслуговування, миттєвої обробкою комерційних пропозицій, послугами особистої конфіденційної листування тощо. тощо. Зараз, за умов багаторазово зростаючих щороку інформаційних потоків, практично неможливо уявити чітке взаємодія банківських структур, торгових оборотів і посередницьких фірм, державних установ та інші організації без сучасної обчислювальної техніки і комп'ютерних мереж. Інакше довелося б утримувати гігантський штат оброблювачів паперових документів і майже кур'єрів, причому надійність і швидкість функціонування такої системи однаково була значно нижче наданої модемної зв'язком і комп'ютерними мережами. Адже кожну хвилину затримки в пересилання важливих з повідомлень може вилитись у досить істотні грошові втрата часу та іміджеві крахи.

     Без модему немислима система електронних комунікацій. Це пристрій дозволяє включитися у захоплюючий, а сьогодні, використовуючи останні винаходи світу телекомунікацій, вже й просто життєво необхідна, світ інформаційних потоків, електронних баз даних, електронної пошти, електронних довідників, електронних дощок оголошень, ігор по Internet і dial up і багато іншого. Можливості отримання й обміну інформацією між з допомогою модемів вже нині важко переоцінити, бо, що нас завтра, ми можемо навіть уявити. Електронний лист, надіслане електронною поштою до будь-якої точки земної кулі, сягне адресата за лічені секунди. Ми можемо помістити якесь оголошення чи рекламу до системи телеконференції вашої мережі електронної пошти і цю інформацію через добу дізнається весь мир.Посредством модему можна, наприклад, з однієї країни підключитися безпосередньо до сервера на другий і з інформаційними базами даних, що він містить. Нарешті, ми можемо послати факс, а також у найближчим часом можна скористатися електронної подписью.Уже сьогодні одна солідна брокерська контора неспроможна уникнути оперативного отримання й передачі з допомогою комп'ютерних каналів зв'язку й, як наслідок, модемів.

Протоколи і стандарти

        Якби було комунікаційних стандартів, то процес взаємодії модемів явно був би будівництво Вавилонської вежі, коли одна з пристроїв не змогла б зв'язатися з іншим. Користувачі модемів постійно зіштовхуються з цими словами, як "стандарт" і "протокол". Під протоколом у разі розуміється якась сукупність правил, що регламентують формат і складні процедури обміну інформацією між. Зокрема, там може докладно описуватися, як виконується з'єднання, долається шум на лінії забезпечується безпомилкова передача даних між модемами. Стандарт своєю чергою включає у собі загальноприйнятий протокол чи набір протоколів. В1964 р. найбільші виробники модемів довірили встановлення відповідних стандартів міжнародної організації під назвою CCITT (МККТТ - Міжнародний консультативний комітет із телеграфії і телефонії).

Сьогодні це організація називається Міжнародною союзом електрозв'язку (International Telecommunications Union - ITU). Практично всі стандарти, що стосуються модемів, встановлено цієї організацією.

 Модемные протоколи фізичного рівня

Телекоммyникации - найдинамічніше розвиваючись галузь за світі. Актyальность цій галузі саме з нашої країни у силу її ж розмірів та традиційних проблеми з сталістю і керованістю трyдно переоцінити. З іншого боку, нерозвиненість, на жаль, сучасних каналів зв'язку Демшевського не дозволяє повною мірою скористатися світовими досягненнями у сфері високошвидкісних цифрових систем передачі. І тому модеми для коммутируемых телефонних каналів зв'язку і ще протягом тривалого часу найбільш найпоширенішим засобом інформаційних комунікацій. Спробуємо дати огляд протоколів фізичного рівня життя та їх параметрів для модемів, які працюють у комутованих і виділених каналах зв'язку тональної частоти (телефонних каналах). Перш ніж розпочати власне огляд, слід зробити кілька зауважень загального характеру щодо прийнятої термінології і приниципов роботи модемів. Це дозволить зняти можливі непорозуміння, пов'язані з нечіткістю уявлення широкого загалу різницю між поняттями бода і бит/с, відповідно між модуляционной швидкістю й інформаційної. З іншого боку, небесполезными будуть інформацію про можливих видах модуляції, застосовуваних модемах, і навіть про дуплексной зв'язку й засобах її.

