Проектирование средств организации каналов передачи данных

                               _ 21.ВВЕДЕНИЕ

     Развитие вычислительных  сетей потребовало передачи при межмашин-

ном обмене данными больших объемов цифровой информации с высокой  ско-

ростью и верностью.

     Именно поэтому возникла проблема проектирования средств организа-

ции каналов передачи данных эффективно использующих пропускную способ-

ность существующих непрерывных каналов электросвязи и базирующихся  на

современной технике и технологии цифровых интегральных схем.

     Базовые функции  по согласованию источников и приемников данных с

непрерывными частотно-ограниченными  каналами  возложена на  1устройства

 1преобразования сигналов 0 (УПС) , которые в значительной мере определяют

такие характеристики цифровых каналов ,  как скорость и верность. Поэ-

тому разработка УПС , обеспечивающих требуемые информационные характе-

ристики систем передачи сигналов данных между территориально удаленны-

ми оконечными пунктами , является одной из актуальных задач , входящих

в комплекс проблем технического обеспечения межмашинного обмена инфор-

мацией в вычислительных сетях.

                  _ 22.УСТРОЙСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ

     Основной задачей  создания  УПС было сделать такой "переводчик" ,

который позволил бы преобразовывать  1цифровой 0 сигнал ,  более  понятный

ЭВМ или терминалу ,  в используемый в телеграфных , телефонных и неко-

торых других каналах связи  1аналоговый 0 сигнал.

     Когда устройства ООД ( 1Оконечное Оборудование Данных 0  -  им  может

быть ЭВМ, терминал и пр.) обмениваются данными друг с другом с исполь-

зованием, например,  телефонной линии , сигнал должен приспособиться к

ориентированному на речь аналоговому миру. Однако устройства ООД взаи-

модействуют посредством цифровых ( 1дискретных 0) сигналов. Форма цифрово-

го сигнала существенно отличается от формы аналогового сигнала. Сходс-

тво состоит в том ,  что сигнал непрерывен ,  повторяет самого себя  и

периодичен ,  но  он  очень отличается тем,  что дискретен - изменения

состояния (уровня электрического напряжения) очень резкие.  ЭВМ и тер-

миналы используют цифровые ,  двоичные формы , поскольку полупроводни-

ковые транзисторы в своей основе - дискретные приборы с двумя  состоя-

ниями.

     Цифровая передача  реализована в настоящее время во многих систе-

мах , к примеру - в  1локальных сетях 0 , где машины не удалены на большое

расстояние, и есть возможность связать их общей шиной. Также она широ-

ко используется при непосредственной связи  между  компьютерами  через

асинхронные порты (так называемые  1нуль-модемы 0). Цифровая передача име-

ет ряд  явных  преимуществ по сравнению с аналоговыми системами связи.

Однако аналоговые каналы все еще доминируют в местных системах подклю-

чения устройств ООД к каналам телефонных служб.

     Различают несколько типов УПС :

     - 3 Устройства преобразования сигналов телеграфного типа;

     - 3 Устройства преобразования сигналов низкого уровня;

     - 3 Модемы;

     - 3 Автовызывные устройства (АВУ),

       а также, возможно, некоторые другие, специфические, устройства.

     В реферате  более подробно рассмотрены наиболее известные и часто

используемые из них - 1 модемы 0,  а также   1автовызывные  устройства 0,  как

возможное (и  весьма ценное) дополнение (а для самых современных моде-

мов - неотъемлемая часть)

                                _ 23.МОДЕМ

     В последнее время модемы становятся неотъемлемой частью компьюте-

ра. Установив  модем  на свой компьютер , вы фактически открываете для

себя новый мир. Ваш компьютер превращается из обособленного компьютера

в звено глобальной сети.

     Модем позволит вам,  не выходя из дома,  получить доступ к  базам

данных, которые могут быть удалены от вас на многие тысячи километров,

разместить сообщение на  1BBS 0 (электронной доске обьявлений),  доступной

другим пользователям, скопировать с той же BBS интересующие вас файлы,

интегрировать домашний компьютер в сеть вашего  офиса,  при  этом  (не

считая низкой скорости обмена данными) создается полное ощущение рабо-

ты в сети офиса. Кроме того, воспользовавшись глобальными сетями ( 1Rel 0-

 1Com, FidoNet 0)  можно принимать и посылать электронные письма не только

внутри города , но фактически в любой конец  земного  шара. Глобальные

сети дают возможность не только обмениваться почтой,  но и участвовать

во всевозможных конференциях ,  получать новости практически по  любой

интересующей вас тематике.

     Модем ( 1модулятор-демодулятор 0) является устройством, преобразующим

последовательные цифровые  сигналы  в  аналоговые  сигналы и наоборот.

Иначе говоря, модем обеспечивает цифровой/аналоговый интерфейс, позво-

ляющий двум  устройствам общаться друг с другом посредством телефонной

сети. Он изменяет либо 1 амплитуду 0 , либо  1частоту  0или  1фазу  0, чтобы пред-

ставить цифровые данные в виде аналоговых сигналов.

