Блок-схема приемника синхронного модема

Приемник типового синхронного модема содержит адаптивный эквалайзер со схемой управления, модулятор с задающим генератором, демодулятор, относительный декодер, дескремблер и схему синхронизации.

Модулятор приемника совместно с задающим генератором позволяет перенести спектр принимаемого сигнала (300-3400 Гц) в область высоких частот. Это делается для облегчения фильтрации и демодуляции. Схема синхронизации выделяет тактовую частоту из принимаемого сигнала и подает его на другие узлы приемника. 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. Блок-схема приемника синхронного модема

 

Относительный декодер и дескремблер выполняют операции обратные выполняемым в передатчике. На приемной стороне происходит обратное преобразование – дескремблирование, выполняемое дескремблером. Дескремблер выделяет из принятой последовательности исходную информационную последовательность, которая передается в принимаемый компьютер.

РАЗНОВИДНОСТИ МОДЕМОВ

Строгой классификации модемов не существует по причине разнообразия как самих модемов, так и сфер применения и режимов их работы. Условно модемы можно классифицировать по конструктивному исполнению, области применения, функциональному назначению, типу используемого канала, методу передачи, интеллектуальным возможностям и т.д.

По конструкции модемы делятся на внешние, внутренние, портативные, групповые.

Внешние модемы выпускаются в отдельном корпусе и имеют встроенный или вынесенный блок питания. Их достоинства: наличие световой индикации на лицевой панели, а в последнее время ЖКИ, что позволяет легко определить его состояние; органы управления находятся на лицевой панели, что позволяет управлять модемом и изменять его конфигурацию. На задней панели модема находятся разъемы для подключения к источнику питания, последовательному порту компьютера, телефонной линии (LINE), а также для подключения телефонного аппарата (PHONE). Модемы оснащены внутренним громкоговорителем, иногда имеется регулятор громкости. Недостатки внешних модемов: требуется дополнительная розетка для блока питания, дополнительное место на рабочем столе, модемы зарубежного производства иногда рассчитаны на подключение к электрической сети напряжением 110-115 В, что требует замены блока питания.

Внутренний модем – это плата расширения, вставляемая в соответствующий слот системной шины материнской платы компьютера. Такие модемы не имеют собственного блока питания и получают питающее напряжение от устройства, в которое они установлены. На задней панели модемов имеются разъемы для подключения линии связи и телефона. Достоинства: не нуждаются во включении/выключении, не занимают стандартные COM-порты компьютера, дешевле внешнего модема и т.д. Недостатки: необходимость свободного слота на материнской плате, увеличение нагрузки на блок питания, отсутствие внешней индикации, усложнение установки, перезагрузка всего компьютера при "зависании" модема.

Портативные модемы предназначены для использования совместно с компьютерами Notebook. Такой модем похож на внешний, только уменьшенного размера. Он имеет более прочный корпус и универсальное питание (от электрической сети через адаптер, от автомобильной сети 12 В и от внутренней батареи. Появились модемы, которые подключаются к портативному компьютеру через специальный разъем, через который он также получает питание. Недостатки: такие модемы гораздо дороже других модемов с аналогичными возможностями.

Групповые (стоечные) модемы – это совокупность отдельных модемов, скомпонованных в общий блок и имеющих общие блок питания, устройства отображения и управления. Это профессиональные модемы. И вставляются они не в компьютер, а в специальную модемную стойку, называемую менеджером модемов.

По области применения модемы можно разделить на несколько групп:

· для коммутируемых телефонных каналов - такие модемы должны уметь работать с АТС, различать их сигналы и передавать свои сигналы набора абонентского номера;

· для выделенных (арендуемых) каналов;

· для физических соединительных линий (полоса пропускания не ограничена значением 3400 Гц и зависит от типа и длины кабеля);

· для цифровых систем передачи - подключаются к цифровым каналам, таким как ISDN;

· для сотовых систем связи – поддерживают специальные протоколы модуляции и исправления ошибок, позволяющие эффективно передавать данные в условиях сотовых каналов с высоким уровнем помех и постоянно изменяющимися параметрами;

· для пакетных радиосетей – несколько радиомодемов использует один и тот же радиоканал в режиме множественного доступа;

· для локальных радиосетей – такие радиомодемы обеспечивают передачу данных на небольшие расстояния (до 300 м) с высокой скоростью (2-10 Мбит/с), сопоставимой со скоростью передачи в проводных локальных сетях;

· кабельные модемы –используются для передачи каналов кабельного телевидения; скорость передачи может достигать 10 Мбит/с.

Рассмотрим типы модемов по функциональному назначению.

Факс-модемы. Для увеличения функциональных возможностей в классический модем практически всегда добавляется обмен факсами с факс-аппаратами и с другими факс-модемами. Достоинства факс-модемов:

1. экономия термобумаги,

2. файл-сообщение несколько лучше читается, чем факс,

3. посылка факса с помощью модема производится быстрее,

4. можно программировать посылку нескольких факсов в заданное время,

5. входящие документы удобнее обрабатывать в виде файлов.

Голосовые модемы (VOX) выполняются как расширение факс-модемов. Эти модемы принимают из телефонной сети голосовые сообщения, записывая их в виде компьютерного файла, а также воспроизводят в телефонную сеть ранее сформированные голосовые файлы. Файл можно вывести на динамик компьютера, на отдельную телефонную трубку, подсоединенную к модему или на трубку телефонного аппарата, если использовать специальный переключатель.

