Смекни!
smekni.com
Информатика и программирование

Классификация модемных протоколов

План:


  1. Классификацияпротоколов………………………………………….…3

  2. Протоколывзаимодействия…………...…………………………….…5

    1. ПротоколV.25(RS-366A)………………………………………………5

    2. ПротоколV.25bis………………………………………………………...6

    3. ПротоколV.8……………………………………………………………..9

      1. Сигналывзаимодействия…………………………………………...10

      2. Информационныесигналы…………………………………………..11

      3. Процедурывызывающегомодема…………………………………12

      4. Процедурыотвечающегомодема…………………………………12

3.Протоколымодуляции…………………………………………...…13

    1. Общиесведения…………………………………………………….…13

3.2. Способымодуляции…………………………………………………...14

      1. Частотнаямодуляция………………………………………………14

      2. Относительнаяфазоваямодуляция………………………….…..14

3.2.3. Квадратурнаяамплитуднаямодуляция…………………………..15

    1. Основныепротоколымодуляции……………………………………15

      1. ПротоколыV.21, Bell 103J…………………………………………..15

      2. ПротоколыV.22, V.22bis………………………………………….…16

      3. ПротоколV.23 ……………………………………………………..…17

      4. ПротоколыV.26, V.26bis, V.26ter …………………………...…….18

      5. ПротоколV.32 ………………………………………………….…….18

      6. ПротоколV.32bis……………………………………………….…….18

      7. ПротоколV.33…………………………………………………..…….19

3.2.8. ПротоколыV.34, V.34+, V.Fast………………………………..……19

    1. Факс-протоколымодуляции……………………………………..…..23

      1. ПротоколыV.27, V.27bis, V.27ter ……………………………..…..23

      2. ПротоколV.29 ……………………………………………………..…23

      3. ПротоколV.17 …………………………………………….………….26

    2. Фирменныепротоколымодуляции…………………………………27

      1. ПротоколV.32terbo ………………………………………….………27

      2. ПротоколыZyX, ZyCELL ……………………………………..…….28

      3. ПротоколыHST, RHST ………………………………………..……29

3.5.4. ПротоколыPEP, TurboPEP……………………………..……….…30

    1. Рекомендациипо выборупротоколовмодуляции………………30

4.ПРОТОКОЛЫИСПРАВЛЕНИЯОШИБОК ………………………….….34 4.1.Протоколы MNP…………………………………………………………..34 4.1.1.Общие сведения………………………………………….………….…34 4.2.Протокол V.42…………………………………………….…………….…35 4.2.1.Основныехарактеристики……………………………………….…35 5.ПРОТОКОЛЫСЖАТИЯ ДАННЫХ………………………………………37 5.1.Основные методысжатия ………………………………………………37 5.2.Сжатие данныхв протоколахMNP ……………………………………39 5.2.1.Протокол MNP5……………………………………….………………39 5.2.2.Протокол MNP7……………………………………….………………42 5.3.Сжатие данныхпо стандартуV.42bis …………………………………42 6.ПРОТОКОЛЫПЕРЕДАЧИ ФАЙЛОВ……………………………………44 6.1Протокол XModem…………………………………………………………44 6.2.Протокол XModem-CRC…………………………………………………45 6.3.Протокол XModem-IK…………………………………………………….45 6.4.Протокол YModem……………………………………………………..…45 6.5.Протокол YModem-g……………………………………………..………45 6.6.Протокол ZModem………………………………………………….…….46 6.7.Протокол Kermit……………………………………………………..……46 6.8.Рекомендациипо выбору протоколапередачи файлов………..….46


Списокиспользуемойлитературы…………………………………….…51


1.Классификацияпротоколов


Модемытакже можноклассифицироватьв соответствиис реализованнымив них протоколами.Все протоколы,регламентирующиете или иныеаспекты функционированиямодемов могутбыть отнесенык двум большимгруппам: международныеи фирменные.

Протоколымеждународногоуровня разрабатываютсяпод эгидойITU-T и принимаютсяим в качестверекомендаций(ранее ITU-TназывалсяМеждународнымконсультативнымкомитетом потелефонии ителеграфии– МККТ, международнаяаббревиатураCCITT). Все рекомендацииITU-T относительномодемов относятсяк серии V.Фирменныепротоколыразрабатываютсяотдельнымикомпаниями– производителямимодемов, с цельюпреуспеть вконкурентнойборьбе. Частофирменныепротоколыстановятсястандартнымипротоколамиде-факто ипринимаютсячастично либополностью вкачестве рекомендацийITU-T, как это случилосьс рядом протоколовфирмы Microcom.Наиболееактивно разработкойновых протоколови стандартовзанимаютсятакие известныефирмы, как AT&T,Motorolla, U.S.Robotics, ZyXEL и другие.

Сфункциональнойточки зрениямодемные протоколымогут бытьразделены наследующиегруппы:


  • Протоколы,определяющиенормы взаимодействиямодема с каналомсвязи (V.2, V.25);

  • Протоколы,регламентирующиесоединениеи алгоритмывзаимодействиямодема и DTE(V.10, V.11, V.24, V.25, V.25bis, V.28);

  • Протоколымодуляции,определяющиеосновныехарактеристикимодемовбпредназначенныхдля коммутируемыхи выделенныхтелефонныхканалов. К нимотносятсятакие протоколы,как V.17, V.22, V.32, V.34,HST, ZyX и большоеколичестводругих;

  • Протоколызащиты от ошибок(V.41, V.42, MNP1-MNP4);

  • Протоколызжатия передаваемыхданных, такиекак MNP5, MNP7, V.42bis;

  • Протоколы,определяющиепроцедурыдиагностикимодемов, испытанияи измеренияпараметровканалов связи(V.51, V.52, V.53, V.54, V.56);

  • Протоколысогласованияпараметровсвязи на этапеее установления(HandShaking), напримерV.8.


Приставки“bis” и “ter”в названияхпротоколовобозначают,соответственно,вторую и третьюмодификациюсуществующихпротоколовили протокол,связанный сисходным протоколом.При этом исходныйпротокол, какправило, остаетсяподдерживаемым.

Некоторуюясность средимногообразиямодемных протоколовможет внестиих условнаяклассификация,приведеннаяна рис.1.1.

Следуеттакже заметить,что некоторыепротоколынельзя отнеститолько к однойиз приведенныхгрупп, так какони описываютреализациюряда различныхфункций, например,таких как модуляцияи коррекцияошибок. В первуюочередь, этоотносится кфирменнымпротоколам(ZyCELL, MNP10 и другие).





Рис 1.1.Классификациямодемных протоколов


2.Протоколывзаимодействия


Длявыполнениясвоих функциймодемы должнывзаимодействоватькак между собой,так и с различногорода оконечнымоборудованием.За исключениемранее рассмотренногонабора AT-команд,средствамитакого взаимодействиявыступаютстандарты V.25,V.25bis и V.8.

РекомендацииV.25 и V.25bisопределяютинтерфейс ифункции оборудованияавтоматическоговызова и ответа.Различие этихдвух стандартовопределяетсяотличием виспользуемыхлиниях интерфейсаDTE-DCE. ПротоколV.8 описываетпроцедурывзаимодействиядвух модемовна этапе установлениясвязи междуними.


2.1.Протокол V.25(RS-366A)


СогласноРекомендацииV.24 все линииинтерфейсаDTE-DCE разделенына две группы:серии 100 (общегоназначения)и серии 200 (автоматическоговызова). Группасерии 100 включаетв себя 34 линииразличногоназначения,служащие какдля передачиданных, так идля осуществленияуправленияинтерфейсом.

Группасерии 200 включаетв себя 12 линий.В табл. 2.1 приведеноназначениеэтих линий.РекомендацияV.25 предусматриваетиспользованиецепей двухсерий 100 и 200.

V.25определяетавтоматическоевызывное устройство(АВУ), котороепозволяеткомпьютеру,используя номернужного абонента,установитьсвязь черезкоммутируемуютелефоннуюсеть с удаленнымDTE. Вызывноеустройствоподключаетсяк DTE с помощьюдвух 25-контактныхразъемов типаD (рис. 2.1).

Таблица2.1. Назначениелиний обменасерии200 интерфейсаV.25

Контакт

Номер

Обозначение

Назначениецепи

к DCE

kDTE

1

 — —

Защитноезаземление

2

211

DPR

Наличиецифры

х

3

205

ACR

Несостоявшийсявызов (и повторнаяего передача)

Х

4

202

CRQ

Запроссоединения

х

5

210

PND

Запросследующейцифры

Х

6

213

PWI

Индикаторэлектропитания

Х

7

201

SG

Сигнальноезаземление

13

204

DSC

Удаленнаяустановкаподключена

Х

14

206

NB1

Цифровойсигнал(2°)

х

15

207

NB2

Цифровойсигнал(2')

х

16

208

NB3

Цифровойсигнал (22)

х

17

209

NB4

Цифровойсигнал(23)

х

18

 —

RC

Общийприем

19

 —

SC

Общаяпередача

22

203

DLO

Каналданных занят

Х

Одининтерфейсиспользуетлинии обменасерии 100(V.24/V.28), подключен­ныечерез АВУ кмодему дляпередачи данных.Другой интерфейсиспользуетлинии серии200 (V.25/V.28) дляавтоматическоговызова.

Линииобмена серии200 имеют обозначенияот 200 до213 и используютсятолько дляустановлениясвязи и ееразъединения.Компьютернабирает телефонныйномер, посылаячерез интерфейсRS-366A в DCE поцепям обмена206 - 209 одну за другойцифры в виде4-разрядногопараллельногокода (табл.2.2)

Послетого как последняяцифра переданав АВУ, компьютерпосылает ещеодин четырехбитовыйзнак концаномера (End of Number). Послеустановлениясоединениячерез КТСОПначинаетсяпередача данныхпо группе линийсерии 100.





Рис.2.1. Устройствоавтовызова

Таблица2.2. Кодировкацифровогосигнала ноцепям206—209

Номерлинии

209

208

207

206

Цифранабора"0"

0

0

0

0

Цифранабора"1"

0

0

0

1

Цифранабора"2"

0

0

1

0

Цифранабора"3"

0

0

1

1

Цифранабора"4"

0

1

0

0

Цифранабора"5"

0

1

0

1

Цифранабора"6"

0

1

1

0

Цифранабора"7"

0

1

1

1

Цифранабора"8"

1

0

0

0

Цифранабора"9"

1

0

0

1

Конецномера(EON)

1

1

0

0

Интервалмежду цифрами(SEP)

1

1

0

1

2.2.ПротоколV.25bis

Вотличие отV.25, РекомендацияV.25bis для реализациивсех функцийавтовызовапозволяетиспользоватьтолько группулиний серии100. В этом случаеDTE подключаетсяк DCE черезодин интерфейси может с егопомощью выполнятькак операцииавтовызова/автоответа,так и операциипо пере дачеданных (рис.2.2). Такой подходявляется наиболееудобным и позволяетобъединитьАВУ и собственномодем. Поэтомупрактическивсе современныеинтеллектуальныемодемы, поддерживающиепротоколыпередачи покоммутируемымканалам КТСОП,представляютсобой устройствасо встроеннымАВУ.

Дляосуществленияопераций автовызованеобходимоопределенноевзаимодействиемежду DTE имодемом. РекомендацияV.25bis определяетинтерфейс ирежимы работыDTE и модема:

  • режимпрямого вызова;

  • режимвызова по адресу.


Режимпрямого вызоваоснован наиспользованииоперации "Подключитьмодем к линии"(CDSTL - ConnectDataset To Line), в результатекоторой DTEустанавливаетсвязь по телефонномуномеру, хранящемусяв памяти модема.

Режимвызова по адресуоснован наиспользованииоперации "Готовностьтерминала"(DTR - Data TerminalReady), а также позволяетвызывающемуDTE обмениватьсякомандами смодемом, чторасширяетвозможностиDTE. Эти командыявляются частьюпроцедуры





Рис.2.2. Подключениемодема автовызоваV.25.bis

автоматическоговызова и пересыла­ютсяиз DTE в модем.В ответ на командыDTE получаетот модема отклики.Команды и откликимогут пересылатьсяс использованиемасинхроннойили синхроннойпередачи.

Прииспользованииасинхроннойпередачи каждыйстарт-стопныйзнак со­держитдесять битов:стартовый,7 информационныхбит в кодеASCII, бит кон­тролячетности истоловый бит.При синхроннойпередаче каждыйзнак содер­житвосемь бит:7-битовый кодзнака ASCII ибит контроляпо нечетности.

Приасинхроннойпередаче используетсяследующийформат:

Присинхроннойпередаче используетсядва формата.Одним из нихявляет­ся форматбайт-ориентированнойпередачиBSC:

.

Второйбит-ориентированныйформат синхроннойпередачисоответствуетпротоколуHDLC:

.

содержит несколько8-битовых знаков.При асинхроннойпере­даче каждыйвосьмибитовыйзнак представляетсобой 7 битданных и 1бит проверкина четность.При синхроннойпередаче попротоколуBSC каждый знаксообщения такжесостоит из7 бит данныхи одного проверочногобита на нечетность.В случае примененияпротоколаHDLC, передаютсявосьмибитовыезнаки безиспользованиябита паритета.Вместо этогорассчитываетсяконтроль­наяпоследовательностькадра FCSразмером16 (CRC-16) илиреже 32 бита(CRC-32), позволяющаяконтролироватьвозникающиеошибки как впередаваемомсообщении, таки в служебныхполях адреса и управления.

Различныетипы сообщенийидентифицируютсякомбинациейиз трех алфавитныхзнаков в началесообщения.Кроме трехобязательныхзнаков сообщениеможет содержатьнескольконеобязательныхпараметров,отделяемыхдруг от другаточкой с запятой.


Таблица2.3. Команды,передаваемыеот DTE кDCE по протоколуV.25bis

КомандыОТЕ

Операциямодема

АВС

Прерываниесоединения

СНМ

Модем"снимает трубку"и набираетномер. Номерсодержит до50символов, включаяпробелы и дефисы

СР8

Модемнабирает номер,выбранный изпамяти поуказанномуадресу

PRN;

Модемзапоминаетномер телефонав памяти поуказанномуадресу

RLD

Модемвыдает списокотложенныхномеров

RLF

Модемвыдает списокзапрещенныхномеров

RLI

Модемвыдает списокхранимых номеров

RLN

Модемпосылает списокхранящихсятелефонныхномеров

RLS

Показатьсостояниерегистрауправлениямодема и битымодема

SCRn

Программированиерегистрауправленияnмодема

SMBn

Установитьбит модема в"1"

RMBn

Установитьбит модема в"0"

STS

Сохранитьиспользуемыйпараметр

RLBn

Показатьсостояниебита n модема

RLM

Показатьустановкупараметровв режиме работыс протоколомMNP

SAT

Переключитьсяна работу снабором АТ-команд

CAT

Переключитьсяна работу спротоколомV.25bis

VOLn

Установкагромкостиработы встроенногогромкоговорителя

LSPn

Переключениевариантаиспользованиягромкоговорителя

???

Вызоввспомогательнойфункции

DIG

Модемигнорируетвходящий вызов

CIC

Модемпроизводитсоединениепо входящемувызову

RST

Модемвозвращаетсяв режим работыс АТ-командами

Таблица2.4. Ответы, передаваемыеот DCE кDTE по протоколуV.25bis

ОтветыDCEкDTE

Значениеответа

VAL

Полученаправильнаякоманда

INV

Полученанеправильнаякоманда

INC

Полученвходящий запроссоединения(звонка)

ONL

Принятответный тон.Указывает нато, что напротивоположнойстороне включеноустройствопередачи данных(DCE)

CFI

Возвращаеткод отказапри вызове

АВ

Модемотменил вызов,так как он необнаружилтональногосигнала набора

СВ

Собственныйвыход в линиюзанят

ND

Нетответа станции

ЕТ

Принятвстречныйтон

RT

Былзарегистрированвходящий звонок,но связь неустановленаиз-за истеченияустановленноговремени

NT

Нетответноготональногосигнала отудаленногомодема

DL

Блокировкавызова. В модемеможет находитсясчетчик сообщенийоб ошибках.Если их числопревосходитзаданное значение,то автонаборзапрещается.Для восстановленияэтой функциинужно нажатьна кнопку "сброс"

RDD

Задержкаповторногонабора

CNX

Успешноеустановлениесоединенияс соответствующейскоростью

LSN;

Модемзапоминаетсписок телефонныхномеров в памяти

ПротоколV.25bis предусматриваетсвыше 20 типовразличныхсообщений. Втабл. 2.3 и2.4 приведенынекоторые изних.