Швидкість

Аналогові канали тональної частоти характеризуються тим, що спектр переданого із них сигналу обмежений діапазоном від 300 гц до 3400 гц. Саме ця обмеження спектра і є основним перепоною використання телефонних каналів для високошвидкісної передачі цифрової інформації. Людина, знайомий із працями Найквиста, безперечно вкаже нам, що швидкість передачі на каналі з обмеженою спектром неспроможна перевершувати ширини цього спектра, тобто. 3100 бод у разі. Але чого ж тоді бути з модемами, передаючими інформацію з швидкостями 9600, 14400 , 33600бит/с і ба більше? Відповідь напрошується сам: в аналогової техніці передачі бод і бит/с не є один і той ж. Для прояснення цього тези стоїть розглянути уважніше фізичний рівень роботи модему.

Електричний сигнал, поширюється на каналі, характеризується трьома параметрами - амплітудою, частотою і фазою. Саме зміна однієї з цих параметрів, і навіть спільно деякою сукупності залежно від значень інформаційних біт і як фізичну сутність процесу модуляції. Кожному інформаційному елементу відповідає фіксований час, у якому електричний сигнал має певні значення своїх параметрів, характеризуючих значення цієї інформаційного елемента. Цей час називають бодовым інтервалом. Якщо кодируемый елемент відповідає одному битку інформації, який може приймати значення 0 чи 1, то, на бодовом інтервалі параметри сигналу відповідно можуть приймати відвідувачів жодну з двох визначених сукупностей значень амплітуди, частоти і фази. І тут модуляционная швидкість (ще її ще називають лінійної чи бодовой) дорівнює інформаційної, тобто. 1 бод = 1 бит/с. Але кодируемый елемент може відповідати неодному, а, наприклад, двом бітам інформації. І тут інформаційна швидкість буде вдвічі перевершувати бодовую, а параметри сигналу на бодовом інтервалі можуть приймати відвідувачів жодну з чотирьох сукупностей значень, відповідних 00, 01, 10 чи 11.

У випадку, якби бодовом інтервалі кодується n біт, то інформаційна швидкість перевершуватиме бодовую в n раз. Але можливих станів сигналу в тривимірному (у випадку) просторі - амплітуда, частота, фаза - дорівнюватиме 2**n. Це означає, що демодулятор модему, отримавши на бодовом інтервалі якийсь сигнал, має порівняти його з 2**n еталонними сигналами і безпомилково вибрати них для декодування шуканих n біт. Отже, зі збільшенням ємності кодування та зростання інформаційної швидкості щодо бодовой, відстань сигнальному просторі між двома сусідніми точками скорочується в статечної прогресії. І це, своєю чергою, накладає дедалі більше жорсткі вимоги до "чистоті" каналу передачі. Теоретично можлива швидкість реальному каналі визначається відомої формулою Шеннона:

V = F log2(1+S/N),

де F - ширина смуги пропускання каналу, S/N - ставлення сигнал/шум.

Другий множене яких і визначає можливості каналу з погляду його зашумленості по достовірної передачі, що кодує чимало біт інформацією бодовом інтервалі. Приміром, якщо ставлення сигнал/шум відповідає 20 dB, тобто. потужність сигналу, доходящего до віддаленого модему, в 100 разів перевищує потужність шуму, і використовується повна смуга каналу тональної частоти (3100 гц), максимальна кордон по Шеннону дорівнює 20640 бит/с.

Модуляция

Ведучи мову про видах модуляції, обмежимося лише з тими, які реально використовують у модемах. На насправді всього три: частотна, фазоразностная і многопозиционная амплитудно-фазовая модуляція. Решта - трохи більше, ніж варіації цих.

При частотною модуляції (FSK, Frequency Shift Keying) значенням 0 і одну інформаційного біта відповідають свої частоти фізичного сигналу за незмінної його амплітудою. Частотная модуляція дуже помехоустойчива, оскільки спотворення при перешкодах піддається переважно амплітуда сигналу, а чи не частота. У цьому достовірність демодуляции, отже, і стійкість перед перешкодами то вище, що більше періодів сигналу потрапляє у бодовый інтервал. Але збільшення бодового інтервалу крім того пригальмовує передачі. З іншого боку, необхідна при цьому виду модуляції ширина спектра сигналу то, можливо значно вже всієї смуги каналу. Звідси випливає сферу застосування FSK - низкоскоростные, але высоконадежные стандарти, дозволяють здійснювати зв'язок на каналах з більшими на спотвореннями амплитудно-частотной характеристики, або навіть усіченою смугою пропускання.