SVD модемы позволяют передавать данные и одновременно вести разговор с помощью телефонной трубки, подключенной к модему, причем в дуплексном режиме.

Скоростные модемы - это SR-модемы и кабельные модемы. Используют совсем другие протоколы передачи, чем на телефонных линиях. SR -модемы используются для передачи данных на малые расстояния т.е., когда есть возможность соединить два терминальных устройства прямым кабелем и нет необходимости "втискиваться" в стандартную ширину телефонного канала. Это позволяет увеличить скорость передачи данных до 80 кбит/с на расстояние до 15 км, а для хорошего кабеля типа "витой пары" и меньших расстояний скорость может доходить до 2 Мбит/с. Кабельные модемы используют для передачи каналы кабельного телевидения (скорость передачи достигает 10 Мбит/с).

Радиомодемы вместо телефонных проводов используют радиоэфир как среду для передачи информации. В них вместо телефонного разъема имеется антенный разъем, куда вставляется антенна. Он такой же как и классический модем: подключается к компьютеру через стандартный интерфейс RS-232. В антенный разъем подключается штыревая антенна (до 30 см), или, если нужна большая дальность, - антенный кабель, усилитель и направленная антенна. Кроме того, радиомодем содержит в своем составе радиоприемопередатчик. Применяются в тех случаях, когда прокладка телефонной или кабельной линии затруднена. Главное отличие радиомодемов состоит в том, что они ориентированы на работу в едином радиоканале со многими пользователями, а не в канале типа "точка-точка".

Сотовые модемы используются для мобильной сотовой радиотелефонии. Они не содержат в своем составе приемопередатчиков, а используют приемопередатчики, входящие в состав сотового телефона, передавая в них свои сигналы. Скорость передачи данных и факсимильной информации в таком радиоканале до 14,4 кбит/с (без их сжатия). Эти модемы имеют портативное исполнение и размещены в прочном корпусе. Они используются на зашумленных и нестабильных линиях: спутниковых, сельских и междугородних.

По методу передачи модемы делятся на асинхронные и синхронные. Передача по интерфейсу DTE-DCE может быть синхронной и асинхронной. Модем может работать с компьютером в асинхронном режиме и одновременно с удаленным модемом – в синхронном режиме и наоборот. Тогда можно сказать, что модем работает в синхронно-асинхронном режиме. Чаще всего синхронизация реализуется одни из двух способов, связанных с тем, как работают тактовые генераторы отправителя и получателя: независимо друг от друга (асинхронно) или согласованно (синхронно).

Асинхронный режим передачи используется тогда, когда передаваемые данные генерируются в случайные моменты времени (самим пользователем). В этом случае принимающее устройство должно восстанавливать синхронизацию в начале каждого получаемого символа. Для этого каждый передаваемый символ снабжается дополнительным стартовым и одним или более стоповыми битами.

При синхронном методе передачи объединяется большое число символов или байт в отдельные блоки или кадры. Весь кадр передается как одна цепочка битов без каких либо задержек между восьмибитными элементами. Чтобы принимающее устройство могло обеспечить различные уровни синхронизации, должные выполняться следующие требования:

1. передаваемая последовательность не должна содержать длинных последовательностей нулей и единиц, чтобы устройство могло выделять тактовую частоту синхронизации.

2. каждый кадр должен иметь зарезервированные последовательности битов или символов, отмечающие его начало и конец.

По интеллектуальным возможностям модемы бывают:

1. без системы управления;

2. поддерживающие набор АТ-команд; (позволяет пользователю управлять характеристиками модема и параметрами связи).

3. с поддержкой команд V.25bis; (позволяет управлять режимами установления соединения и автовызова).

4. с фирменной системой команд; (специализированные промышленные модемы).

5. поддерживающие протоколы сетевого уровня; (позволяют администратору управлять элементами сети и модемами с удаленного терминала).

Модемные протоколы

Возможности модема во многом зависят от поддерживаемых ими связных протоколов. Эти протоколы определяют важнейшие характеристики модема: скорость передачи, аппаратную коррекцию ошибок и др. Различают три типа модемных протоколов по их назначению:

1. протоколы передачи, которые определяют все что относится к передаче данных на линии (битовая скорость, дуплексность);

2. протоколы коррекции ошибок – обеспечивают надежность передачи с исправлением неизбежных телекоммуникационных ошибок;

3. протоколы сжатия – используют для обеспечения динамического аппаратного сжатия данных (и обратно), что сокращает время передачи.

По происхождению и распространенности модемные протоколы можно разделить на:

1. протоколы, утвержденные как международные стандарты;

2. фирменные протоколы, ставшие стандартными де-факто;

3. фирменные, но мало распространенные.

В качестве международных стандартов все модемные протоколы утверждает международная организация, входящая в состав ООН – ITU-T (международный союз электросвязи). Эти стандарты обновляются раз в четыре года.

Модемные стандарты V-серии передачу информации осуществляют в аналоговом виде. Стандарты на передачу данных в цифровом виде относятся к X-серии, а на факс-аппараты и другое оконечное оборудование – к T-серии. Название стандарта состоит из одной из указанных букв (например V), за которой следует точка, как разделитель, а затем номер стандарта. Номер стандарта служит для обозначения уникальности имени стандарта. Например, V.42 – стандарт коррекции ошибок, а V.42bis – стандарт сжатия.

Помимо международных стандартов практически все модемы поддерживают протоколы-стандарты де-факто Bell и MNP.