Периферийные устройства ПК. Устройства обмена данными (модемы). Назначение, характеристики и перспективные разработки

Программа: Управление предпринимательской деятельностью в туризме

Название темы:

Периферийные устройства ПК. Устройства обмена данными (модемы). Назначение, характеристики и перспективные разработки.

Студентка:

Рига - 2011

Содержание

Введение              3.стр.

Типы и виды модемов              4.стр.

Мобильный телефон как модем              5.стр.

Принцип работы модема              7.стр.

Как передаются данные              7.стр.

Асинхронная связь              7.стр.

Контроль четности              8.стр.

Протоколы связи              8.стр.

Конфигурирование коммуникационной программы              9.стр.

Задание скорости связи              9.стр.

Задание числа бит данных              9.стр.

Задание числа стоповых бит              10.стр.

3адание паритета              10.стр.

Задание дуплексной связи              10.стр.

Передача файлов по модему              10.стр.

Коммуникационные протоколы              10.стр.

Различия протоколов              11.стр.

Ошибки коммутации              11.стр.

Список литературы              13.стр.

Введение

Два компьютера могут взаимодействовать друг с другом по обычной телефонной линии, используя модем. В основном, все модемы работают одинаково (передающий модем модулирует, а принимающий демодулирует несущий сигнал звуковой частоты для выделения информации) несмотря на то, что некоторые из них вставлены в разъемы расширения или встроены в компьютер (внутренние модемы), а другие находятся в отдельном блоке, подключаемом к последовательному порту ПК (внешние модемы).

Типы и виды модемов

По конструктивному исполнению модемы бывают:

        внутренние модемы – находится внутри устройства, у них отсутствует свой блок питания.

        внешние модемы – имеют собственный корпус и блок питания, подключаются к компьютеру через кабель, имеют свои индикаторы;

По принципу работы:

        аппаратные — все операции преобразования сигнала осуществляет сам модем;

        программные — все операции преобразования сигнала реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера;

По виду соединения:

        аналоговый модемы– работают через обычную телефонную сеть;

        кабельные модемы – используют для подключения к Интернету обычный телевизионный кабель, либо коаксиальный кабель;

        радио-модемы позволяют пользователю работать с сетью через радио-эфир;

        сотовые модемы — работают по протоколам сотовой связи — GPRS, EDGE, и т. п. Часто имеют исполнения в виде USB-брелока;

        ADSL модемы – новое поколение модемов, также работают с телефонной сетью, однако, в отличие от аналоговых, используют свой диапазон.

Рис. 5. Схема подключения ADSL модема

Мобильный телефон как модем

В нынешнее время мобильный телефон очень часто исполняет функции модема. Точнее в телефоне уже встроен модем, который позволяет сёрфить в интернете через айфон или же подключать телефон к компьютеру. Сам процесс настройки мобильника для работы в интернете выглядит следующим образом. После того, как мобильный телефон подключён к компьютеру с помощью шнура, или инфракрасного порта, операционная система Windows находит его как новое оборудование, а точнее как модем. Часто Windows сам устанавливает нужное программное обеспечение и драйвера. Иногда приходится устанавливать драйвера их можно найти на диске, который продавался с вашим телефоном. Так же возможно соединение телефона с персональным компьютером с помощью технологии синего зуба, то есть Bluetooth. После того, как вы установите драйвера блютуз (программу адаптер) на компьютер и включите Bluetooth на компьютере, система сама обнаруживает ваш телефон и добавит его модем в операционную систему как новое оборудование. На данный момент модемов выпускается многое множество и каждый имеет свои определённые параметры.

Рис. 6. Мобильный телефон как модем
Принцип работы модема

Как передаются данные

Используется принцип частотно-импульсной модуляции. Модем передает данные по телефонной линии, превращая их в сигналы звуковой частоты. В любой момент времени модем посылает либо высокий тон (он соответствует состоянию “включено”), либо низкий тон (“выключено”). Байт данных состоит из 8 бит (10000010 или ВКЛ-ВЫКЛ-ВЫКЛ-ВЫКЛ-ВЫКЛ-ВЫКЛ-ВКЛ-ВЫКЛ). Модем, передавая биты, каждый из которых находится в состоянии “включено” или “выключено”, посылает соответствующий набор тонов в телефонную линию: ВЫС-НИЗ-НИЗ-НИЗ-НИЗ-НИЗ-ВЫС-НИЗ.