При фазоразностной модуляції (DPSK, Differential Phase Shift Keying) змінюваним залежно від значення інформаційного елемента параметром є фаза сигналу при незмінних амплітудою й частоти. У цьому кожному інформаційному елементу ставлять у відповідність не абсолютне значення фази, та її зміна щодо попереднього значення. Якщо інформаційний елемент є дибит, то залежність від його значення (00, 01, 10 чи 11) фаза сигналу може змінитися на 90, 180, 270 градусів або змінитися зовсім. З теорії інформації відомо, що фазовая модуляція найінформативніша, проте збільшити кількість кодованих біт вище трьох (8 позицій повороту фази) призводить до різкого зниження помехоустойчивости. Тому на згадуваній високих швидкостях застосовуються комбіновані амплитудно-фазовые методи модуляції. Многопозиционную амплитудно-фазовую модуляцію називають ще квадратурной амплітудної модуляцією (QAM, Quadrature Amplitude Modulation). Тут крім зміни фази сигналу використовується маніпуляція його амплітудою, що дозволяє збільшувати число кодованих біт. Нині використовуються модуляції, у яких число кодованих однією бодовом інтервалі інформаційних біт може становити близько 8, відповідно, число позицій сигналу в сигнальному просторі - до 256. Проте, застосування многоточечной QAM в чистому вигляді стикається з серйозними проблемами, пов'язані з недостатньою помехоустойчивостью кодування. Тож у всіх сучасних високошвидкісних протоколах використовується різновид цього виду модуляції, т.зв. модуляція з ґратчастим кодуванням чи треллис-кодированием (TCM, Trellis Coded Modulation), що дозволяє підвищити перешкодозахищеність передачі - знизити вимоги до відношенню сигнал/шум в каналі на величину від 3 до 6 дБ. Сутність цього кодування залежить від запровадження надмірності. Простір сигналів розширюється вдвічі шляхом додавання до інформаційним бітам чергового, що утворюється у вигляді сверточного кодування частку інформаційних біт і введення елементів запізнювання. Розширена в такий спосіб група піддається тієї самої многопозиционной амплитудно-фазовой модуляції. У процесі демодуляции прийнятого сигналу виробляється його декодування з дуже витонченому алгоритму Виттерби, що дозволяє з допомогою введеної надмірності і предистории вибрати критерієм максимального правдоподібності з сигнального простору найбільш достовірну і, цим, визначити значення інформаційних біт.

Дуплекс

Під дуплексным режимом роботи розуміється можливість передавати інформацію у обидва боки одночасно. Звичайний телефонний канал - типовий приклад дуплексного каналу. Він дає змогу Вам говорити щось свого співрозмовника до того ж саме час, коли у своє чергу намагається щось повідомити Вам. Інше питання, зрозумієте ви одне одного, але вже Ваші проблеми. Аналогію за повною мірою адресувати його й модемної зв'язку. Проблема модему полягатиме над здібності каналу передавати дуплексную інформацію, а можливості демодулятора модему розпізнати вхідний сигнал і натомість відображеного від апаратури АТС власного вихідного сигналу, який фактично, стає для модему шумом. У цьому його потужність може бути лише можна порівняти, але переважно випадків значно перевершувати потужність прийнятого корисного сигналу. Тому, чи можуть модеми передавати інформацію одночасно у обидві сторони визначається можливостями протоколу фізичного рівня.

Які ж способи забезпечення дуплекса? Найочевидніший спосіб, який вимагає від розробників модемів особливої фантазії, зате який від телефонної мережі можливості підключення до четырехпроводному закінчення, випливає із уже згаданої можливості. Якщо така є, то цьому випадку кожне подружжя використовується передачі інформації тільки одного напрямі.

Якщо ж треба забезпечувати дуплекс під час роботи по двухпроводной лінії, то доводиться використовувати інші способи. Однією з них частотне

Страница 1 из 5 | Следующая страница

Схожі реферати:

  • Реферат на тему: Модемы
    Зміст Введение......................................................3 Типи
  • Реферат на тему: Модемы
    Технічний університет України «КПІ» Факультет інформатики, і обчислювальної техніки I курс, група
  • Реферат на тему: Модемы
    На тему : Студентки 3-ого курсу факультету філології і журналістики ром-герм. відділення 1-ї анг.
  • Реферат на тему: Модемы і комунікаційні протоколи
    Всупереч передвіщеному спаду, пов'язаному з запровадженням цифрових мереж, останніми роками
  • Реферат на тему: Модемы, модемні стандарти, принцип роботи
    План реферату: Запровадження. Индикаторы зовнішнього модему. a) стандартні індикатори. b) менш

Навігація