Дляперевода некоторыхмодемов в режимV.25bis рекомендуетсяследую­щаяпоследовательностьдействий.

1.ИспользоватькомандуATS13=n (n=1...10) для выбораскорости обменапо последовательномупорту.

2.При синхронномрежиме передачипо последовательномупорту использо­ватькоманду АТ&Хдля выборачастоты синхронизации.

3.Выдать командуATS24=n (n=l,2,3):

  • S24=1— для переходав асинхронныйрежим V.25bis (7бит данных и1 бит проверкина четность);

  • S24=2— для переходав синхронныйрежим HDLC;

  • S24=3— для переходав синхронныйрежим BSC.


4.Записать текущийпрофиль покомандеAT&W.

Возвратиз режимаV.25bis может осуществлятьсяпрограммноили аппаратно.В первом случаенеобходимоиспользоватькомандуRST для возвратав режим передачиАТ-команд изатем -AT&F&W для записиизмененияконфи­гурациимодема. Рядвнешних модемовпозволяетиспользоватьаппаратныйспособ возвратаиз режимаV.25bis путем выполненияследующихопераций:

  • переводв режим ручногоуправленияобычно припомощи переключате­ляT/D;

  • аппаратныйсброс конфигурациимодема припомощи нажатияна кнопку RESET;

  • записьизмененнойконфигурациикомандойAT&F&W.

2.3.ПротоколV.8

Современныемодемы длякоммутируемыхтелефонныхканалов обеспечива­ютработу в соответствиис целым рядомрекомендацийсерии V. Приэтом пре­дельныескоростныевозможностимодемов, устанавливающихсоединение,могут существенноразличаться.Для автоматическогоопределениямаксимальновоз­можнойскоростивзаимодействующихмодемов в сентябре1994 г. ITU-T былапринята РекомендацияV.8 "Процедурыначала сеансовпередачи данныхпо ком­мутируемойтелефоннойсети общегопользования".Нормируемыеэтой рекомен­дациейпроцедурыпозволяютопределитьфункцию вызова(передача данных,факсимильнаясвязь или текстофон)и наличие сотовогодоступа к КТСОП.

Приэтом возможновзаимодействиес теми модемами,которые неподдержи­ваютРекомендациюV.8, и передачусигналоввзаимодействияс устройствамиуправленияработой эхо-компенсаторовтелефоннойсети, как этопредусмотре­ноРекомендациейV.25.

Такимобразом, РекомендацияV.8 определяет,какими сигналамидолжны обмениватьсядва модема поКТСОП толькопри начальнойорганизациисе­анса передачиданных. По окончаниивыполненияпроцедур протоколаV.8 обмен сигналамиосуществляетсяв соответствиис выбраннымпротоколоммодуляции серииV.

2.3.1.Сигналы взаимодействия

РекомендацияV.8 предусматриваетобмен сигналамив форме одногоили несколькихоктетов (8битов). Передоктетом и посленего добавляютсясоот­ветственностартовый(0) и столовый(1) биты.

Передкаждой информационнойпоследовательностьюпередаетсяпреамбула,состоящая из10 единиц и двухвидов 10-разряднойпоследовательностифазирования:одна — дляпоследовательностисигналовCI, другая —для СМ и JM.

Этиинформационныесигналы передаютсясо скоростью300 бит/с путеммодуляциинижнего иливерхнего каналасогласно РекомендацииV.21. Для того чтобыне спутатьсигналы РекомендацииV.21 с сигналами,предусмотреннымиРекомендациейТ.30 для факсов,выдерживаетсяограничениедля кодирования,запрещающеепоявлениефлагов 01111110протоколаHDLC в потокеданных.

Таблица2.5. Сигналы,применяемыев протоколеV.8

Названиесигнала

Определениеи некоторыепараметрысигнала

CI

Сигналиндикациивызова. Передаетсявызывающиммодемом дляука­занияобщей функциисвязи. ПоследовательностьС1 состоит из10еди­ниц, закоторыми следуют10бит фазированияи октет функциивызова. Интервалы"включено"должны содержатьне менее трехотрезковпосле­довательностиCIи иметь продолжительностьне более2с; интервалы"выключено"(сигнал непередается)должны иметьпродолжительностьне менее0,4с и не более2с. Интервалы"включено"содержатповто-ряющусяпоследовательностьбитов со скоростью300бит/с, которыемо­дулируютнижний канал,определенныйв РекомендацииV.21

CNQ

Вызывнойтон,определенныйа РекомендацииТ.30

СТ

Любойвызывной тон,допускаемыйРекомендациейV.25

CV

Сигналменю вызова.Передаетсявызывающиммодемом дляуказания доступныхв нем режимовмодуляции.Содержитповторяющуюсяпоследовательностьбитов, которыепереда­ютсясо скоростью300бит/с и модулируютнижний канал,определенныйв РекомендацииV.21

CJ

Завершениесигнала менювызова. Подтверждаетобнаружениесигнала JMи указываетна завершениесигнала СМ.СигналJMсодержит трипо­следовательныхоктета из однихнулей со стартовыми стоповымибитами; этиоктеты модулируютнижний каналV.21со скоростью300бит/с

JM

Сигналсовместногоменю Передаетсяотвечающиммодемом дляуказа­ниярежимов модуляции,доступныхкак вызывающему,так и отвечаю­щемумодемам. СигналJMсодержитповторяющуюсяпоследователь­ностьбитов, которыепередаютсясо скоростью300бит/с и модулируютверхний канал,определенныйв РекомендацииV.21

ANS

Ответныйтон, определенныйв РекомендацииV.25

ANSam

Модифицированныйответный тон,представляющийсобой синусоидальныйсигнал с частотой2100Гц и переворотамифазы черезкаждые450мс, мо­дулированныйпо амплитудесинусоидальнымколебаниемчастотой15Гц. Модулированнаяогибающаядолжна изменятьсяпо амплитудев диапа­зоне0,8-1,2от ее среднейамплитуды

SigC

Передаваемыйвызывающиммодемом сигнал,специфическийдля ре­комендацийсерииVна модем

SigA

Передаваемыйотвечающиммодемом сигнал,специфическийдля реко­мендацийсерииVна модем

Такимобразом, форматоктета имеетвид:

(0)

B0

b1

b2

b3

0

b5

b6

b7

(1)

Битыперечисленыслева направов том порядке,в котором онипередаются.Для исключенияпоявления флагапротоколаHDLC бит b4 всегдаравен нулю.

Врекомендациивведены следующиеспециальныефункциональныесигналы взаимодействия:

  • сигналменю вызоваCM (Call Menu);

  • сигналсовместногоменю JM (JointMenu);

  • сигналCJ (сигнал завершенияJM);

  • сигналиндикациивызова CI(Call Indicator).

Определенияи параметрыэтих, а такжеряда другихсигналов,использо­ванныхв РекомендацииV.8, приведеныв табл. 2.5.

2.3.2.Информационныесигналы

Октетыпередаваемыхсигналовраспределяютсяпо несколькимкатегориям:

  • функциивызова;

  • режиммодуляции;

  • протокол;

  • виддоступа к КТСОП(через сотовуюсеть или нет).


Используемыйметод кодированияпозволяетрасширитьперечень категорийинформациидля специальногоприменения,причем в большинствеслучаев со­храняютсякороткие сигналы(сохраняющиеминимальноечисло октетов).

Первойкатегориейинформациив последовательностидолжна бытьфунк­ция вызова,для последующихкатегорийочередностьследованияможет бытьпроизвольной.Вся информацияодной категориипередаетсяв одном октете,либо, если этонеобходимо,в определеннойпоследовательностиоктетов (с по­мощьютак называемыхоктетов расширения).

Битыb0-b3 первогооктета указываюткатегориюинформации,а биты b5-b7определяютее возможныеварианты. Есливсе возможныеварианты Даннойкатегорииинформациине могут бытьопределеныс помощью битовb5-b7, используютсяоктеты расширения,в которых длязадания вариантовотводится5 бит. В табл.2.6 приведеныварианты,определенныедля каждойкатегорииинформации.

Длясовместимостисо следующимиверсиями РекомендацииV.8 приемникидолжны игнорироватьвсе биты, кодыи октеты, зарезервированныедля будущихрасширений.

Таблица2.6. Вариантыкатегорийинформациисигналов протоколаV.8

Категорияинформации

Варианты

Функциявызова: октет"callff0"

ТекстофонсогласноРекомендацииV.18

Передачаи прием данных

Функциявызова указанав октете расширения

Режимымодуляции:

октет"modn0"


октет"modn1" (октетрасширения)


октет"modn2" (октетрасширения)

ДуплексV.34

ПолудуплексV.34

V.32bls/V.32

V.22bis/V.22

V.17

ПолудуплексV.29

V.27ter

V.26ter

V.26bis

ДуплексV.23

ПолудуплексV.23

V.21

Протокол:октет "prot0"

СоединениесогласноРекомендацииV.42

Соединениепо протоколу,указанномув октете расширения

Доступк КТСОП: октет"access0"

Вызывающиймодем находитсяв сотовомсоединении

Отвечающиймодем находитсяв сотовомсоединении

Примечание:Отсутствиеоктета протоколане исключаетиспользованияальтернативныхсредств согласованияпротокола.Категориядоступа к КТСОПуказывает навозможностьсотового доступак КТСОП; в отсутствиеоктета этойкатегориинет и информациио типе доступакКТСОП.


2.3.3.Процедурывызывающегомодема

Нарис. 2.3. схематическиизображен обменсигналами междувызываю­щими отвечающиммодемами вначале сеансапередачи данныхсогласноРе­комендацииV. 8.

Вызывающиймодем послеустановлениясоединенияи паузы длительнос­тью1 с начинаетпередачу сигналавызова CI,СТ или CNG,либо не передаетникаких сигналов,так как в большинстверекомендацийна модемы передачаи обнаружениесигналов вызоваявляютсянеобязательными.Независимоот того, используетсяили нет этафункция, работамодема, соответствующегоРекомен­дацииV.8, при полученииCI нарушатьсяне должна.

Использованиесигнала CIв качествесигнала вызоваявляетсянеобязатель­ными.Для обеспечениясовместимостис некоторымисуществующимиотвечаю­щимитерминаламитребуетсяиспользованиесигналовCNG или СТ.

Д


алеемодем приступаетк обнаружениюсигналаANS, ANSam или sigA,характеризующегоприемлемыйпротокол модуляции.

Рис.2.3. Обменсигналами вначале сеансапередачи данных


Еслиобнаруженподходящийсигнал sigA,то дальнейшийрежим работымодема будетопределяетсяэтим сигналом.

Приобнаружениисигнала ANSмодем работаетсогласно РекомендацииV.32bis, РекомендацииТ.30, или другойподходящейРекомендации.

Вслучае обнаружениясигнала ANSamмодем не передаетникаких сигналовв течение интервалаТе, длящегосядо начала передачисигнала СМ.Интервал Теявляется интерваломмолчания, позволяющимнейтрализоватьработу устройствуправленияэхо-компенсаторами.Он начинаетсяпо окончаниисигнала вызова,а при отсутствиисигнала вызова— после обнаружениясигналаANSam. Минимальноезначение Тесоставляет0,5 с. Однако, еслинужно обеспечитьнейтрализациюсетевогоэхо-компенсатораспособом,определеннымв РекомендацииV.25, выбираетсяТе 1 с.

ПоокончанииинтервалаTе вызывающиймодем начинаетпередачу сигналаСМ и настраиваетсвой приемникна обнаружениесигналаJM.

Получивне менее двухидентичныхпоследовательностейсигналаJM, вызывающиймодем завершаетпередачу текущегооктета и связанныхс ним стартовогои стоповогобитов, а затемпередает сигналCJ. После этоговызывающиймодем не передаетникаких сигналовв течение (75±5)мс, затем передаетsigC и далее работаетсогласно выбранномупротоколумодуляции серииV.

Еслив JM указанынули для всехрежимов модуляции,то вызывающиймодем послепередачиCJ может отключиться.

2.3.4.Процедурыотвечающегомодема

Послеподключенияк линии в течение0,2 с отвечающиймодем "молчитзатем, если онподдерживаетобмен сигналамиCM/JM, передаетсигнал ANS

Есливо время передачиANSam обнаруженподходящийсигнал sigC,модем не долженпередаватьсигналы в течение(75±5) мс, потомпередатьсоответствующийsigA и продолжитьработу согласносоответствующейРекомендацициина модем.

Есливо время передачиANSam не обнаруженосигнала СМ илиподходящегосигнала sigC,модем не передаетсигналы в течение(75±5) мс, а затемпродолжаетработу согласноРекомендацииV.32bis, РекомендацииТ.30 или другойподходящейРекомендации.Передача сигналаANSam продолжаетсяв течение (51)с, если она непрекращенапри полученииСМ или подходящегоsigC.

Получивне менее двухидентичныхпоследовательностейСМ, модем пере­даетпоследовательностьJM.

Еслипредложеннаявызывающиммодемом функциявызова доступна,то сигналJM кодируетсядля указаниятой же функциивызова, что ив сигнале СМ,и режимов модуляции,доступных какдля вызывающего,так и для отве­чающегомодемов.

Еслифункция вызоване доступна,то отвечающиймодем можетуказать другую,доступную емуфункцию вызова,которая отличаетсяот имеющейсяв СМ. При этомсигнал JMдолжен содержатьстолько жеоктетов режимовмоду­ляции,сколько их вСМ, и для всехрежимов указатьнули.

Приотсутствииобщих режимовмодуляции увызывающегои отвечающегомодемов последовательностьJM должна содержатьстолько жеоктетов режимовмодуляции,сколько СМ, гдедля всех режимовмодуляцииустановленынули .

ПересылкаJM должна продолжатьсядо обнаружениясигналаCJ и получе­ниявсех трех октетовCJ. Если CJ непринят правильно,для завершенияпере­дачиJM может бытьиспользовандругой критерий,например обнаружениесигнала sigC,отвечающеговыбранномурежиму модуляции,или отсутствиеСМ в течениеприемлемогоинтервалавремени.

ПередачаJM может бытьзавершена дотого, как будетполностьюпереданапоследовательностьJM. В этом случаев течение (75±5)мс модем непередает­сяникаких сигналов.Далее передаетсясигнал sigA,удовлетворяющийвыбран­номурежиму модуляции.

Еслив JM для всехрежимов модуляцииуказаны нули,то отвечающиймодем можетотключитьсяпосле приемаCJ.

Вследующем запроцедурамиРекомендацииV.8 сеансе передачиданных должениспользоватьсязаданный всигнале JMрежим модуляциис наимень­шимномером пунктакодовой таблицы,соответствующиймаксимальнодоступ­нойобоим модемамскорости передачи.

Вовремя началасеанса передачиданных согласноРекомендацииV.8 ника­кихспецифическихтребованийна связь междуDTE и модемомне предъявля­ется.Поэтому состояниецепей стыкаDTE—DCE может определятьсяпроце­дурами,которые выполняютсядо и после процедурРекомендацииV.8.


3.ПРОТОКОЛЫМОДУЛЯЦИИ

3.1.Общие сведения

Основнаяфункция модема— преобразованиенесущегогармоническогоколебания(одного илинесколькихего параметров)в соответствиис законом измененияпередаваемойинформационнойпоследовательности.Такое преобразованиеаналоговогосигнала называетсямодуляцией.

Способмодуляциииграет основнуюроль в достижениимаксимальновозможнойскорости передачиинформациипри заданнойвероятностиошибочногоприема. Предельныевозможностисистемы передачиможно оценитьс помощью известнойформулы Шеннона,определяющейзависимостьпропускнойспособностиС непрерывногоканала с белымгауссовскимшумом от используемойполосы частотF и отношениямощностейсигнала и шумаPS/ PN:

C=F log2( 1+ PS/ PN ),

гдеPS= EbV — средняямощность сигнала;Eb— энергия,затрачиваемаяна передачуодного битаинформации;V — скоростьпередачи информацииPN =N0/2 —средняя мощностьшума в полосечастот F;N0/2 —спектральнаяплотностьмощности шума.

Пропускнаяспособностьопределяетсякак верхняяграница реальнойскорости передачиинформацииV. Приведенноевыше выражениепозволяет найтимаксимальноезначение скоростипередачи, котороеможет бытьдостигнуто



Рис.3.1.Зависимостьудельной скоростипередачи ототношениясигнал/шум

вгауссовскомканале с заданнымизначениямиF иPS/ PN. Например,если отношениесигнал/шумравно 20 дБ,т.е. мощностьсигнала навходе модемав 100 раз вышемощности шума,и используетсяполная полосателефонногока­нала тональнойчастоты (3100Гц), то максимальнодостижимаяскорость неможет превышать20640 бит/с.

Вероятностьошибочногоприема битав конкретнойсистеме передачиопре­деляетсяотношениемEb/ No . Изформулы Шеннонаследует, чтовозрастаниеудельной скоростипередачиV/AF требуетувеличенияэнергетическихзатрат (Eb)на один бит(рис. 3.1).

Любаясистема передачиможет бытьописана точкой,лежащей нижеприве­деннойна рисункекривой (областьВ). Эту кривуючасто называютграницей илипределом Шеннона.Для любой точкив области Вможно создатьтакую системусвязи, вероятностьошибочногоприема у которойможет бытьнастоль­комалой, насколькоэто требуется.История развитиякак системсвязи в це­лом,так и модемнойтехники, в частности,представляетсобой непрекращаю­щуюсясерию попытокприблизитьих к границеШеннона, сохраняяпри этом низкуювероятностьошибочногоприема информационногобита (такиесисте­мы используютсовременныеспособы модуляциии кодирования).

Современныесистемы передачиданных требуют,чтобы вероятностьнеоб­наруженнойошибки былане выше величины10-7...10-12. Эти значенияобес­печиваютпротоколыисправленияошибок типаMNP1 — MNP4и V.42, которыебудут рассмотреныниже.


3.2.Способы модуляции

Вмодемах длятелефонныхканалов, какправило, используютсятри вида модуляции:частотная,относительнаяфазовая (фазоразностная)и квадратурнаяамплитуднаямодуляция,часто называемаямногопозиционнойамплитудно-фазовой.

3.2.1.Частотнаямодуляция

Причастотноймодуляции (ЧМ,FSK — Frequency Shift Keying)значениям "0"и "1" информационнойпоследовательностисоответствуютопределенныечастоты аналоговогосигнала принеизменнойамплитуде.Частотнаямодуляциявесьма помехоустойчива,посколькупомехи телефонногоканала искажаютв основномамплитуду, ане частотусигнала. Однакопри частотноймодуляциинеэкономнорасходуетсяресурс полосычастот телефонногоканала. Поэтомуэтот вид модуляцииприменяетсяв низкоскоростныхпротоколах,позволяющихосуществлятьсвязь по каналамс низким отношениемсигнал/шум.

3.2.2.Относительнаяфазовая модуляция

Приотносительнойфазовоймодуляции (ОФМ,DPSK — Differential Phase Shift Keying)в зависимостиот значенияинформационногоэлемента изменяетсятолько фазасигнала принеизменнойамплитуде ичастоте. Причемкаждому информационномубиту ставитсяв соответствиене абсолютноезначение фазы,а ее изменениеотносительнопредыдущегозначения.

ЧащеприменяетсячетырехфазнаяОФМ (ОФМ-4),или двукратнаяОФМ (.ДОФМ),основаннаяна передачечетырех сигналов,каждый из которыхнесет информациюо двух битах(дибите) исходнойдвоичнойпоследовательности.Обычно используетсядва набора фаз:в зависимостиот значениядиби-та (00, 01, 10 или11) фаза сигналаможет изменитьсяна 0°, 90°, 180°, 270° или45°, 135°, 225°, 315° соответственно.При этом, есличисло кодируемыхбит более трех(8 позиций поворотафазы), резкоснижаетсяпомехоустойчивостьОФМ. По этойпричине длявысокоскоростнойпередачи данныхОФМ не используется.

3.2.3.Квадратурнаяамплитуднаямодуляция

Приквадратурнойамплитудноймодуляции(КАМ, QAM - QuadratureAmplitude Modulation) изменяетсякак фаза, таки амплитудасигнала, чтопозволяетувеличитьколичествокодируемыхбит и при этомсущественноповыситьпомехоустойчивость.В настоящеевремя используютсяспособы модуляции,в которыхчисло кодируемыхна одном бодовоминтервалеинформационныхбит может достигать8...9, а число позицийсигнала в сигнальномпространстве- 256...512.

Квадратурноепредставлениесигналов являетсяудобным и достаточноуниверсальнымсредством ихописания.Квадратурноепредставлениезаключаетсяв выраженииколебаниялинейной комбинациейдвух ортогональныхсоставляющих— синусоидальнойи косинусоидальной:

S(t)=x(.t)sin(t+()+y(t)cos(t+(),

гдеx(t) и y(t)— биполярныедискретныевеличины. Такаядискретнаямодуляция(манипуляция)осуществляетсяпо двум каналамна несущих,сдвинутых на90° друг относительнодруга, т.е. находящихсяв квадратуре(отсюда и названиепредставленияи метода формированиясигналов).


3.3.Основные протоколымодуляции

3.3.1.Протоколы V.21,Bell 103J

О


сновойРекомендацииITU-T V.21 послужилпротокол Bell 103J,разработанныйамериканскойфирмой AT&T. ПротоколV.21 являетсядуплексными используетчастотнуюмодуляцию ичастотноеразделениеканалов. Полосачастот телефонногоканала тональнойчастоты делитсяна два подканала.Один из них(нижний) используетсявызывающиммодемом дляпередачи своихданных, а другой(верхний) — дляпередачи информацииот отвечающегомодема. Приэтом, в нижнемподканале "1"передаетсяс частотой 980Гц, а "О" — 1180 Гц.В верхнем подканале"1" передаетсячастотой 1650 Гц,а "О" — 1850 Гц (рис.3.2).

Рис.3.2. Спектрсигналоввзаимодействующихмодемов V.21

Скоростьмодуляции искорость передачиданных в этомслучае равны300 Бод и 300 бит/с,соответственно.Несмотря нанизкую скоростьпередачи, протоколV.21 широкоиспользуетсяв качестве"аварийного".Кроме того, онприменяетсяв высокоскоростныхпротоколахна этапе установлениясоединения,что предусмотренорекомендациейV.8. Данный протоколиспользуетсятакже для передачиуправляющихкоманд прифаксимильнойсвязи (толькопо верхнемуканалу).

ПротоколBell 103J соответствуетпротоколу V.21с точностьюдо номиналовиспользуемыхчастот. В нижнемподканалелогический"О" передаетсячастотой 1070 Гц,а "1" - 1270Гц, в верхнемподканале: "О"-2025 Гц, "1" - 2225 Гц,соответственно.

3.3.2.Протоколы V.22,V.22bis

ПротоколV.22 являетсядуплекснымпротоколоммодуляции,предусматривающимиспользованиеотносительнойфазовой модуляциипри частотномразделенииканалов передачивзаимодействующихмодемов. Нижнийподканал, каки в протоколеV.21, используетвызывающиймодем. Он передаетна несущейчастоте 1200 Гц.Отвечающиймодем, в своюочередь, используетчастоту передачи2400 Гц (рис. 3.3). Скоростьмодуляции равна600 Бод. Протоколпредусматриваетдва режимамодуляции —ОФМ и ДОФМ. Впервом случаескорость передачидостигаетзначения 600 бит/с,а во втором —1200 бит/с.

Вотличие отV.21, протоколомV.22 впервые предусмотреноиспользованиекорректорафазовых искажений(эквалайзера)с фиксированнымихарактеристиками.

РекомендацияV.22bis совпадаетс V.22 по значениямнесущих частоти скоростимодуляции.Предусматриваютсядва режимамодуляции —четырехпозиционная(КАМ-4) и шестнадцатипозиционная(КАМ-16) квадратурнаямодуляции спередачей двух(дибит) и четырех(квадбит) битна один сигнальныйотсчет. Скоростьпередачи данныхможет быть 1200либо 2400 бит/ссоответственно.В режиме 1200 бит/спротокол V.22bisполностьюсовместим сV.22.



Рис.3.3. Спектрсигналов модемовV.22


Таблица3.1. Кодированиесигнала согласноV.22bis

Значенияпервых двухбит в квадбите(2400 бит/с) и дибите(1200 бит/с)

Изменениефазово

гоквадранта

00

12

23

34

41

90°

01

11

22

33

44

0о

11

14

21

32

42

270°

10

13

24

31

42

180°

3.3.3.Протокол V.23

РекомендацияV.23 описываетспособ передачиинформациипо коммутируемымканалам соскоростью 600 и1200 бит/с с частотноймодуляцией.Более высокие,по сравнениюс протоколомV.21, скоростидостигаютсяза счет полудуплексногорежима передачи.В этом случаекак вызывающим,так и отвечающиммодемами используетсявся полосачастот телефонногоканала, но вразные моментывремени.

Приработе со скоростью1200 бит/с для передачилогической"1" используетсянесущая с частотой1300 Гц, а для логического"0" — 2100 Гц. Прискорости 600 бит/с"1" передаетсятой же частотой,а "0" — частотой1700 Гц. РекомендацияV.23 предусматриваетиспользованиенеадаптивногоэквалайзера.Кроме того, начастоте 420 Гцпредусмотренаорганизациявспомогательногообратногоканала со скоростьюпередачи 75 бит/си девиациейчастоты ±30 Гц.Другими словами,в обратномканале "1" передаетсячастотой 390 Гц,а "0" — 450 Гц.

Данныйпротокол практическивышел из употребления,и его поддерживаетдалеко не каждыймодем. Благодаряпростоте, высокойпомехоустойчивостии приличнойскорости, онстал базовымдля некоторыхнестандартныхмодемов. ПротоколV.23 нашел применениев пакетныхрадиомодемах,использующихсясовместно сKB и УКВ радиостанциями.Кроме того, вряде европейскихстран протоколV.23 применяетсяв информационнойсистеме Videotex.


3.3.4.Протоколы V.26,V.26bis, V.26ter

Всетри протоколаиспользуютодинаковыйвид модуляции— ДОФМ. Частотанесущей равна1800 Гц, скоростьмодуляции —1200 Бод. V.26 обеспечиваетдуплекснуюпередачу данныхтолько почетырехпроводнымвыделеннымлиниям. V.26bis являетсяполудуплекснымпротоколом,предназначеннымдля работы подвухпроводнымкоммутируемымлиниям. А протоколV.26ter, благодаряреализациитехнологииэхоподавленияи адаптивнойкоррекциифазовых искажений,обеспечиваетполнодуплекснуюпередачу покоммутируемымдвухпроводнымлиниям.

ПротоколыV.26 и V.26bis могут работатьв асимметричномдуплексномрежиме с обратнымканалом соскоростью 75бит/с в соответствиис протоколомV.23. Все три протоколаобеспечиваютскорость передачиинформации2400 бит/с прииспользованииДОФМ, a V.26bis и V.26ter работаюттакже на скорости1200 бит/с прииспользованиидвухпозиционнойОФМ.

3.3.5.Протокол V.32

ПротоколV.32 основываетсяна модифицированнойКАМ и предполагаетполнодуплекснуюпередачу подвухпроводнымтелефоннымканалам. Этоозначает, чтомодемы V.32 должныреализовыватьфункцию эхоподавления.

Основныехарактеристикипротокола V.32следующие:

  • дуплекснаяпередача подвухпроводнымтелефоннымканалам общегопользования;

  • использованиеКАМ со скоростьюмодуляции 2400Бод;

  • поддержкаскоростейпередачи в9600, 4800, 2400 бит/с;

  • реализацияальтернативныхсхем модуляциипри скорости9600 бит/с:

  • КАМ-16;

  • КАМ-32с применениемтреллис-кодирования(СКК-32);

  • возможностьподдержкиасинхронногорежима передачи;

  • значениечастоты несущейсоставляет1800±7 Гц;

  • полосачастот, занимаемаясигналом, от600 до 3000 Гц.


3.3.6.Протокол V.32bis

ПротоколмодуляцииV.32bis разработандля обеспеченияпередачи данныхсо скоростьюдо 14400 бит/с подвухпроводнымкоммутируемыми выделеннымтелефоннымканалам. Данныйпротокол принятв качествестандарта ITU-Тв 1991 году. Основныехарактеристикимодемов, поддерживающихданный протокол,следующие:

  • дуплексныйрежим работыпо коммутируемымканалам телефонныхсетей общегопользованияи арендуемымдвухпроводнымлиниям передачи;

  • реализацияэхоподавления;

  • применениеКАМ для режимовсинхроннойпередачи соскоростьюмодуляции 2400Бод;

  • частотанесущей равна1800 Гц;

  • приемникмодема долженобеспечиватьбесперебойнуюработу при нестабильностичастоты принимаемогосигнала неболее ±7 Гц;


  • 4скорости передачиданных:

  • 14400,1200, 9600, 7200 бит/с стреллис-кодированием;

  • 800бит/с без кодирования;

  • совместимостьс модемамиV.32 на скоростях9600 и 4800 бит/с;

  • обменуправляющимипоследовательностямии выбор скоростипередачи втечение процедурыустановлениясвязи;

  • процедурасмены скоростипередачи втечение сеансасвязи без разрывасоединения;

  • режимасимметричнойпередачи неподдерживается;другими словами,скорости передачии приема каждоговзаимодействующегомодема должныбыть одинаковы;

  • спектрсигнала ограниченполосой частотот 600 Гц до 3000 Гц.


3.3.7.Протокол V.33

ПротоколV.33 предназначендля обеспечениядуплекснойсвязи по четы-рехпроводнымвыделеннымканалам начастоте 1800 Гци со скоростьюмодуляции 2400Бод. В режимахпротоколаСКК-64 и СКК-128используетсяквадратурнаяамплитуднаямодуляциясовместно срешетчатымкодированием.Благодаря этомудостигаютсяскорости передачи12000 и 14400 бит/с. Этотпротокол оченьнапоминаетV.32bis без эхоподавления.Схема модемасодержитдифференциальныйкодер и сверточныйкодер со скоростью2/3, аналогичныймодемам V.32bis.


3.3.8.Протоколы V.34,V.34+, V.Fast

РекомендацияV.34 была принятаITU-Т 20 сентября1994 г. Она регламентируетпроцедурыпередачи данныхпо коммутируемымтелефоннымканалам соскоростямидо 28 800 бит/с. Модем,соответствующийV.34, называют"модемом,обеспечивающимпередачу данныхсо скоростьюдо 28800 бит/с, дляиспользованияв коммутируемойсети общегопользованияи на двухточечныхдвухпроводныхвыделенныхканалах телефонноготипа". До принятияэтой рекомендациимногие производителипользовалисьпромежуточнойРекомендациейV.Fast, которая непредусматривалабольшого числанововведений,однако позволялапередаватьданные со скоростью28,8 Кбит/с.

Стандартпредусматриваетвозможностьиспользованияинтерфейсовдвух типов.Первый интерфейс(предпочтительный)представляетсобой разъемс 25 или 26 контактами,причем сигналыданных и синхронизациипередаютсяв симметричномрежиме, а сигналыуправления— в несимметричном.Такой интерфейспредпочтителендля использованияв синхронномрежиме передачи.Второй вариантинтерфейса(альтернативный)совместим сRS-232C. Выпускаемыев настоящеевремя модемыV.34, как правило,имеют интерфейсRS-232C с UART 16550, порты ЕРР,ЕСР, PCMCIA или V.35.

ПротоколV.34 предполагаетбольшое количестворежимов работыи сервиса.Остановимсяна некоторыхиз них.


Скоростьмодуляции ипередачи

Скоростьпередачи данныхвыбираетсяиз множествадопустимыхзначений вдиапазоне от2400 до 28800 бит/с с шагом2400 бит/с. Такимобразом возможенвыбор 12 значений,а также изменениескорости передачив процессесеанса связи.В отличие отболее раннихпротоколов,скорость модуляциине являетсяфиксированнойвеличиной.Рекомендацияпредусматриваетшесть скоростеймодуляции,равных 2400, 2743, 2800, 3000,3200 и 3429 символамв секунду. Следуетотметить, чтов РекомендацииV.34 вместо единицыизмерения "Бод"введено понятие"символ в секунду".

Длядостижениябольшей скоростипередачи необходимовыбирать большеезначение скоростимодуляции.Однако дляполосы пропусканиястандартноготелефонногоканала 3100 Гц (300 —3400 Гц) две последниемодуляционныескорости являютсянеприемлемыми.Этот факт следуетиз теоремыНайквиста. Темне менее, работана таких скоростяхвозможна восновном благодарянеидеальностихарактеристикфильтровканалообразующейаппаратуры.