     Чтобы быть точным , определение  1модуляции 0 таково: это  1модификация

 1частоты для представления данных 0.  Эта частота называется  1несущей час-

 1тотой 0. Данные , которые модулируют несущую (то есть данные , передава-

емые терминалом или ЭВМ) называются 1 модулирующим сигналом 0. Термин "мо-

дулирующий" относится обычно к немодулированному сигналу.

     Модем видоизменяет сигнал несущей (амплитуду,  частоту, или фазу)

для того , чтобы он мог нести модулирующий сигнал.

     Модем с  амплитудной модуляцией ( 1АМ-модем 0) меняет амплитуду своей

несущей в соответствии с последовательностью битов  ,  которые  должны

быть переданы. Обычно более высокая амплитуда представляет ноль, а бо-

лее низкая - единицу. Более распространенный модем - это  1ЧМ-модем 0 (мо-

дем с частотной модуляцией ).Здесь амплитуда сохраняется постоянной, а

меняется частота.  Двоичная единица представлена одной  частотой  ,  а

двоичный ноль  - другой частотой.  Еще один тип модемов - это  1ФМ-модем

(модем с фазовой модуляцией).  Этот модем ,  для того , чтобы предста-

вить изменение с 1 на 0 или с 0 на 1, резко меняет фазу сигнала.

     Модем имеет два интерфейса (рис.1):

     - Интерфейс между АПД и аналоговой линией;

     - Многопроводный цифровой интерфейс между АПД и ООД.

  _ 1Рис.1 . 0                               |                            ░▒▓

                                     |-----------Сеть-----------░▒▓

┌──────────┬───┐    4 Интерфейсный  0    |┌───────────┐               ░▒▓

│          |   │       5 кабель  0       |│           │               ░▒▓

│          | С │     V.24/V.28    ┌┬ ┬┤           │ 4 Аналоговая 0    ░▒▓

│    _ ЭВМ  .  |   ├==================┤├ ││   _ Модем  .  ├──────────────░▒▓

│          | К │                 └┴ ┴┤           │    5 цепь 0       ░▒▓

│          |   │        4 Цепи  0        |│           │               ░▒▓

└──────────┴───┘       5 обмена  0       |└───────────┘               ░▒▓

      2ООД  0                           |     2 АПД 0                    ░▒▓

           4Связной   0                  |                            ░▒▓

          5контроллер 0

  1.  1Организации по стандартизации используют общепринятые аббревиату-

 1ры АПД (DCE) для модема и ООД (DTE) для ЭВМ, терминала или любого дру-

 1гого устройства отображения , подключенного к модему.

  2.  1В обозначениях  организаций по стандартам каждый проводник в мно-

 1гопроводном цифровом интерфейсе называется "цепью обмена". "Цепь обме-

 1на" используется для передачи данных , управления и синхронизации.

     Работу модема можно легче представить ,  если рассматривать моду-

лятор и  демодулятор ,  составляющие в модеме одно целое ,  в виде от-

дельных устройств. Будем  рассматривать  широко  известное  и  простое

 1двухпроводное соединение 0 ( также  существует   14-проводное соединение 0 -

этот тип соединения используют ,например, на АТС ).

     При подключении  модема к двухпроводной линии необходимо два про-

вода подключить сразу  и  к линейному выходу модема (модулятору), и  к

линейному входу (демодулятору). Они подключаются не параллельно, а че-

рез  1гибридный трансформатор 0 (рис.2). В идеальном гибридном трансформа-

торе аналоговые  сигналы из модулятора  проходят через трансформатор в

двухпроводную линию ,  а аналоговые сигналы из  линии  проходят  через

трансформатор в демодулятор. Однако в реальном гибридном трансформато-

ре возникает обратная связь в форме слабых аналоговых сигналов от  мо-

дулятора к демодулятору. Гибридный трансформатор является частью моде-

ма. Два провода выводятся наружу в  виде  двухконтактной  колодки  или

двухжильного шнура  и могут быть подключены непосредственно к телефон-

ной розетке.

  _ 1Рис.2

                ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐

┌─────┐  4передача 0|   ┌──────┐     ┌─────────┐  |

|     ├─────────┼──┤ мод. │----│-▒  │    │  |

|  С  │  5 данных  0|   └──────┘----│-▒  │  ▒-│-------  42-проводная

|     │         |      (*)      │    │  ▒ │  |    5линия

|  К  │  4 прием  0 |   ┌──────┐----│-▒  │  ▒-│-------

|     ├────────┼───┤демод.│----│-▒  │    │  |

└─────┘  5 данных  0|   └──────┘     └─────────┘  |

                |                 Гибридный   |   (*) - 1 Нежелательная

                |               трансформатор |         1   обратная

                └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘         1    связь.

1	2	3