4. Сравнительный анализ вариантов организации удалённой связи

4.1. Основные сведения о модемах

4.1.1. Виды модемов

Асинхронный модем - подключается к COM - порту, передает информацию через двухпроводную телефонную линию связи, аналоговую. Подключается к асинхронному коммуникационному порту.

Факс-модем - асинхронный модем с добавлением функций передачи факсимильных сообщений.

Голосовой модем - модем с возможностью приема голосовых сообщений и воспроизведения голосовых данных.

SVD-модем - модем с возможностью одновременной передачи голоса и данных (для голоса достаточно скорости передачи в 9,6 Кбит/с).

Синхронный модем - модем, использующийся в мини-ЭВМ типа RS 6000, AS/400, подключается к синхронному коммуникационному порту. Модем используется в сетях с коммутацией пакетов, имеет разъем только 25 pin, так как для обеспечения его работы требуется большее число сигналов.

Четырехпроводный модем - модем, использующий для связи две пары проводов.

SR-модем - модем для скоростной передачи данных между ПЭВМ по прямой линии передачи ( Short Rang Modem ). При длине линии передачи равной 15 км. достигается скорость передачи до 80 Кбит/с ; при длине линии до 1 км. скорость может достигать до 2 Мбит/с.

Сотовой модем - модем, использующийся в сетях сотовой связи. Имеет серьезный недостаток : при переходе из одного сота в другой связь прерывается.

Радио-модем - модем, использующий в своей работе кадры следующего состава: адрес (14-70 байт), информационное поле (256 байт).

Сетевой модем - через сетевой адаптер подключается к кабелю сети.

Наиболее известными являются сетевые модемы фирмы Shiva.

Кабельные модемы - модемы, которые используют для передачи каналы кабельного телевидения ( скорость до 10 Мбит/c ).

ISDN-модемы - модемы данного типа имеют либо аналоговый, либо цифровой вход. При работе по линии ISDN можно работать с протоколом РРР ( 64 Кбит/c ) или с протоколом Multilink PPP ( 128 Кбит/с ).

4.1.2. Основные понятия

Модем - устройство модуляции-демодуляции.

Модуляция - цифро-аналоговое преобразование.

Демодуляция - аналогово-цифровое преобразование.

Укрупненная схема модема

В качестве носителя информации в модеме используются волны определенной частоты (несущая частота).

Метод модуляции - изменение одной или нескольких из перечисленных характеристик при формировании информационного сигнала. Модуляция бывает : амплитудная, фазовая, частотная, фазочастотная, квадратурно-амплитудная (амплитуда + фаза).

Скорость модуляции - скорость изменения несущей частоты (число изменений сигнала в 1 с. - бодовая скорость). В зависимости от метода модуляции один бод может передавать несколько бит.

Скорость передачи модема по телефонной линии измеряется в бит/с. Обычно при передачи символа его размер принимают равным 10 бит (стартовый бит, 8 бит данных, стоповый бит), при этом не учитывают сжатие и коррекцию ошибок.

Предельная бодовая скорость определяется на основании теоремы Найквиста, согласно которой бодовая скорость не должна превышать ширину канала связи, выраженную в герцах. Для телефонного канала V < 3100 бод.

Согласно теореме Шеннона

V_бит/с < Ширина_канала * log₂( 1 + Мощность_сигнала )

Мощность_шума

Для увеличения скорости передачи необходимо увеличивать информативность бода.

Модем может работать в следующих режимах передачи: дуплексный, полудуплексный, симплексный, асимметричный дуплексный.

Способы передачи модема: синхронная, асинхронная передача.

Модем использует два типа кадров: кадр передачи (совокупность байт, передаваемых источником адресату) и квитанция (подтверждение передачи, квитанция может быть положительной - ACK и отрицательной - NACK).

Окно - количество кадров, которое может быть передано без подтверждения (на это количество кадров требуется подтверждение).

Аппаратная коррекция ошибок выполняется модемом автоматически, а программная - коммуникационной программой. Если телефонная сеть хорошего качества, то следует использовать программную коррекцию ошибок, а если телефонная сеть плохого качества, то - аппаратную коррекцию ошибок.

Динамическая упаковка данных или сжатие данных при передаче (на время сжатия сильно влияет тип используемого протокола сжатия) определяется протоколом V.42bis (протокол определяет было ли сжатие или нет).

Динамическая адаптация к линии связи - изменение размера кадра и скорости передачи в зависимости от качества линии связи.

Качество линии связи - вероятность передачи ошибочного бита в потоке данных:

- отличная - 10^-7 1/бит.

- очень хорошая - 10^-6 1/бит.

- хорошая - 10^-5 1/бит.

- удовлетворительная 10^-4 1/бит.

Чистота линии связи = мощность сигнала / мощность шума .

Уровень сигнала измеряется в Дб.

4.1.3. Протоколы модемной связи

Протоколы модуляции.

V.22bis (2.4 Кбит/с, дуплекс)

V.23 (1.2 Кбит/с, полудуплекс)

V.32 (9.6 Кбит/с)

V.32bis (14.4 Кбит/с)

V.34 (28.8 Кбит/с)

V.34+ (33.6 Кбит/с)

Факс-протоколы модуляции:

V.17 (14.4 Кбит/с, дуплекс)

V.27ter (4.8 Кбит/с, полудуплекс)

V.29 (9.6 Кбит/с, дуплекс/полудуплекс)

Фирменные протоколы модуляции:

ZyCELL

ZyX

HST

RHST

Протоколы коррекции ошибок:

V.22,V.42

MNP.6 - для синхронных модемов 9.6 Кбит/с с дуплексной и полудуплексной передачей.