Привведении таких"запредельных"скоростей былаучтена тенденцияувеличенияв КТСОП долисистем передачис импульсно-кодовоймодуляцией(И КМ), в которыхреальная полосапропусканиятелефонногоканала можетдостигать 3500Гц.

Крометого, при установлениисоединениячерез КТСОПв пределахгорода каналсвязи чащевсего представляетсобой соединениенесколькихфизических(кабельных)линий. Такойканал при наличииспециальныхсредств частотнойкоррекции такжеможет обеспечитьпередачу сигналас более широкимспектром.

Дляканала, непозволяющегорасширитьстандартнуюполосу пропускания,максимальнодопустимойсимвольнойскоростьюявляется значение3000 сим-вблов всекунду. Приэтой символьнойскорости возможноустановлениесоединениясо скоростьюдо 26400 бит/с.

Особенностимодуляции

Вмодемах V.34 применяетсямногопозиционнаяКАМ с решетчатымкодированием.В отличие отболее раннейРекомендацииV.32, в V.34 увеличенаразмерностькодируемогоинформационногоэлемента.

Впредыдущихпротоколахс КАМ информационныйэлемент былдвумерным, таккак значениеэлементахарактеризовалосьамплитудойи фазой сигнала.РекомендацияV.34 предусматриваетиспользованиетретьего параметра— времени, которыйпорождает ещедва измеренияинформационногоэлемента. Вэтом случаекаждый кодируемыйэлемент включаетв себя двапоследовательнопередаваемыхсимвола, представляющихсобой сигналы,промодулированныепо амплитудеи фазе. Такимобразом, вчетырехмерномпространствекаждый информационныйэлемент (сигнальнаяточка) имеетчетыре координатыи передаетсяза два символьныхинтервала. Всамой Рекомендациипредставлено50 различныхсигнальныхсозвездий,которые обеспечиваютработу на всехскоростях.Переход кчетырехмернымСКК позволилсущественноувеличить общеечисло сигнальныхточек, что, всвою очередь,позволилоповысить скоростькода без ухудшенияпомехоустойчивости.За один символьныйинтервал теперьможет передаватьсяот одного додевяти бит,т.е. одной точкев четырехмерномпространствеможет соответствоватьодновременно18 бит. Однакопри формированииее позиционногономера, как иранее, используетсялишь один избыточныйбит решетчатогокодера.

ВРекомендацииV.34 сделан шагвперед и в областитреллис-кодирования.Здесь используетсясверточныйкод на 16, 32 и 64 состояния,что позволяетповыситьпомехоустойчивостьвсей системысигналов засчет увеличениясвободногоевклидоварасстояниямежду соседнимипутями на решетчатойдиаграмме.Однако этоприводит кувеличениюзадержки напринятие решенияи к повышениютребованийк объему памятии вычислительноймощности процессорамодема.

Значениечастоты несущейсогласно V.34 такжене являетсяфиксированным.Оно выбираетсяиз ряда: 1600, 1646, 1680, 1800,1829, 1867, 1920, 1959, 2000 Гц.

Большоечисло возможныхзначений скоростимодуляции,скорости-передачии несущей частотыпредоставляетмодему возможностьиспользоватьимеющуюсяполосу частотс максимальнойэффективностью.

Особенностидуплекснойпередачи

Нововведениепротокола V.34в области организациидуплекснойсвязи заключаетсяв его асимметричностипо многим параметрам.Передача данныхмежду двумямодемами V.34 можетосуществлятьсяне только сразными скоростями,но и на разныхнесущих частотахс использованиемразличных СКК.

Встандарте такжепредусмотренрежим полудуплекснойпередачи, котораяпредполагаетвзаимодействиемодемов безсхем эхокомпенсации.l

Крометого, РекомендацияV.34 предусматриваетналичие дополнительногоканала со скоростьюпередачи 200 бит/с,который образуетсяза счет временногоуплотнения(мультиплексирования).Этот каналможет бытьиспользованкак самим модемомдля обменаслужебнойинформацией,так и DTE. В последнемслучае он называетсявторичнымканалом. Вторичныйканал являетсяасинхронным.


Возможностиадаптации

Впредыдущихпоколенияхмодемов адаптивнаяподстройкапод конкретныехарактеристикиканала осуществляласьисключительнона приемномконце. В отличиеот них в модемахV.34 идея адаптацииносит глобальныйхарактер.

Впередающуючасть модемавведен такназываемыйгенераторколец, способствующийсинтезу требуемойформы выходногосигнала. ПриКАМ с большимсигнальнымпространствомдиапазон возможныхамплитуд сигналовдовольно велик.Из-за этогоможет возникнутьстатистическаязависимостьмежду передаваемойинформациейи уровнем сигналана выходе. Чтоможет повлечьза собой ситуации,при которыхвыходной сигналбудет иметьмалую амплитудув течение длительноговремени. В такихситуацияхвозможны сбоидекодера ипотеря сигналана приемнойстороне. Такжевозможно формированиесигнала с большимпик-фактором(отношениепикового значениямощности ксреднему значению),что приводитк ухудшениюобщих характеристиксистемы (увеличиваетуровень взаимныхи нелинейныхискажений). Длярешения этойпроблемы Рекомендацияпредлагаетспециальноепредкодирование,в котором двумерноесозвездиеразбиваетсяна концентрическиекольца, содержащиеравные количествасигнальныхточек с близкойили одинаковойамплитудой.

СтандартV.34 предусматриваетамплитудно-фазовуюпредкоррекциюсигнала передатчикадля устранениямежсимвольнойинтерференции.Эта пред-коррекцияпозволяетполучить выигрышболее 3,5 дБ посравнению слинейной коррекцией,применяемойв протоколеV.32. Предыскаженияна передающейстороне вводятсяс помощью цифровогофильтра третьегопорядка скомплекснымикоэффициентами,значения которыхпередаютсяот удаленногомодема на этапевхождения всвязь. В результатеэтой процедурыпередаваемыйсигнал имеетискажения,компенсирующиете, которые онприобретаетпри прохождениипо каналу. Засчет этогосущественнооблегчаетсяработа адаптивногоэквалайзерана приемнойстороне.

Помимоэтого в Рекомендациизаложена возможностьвыбора одногоиз 11 заранеезаданных шаблоновдля спектрапередатчика.Эти шаблоныпредусматриваютподъем высокочастотныхсоставляющихспектра, чтокомпенсируетискажения,вносимые абонентскимии соединительнымилиниями.

Встандарте V.34предусмотреновведение впередаваемыйсигнал нелинейныхпредыскажений.Это позволяетчастичноскомпенсироватьостаточныеспецифическиеискажениясигнала, вносимыеаппаратуройИКМ. Предыскаженияприводят кнеоднозначнойтрансформациисигнальногопространства,увеличиваязащищенностьего периферийныхточек.

Нововведениемявляетсяиспользованиеиерархическойкадровой структурына физическомуровне. Сигнальныекадры, состоящиеиз 4-х четырехмерныхинформационныхэлементов (8символов),объединяютсяв кадры данных,которые, в своюочередь, составляютсуперкадр.Суперкадр имеетфиксированнуюдлительность280 мс. Вследствиеэтого в системувведены средствадля поддержаниясинхронизациипо кадрам.

Широкиевозможностиадаптациипредусмотреныи на этапе вхожденияв связь.

Вхождениев связь

Процедура-вхожденияв связь состоитиз четырех фаз.На первой фаземодемы выбираютнаивысшийпротокол ITU-T серииV, реализованныйв обоих модемах.На этом этапесоединениеустанавливаетсясогласноРекомендациямV.25 и V.8. Если обамодема поддерживаютпротокол V.34, тоони переходятко второй фазе,в ходе которойпроизводитсяклассификацияканала связи.В течение 3 и 4фазы происходитобучение адаптивногоэквалайзера,эхокомпен-сатораи ряда другихсистем модема.

Послеустановлениясоединенияпроцедураадаптации кканалу связиначинаетсяс того, чтопередатчикмодема посылаетв линию специальныйтестовый сигнал,представляющийсобой последовательностьиз 21 гармоническогоколебанияразных частотв диапазонеот 150 до 3750 Гц. Приемникудаленногомодема, принимаяэтот сигнал,рассчитываетчастотнуюхарактеристикуканала связи,степень нелинейныхискажений,сдвиг частоти ряд другиххарактеристикканала. Затемвыбирается,номинальнаяскорость модуляции,значение несу111ей частоты,уровень передачи,номер шаблонаи коэффициентыпредкор-рёктора,скорость передачиданных, числосостоянийрешетчатогокодера, типСКК, параметрынелинейногокодера и другаяинформацияо желаемойконфигурацииудаленногопередатчика.Такая же процедуравыполняетсяи в противоположномнаправлении.

Далееоба модемаобмениваютсяэтими установками.Для этогоиспользуютсяпротоколы V.22(скорость 600 бит/с,ОФМ в частотно-разделенныхканалах нанесущих 1200 и 2400Гц) и V.42.


ПреимуществаV.34

Р


екомендацияV.34 реализуетсистемныйподход к решениюпроблемыпомехоустойчивости.Поэтому модемV.34 может работатьс большей скоростью,чем другие наканалах такогоже качества.Оценочное местопротокола V.34относительнодругих протоколовмодуляции играница Шеннонаиллюстрируютсярис. 3.4. Здесьзначение вероятностиошибочногоприема приняторавным 10-4.

Рис.3.4. Местопротокола V.34

ВРекомендацииV.34 предусмотренавозможностьпередачи данныхсо скоростью33,6 Кбит/с, однакоюридическиона была закрепленав виде поправкик стандартув октябре 1996 г.в Женеве намеждународнойконференциипо стандартизациив областителекоммуникаций.Модемы, поддерживающиетакую скорость,часто называютмодемами V.34+ илиV.34bis.


3.4.Факс-протоколымодуляции

3.4.1.Протоколы V.27,V.27bis, V.27ter

ИзпротоколовV.27, V.27bis, V.27ter два первыхпредназначеныдля использованияна четырехпроводныхарендованныхлиниях, а V.27ter —на двухпроводныхкоммутируемыхканалах связи.В этих протоколахприменяетсяотносительнаяфазовая модуляцияс частотойнесущей 1800 Гц.Возможна работана скоростях2400 и 4800 бит/с. Скоростьпередачи 2400 бит/сдостигаетсяпри скоростимодуляции 1200Бод и использованииОФМ-4 (ДОФМ). Соответствиемежду дибитамии разностьюфаз следующее:00 — 0°, 01 — 90°, 11 — 180°, 10 —270°. Скорость4800 бит/с, в своюочередь, достигаетсяпосредствомвыбора скоростимодуляции 1600Бод и ОФМ-8. Законкодированиятрибитов значениемфазы приведенв табл. 3.2.

ПротоколV.27 предусматриваетприменениесамосинхронизирующегоскремблерас образующимполиномом 1+x-6+x-7.Схема скремблераприведена нарис. 3.5.


Таблица3.2. Кодированиетрибитов вмодемах V.27

Трибит

Разностьфаз

Трибит

Разностьфаз

001

0°

111

180°

000

45°

110

225°

010

90°

100

225°

011

135°

101

315°

ПротоколV.27bis позволяеторганизоватьполнодуплекснуюпередачу начетырехпроводныхлиниях и полудуплекснуюна телефонныхканалах сдвухпроводнымокончанием.При этом скоростьпередачи пообратномуканалу составляет75 бит/с.

П


ротоколV.27ter предусматриваетиспользованиеавтоматическогоадаптивногокорректора.Для настройкикорректораприменяетсяспециальныйгенератордвухфазногосигнала.

Рис.3.5. СкремблерV.27

3.4.2.Протокол V.29

ПротоколV.29 предусматриваетвозможностьработы со скоростями9600, 7200 и 4800 бит/с почетырехпроводнымарендованнымтелефоннымканалам. Частотанесущего сигналаравна 1700 Гц, аскорость модуляции— 2400 Бод. Примененаквадратурнаяамплитуднаямодуляция.Сигнальноесозвездиепротоколаизображенона рис. 3.6. Прискорости 9600 бит/споток двоичныхсимволов разделяетсяна блоки по 4бита (Ql, Q2, Q3, Q4). Второй(Q2), третий (Q3), четвертый(Q4) биты в блокеопределяютизменение фазысигнала поотношению кфазе предшествующегоэлемента всоответствиис табл. 3.3, реализуятаким образомзакон относительногокодирования.Амплитудапередаваемогосигнальногоэлемента определяетсяпервым битом(Ql) и величинойабсолютнойфазы сигнальногоэлемента всоответствиис табл. 3.4.

Принципформированиясигнала рассмотримна примерепередачипоследовательности1011 0000 1101 0110 0011 0101. Значенияамплитуд и фазсигналов всоответствиис диаграммойна рис. 3.7 представленыв табл. 3.5 (за исходнуюфазу предыдущейпосылки подиаграммевыбрана фаза135°). Значенияфазы 270° и амплитуды5 первой строкитабл. 6.9 получилисьследующимобразом. Дляблока Q2Q3Q4=011 по табл.6.7 находитсяфаза, равная135°.



Рис.3.6. Сигнальнаядиаграммапротокола V.29


Q2

Q3

04

Изменениефазы

0

0

1

0°

0

0

0

45°

0

1

0

90°

0

1

1

135°

1

1

1

180°

1

1

0

225°

1

0

0

270°

1

0

1

315°
Таблица3.3. Закон измененияфазы сигналадля протоколаV.29

Этозначениеопределяетскачок фазыпо отношениюк фазе предыдущейпосылки, равнойтакже 135°. В результатеабсолютномузначению фазы270° и значениюбита Q1=1 по табл.6.8 соответствуетамплитуда,равная 5.

Прискорости 9600 бит/св соответствиис диаграммойна рис. 3.6 применяетсясигнал КАМ-16 счетырьмя градациямиамплитуды ивосемью градациямифазы. На скорости7200 бит/с при объединениив блок трех битдостаточно8-и позиционногосигнала. СогласноV.29 в этом случаеиспользуются2 значения амплитуды(3 и v2) и все 8 градацийфаз. Трехбитныйблок образуют3 последниецифры комбинаций,указанных нарис. 3.6.

Таблица3.4. Закон измененияамплитудысигнала дляпротокола V.29

Абсолютнаяфаза

Q1

Амплитуда

0°,90°,180°,270°

0

3

1

5

45°,135°, 225°, 315°

0

2

1

32
Наскорости 4800 бит/спри объединениив блок двух битдля передачитребуетсячетыре элементарныхсигнала. В данномслучае этисигналы имеютвид обычнойФМ-4. Двухбитныйблок образуютдва среднихдвоичных знакакомбинаций,указанных нарис. 3.6.

ПротоколV.29 предусматриваетвозможностьмногоканальнойпередачи. Этоозначает, чтовместо четырехобъединенныхбит можноорганизоватьпередачу

Таблица3.5. Пример кодированияфазы и амплитудыпри передачипоследовательностиданных по протоколуV.29.

Блокданных

Абсолютнафаза

Амплитуда

1011

270°

5

0000

315°

^'2

1101

270°

5

0110

135°

V2

0011

270°

3

0101

225°

4-1
Таблица3.5. Пример кодированияфазы и амплитудыпри передачипоследовательностиданных по протоколуV.29.

почетырем каналамсо скоростью9600/4=2400 бит/с. Возможнытакже комбинациискоростей 2400,4800, 7200 бит/с, дающиев сумме скорость9600 бит/с. Многоканальныйрежим такжеможет бытьосуществленпри скоростипередачи модема7200 бит/с (объединениедо трех каналов)и 4800 бит/с (дваканала по 2400бит/с). Болееподробнаяинформацияо режимах работывнешнегомультиплексораприведена втабл. 3.6.

Вариантыконфигурации1 —5 рассчитанына групповуюскорость 9600 бит/с, варианты 6—8— на скорость7200 бит/с, а варианты9—10 — на скорость4800 бит/с.

Вмодемах V.29 применяетсяадаптивныйкорректор(эквалайзер)и скремблер.Скремблированиепередаваемыхданных осуществляетсяпо закону образующегополинома 1+x–18+x –23.

3.4.3.Протокол V.17

ПротоколV.17 является самымскоростнымфакс-протоколоммодуляции. Посвоим же параметрамон похож напротокол V.32bis.

Частотанесущего колебанияпринята равной1800 Гц, а скоростьмодуляции —2400 Бод. При этомиспользуютсярежимы СКК-16,СКК-32, СКК-64 и СКК-128.


Таблица3.6. Варианты работымультиплексораV.29

Номерконфигурации

Скоростьв подканалах,бит/с

Каналмультиплексирования

Модуляционныебиты

Q1

Q2

Q3

Q4

1

9600

А

х

х

х

х

2

7200

А

х

х

х

2400

В


х

3

4800

А

х

х

4800

В

х

х

4

4800

А

х

х

2400

В

х


2400

С


х

5

2400

А

х



2400

В

х


2400

С

х

2400

D


х

6

7200

А

х

х

х

7

4800

А

х

х

2400

В


х

8

2400

А

х


2400

В

х

2400

С


х

9

4800

А

х

х

10

2400

А

х


2400

В

х
Соответственноинформационнаяскорость передачиможет быть7200, 9600, 12000 и 14400 бит/с.

3.5.Фирменныепротоколымодуляции

3.5.1.Протокол V.32terbo

ПротоколV.32terbo был разработанфирмой AT&T. Онопубликовани доступенразработчикаммодемов. Заисключениеммодемов фирмыAT&T данный протоколреализованв большинствемодемов корпорацииMultiTech и некоторыхмодемах фирмыU.S. Robotics. ПротоколV.32terbo предусматриваетболее развитыетехническиерешений, чемте, которыепредусмотреныв V.32bis:

технологияэхоподавления,модуляция срешетчатымкодированием(СКК). В данномпротоколескорость модуляциипринята равной2400 Бод, а несущаячастота 1800Гц. В отличиеот V.32bis, за счетпримененияСКК-256 и СКК-512обеспечиваютсяскорости передачи16800 и 19200 бит/с.

МодемыV.32terbo предъявляютжесткие требованияк качествуиспользуемоготелефонногоканала. Так,для устойчивойработы на скорости19200 бит/с необходимо,чтобы отношениесигнал/шум вканале былоне менее 30 дБ.

3.5.2.Протоколы ZyX,ZyCELL

ПротоколZyX разработанкорпорациейZyXEL Communications и реализованв ее собственныхмодемах. Данныйпротокол, такжекак и V.32terbo, обеспечиваетскорости передачи16800 и 19200 бит/с. Предусмотреноприменениетехнологииэхо-подавленияи модуляциирешетчатымкодом несущегоколебания счастотой 1800 Гц.Скорость модуляции2400 Бод сохраняетсялишь для скоростипередачи 16800 бит/с.Скорость 19200 бит/собеспечиваетсяза счет повышениямодуляционнойскорости до2743 Бод при сохранении256-позици-оннойСКК для обеихскоростейпередачи. Такоерешение позволилоснизить требованияк качествуканала связина 2,4 дБ. Однакорасширениеспектра сигналаза счет увеличенияскорости модуляцииможет негативносказаться накачестве связив каналах сбольшой неравномерностьюамплитудно-частотнойхарактеристики.

ПротоколZyCELL разработанспециальнодля передачиинформациипо телефоннымканалам низкогокачества (свысоким уровнемпомех), какимитакже являютсяканалы сотовыхсетей связи.

ТехнологияZyCELL включает всебя 5 процедурфизическогоуровня и 2 процедурыканального,улучшающиереализациюпротоколаисправленияошибок V.42. Поэтомупротокол ZyCELLявляется нетолько протоколоммодуляции, нои протоколомисправленияошибок.

Процедурыфизическогоуровня:

  • быстраяповторнаясинхронизация;

  • кодированиес прямым исправлениемошибок;

  • автоматическоерегулированиеуровня передачи;

  • динамическийвыбор скоростипередачи;

  • улучшеннаяпроцедуравхождения всвязь. Процедурыканальногоуровня;

  • модифицированнаяпроцедураадаптивногоизмененияразмера передаваемогокадра;

  • процедураселективногоповтора кадра(ARO типа SR или SREJ).

Приперемещениимобильноготелефона изодной соты вдругую происходитпереключениес одного радиоканалана другой. Приизменениирасстоянияот сотовогорадиотелефонадо базовойстанции производитсяавтоматическоепереключециемощности передатчика.В результатетаких переключениирадиосвязь,а значит и несущаячастота модема,прерываетсяна 0,2... 1,2 с. Обычныймодем реагируетна такой перерывсвязи процедуройповторногосоединения,которая обычнопродолжаетсяоколо 10с, илидаже рассоединением.При смене сотили изменениимощности сигналапротокол ZyCELLпредусматриваетприменениепроцедурыбыстрой повторнойсинхронизации(FRS — Fast ReSynchronization).

Большойпроблемой приобеспечениибезошибочнойпередачи данныхчерез сотовыесистемы связиявляются замираниясигнала, вызванныеего многократнымотражением.Из-за различияфаз сигналов,пришедших кприемникуразными путями,возникаетинтерференция,которая в зависимостиот места расположенияприемникавлияет на мощностьпринятогосигнала. В результатеколебанийамплитудынесущей припередаче данныхвозникаютошибки и нарушаетсярежим работымодема. Дляуменьшениявлияния эффектазамираниясигнала в протоколеZyCELL применяетсякодированиес прямым исправлениемошибок(FEC — Forward Error Correction),названноефирмой сотовымFEC (CFEC — Cellular FEC).Применениетакого "кодапозволяет наприемной сторонеисправить рядошибок, не запрашиваяповторнойпередачи искаженныхкадров. Повторнаяпередачазапрашиваетсятолько в томслучае, когдакорректирующейспособностикода FEC для исправлениявсех ошибококазываетсянедостаточно.Таким образом,протокол ZyCELLпредусматриваетгибридноекодированиекак кодом собнаружениемошибок дляформированияконтрольногополя кадра врамках протоколаканальногоуровня типаV.42, так и кодомс исправлениемошибок. Приочень низкомкачестве каналаэто позволяетрезко снизитьчисло повторныхпередач и,следовательно,повысить реальнуюскорость передачи.

Аналоговыесистемы сотовойсвязи первоначальнобыли разработаныдля голосовойсвязи. Они используюткомпандированиеи предварительнуюкоррекцию,которые вносятдополнительныеискажения впередаваемыйсигнал. Оченьсильный сигналможет исказитьсякомпандеромпри его ограничениипо амплитуде.Слишком слабыйсигнал дастнизкое отношениесигнал/шум наприемной стороне.Поэтому дляустановкиоптимальногоуровня передаваемогосигнала используетсяпроцедураавтоматическойрегулировкиуровня передачи(АТРА — AutomaticTransmit Power Adjustment).

ПротоколZyCELL для быстроговыбора рабочейскорости передачии режимов кодированияс целью максимизациипропускнойспособностипредусматриваетдималсотовыйвыбор скорости(DCSS — Dynamic Cellular SpeedSelection).

Улучшеннаяпроцедураквитирования(RHE — Reliable Handshake Еп-hancments)обеспечиваетнадежное вхождениев связь безповторныхпопыток дажена линиях сочень высокимуровнем шума.

ПротоколZyCELL обеспечиваетскорость передачиданных в диапазонеот 2400 до 14400 бит/с.В нем используетсядва новых фирменныхметода модуляции:ZyCELL-T и ZyCELL-C.

МетодZyCELL-Т используетсяпри относительнонизком уровнепомех и обеспечиваетпередачу данныхсо скоростями14400, 12000, 9600, 7200 и 4800 бит/с.При этом используютсяСКК на 128, 64, 32, 16 и 8сигнальныхпозиций соответственно.В режиме ZyCELL-Т наскорости 4800 бит/среализацияСКК-8 дает болеевысокие показателидопустимогоотношениясигнал/шум, посравнению срежимом ДОФМпротокола V.32для такой жескорости.

МетодZyCELL-C применяетсяпри относительновысоком уровнепомех и обеспечиваетпередачу данныхсо скоростями4800, 3600 и 2400 бит/с прииспользовании8-позиционнойСКК. В этом режимеиспользуетсякодированиеCFEC.

Приработе по каналамнизкого качествамодем можетавтоматическипереключатьсямежду режимамиZyCELL-Т и ZyCELL-C, выбираянаилучший изних для текущихусловий передачи.В обоих режимахпри всех скоростяхпередачи скоростьмодуляции равна2400 Бод.

Сотовыйрежим работыможно рекомендоватьне только дляиспользованияс мобильнымсотовым радиотелефоном,но и для работына обычныхтелефонныхлиниях с повышеннымуровнем помех.Особенно эффективноего использованиена фоне преобладанияимпульсныхпомех, кратковременныхпропаданийсигнала и повышенномуровне шума.

Порезультатамтестов рядаавторитетныхспециализированныхжурналов ZyCELLпризнан лучшим,по сравнениюс другими протоколамидля сотовыхсистем связи,такими как ETCфирмы AT&T и MNP10.

3.5.3.Протоколы HST,RHST

ПротоколHST (High Speed Technology)разработанкомпанией U.SRobotics и реализованв ее модемахсерии Courier. Этоасимметричныйдуплексныйпротокол счастотнымразделениемканалов. Скоростьпередачи пообратномуканалу можетсоставлять300 или 450 бит/с. Основнойканал обеспечиваетскорость передачи4800, 7200, 9600, 1200, 14400 и 16800 бит/с.Скорость модуляцииравна 2400 Бод.Примененысигнально-кодовыеконструкциина основе решетчатогокодирования.Протокол HSTотносительнопрост и помехоустойчив,так как отсутствуетвзаимное влияниевстречныхканалов передачии не требуетсяэхо-компенсация.

Засчет использованияпроцедуры ASL(Adaptive Speed Leveling) протоколHST позволяетподстраиватьскорость передачипод текущеекачествоиспользуемоготелефонногоканала. Даннаяпроцедурапозволяет нетолько снижатьскорость передачипри ухудшениикачества каналасвязи, но и повышатьее при улучшениипараметровтелефонногоканала. Благодаряэтому в каждыймомент временипередача данныхпроисходитс максимальновозможнойскоростью длятекущего состоянияканала.

Отечественноерасширениепротокола HST,носящее названиеRHST отличаетсяот базовоговарианта следующимихарактеристиками:

  • максимальнаяскорость передачиповышена до21600 бит/с;

  • наскоростях16800 бит/с и нижеиспользуетсяболее устойчивыйвид модуляциисигнала;

  • введенрежим расширенногоуправленияскоростьюпередачи. ПротоколRHST поддерживаетсятолько модемамиРусский Курьер21600.

3.5.4.Протоколы PEP,TurboPEP

Протоколысемейства PEP(Packetized Ensamble Protocol)разработаныфирмой Telebit иреализованыв ее модемахсерий TrailBlaizer (PEP) иWorldBlaizer (TurboPEP). Данныепротоколыявляютсяполудуплексными.Согласно этимпротоколамдля обеспечениявысокоскоростнойпередачи полосапропусканияканала тональнойчастоты разбиваетсяна множествоузкополосныхчастотныхподканалов,в каждом изкоторых происходитнезависимаяпередача порциибит из общегодвоичногопотока. Такиепротоколыназываютмногоканальными,параллельнымиили протоколамис множествомнесущих (multicarrier).

Впротоколе PEPполоса тональногоканала разбиваетсяна 511 подканалов.В каждом подканалешириной около6 Гц данныепередаютсясо скоростьюмодуляции от2 до 6 Бод. С помощьюКАМ один сигнальныйэлемент переноситот 2 до 6 бит. Максимальнаяскорость передачипо протоколуPEP составляет19200 бит/с.

Приустановкесоединениякаждый отдельныйподканал тестируетсяна предметвозможностиего использования,выбора скоростимодуляции искорости передачиданных в нем.Протоколпредусматриваетвозможностьизмененияпараметровподканаловили их полногоотключенияв зависимостиот изменяющейсяпомеховойобстановкив течение сеансасвязи. При этомдискретностьизмененияскорости передачине превышает100 бит/с.

ПротоколTurboPEP за счет увеличениячисла частотныхподканалови количествакодируемыхбит одним сигнальнымэлементом можетобеспечиватьскорость передачидо 23000 бит/с. В отличиеот PEP, протоколTurboPEP предусматриваетприменениеСКК с решетчатымкодом, чтоувеличиваетего помехоустойчивость.

Преимуществоданных протоколов,по сравнениюс традиционными,основаннымина модуляцииодной несущей,заключаетсяв малой чувствительностик неравномерностиАЧХ канала ивлиянию импульсныхпомех.

3.6.Рекомендациипо выбору протоколовмодуляции

Основныехарактеристикирассмотренныхвыше протоколовмодуляции,используемыхв модемах дляКТСОП представленыв табл. 3.7. Подрежимом передачив данной таблицепонимаетсярежим передачи(синхронныйлибо асинхронный)собственнов канале связи.


Рекомендация

Скоростьмодуляции,Бод

Скоростьпередачи, бит/с

Режимпередачи

Дуплекс/полудуплокс

Модуляция

Типлинии

Типокончания

V.17 (fax)

2400

14400.1200,9600,7200

Синхр

ПДП

СКК128.64,32,16

Комм.

2ПР

V.21

300

300

Любой

ДПЛ

чм

Комм,выд.

2ПР

V.22

600

1200,600

Любой

ДПЛ

ДОФМ,ОФМ

Комм,выд.

2ПР

V.22Di8

600

2400,1200

Любой

ДПЛ

КАМ16,КАМ4

Комм.

2ПР

V.23

1200,600

1200,600

Любой

ДПЛ

ЧМ

Комм.

2ПР,4ПР

V.26

1200

2400

Синхр.

ДПЛ

ДОФМ

Выд.

4ПР

V.26blS

1200

2400,1200

Синхр.

ПДП

ДОФМ,ОФМ

Комм.

2ПР

V.26ter

1200

2400,1200

Любой

ДПЛ

ДОФМ,ОФМ

Комм.

2ПР

V.27(fax)

1600

4800

Синхр.

Любой

Выд.

4ПР

V.27bi8(fax)

1200,1600

4800,2400

Синхр.

Любой

ОФМ8,ДОФМ

Выд.

2ПР.4ПР

V.27ter(fax)

1200,1600

4800,2400

Синхр.

ПДП

ОФМ8,ДОФМ

Комм.

2ПР

V.29(fax)

2400

9600,7200,4800

Синхр.

Любой

КАМ16,8

Выд.

V.32

2400

9600,4800. 2400

Синхр.

ДПЛ

СКК32,16,КАМ4, ОФМ

Комм.

2ПР.4ПР

V.32bi8

2400

14400,1200,9600,7200,4800

Синхр.

ДПЛ

СКК128.64,32. 16

Комм.

2ПР.4ПР

V.32terbo

2400

19200,16800

Синхр.

ДПЛ

СКК256.512

Комм.

2ПР.4ПР

V.33

2400

14400,12000

Синхр.

ДПЛ

СКК128.64

Выд.

4ПР

V.34

2400,2743, 2800,3000. 3200.3429

28800,26400,24000,21600, 19200,16800, 14400,1200, 9600,7200,4800, 2400

Синхр.

ДПЛ

МногомерныеСКК

Комм.,выд.

2ПР

V.34bis(V.34+)

33600

Синхр.

ДПЛ

МногомерныеСКК

Комм.,выд

2ПР

Belll03j

300

300

Любой

ДПЛ

ЧМ

Комм.

2ПР

Bell202

1200

Любой

ДПЛ

ЧМ

Комм.,выд.

Bell208

4800

ДПЛ

Комм.

Bell212a

1200

ДПЛ

Комм.

2ПР

HST

2400

300,450/4800, 7200, 9600. 1200, 14400,16800

Синхр.

Асимм.ДПЛ

Комм.

2ПР
Таблица3.7. Характеристикипротоколовмодуляциимодемов дляКТСОП.



Приведенныехарактеристикипротоколовмодуляциинеобходимоучитывать наэтапе выборамодема и исходяиз задач, длярешения которыхпланируетсяего использовать.Зная толькопереченьподдерживаемыхмодемом протоколовмодуляции,можно определитьего максимальнуюскорость работы,а также возможностипо передачефаксимильныхсообщений иработе по каналамопределенноготипа.

Какправило, поумолчаниюмодемы настроенына автоматическихвыбор протоколамодуляции иего параметров.Это происходитна этапе установлениясоединения.Модемы стараютсявыбрать наиболеескоростнойиз совместноподдерживаемыхпротоколовмодуляции. Ксожалению,реальная скоростьпередачи данныхчасто оказываетсяслишком низкойиз-за частыхповторныхпередач искаженныхинформационныхблоков протоколовисправленияошибок и (или)протоколовпередачи файлов.Принудительноеснижение скоростиили выбор другогопротоколамодуляции втаких случаяхможет привестик значительномуувеличениюреальной скоростипередачи.

Дляобоснованноговыбора требуемогопротоколамодуляции исоответствующегомодема необходимознать характеристикикачества, аточнее дестабилизирующиефакторы, используемогоканала связи.Основными изних являютсяотношениесигнал/шум,уровень мощностипринимаемогосигнала, дрожаниеи скачки фазы,смещение несущейчастоты, эхо-затуханиена ближнем идальнем концахлинии, параметрыимпульсныхпомех и др. Втабл. 6.12 приведеныосновные требованияк характеристикамканала, необходимыедля нормальнойработы модемовс протоколамиV.22, V.22bis, V.33, V.32bis и V.34.

Узнатьперечисленныевыше характеристикииспользуемогоканала можнотолько припомощи специальныхизмерительныхприборов, напримеротечественногоанализаторателефонныхканалов AnCOM TDA-3производстваНПП "Аналитик-ТС".

Рядмодемов позволяетизмерять некоторыеиз характеристикканала и выводитьиз значениялибо на жидкокристаллическоетабло, либовыдавать вкомпьютер посоответствующейАТ-команде. Этов основномкасаетсяпрофессиональныхмоделей модемов.

Наиболееинформативнымив этом смыслеиз модемов,являютсяотечественныемодемы серииST-2442 производстваНПП "Аналитик-ТС".

Скоростьв линии, бит/с

Дестабилизирующийфактор

V.34

V.34biS, V.32

V.22MS, V.22

28800

19200

14400

9800

4800

2400

1200

Допустимоеколичествотранзитов поТЧ для каналовАСП.п

0...2

0...4

0...6

2...12

Отношениесигнал/шум,дБ

29...42

23...34

>23

>16

>9

14...18

7...10

Чувствительность,дБм

нехуже -30

-38...-50

-42...-56

Дрожаниефазы (размах),угловых градусов

0...2

>8

>15

>45

15...50

>45

Скачкифазы, утл. град.

0...2

>5

>15

>60

15...20

>б0

Смещениенесущей частоты,Гц

 —

К7...24)

Эхо-сигналпередающегомодема

неболее 1 -го эхос задержкойне более 10. „250мс

невлияет напомехозащищенность

Затуханиеэхо-сигналапринимающегомодема, дБ

 —

>28

>20

>12

>20

>12

Пачки(серии длительностьюболее 1 с) импульсныхпомех, шумовыевсплески изамираниясигнала, в томчисле:

распознаваниесрыва синхронизациии запросапереустановасоединения(retrain) с возможнымпонижениемскорости

retrain, новозможно исамовосстановлениесинхронизма

самовосстановление

— допустимаявеличинакратковременного(2 с) провала илискачка мощности,дБ

нехуже 1

2...10

3...40

6...40

—допустимоекратковременное (2 с) превышениеуровня шуманад сигналом,дБ

 —

>9

>7

>14

0...40
Таблица3.8. Диапазоныпомехозащищенностимодемов



Этимодемы имеюттак называемыйизмерительныйинтерфейс,базирующийсяна стандартноммеханизмеАТ-команд ипредоставляющийвозможностьдоступа к внутреннейпамяти DSP со сторонымикроконтроллера.Поставляемаявместе с модемамипрограммаST24view позволяетв графическомвиде отобразитьмгновенныеи осредненныезначения параметров,полученныхот модема:

мощностьпринимаемогои передаваемогосигналов, отношениесигнал/шум,частота несущейпринимаемогосигнала, искаженияспектра сигналав полосе приема,групповое времяпрохождения,ошибки системтактовой ифазовой синхронизации,значениякоэффициентовадаптивногокорректора,результатыпринятия решенияо бодовом значениисигнальногоэлемента.

Полученныетем или инымспособомхарактеристикиканала, могутбыть использованыдля обоснованиявыбора необходимогомодема и егопротоколамодуляции. Приэтом могут бытьиспользованыданные из табл.3.8 и рис. 3.4.

Есливы вынужденыиспользоватьнизкий по качествуканал и не можетеего улучшить,то резоннобудет остановитьсяна низкоскоростномпротоколе исоответственнонедорогоммодеме.

4ПРОТОКОЛЫИСПРАВЛЕНИЯОШИБОК

4.1.Протоколы MNP

4.1.1.Общие сведения

Однимиз первых протоколовисправленияошибок сталпротокол MNP(Microcom Networking Protocol),разработанныйфирмой Microcom. Оноказался настолькоудачным, чтопретерпелдевять модификацийи расширений,которые получилиназвание КлассовпротоколовMNP. Классы 1 — 4обеспечиваютисправлениеошибок, классы6, 9,10 — кроме исправленияошибок, выполняюти другие функции.

MNP1используетсядля асинхронногопобайтногополудуплексногообмена данными.Он был разработандля того, чтобыустройствас минимальнымиаппаратнымиресурсами моглиосуществлятьконтроль ошибок.Из-за своейчрезвычайнонизкой эффективностипротокол всовременныхмодемах большене используется.

MNP2позволяетисправлятьканальныеошибки приасинхроннойполнодуплекснойпередаче данныхи требует реализуетсяв модемах смикропроцессорнымуправлением.Протокол такжехарактеризуетсяповышеннойизбыточностью,поскольку внем при асинхронномрежиме передачив каждый передаваемыйсимвол включаютсястартовые истоповые биты.

MNP3обеспечиваетобмен даннымимежду модемамипо протоколуSDLC (Synchronouse Data Link Control)в синхронномрежиме, в товремя как обменданными с компьютеромостается асинхронным.Из байт данных,принимаемыхот DTE, формируютсяблоки данных(кадры), называемыев терминах MNPпакетами.Каждый пакетпередаетсякак один синхронныйкадр второгоканальногоуровня моделиOSI. Скоростьпередачи информациипри использованииMNP3 повышаетсяза счет того,что уже не требуетсяпередаватьдополнительныестартовые истоповые битыдля каждогобайта.

•MNP4предусматриваетвозможностьизмененияразмера пакетав процессепроцедурысогласованияпараметровпередачи, называемойтакже процедуройадаптивнойсборки пакетов(Adaptive Packet Assembly). Пакетможет содержать32, 64, 128, 192 или 256 байт.При большомуровне шумовпередаютсяпакеты меньшихразмеров. Врезультатеэтого увеличиваетсявероятностьбезошибочнойпередачи пакетаданных. Повысококачественнымканалам пересылаютсяпакеты большихразмеров; приэтом уменьшаетсяколичествоизбыточнойслужебнойинформации.Управлениеразмером пакетасо стороныпользователячасто возможнопри помощиАТ-команды \Аn.

ПротоколMNP4 позволяетповысить скоростьпередачи засчет оптимизациифазы(режима) передачиданных (Data Phase Optimization),поскольку нетребует передаватьне изменяющийсязаголовок длякаждого новогопакета.

Благодаряэтому большаячасть информационнойпропускнойспособностиканала используетсядля передачиданных.

MNP6рассчитан наработу со скоростямиот 300 до 9600 бит/с.Модем начинаетработу на скорости2400 бит/с и затемизменяет еев зависимостиот типа удаленногомодема. Этотпротоколпредусматриваетвозможностьавтоматическогопереключенияиз полудуплексногорежима в дуплексныйи обратно.

MNP9обеспечиваетсовместимостьс протоколоммодуляции V.32и предусматриваетпроцедурусжатия, а такжеповышаетэффективностьпередачи засчет реализациирежима селективногоповтора искаженныхпакетов (ARQ типаSR).

MNP10предназначендля обеспеченияпередачи данныхпри неблагоприятныхили изменяющихсяусловиях налинии связи,характерных,например, длясотовых системсвязи. Протоколвключает возможностьмногократныхпопыток установлениясвязи, динамическуюподстройкууровня передачии размерапередаваемогопакета. MNP10 такжеимеет возможностьизмененияскорости передачине только всторону ееуменьшения,но и в сторонуувеличения.


4.2.Протокол V.42

4.2.1.Основныехарактеристики

С


тандартV.42, принятый ITU-Tв ноябре 1988 года,определяетпроцедуру LAPM(Link Access Procedure for Modems),схожую повозможностямс MNP4. ПреимуществаLAPM по сравнениюс MNP4 заключаютсяв повышеннойскорости передачипо плохим телефоннымканалам и хорошейсогласованностис другимистандартами,основаннымина протоколеHDLC. ПроцедураLAPM

Рис.4.1. Функции DCE безаппаратнойкоррекцииошибок

оченьблизка к процедурамLAPB и LAPD, применяемыхв сетях Х.25 и всетях интегральногообслуживанияISDN.

СогласноV.42 требуетсяреализациякак процедурыLAPM, так и протоколаMNP4, как альтернативноговарианта повышениядостоверности.Это означает,что модем V.42 можетвзаимодействоватьс модемами типаMNP4. Однако притаком соединениине будут задействованывсе возможностиV.42. Во время установлениясвязи модемV.42 проверяет,может ли удаленныймодем работатьсогласно полногопротокола V.42или только попротоколу MNP4.При этом предпочтениеотдается протоколуV.42. Таким образом,модем V.42 пытаетсяиспользоватьпроцедурыкоррекцииошибок согласноV.42, и если это неполучается,то производитсяпопытка запуститьMNP4. Если и этапопытка оказываетсябезуспешной,устанавливаетсясвязь без коррекцииошибок.

Вотличие отаппаратурыканала данныхбез аппаратногоисправленияошибок (рис.4.1), рекомендацияV.42 выделяет вфункциональнойсхеме DCE дополнительныйблок защитыот ошибок (рис.4.2).

СогласноV.42 блок управлениямодема долженопределять,поддерживаетли удаленнаяаппаратурафункции исправленияошибок, и координироватьсогласованиесоответствующихпроцедур.

Блокзащиты от ошибокпредназначендля управленияпроцедурамиисправленияошибок. Именноон и реализуетпротокол связиLAPM.

Р


екомендацияV.42 регламентируеттакже цепиинтерфейсаV.24, задействованныев процессеработы модемовпо протоколуV.42 (рис. 4.3).

Рис.4.2. ФункцииDCE согласно V.42




Рис.4.3. Цепи, работающиепри защите отошибок, где TD— передаваемыеданные; RD — принимаемыеданные; TDC — синхронизацияпередаваемыхданных; RDC — синхронизацияпринимаемыхданных; RTS — запроспередачи; RFS —готовностьк передаче; RSD— детекторпринимаемоголинейногосигнала изканала данных.


5ПРОТОКОЛЫСЖАТИЯ ДАННЫХ

5.1.Основные методысжатия

Какизвестно, применениесжатия данныхпозволяет болееэффективноиспользоватьемкость дисковойпамяти. Не менееполезно применениесжатия припередачи информациив любых системахсвязи. В последнемслучае появляетсявозможностьпередаватьзначительноменьшие (какправило, в несколькораз) объемыданных и, следовательно,требуютсязначительноменьшие ресурсыпропускнойспособностиканалов дляпередачи тойже самой информации.Выигрыш можетвыражатьсяв сокращениивремени занятияканала и, соответственно,в значительнойэкономии аренднойплаты.

Н


аучнойпредпосылкойвозможностисжатия данныхвыступаетизвестная изтеории информациитеорема кодированиядля канала безпомех, опубликованнаяв конце 40-х годовв статье КлодаШеннона "Математическаятеория связи".Теорема утверждает,что в каналесвязи без помехможно такпреобразоватьпоследовательностьсимволов источника(в нашем случаеDTE) в последовательностьсимволов кода,что средняядлина символовкода может бытьсколь угодноблизка к энтропииисточникасообщений Н(Х),определяемойкак:

гдеp(xi)— вероятностьпоявленияконкретногосообщения xiиз Nвозможныхсимволов алфавитаисточника.Число Nназывают объемомалфавита источника.

Энтропияисточника Н(Х)выступаетколичественноймерой разнообразиявыдаваемыхисточникомсообщений иявляется егоосновнойхарактеристикой.Чем выше разнообразиеалфавита Хсообщений ипорядка ихпоявления, тембольше энтропияН(Х) итем сложнееэту последовательностьсообщенийсжать. Энтропияисточникамаксимальна,если априорныевероятностисообщений ивероятностиих выдачи являютсяравными междусобой. С другойстороны, Н(Х)=0,если одно изсообщенийвыдается постоянно,а появлениедругих сообщенийневозможно.

Единицейизмеренияэнтропии являетсябит. 1 бит — этота неопределенность,которую имеетисточник сравновероятнойвыдачей двухвозможныхсообщений,обычно символов"0" и "1".

ЭнтропияН(Х)определяетсреднее числодвоичных знаков,необходимыхдля кодированияисходных символов(сообщений)источника. Так,если исходнымисимволамиявляются русскиебуквы (N=32=2 )и они передаютсяравновероятнои независимо,то Н(Х)=5бит. Каждуюбуквы можнозакодироватьпоследовательностьюиз пяти двоичныхсимволов, посколькусуществуют32 такие последовательности.Однако можнообойтись именьшим числомсимволов набукву. Известно,что для русскоголитературноготекста H(Х)=1,5бит, для стиховН(Х)=1,0бит, а для текстовтелеграммН(Х)=0,8бит. Следовательно,возможен способкодированияв котором всреднем набукву русскоготекста будетзатраченонемногим более1,5, 1,0 или даже 0,8двоичных символов.

Еслиисходные символыпередаютсяне равновероятнои не независимо,то энтропияисточника будетниже своеймаксимальнойвеличины HMAX(Х)=log2N.В этом случаевозможно болееэкономноекодирование.При этом накаждый исходныйсимвол в среднембудет затраченоn*= Н(Х)символов кода.Для характеристикидостижимойстепени сжатияиспользуетсякоэффициентизбыточностиRИЗБ=1—Н(Х)/HMAX(Х).Для характеристикиже достигнутойстепени сжатияна практикеприменяют такназываемыйкоэффициентсжатия Кcж.Коэффициентсжатия — этоотношениепервоначальногоразмера данныхк их размерув сжатом виде,— обычно даетсяв формате К.сж:1Путем несложныхрассужденийможно получитьсоотношениеRИЗБ≥1—1/Kcж.

Известныеметоды сжатиянаправленына снижениеизбыточности,вызванной какнеравной априорнойвероятностьюсимволов, таки зависимостьюмежду порядкомпоступлениясимволов. Впервом случаедля


кодированияисходных символовиспользуетсянеравномерныйкод. Частопоявляющиесясимволы кодируютсяболее короткимкодом, а менеевероятные(редко встречающиеся)— более длиннымкодом.

Устранениеизбыточности,обусловленнойкорреляциеймежду символами,основано напереходе откодированияотдельныхсимволов ккодированиюгрупп этихсимволов. Засчет этогопроисходитукрупнениеалфавита источника,так как числоN тоже растет.Общая избыточностьпри укрупненииалфавита неизменяется.Однако уменьшениеизбыточности,обусловленнойвзаимнымисвязями символов,сопровождаетсясоответствующимвозрастаниемизбыточности,обусловленнойнеравномерностьюпоявленияразличных группсимволов, тоесть символовнового укрупненногоалфавита. Происходиткак бы конвертацияодного видаизбыточностив другой.

Такимобразом, процессустраненияизбыточностиисточникасообщенийсводится к двумоперациям —декорреляции(укрупнениюалфавита) икодированиюоптимальнымнеравномернымкодом.

Сжатиебывает с потерямии без потерь.Потери допустимыпри сжатии (ивосстановлении)некоторыхспецифическихвидов данных,таких как видеои аудиоинформация.По мере развитиярынка видеопродукциии систем мультимедиавсе большуюпопулярностьприобретаетметод сжатияс потерями MPEG2 (Motion Pictures Expert Group),обеспечивающийкоэффициентсжатия до 20:1. Есливосстановленныеданные совпадаютс данными, которыебыли до сжатия,то имеем делосо сжатием безпотерь. Именнотакого родаметоды сжатияприменяютсяпри передачеинформациив СПД.

Насегодняшнийдень существуетмножестворазличныхалгоритмовсжатия данныхбез потерь,подразделяющихсяна несколькоосновных групп.

Кодированиеповторов (Run-LengthEncoding, RLE).

Этотметод являетсяодним из старейшихи наиболеепростым. Онприменяетсяв основном длясжатия графическихфайлов. Самымраспространеннымграфическимформатом,использующимэтот тип сжатия,является форматPCX. Один из вариантовметода RLE предусматриваетзамену последовательностиповторяющихсясимволов настроку, содержащуюэтот символ,и число, соответствующееколичествуего повторений.Применениеметода кодированияповторов длясжатия текстовыхили исполняемых(*.ехе, *.соm) файловоказываетсянеэффективным.Поэтому в современныхсистемах связиалгоритм RLEпрактическине используется.

Вероятностныеметоды сжатия

Воснове вероятностныхметодов сжатия(алгоритмовШеннона-Фано(Shannon Fano) и Хаффмена(Huffman)) лежитидея построения"дерева", положениесимвола на"ветвях" которогоопределяетсячастотой егопоявления.Каждому символуприсваиваетсякод, длина которогообратно пропорциональначастоте появленияэтого символа.Существуютдве разновидностивероятностныхметодов, различающихспособом определениявероятностипоявлениякаждого символа:

  • статические(static) методы,использующиефиксированнуютаблицу частотыпоявлениясимволов,рассчитываемуюперед началомпроцесса сжатия;

  • динамические(dinamic) илиадаптивные(adaptive) методы,в которых частотапоявлениясимволов всевремя меняетсяи по мере считываниянового блокаданных происходитперерасчетначальныхзначений частот.

Статическиеметоды характеризуютсяхорошим быстродействиеми не требуютзначительныхресурсов оперативнойпамяти. Онинашли широкоеприменениев многочисленныхпрограммах-архиваторах,например ARC, PKZIP идр., но длясжатия передаваемыхмодемами данныхиспользуютсяредко — предпочтениеотдаетсяарифметическомукодированиюи методу словарей,обеспечивающимбольшую степеньсжатия.

Арифметическиеметоды

Принципыарифметическогокодированиябыли разработаныв конце 70-х годовВ результатеарифметическогокодированиястрока символовзаменяетсядействительнымчислом большенуля и меньшеединицы. Арифметическоекодированиепозволяетобеспечитьвысокую степеньсжатия, особеннов случаях, когдасжимаютсяданные, гдечастота появленияразличныхсимволов сильноварьируется.Однако самапроцедураарифметическогокодированиятребует мощныхвычислительныхресурсов, и донедавнеговремени этотметод малоприменялсяпри сжатиипередаваемыхданных из-замедленнойработы алгоритма.Лишь появлениемощных процессоров,особенно сRISC-архитектурой,позволилосоздать эффективныеустройстваарифметическогосжатия данных.

Методсловарей

Алгоритм,положенныйв основу методасловарей, былвпервые описанв работах израильскихисследователейЯкоба Зива иАбрахама Лемпеля,которые впервыеопубликовалиего в 1977 г. В последующемалгоритм былназван Lempel-Ziv,или сокращенноLZ. На сегодняшнийдень LZ-алгоритми его модификацииполучили наиболееширокое распространение,по сравнениюс другими методамисжатия. В егооснове лежитидея заменынаиболее частовстречающихсяпоследовательностейсимволов (строк)в передаваемомпотоке ссылкамина "образцы",хранящиесяв специальносоздаваемойтаблице (словаре).Алгоритм основываетсяна том, что попотоку данныхдвижется скользящее"окно", состоящееиз двух частей.В большей пообъему частисодержатсяуже обработанныеданные, а в меньшейпомещаетсяинформация,прочитаннаяпо мере ее просмотра.Во время считываниякаждой новойпорции информациипроисходитпроверка, иесли оказывается,что такая строкауже помещенав словарь ранее,то она заменяетсяссылкой на нее.

Большоечисло модификацийметода LZ — LZW, LZ77, LZSSи др. — применяютсядля различныхцелей, Так, методыLZW и BTLZ (British Telecom Lempel-Ziv)применяютсядля сжатияданных по протоколуV.42bis, LZ77 — в утилитахStasker и DoudleSpase, а такжево многих другихсистемах программногои аппаратногосжатия.

5.2.Сжатие данныхв протоколахMNP

РасширяемостьMNP при сохранениисовместимостис существующимиреализациямиярко продемонстрированав его поддержкеРекомендацииITU-T V.42bis.

Впроцессе установлениясоединенияпередатчики приемник"оговаривают"использованиесжатия данныхв процессе. Этовыполняетсяс помощью параметра9 или 14 блока PDULR. Параметр 9,который специфицируетсжатие данныхMNP5 или MNP7, был расширен,чтобы обеспечить"краткую" формуспецификацииV.42bis. Параметр 14является новымпараметром,применяемымдля детализацииособенностейV.42bis, используемогов данном канале.

ЕслисуществуетвозможностьподдерживатьMNP5 и (или) MNP7 и V.42bis, передатчикможет включитькак параметр9 (сжатие MNP), таки параметр 14(сжатие V.42bis). Ответственностьза выбор типасжатия данных,который будетиспользоваться,в этом случаенесет приемник.Он возвращаетPDU LR, который указываетвыбранный типсжатия данных.Если передатчики приемникподдерживаютнесколькометодов сжатия,то приемникделает свойвыбор в соответствиисо следующимприоритетом.

Приемникне включаетинформациюо поддержкеV.42bis в свой PDU LR, еслион не принялзапрос на V.42bis вLR от передатчика.Если передатчиквключил такойзапрос в свойPDU LR, но не получилподтверждения,он отказываетсяот использованиясжатия по протоколуV.42bis.

Далеерассмотримособенностиреализациисжатия в протоколахMNP.

Таблица5.1. Приоритетывыбора методасжатия

Типсжатия

Приоритет

V.42bis

Высокий

MNP7

Средний

MNP5

Низкий

5.2.1.Протокол MNP5

ПротоколMNP 5 реализуеткомбинациюадаптивногокодированияс применениемкода Хаффменаи групповогокодирования.При этом хорошоподдающиесясжатию данныеуменьшают свойисходный объемпримерно на50% и, следовательно,реальная скоростьих передачивозрастаетвдвое по сравнениюс номинальнойскоростьюпередачи данныхмодемом.

Напервом этапепроцедурысжатия используетсяметод групповогокодированиядля удаленияиз потокапередаваемыхданных слишкомдлинных последовательностейповторяющихсясимволов. Этотметод преобразуеткаждую группуиз трех и более(вплоть до 253)одинаковыхсмежных символовк виду символи числосимволов.Посколькугрупповоекодированиене связано сбольшимивычислениями,этот методособенно хорошдля реализациив реальноммасштабе времени,в частности,при передачеданных по линиямсвязи.

Согласноданного методасистема групповогокодированияпроверяетпроходящийпоток данных.Алгоритм остаетсяпассивным дотех пор, покав этом потокене обнаружатсятри одинаковыхсмежных символа.После этогоалгоритм начинаетсчет и удаляетиз потока данныхдо 250 одинаковыхследующих другза другом символов.Счетный байтпосылаетсявслед за тремяисходнымисимволами, ипередачапродолжается.На рис. 8.2 показанпример групповогокодированияпотока данных.

Способностьметода групповогокодированиясжимать длинныепоследовательностиочевидна. Темне менее, рис.5.1 иллюстрируеттакже одну изслабостейданного алгоритма.Кодированиегруппы из трехсимволов, наоборот,расширяет потокданных.

Н


автором этапесжатия данныхпротокол MNP5используетадаптивноекодированиена основе методаХаффмена, известноетакже как адаптивноечастотноекодирование.Этот способкодированияоснован напредположении,

Рис.5.1. Групповоекодированиепо протоколуMNP5

чтонекоторыесимволы будутвстречатьсяв потоке данныхчаще, чем другие.Символы, которыевстречаютсячаще, кодируютсяс использованиемнебольшогочисла битов.Реже встречающиесясимволы передаютсяс использованиемболее длинныхкодовыхпоследовательностей.

Когдаформат передаваемыхданных относительнохорошо известени постоянен,кодовые битовыепоследовательности,или лексемы,могут бытьопределенызаранее. Однакоадаптивныйалгоритм можетподстраиватьсяпод поток данныхпутем "обучения"с последующимизменениемсвоих лексем.

Впротоколе MNP5определяются256 лексем длявсех возможных8-разрядныхвеличин (октетов).Лексема состоитиз 3-разрядногопрефикса (заголовка)и суффикса(тела, или основы),который можетвключать от1 до 8 разрядов.Как передатчик,так и приемникинициализируютсвои символьно-лексемныетаблицы всоответствиис табл. 5.2. Перваяи последняязаписи


Таблица5.2. Карта символьно-лексемногокодированияв начале процедурыуплотненияданных

Значениеоктета (десятичное)

Заголовоклексемы

Телолексемы

0

000

0

1

000

1

2

001

0

3

001

1

4

010

00

5

010

01

6

010

10

7

010

11

8

011

00
… … …

15

011

111

16

100

0000
… … …

31

100

1111

32

101

00000
… … …

63

101

11111

64

110

000000
… … …

127

110

111111

128

111

0000000
… … …

254

111

1111110

255

111

11111110

(строки)этой таблицысодержат наиболееи наименеечасто встречающиесяоктеты, соответственно.

Послетого как обработанкаждый октет,таблица переопределяется,исходя из частотыпоявлениякаждого символа.Октетам, которыепоявляютсячаще всего,приписываютсянаиболее короткиелексемы. Наприемном концелексемы преобразуютсяв символы. Всоответствиис частотойпоявления техили иных символовтрансформируетсятаблица приемника.Тем самымосуществляетсясамосинхронизация,таблиц кодированияи декодирования.


5.2.2.Протокол MNP7

П


ротоколMNP7 используетболее эффективный(по сравнениюс MNP5) алгоритмсжатия данныхи позволяетдостичь коэффициентасжатия порядка3:1. MNP7 используетулучшеннуюформу кодированияметодом Хаффменав сочетаниис марковскималгоритмомпрогнозированиядля созданиякодовых последовательностейминимальновозможнойдлины.

Рис.5.2. Кодированиепри помощимарковскогоалгоритмапрогнозированияи кода Хаффмена

Марковскийалгоритм можетпредсказыватьследующийсимвол впоследовательности,исходя изпоявившегосяпредыдущегосимвола. Длякаждого октетаформируетсятаблица из всех256 возможныхследующих заним октетов,расположенныхв соответствиис частотой ихпоявления.Октет кодируетсяпутем выборастолбца, соответствующегопредыдущемуоктету (озаглавливающемустолбец), споследующимотысканиемв этом столбцезначения текущегооктета. Строка,в которой находитсятекущий октет,определяетлексему точнотак же, как вописанном вышеслучае кодированияс использованиемкода ХаффменаПосле того каккаждый октетбудет закодирован,порядок следованиязаписей (октетов)в выбранномстолбце изменяетсяв соответствиис новыми относительнымичастотамипоявленияоктетов.

Нарис. 5.2 показанпример кодированияпоследовательностиоктетов 3120 впредположении,что перед этимбыл переданоктет 0. Из рис.5.2. видно, что встолбце, соответствующемпредыдущемуоктету 0, отыскиваетсязапись (строка)октета 3. Послеэтого передаетсякод Хаффменадля этой записи(октета 3) в таблице.Далее в столбце,соответствующемэтому толькочто переданномуоктету 3, отыскиваетсястрока с записьюследующегооктета — в данномслучае октета1, и передаетсякод Хаффменадля этой строкии т.д. В этом примереотсутствуетиллюстрацияадаптивнойчасти алгоритма,изменяющейпорядок расположенияоктетов в каждомстолбце.

5.3.Сжатие данныхпо стандартуV.42bis

Внастоящее времяметоды сжатияданных, включенныев протоколыMNP5 и MNP7, целенаправленнозаменяютсяна метод, основанныйна алгоритмесловарноготипа Лемпеля-Зива-Уэлча(LZW-алгоритме).LZW-алгоритм имеетдва главныхпреимущества:

  • обеспечиваетдостижениекоэффициентасжатия 4:1 файловс оптимальнойструктурой;

  • LZW-методутвержденITU-T как составнаячасть стандартаV.42bis. .

Методсжатия данныхLZW основан насоздании древовидногословаря последовательностейсимволов, вкотором каждойпоследовательностисоответствуетединственноекодовое слово.Входящий потокданных последовательно,символ за символом,сравниваетсяс имеющимисяв словарепоследовательностями.После того, какв словаре будетнайдена кодируемаяпоследовательность,идентичнаявходной, модемпередаетсоответствующееей кодовоеслово. Алгоритмдинамическисоздает и обновляетсловарь символьныхпоследовательностей.

Р


ассмотрим,например,последовательностиА, АУ, БАР, БАС,БИС, ШАГ, ШАР иШУМ. На рис. 5.3показано, какэти последовательностибудут выглядетьв виде деревьевв словаре стандартаV.42bis. Каждый путьот корневогоузла к вершинедерева представляетсобой последовательность,которая можетбыть закодированас помощью одногокодового слова.Имеющиесяпоследовательностимогут расширятьсядо тех пор, покане будет достигнутаих максимальнаядлина. Можнодобавлять новыепоследовательности,причем единственнымограничениемявляется объемиспользуемогословаря.

Рис.5.3. Примерструктурыдревовидногословаря последовательностейстандартаV.42bis

Алгоритмсжатия, определяемыйстандартомV.42bis, весьма гибок.К параметрам,значения которыхмогут бытьсогласованымежду модемами,относятся:максимальныйразмер кодовогослова, общеечисло кодовыхслов, размерсимвола, числосимволов валфавите имаксимальнаядлина последовательности.Кроме того,алгоритм осуществляетмониторингвходного ивыходногопотока данныхдля определенияэффективностисжатия. Еслисжатия не происходитили оно невозможно(в силу природыпередаваемыхданных) алгоритмпрекращаетсвою работу.Это свойствообеспечиваетлучшие рабочиехарактеристикипри передачефайлов, которыеуже были сжаты(заархивированы)или которыене поддаютсясжатию.


6ПРОТОКОЛЫПЕРЕДАЧИ ФАЙЛОВ

Наиболеечасто используемойфункциейкоммуникационногопрограммногообеспеченияявляется функцияпередачи файлов.Она осуществляетсяс помощью специальныхпротоколовпередачи файлов.Выбор и использованиепротоколапередачи файловможет производитсяпользователемв явном виде,как это делаетсяв терминальныхпрограммах,так и в неявном,например вигровых программах,поддерживающихмодемную связь.

Основнымизадачами протоколовпередачи файловявляются:

  • обеспечениебезошибочнойпередачи данных;

  • управлениепотоком передаваемыхданных;

  • передачавспомогательнойинформации;

  • защитасоединения.

Первыепротоколыпередачи файловпоявилисьзадолго домодемов, поддерживающихаппаратноеисправлениеошибок. По этойпричине задачаобеспечениябезошибочнойпередачи посегодняшнийдень остаетсяодной из ихосновных. Дляее реализацииприменяютсяв основном теже методы, чтои в современныхпротоколахисправленияошибок. Передаваемыеданные разбиваютсяна блоки (кадры)определеннойдлины, и в каждыйиз них включаетсяпроверочнаякомбинация(CRC) для обнаруженияошибок. Этакомбинацияформируетсяпо определенномуправилу наоснове передаваемыхинформационныхбитов блока.На приемнойстороне производитсяповторноевычислениепроверочнойкомбинациипо тому же правилуи сравнениеее с принятой.При совпадениипроверочныхкомбинацийпринимающаясторона посылаетподтверждениеправильногоприема блока(АСК), а при несовпадении— запрос наповторнуюпередачу данногоблока (NACK). Такимобразом реализуетсямеханизмавтоматическогозапроса повторения(ARQ), аналогичныймеханизму ARQ впротоколахисправленияошибок типаMNP классов 1—4 иV.42. При этом ARQтакже можетбыть стартстопноготипа (SAW), с возвратомна N шагов (GBN) илиселективногоповторения(SR).

ПрииспользованииARQ типов GBN и SR непрерывнаяпередачанеподтвержденныхблоков данныхможет привестик перегрузкебуферов какприемника, таки передатчика.Что бы этогоне происходилоиспользуетсяуправлениепотоком передаваемыхданных.

Переднепосредственнойпередачей файланеобходимоустановитьсоединениена уровне каналаданных (уровень2 модели OSI), передатьинформациюо имени файла,его размере,дате последнейего модификациии т.п., а послепередачи —произвестиразъединениеканала данных.Все это осуществляетсяпри помощивспомогательнойслужебнойинформации,передаваемойпо каналу связи.

Впоследние годыв функции протоколовпередачи файловвключают защитусоединения,например проверкупароля.

Средипротоколов,рассчитанныхна отсутствиеаппаратнойзащиты от ошибокможно выделитьшироко распространенныепротоколыXModem, XModem-CRC, XModem-1К, YModem, Kermit, ZModem иряд других.

Еслиже применяютсямодемы с аппаратнойкоррекциейошибок (поддерживающиепротоколы типаMNP или V.42), то предпочтительнееиспользоватьпротоколыпередачи файловтипа YModem-g и ZModem. В этомслучае исключаетсяпотеря временина повторныйзапрос данных,переданныхс ошибками.Протокол Zmodemдопускает обаварианта применения.

Известныспециализированныепротоколы,предназначенныедля определенныхслужб и сетей,— такие какSEALink, Telnet, CompuServe Quick В. Практическивсе они являютсямодификациямипротоколаXModem.

Рассмотримподробнеенаиболеераспространенныепротоколыпередачи файлов.

6.1Протокол XModem

ПротоколXModem, разработанныйБардом Христенсеном,благодаряширокомуиспользованиюв справочныхслужбах и введениюв недорогиесвязные программыдля PC стал фактическимстандартомдля связи междуперсональнымикомпьютерами.


6.2.Протокол XModem-CRC

ПротоколXModem-CRC представляетсобой модификациюпротоколаXModem, в которомобнаружениеошибок производитсяс использованиемциклическогокода. Длинапроверочнойпоследовательностисоставляет16 бит (CRC-16). Благодаряэтому гарантируетсяобнаружениепрактическивсех одиночныхи двойных ошибок,всех нечетныхошибок, всехпакетов ошибокдлиной до 16 знаков,а также всех17-битовых ошибокс вероятностью0,999969 и более длинныхпакетов ошибокс вероятностью0,999984.

Вначале соединениявместо знакаNAK приемник передаетпоследовательностьзнаков "с" (63h).Если передатчикне поддерживаетпротокол XModem-CRC,он игнорируетэти знаки. Неполучив ответана передачутрех знаков"с", приемникпереходит наработу по протоколуXModem и передаетзнаки NAK.

6.3.Протокол XModem-IK

ПротоколXModem-IK представляетсобой модификациюпротоколаXModem-CRC с блокамидлиной 1024 байт.Использованиеблоков длиной1 Кбайт позволяетснизить задержкипри передачифайлов по системамсвязи с временнымуплотнением,с использованиемсовременныхмодемов и всетях с коммутациейпакетов, гдедлина пакета,как правило,равна величине1024 байт либо кратнаей. Кроме того,по сравнениюс обычным протоколомXmodem, уменьшенаотносительнаядоля заголовковв общем объемепередаваемойинформации.

6.4.Протокол YModem

ПротоколYModem представляетсобой протоколXModem-CRC, в которомреализованагрупповаяпередача кадров.Все программы,реализующиепротокол YModem,должны выполнятьследующиефункции:

  • передаватьинформациюо имени и путифайла в блоке0 в виде строкизнаков ASCII, завершающейсязнаком NUL (0h);

  • использоватьэту информациюна приемнойстороне в качествеимени и путипринятогофайла, еслииная реализацияне оговоренаспециально;

  • применятьпроверку CRC-16 приприеме знаков"с", в противномслучае использовать8-битовую контрольнуюсумму;

  • приниматьлюбую комбинациюиз 128- и 1024-байтныхблоков внутрикаждого принимаемогофайла;

  • обеспечиватьвозможностьпереключениядлины блоковв конце передачифайла (файлов)и (или) в случаечастых повторныхпередач;

  • передающаяпрограмма недолжна изменятьдлину неподтвержденногоблока;

  • передаватьв конце каждогофайла знакиEOF до десяти раз,пока не будетпринят знакАСК;

  • обозначатьконец сеансасвязи нулевым(пустым) именемпути.

Коммуникационныепрограммы, вкоторых нереализованывсе перечисленныефункции, несовместимыс протоколомYModem. Выполнениеэтих минимальныхтребований,однако, негарантируетнадежной передачифайлов в условияхсильных помех.

6.5.Протокол YModem-g

Внастоящее времяразработаныметоды, обеспечивающиепередачу данныхс очень высокимискоростямии малой вероятностьюошибок. Этиметоды реализованыв высокоскоростныхмодемах и некоторыхкоммуникационныхпрограммах.Применениеэтих методовпозволяетдостичь скоростипередачи, близкойк теоретическивозможной.

Вариантg протоколаYModem обеспечиваетвысокую эффективностьпередачи данных.Он используетсяприемником,который инициируетгрупповуюпередачу путемпосылки знака"g" вместо "с".Передатчик,распознавшийэтот знак, прекращаетожидание обычныхподтвержденийпо каждомупереданномублоку и передаетпоследовательныеблоки на полнойскорости сиспользованиемметода управленияпотоком, такогокак XON/XOFF.

6.6.Протокол ZModem

ПротоколZModem введен в большинствосвязных программи в настоящеевремя получилсамое широкоераспространение.Представляясобой развитиепротоколовXModem и YModem, он устраняетих недостаткии при соблюдениисовместимостиимеет рядпреимуществ:

  • высокоебыстродействиеблагодаряиспользованиюпроцедуры SBN;

  • динамическаяадаптация ккачеству каналасвязи посредствомизменения вшироких пределахразмера передаваемыхблоков;

  • возможностьвозобновленияпрерваннойпередачи файлас того места,на которомпроизошелсбой;

  • повышеннаядостоверностьпередачи благодаряиспользованию32-разряднойпроверочнойкомбинации(CRC);

  • возможностьотключенияфункции контроляошибок передаваемыхблоков прииспользованиимодемов с аппаратнойкоррекциейошибок. ПротоколZModem явился результатомтехническогокомпромиссамежду следующимипротиворечивымитребованиями:

  • простотаиспользования;

  • обеспечениевысокой пропускнойспособности;

  • сохранениецелостностиинформации;

  • достижениевысокой надежностипередачи;

  • простотареализации.


6.7.Протокол Kermit

ПротоколKermit предназначендля передачифайлов междукомпьютерамиразных типов,включая большиеи миникомпьютеры.Он рассчитанна работу вусловиях сильныхпомех и прибольших задержкахв канале связи.В отличие отпротоколовXModem и Ymodem, в протоколеKermit используютсяблоки переменнойдлины, максимальноезначение которых94 байта. Такжекак протоколыYModem и Zmodem, протоколKermit обеспечиваетгрупповуюпередачу файлов.

Нарядусо стандартнымпротоколомKermit в ряде программреализованболее эффективныйпротокол SuperKermit, предусматривающийдля уменьшениязадержек передачииспользоватьмеханизм переменного"окна". В этом"окне" можетсодержатьсяот 1 до 32 блоков.На приемномконце каналаосуществляетсяобнаружениеошибок, но повторнаяпередача незапрашиваетсядо тех пор, покане будут переданывсе блоки "окна".Кроме того, впротоколереализованпростой методсжатия данных,позволяющийдополнительносократить времяпередачи. Еслиудаленныйкомпьютерподдерживаетпротокол Kermit, топереключениена работу с нимпроисходитавтоматически.

6.8.Рекомендациипо выбору протоколапередачи файлов

Передачафайлов являетсяодной из наиболеетрудных задачдля пользователяпри работе сосвязной программой.Это объясняетсяне толькомноговариантностьювыбора, но итем, что однии те же протоколычасто имеютразные наименования,иногда дляразличныхпротоколовиспользуетсяодно и то женазвание. Поэтому,в первую очередь,необходимоубедится в том,что взаимодействующиекомпьютерыиспользуютодин и тот жепротокол.

Нерассмотренныйздесь протоколASCII фактическине являетсяпротоколомпередачи файлов.Он не поддерживаеткоординациюмежду передающейи приемнойсистемами,исправлениеошибок и передачудвоичных файлов.Его можноиспользоватьдля передачитекстовыхфайлов компьютеру,уже подключенномук каналу связи,как альтернативупечати сообщенияв режиме on-line. Врежиме приемаего полезноиспользоватьв случае необходимостидокументироватьна диске весьсеанс связиили его часть.Однако дляпередачи файловэтот протоколиспользоватьне рекомендуется.

ПротоколXModem с контрольнойсуммой имеетсяпрактическив любой связнойпрограмме.Метод обнаруженияошибок с помощьюконтрольнойсуммы, по сравнениюс более совершеннымспособом проверкис использованиемциклическогокодирования(CRC), является болеебыстрым и нетребует большихвычислительныхресурсов иобъема служебнойинформации.Модернизированныйпротокол XModem-CRCустраняет ряднедостатковбазового протокола.

ПротоколXModem-lK (в ряде программ,например вProcomm, он называетсяYModem) аналогиченклассическомупротоколуXModem, отличаясьот него толькообъемом передаваемыхблоков — 1 Кбайтвместо 128 байт.Благодарябольшим размерамблока, уменьшаетсяотносительнаядоля передаваемойслужебнойинформации,в том числе иобеспечивающейобнаружениеошибок. Однако,если обнаруженаошибка, требуетсяповторнаяпередача большогообъема данных.При хорошемкачестве каналасвязи протоколXModem-1 К обеспечиваетболее высокуюскорость передачи,чем XModem. Если жекачество соединенияплохое, тобыстродействиепротоколаXModem оказываетсявыше.

Дляпередачи несколькихфайлов необходимоиспользоватьпротокол YMo-dem, вомногих коммуникационныхпрограммахназываемыйкак YModem Batch.

Прииспользованиимодемов с аппаратнойкоррекциейошибок следуетприменятьпротокол YModem-g (вряде программон называетсяYModem-g Batch). В этом потоковомпротоколепередающаясторона неожидает подтвержденияправильногоприема блокаданных. В случаеобнаруженияошибки принимающаясторона простопрерываетприем. Еслиустановленосоединениес аппаратнымисправлениемошибок (например,с помощью модемас протоколомMNP4 или V.42), то протоколYModem-g обеспечиваетболее высокуюскорость передачифайлов, чемварианты протоколаXModem или протоколYModem.

ПротоколZModem также представляетсобой один извариантовпотоковогопротокола, непрерывающегопередачу вслучае обнаруженияошибки. Приобнаруженииошибки приемнаясторона посылаетзапрос на повторнуюпередачу поврежденныхданных. ZModem позволяетпередаватьданные черезспутниковыеканалы и сетис пакетнойкоммутацией.Им можно пользоватьсяна больших,мини- и персональныхкомпьютерахс обычнымимодемами имодемами саппаратнымисправлениемошибок. Экономноеиспользованиепротоколомпропускнойспособностиобратногоканала позволяетоптимальнымобразом работатьмодемам сдинамическимраспределениемпропускнойспособностимежду двумянаправлениямипередачи.

Благодарясвоим свойствампротокол ZModem можносчитать наилучшимвыбором независимоот того, установленоли модемомсоединениес исправлениемошибок или нет.Кроме того,стоит иметьв виду, что данныйпротокол явилсяосновой длябольшого числадругих протоколов,улучшающихте или иные егосвойства и, какправило, ориентированныхна работу вопределенныхусловиях. Ктаким протоколамотносятсяSeaLink, MEGALink, WXModem и ряд других.

ПротоколKermit разработандля передачиинформациимежду большимии миникомпьютерами,которые могутобрабатыватьтолько 7-битовыезнаки. При передачедвоичных (бинарных)файлов в протоколеиспользуетсяметод под названием"8-bit quoting"для передачивосьмого битаотдельно. Однаконе все версиипротоколаKermit поддерживаютэтот метод, чтосущественноограничиваетего применение.Для увеличенияреальной скоростиобмена протоколKermit используетпредварительнуюкомпрессиюданных. Недостаткомэтого протоколаявляется егосложность: дляего использованиятребуетсядетальноеознакомлениес режимами иособенностямиего работы.Кроме того,Kermit — относительномедленныйпротокол ииспользоватьего рекомендуетсятолько в случаях,когда другиеварианты отсутствуют.Разновидностьэтого протокола,известнаяпод названиемSuper Kermit и предназначеннаядля использованияв сетях типаTelenet или Tymnet, характеризующиесябольшими задержкамипередачи данных.


Таблица6.1. Сравнительныехарактеристикираспространенныхпротоколовпередачи файлов

Параметр

XModem

XModem-CRC

XMode-IK

YModem

YModem-g

CS-8

+



CS-16




CRC-16

+

+

+

+

CRC-32




7 бит




8 бит

+

+

+

+

+

RTS/CTS

+

+

+

+

+

XON/XOFF




Сжатиеданных




Длинафайла


+

+

Датамодификациифайла




Минимальныйразмер блока,байт

128

128

128

128

Максимальныйразмер блока,байт

128

128

1К

1К

Масштабированиеблоков




ARQ типаSAW

+

+

+

+

ARQ типаQBN




ARQ типаSR




Запросфайлов




Групповаяпередача


+

+

Восстановление




Переименование

+

+

+

Прерываниепередачи

+

+

+

+

+

Прерываниепередачиотдельногофайла




Протоколирование




Дуплекснаяпередача




ДуплексныйChat




Скоростьпри соединенииDTE—DTE, Кбит/с

19,2

19,2

19,2

19,2

19,2

ZModem

Kermit

SeaLInk

HyperProtocol

BIModem

HS/LInk

Hydra

+





+

+


+

+

+

+

+

+


+

+

+

+



+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+


+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

64

10

128

128

16

64

64

8К

9К

128

2К

4К

4К

2К

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+



+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+


+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+




+

+

+




+

+

+

38,4

19,2

19,2

115,2

115,2

115,2

57,6
Втабл. 6.1 приведенысравнительныехарактеристикинаиболеераспространенныхпротоколовпередачи файлов.Эта информацияможет оказатьдополнительнуюпомощь привыборе наиболееподходящегодля ваших условиипротокола.

Продолжениетаблицы 6.1


Однимиз самых быстрыхявляется протоколHyperProtocol. Как и Zmodem, онявляется потоковымпротоколом,но помимо этогоможет сжиматьпередаваемыеданные, как ипротокол Kermit.Согласно протоколаHyperProtocol приемникпосылает подтвержениене после каждогофайла, а в концевсего сеансапередачи. Онможет быть суспехом использовандля передачиинформациипо высрокоскоростньтмканалам.

ОсобенностьпротоколаBiModem состоит втом, что он являетсядуплексным,т.е. позволяетодновременнопередаватьфайлы во встречныхнаправлениях.Протокол BiModemтакже предусматриваетвозобновлениепередачи послеобрыва связии гибкое изменениеразмера блокаот 16 байт до 16Кбайт.

ОднакоBi Modem недостаточноустойчивоработает поканалам с высокимуровнем помех.

Близкимпо функциональнымвозможностямк протоколуBi Modem являетсядуплексныйпротокол HS/Link.Также как ипротокол BiModem, онпредоставляетвозможностьпользователямво время предачифайлов общатьсяв режиме Chat.

Высокоскоростнойдуплексныйпротокол Hydraотличаетсяхорошей ус-тойчивочтьюработы на линияхнизкого качестваи каналах сбольшими задержкамипередачи.

Частовыбор протоколапередачи файловограниченвозможностямииспользуемойкоммуникационнойпрограммы. Темне менее, существуетвозможностьподключениянекоторыхпротоколовпередачи файловк отдельнымтерминальнымпрограммам,которые штатноне предусматриваютих использование.Это возможнов основном длябольшинствапрограмм дляDOS. Подключаемыевнешние протоколыв таком случаедолжны бытьв виде исполнямых(*.ехе) файлов.


Списокиспользуемойлитературы


  1. ЛагутенкоО.И. “Модемы.Справочникпользователя”,Лань,С-Пб, 1997г.

  2. БелоцерковецкийИ.Л. Протоколыпередачи файловдля модемов,Сети №3,1995г.

  3. БлэкЮ. “СетиЭВМ: Протоколы,стандарты,интерфейсы”,М., Мир, 1990г.

  4. ФроловА.В., Фролов Г.В.“Программированиемодемов”, М., “Диалог-Мифи”,1994г.


52


 
НАПИШИТЕ НАМ
Copyright © Smekni.com. All rigths reserved.