Хотя принцип передачи довольно простой, его практическая реализация несколько сложнее. Принимающий модем получает непрерывный поток высоких и низких тонов. Ему нужно знать, сколько времени длится каждый тон. Если период импульсов составляет 1/100 секунды, а принимающий модем полагает, что импульсы поступают с вдвое более высокой скоростью, то есть период равен 1/200 секунды, модем будет воспринимать 1/100-секундный импульс дважды и интерпретировать один высокий тон как два высоких тона или один низкий тон как два низких тона. Если же принимающий модем настроен на период в 1/50 секунды, он будет опрашивать линию слишком медленно и пропускать каждый второй импульс. Следовательно, два взаимодействующих модема должны работать с одной и той же скоростью. Она измеряется числом бит в секунду (BPS – Вits Реr Sесоnd). Наиболее распространены скорости 1200, 2400 и 9600 бит/с. При скорости 1200 бит/с модем может передать телефонной линии 1200 значений "высокий" или "низкий".

Асинхронная связь

С учетом рассмотренных положений большинство модемов персональных компьютеров рассчитаны на асинхронную работу. Синхронный модем запускает поток высоких и низких тонов и считает каждый восьмой импульс началом нового символа, а асинхронная связь подготовлена на постоянные запуски и окончания передач. Вместо передачи длинных последовательностей байтов "от точки до точки" асинхронный модем передает и принимает данные по одному байту, останавливается "для отдыха", а затем готовится повторить свои действия со следующим байтом. Между передачами байт данных передающий модем поддерживает в линии сигнал высокого тона, а принимающий модем контролирует высокий сигнал и ожидает. Затем передатчик быстро переходит к выдаче низкого тона, показывая, что со следующего импульса начинается передача восьми бит. Первый низкий импульс называется стартовым битом. Следующие восемь сигналов высокого и низкого тонов описывают двоичный набор передаваемого символа, поэтому принимающий модем фиксирует их и собирает символ данных.

Управляющая модемом коммуникационная программа воспринимает символ и пересылает его в память (возможно, что она записывает символ на экран или в дисковый файл). Затем передающий модем вновь формирует высокий сигнал до передачи следующего символа.

Когда в линии установлен сигнал "высокий", до передачи следующего символа должно пройти некоторое минимальное время. Обычно оно равно периоду одного или двух импульсов, и эти импульсы называются стоповыми битами.

Контроль четности

Иногда после бит данных, но до стоповых бит, вставляется дополнительный импульс, предназначенный для контроля ошибок и называющийся битом паритета (parity bit). Когда передающий модем посылает байт, он подсчитывает, сколько из 8 бит находятся в состоянии ВКЛ. При способе четного паритета бит паритета устанавливается в состояние ВКЛ, когда сумма бит (с учетом бита паритета) в состоянии ВКЛ четная, в противном случае он будет в состоянии ВЫКЛ. В нечетном паритете бит паритета будет в состоянии ВКЛ, когда сумма бит ВКЛ нечетная.

В любом случае, когда принимающий модем получает байт, он независимо вычисляет бит паритета и сравнивает его с битом паритета, переданным с байтом. Если два значения не совпадают, возникла ошибка передачи. Обычно в такой ситуации модем выдает запрос на повторную передачу байта. Контроль по паритету обнаруживает все однобитные ошибки, но двухбитные ошибки проходят незамеченными. По этой и другим причинам контроль по паритету далек от совершенства, поэтому его часто заменяют более эффективными способами. Однако любой модем поддерживает контроль по паритету, а коммуникационная программа будет запрашивать, требуется ли он.

Протоколы связи

Практическая коммуникационная программа может воплотить рассмотренные основные принципы в гораздо более сложные способы, которые обнаруживают наиболее часто встречающиеся ошибки и изменяют направление связи. Для передачи и приема могут применятся различные коды. Для передачи файлов данные часто посылаются пакетами байтов, заканчивающимися контрольными кодами, которые намного сложнее простого бита паритета. Для взаимодействия компьютеров разработаны стандартные системы кодов и процедур, называемые протоколами.

Все модемные протоколы можно разделить на международных и фирменных. Часто фирменный протокол, разработанный той или другой компанией, реализуют и другие производители модемов, он становится стандартом де-факто, а затем на его основе производится международный стандарт.

Международные стандарты в области электросвязи выпускаются Комитетом по стандартизации коммуникаций ITU-T (раньше называлась Международным консультативным комитетом по телефонии и телеграфии, МККТТ - Comitet Consultatif Internationale de Telegraphique etTelephonique, CCITT) в форме рекомендаций. Рекомендации ITU-T, которые касаются модемов, относятся к серии V.

Модемные протоколы можно разбить на несколько групп:

1.       протоколы, которые определяют соединение модема и канала связи: V.2, V.25 и  др.

2.       протоколы, которые определяют соединение модема с компьютером: V.10, V.11, V.14, V.25, V.25bis, V.28 и др.

3.       протоколы модуляции: V.17, V.22, V.32, V.32bis, V.32ter, V.34, V.90, HST, PEP, ZYXи др.

4.       протоколы коррекции ошибок: MNP1-MNP4, MNP6, MNP10, V.41, V.42;

5.       протоколы сжимания данных: V.42bis, MNP5, MNP7;

6.       протоколы согласования параметров связи: V.8;

7.       протоколы диагностики модемов: V.51-V.54, V.56.

Конфигурирование коммуникационной программы

При запуске коммуникационной программы необходимо определить параметры, соответствующие модему на другом конце линии связи. Эти параметры носят технический характер и на первый взгляд непонятны. Рассмотрим основные параметры связи.

Задание скорости связи

Скорость связи определяется числом бит в секунду. Сейчас наиболее распространены скорости 1200 и 2400 бит/с, 9600 бит/с. Отметим, что в первых PC модемы работали со скоростью всего 300 бит/с.

Число бит, необходимое для передачи символа, зависит от числа стоповых бит, наличия или отсутствия бита паритета и т.д., а в среднем составляет 10 бит/символ. Следовательно, при скорости связи 1200 бит/с передается примерно 120 символов. Если строка текста на экране содержит 80 символов, то передача полного экрана займет примерно 16 секунд.

Задание числа бит данных

Для представления каждого символа требуется байт. Для передачи одного байта по линии нужно передать 8 бит. В этой ситуации говорят, что модем использует 8 бит данных. Однако для обычного английского текста достаточно только первых семи бит в байте и скорость связи можно несколько повысить. Поэтому коммуникационные программы часто конфигурируются на использование 7 бит данных. По-прежнему этот параметр должен соответствовать числу бит данных удаленной станции.

Задание числа стоповых бит

Стоповые биты отмечают конец символа. Обычно применяется один стоповый бит.

3адание паритета

Бит паритета добавляется в конце каждого байта данных для контроля ошибок передачи. Принимающий модем проверяет бит паритета для проверки правильности приема данных. Однако эта система контроля слишком проста и ненадежна. В большинстве современных коммуникационных программ применяются более сложные системы кодирования для обеспечения безошибочной передачи данных. Поэтому правильным ответом на запрос коммуникационной программы о контроле по паритету практически всегда является "нет".

Задание дуплексной связи

Обычно из двух взаимодействующих модемов один работает в дуплексном режиме, а второй – в полудуплексном. Это определяет, какой из компьютеров отвечает за эхо-вывод вводимых символов. В дуплексном режиме компьютер не производит прямого вывода на экран вводимых символов; он ожидает возвращения их удаленным компьютером и только тогда выводит на экран. Компьютер, работающий в полудуплексном режиме, выводит символы на экран по мере их набора, а также осуществляет эхо-вывод символов, принятых от удаленного компьютера. Большинство оперативных служб действуют в полудуплексном режиме, поэтому, как правило, приходится конфигурировать программу на дуплексный режим.

Передача файлов по модему

Коммуникационные протоколы

Наряду с многочисленными функциями коммуникационные протоколы обеспечивают при передаче файлов интенсивный контроль ошибок. Под протоколом понимается способ передачи данных файла блоками, причем в строго определенных местах между блоками вставляются сообщения для компьютера, чтобы их было нельзя перепутать с данными. Данные посылаются пакетами, например по 128 байт, заканчивающимися набором байтов со специальными кодами контроля ошибок. Когда помехи в телефонной линии искажают данные, код контроля ошибок фиксирует ошибку с гораздо большей вероятностью, чем простой контроль по паритету. Для некоторых видов данных хороший код контроля ошибок имеет очень важное значение, так как наличие ошибок может быть неочевидным. В текстовом файле, например в письме, ошибка заметна, но искаженные числовые данные остаются, хотя и неправильными, но числами. При передаче программных файлов контроль ошибок абсолютно необходим.