MNP.1 - асинхронный полудуплекс.

MNP.2 - асинхронный дуплекс.

MNP.3 - MNP.4 синхронный дуплекс

MNP.10 - оптимизация параметров для низкого качества линий связи.

Протоколы сжатия:

V.42bis - коэффициент сжатия до 1:4.

MNP.5 - коэффициент сжатия до 1:2.

Протоколы передачи файлов:

ASCII - протокол без коррекции ошибок, кадры размером до 28 байт.

X-modem - восьмиразрядный код коррекции ошибок, размер кадра 128 байт, задание имени принимаемого файла.

X-modem CRC - шестнадцатиразрядный код коррекции ошибок.

X-modem 1К - размер кадра 1 Кбайт.

Y-modem - размер кадра 128 байт, автоматическая передача имени файла, возможна передача списков файлов.

Y- modem Q - размер кадра 128 байт, при искажении передачи (ошибке) передача прекращается.

Z-modem -размер кадра от 64 байт до 4096 байт, автоматическая передача имени файла, возобновление передачи с прерванного места. Позволяет динамически менять скорость передачи и размер кадра.

Kermit - размер кадра от 4 до 94 байт.

4
.1.4. Схема подключения модема

4.1.5. Индикаторы состояний модема

HS - скорость передачи > 2.4 Кбит/с

AA - автоответ выключен

CD - обнаружена несущая и установлено соединение

OH - модем подключен к линии

RD - прием данных

SD - передача данных к удаленному модему

TR - ПЭВМ готова к передаче данных

MR - модем готов ( включен в сеть питания )

4.2. Технические данные выбранной модели

Исходя из рассмотренных выше характеристик и технического задания в качестве модемов, используемых для соединения ЛВС, можно порекомендовать асинхронный/синхронный модем фирмы US Robotics Corporation Sportster 56K Flash External,поддерживающий скорость передачи данных до 56 Kбит/с, поддерживающий распространенные протоколы передачи данных и протоколы сжатия.

Технология V.90 позволяет модемам принимать информацию со скоростью до 56kbps на стандартных телефонных линиях общего пользования. V.90 преодолевает теоретические ограничения скорости, основанные на стандарте для аналоговых сетей, путем использования прямого цифрового подключения к телефонной сети на стороне провайдера.

Скорости и совместимость со стандартами ITU-T:

Возможности модема:

- асинхронный или синхронный режим передачи данных,

- работа на 2-проводной коммутируемой и выделенной линии,

- регулировка уровня передачи на коммутируемой и выделенных линиях от -27дБм до 0 дБм,

- уверенное распознавание стационарных сигналов: вызывной тон, занято, вызов, звонок,

- коррекция ошибок: MNP4 и V.42+Selective Reject (выборочный повтор),

- сжатие данных: MNP5 и V.42bis,

- контроль потока данных: программный XON/XOFF или аппаратный CTS/RTS,

- дистанционное конфигурирование,

- защита от насанкционированного доступа: определитель номера, аппаратная защита паролями и обратный звонок по списку на 50 человек,

- набор команд: расширенный AT и V.25bis,

- набор номера: импульсный или тоновой,

- программируемое управление громкостью динамика,

- 4 профиля для сохранения параметров и установок в энергонезависимой памяти,

- 4 предварительно настроенных профиля для типичных приложений,

- диагностика модема: полное самотестирование модема; тесты “аналоговая петля” и “удаленная цифровая петля” с самотестированием и без него; тест “локальная цифровая петля”,

- диагностика условий связи: скорость приема/передачи, протокол связи, соотношение сигнал/шум, уровень принятого сигнала, число выполненных/запрошенных процедур повторного установления связи, число выполненных/запрошенных изменений скорости,

- отчет о состоянии связи: число переданных и принятых символов, октетов, блоков, число переданных и принятых блоков с ошибками, число выполненных/запрошенных процедур повторного установления связи, задержка возврата эха, продолжительность сеанса связи, последняя скорость и протокол, причина завершения сеанса связи,

- двенадцать светодиодных индикаторов состояния:V90, AA, CD, OH, DTR, DSR, CTS, TXD, RXD, EC, SQ, TST,

- переключатели Голос/Данные и Вызов/Ответ,

- линейный интерфейс: общий разъем RJ11 для 2-проводной коммутируемой или выделенной линии,

- интерфейс с оборудованием приема данных (DTE): последовательный порт EIA-232D, ITU-T, V.24, DB-25S, скорость DTE в асинхронном режиме: от 300 бит/с до 460.8 Кбит/с, в синхронном режиме от 1200 бит/с до 56 Кбит/с.

Факс:

- полная совместимость с любым факсимильным оборудованием,

- V.17 14400 бит/с G3 Fax,

- V.29 G3 Fax на скорости до 9600 бит/с, V.27 G3 Fax на скорости до 4800 бит/с,

- система команд EIA Class 1, Class 2 и 2.0 Fax,.

Определитель номера: