Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Основы телекоммуникаций

Любая система передачи данных (СПД) может быть описана через три основные свои компоненты: передатчик (“источник передачи информации”), канал передачи данных и приемник (получатель информации). При двухсторонней (дуплексной) передаче источник и получатель могут быть объединены так, что их оборудование может посылать и принимать данные одновременно. В простейшем случае СПД между точками A и B состоит из следующих основных семи частей:

Оконечного оборудования данных в точке A;

Интерфейса (или стыка) между оконечным оборудованием данных и аппаратурой канала данных;

Аппаратуры канала данных в точке A;

Канала передачи между точками A и B;

Аппаратуры канала данных в точке B;

Интерфейса аппаратуры канала данных;

Оконечного оборудования данных в точке B.

Оконечное оборудование данных - это обобщенное понятие, используемое для описания оконечного прибора пользователя. ООД может являться источником информации, ее получателем или тем и другим. Часто используется соответствующий международный термин DTE (Data Terminal Equipment). Часто в качестве DTE выступает ПК, большая ЭВМ, терминал, устройство сбора данных, телефон в сотовых сетях и так далее.

Аппаратуру канала передачи данных также называют аппаратурой передачи данных. Соответствующий международный термин DCE (Data Communications Equipment). передача данных связь osi

Функция DCE состоит в обеспечении возможности передачи информации по каналу определенного типа, например, по телефонному. DCE может являться аналоговым модемом, если используется аналоговый канал, или устройством обслуживания канала, если используется цифровой канал. Модемы, разработанные в 60-70-х годах, представляли собой устройства исключительно с функциями преобразования сигналов. Однако сейчас они выполняют значительное количество сложных функций.

Слово “модем” является сокращенным названием устройства, осуществляющего процесс Модуляции/ДЕМодуляции.

Модуляцией называется процесс применения одного либо нескольких параметров выходного сигнала по закону входного сигнала. При этом входной сигнал является, как правило, цифровым и называется модулирующим. Выходной сигнал - обычно аналоговый и носит название модулированного сигнала. Сейчас модемы широко используются для передачи данных между компьютерами через коммутируемую телефонную сеть общего пользования (КТСОП), GSTN (General Switched Telephone Network).

Важную роль во взаимодействии DTE и DCE играет их интерфейс, который состоит из входящих и выходящих цепей, разъемов и соединительных кабелей. В отечественной литературе и стандартах употребляется термин “стык”.

Соединение DTE и DCE происходит по одному из стыков типа C2. При подключении DCE к каналу связи применяется один из стыков типа С1.

Блок-схема системы передачи данных

2. Каналы связи

Под каналом связи понимают совокупность среды распространения и технических средств передачи между двумя канальными интерфейсами или стыками С1. По этой причине стык С1 называют канальным стыком. В зависимости от типа передаваемых сигналов различают два больших класса каналов связи: цифровые и аналоговые.

Цифровой канал является битовым трактом с цифровым (импульсным) сигналом на входе и выходе канала. На вход аналогового канала поступает непрерывный сигнал, и с его выхода снимается непрерывный сигнал. Форма непрерывных сигналов такова, что они содержат информацию в каждый момент времени, а цифровые сигналы содержат информацию только в определенные дискретные моменты времени.

Вновь создаваемые СПД стараются строить на основе цифровых каналов, обладающих рядом преимуществ перед аналоговыми. Аналоговые каналы являются наиболее распространенными по причине длительной истории их развития и простоты реализации.

При передаче данных на входе аналогового канала должно находиться устройство, которое преобразовывало бы цифровые данные, приходящие от DTE, в аналоговые сигналы, посылаемые в канал.

Приемник должен содержать устройство, которое преобразовывало бы обратно принятые сигналы в цифровые данные. Этими устройствами являются модемы. Аналогично, при передаче по цифровым каналам данные от DTE приходится приводить к виду, принятому для данного конкретного канала. Этим преобразованием занимаются цифровые модемы. Сейчас термин “модем” используется широко, т.е. при этом не обязательно подразумевается какая-либо модуляция, а просто указывается на определенные операции преобразования сигналов, поступающих от DTE для их дальнейшей передачи по используемому каналу. Таким образом, понятия “модем” и “аппаратура канала данных” являются синонимами.

3. Коммутируемые и выделенные каналы

4. Семиуровневая модель OSI

Теоретическую современных информационных сетей определяет Базовая эталонная модель открытых систем OSI (Open Systems Interconnection) международной организации стандартов ISO (International Standards Organization). Модель является международным стандартом для передачи данных. Согласно эталонной модели взаимодействия OSI выделяется семь уровней, образующих область взаимодействия открытых систем.

Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль. Благодаря этому общая задача передачи данных расщепляется на отдельные конкретные задачи. Функции уровня в зависимости от его номера могут выполняться программными, аппаратными либо программно-аппаратными средствами. Как правило, реализация функций высших уровней носит программный характер, функции канального и сетевого уровней могут быть исполнены как программными, так и аппаратными средствами. Физический уровень обычно выполняется в аппаратном виде.

Каждый уровень определяется группой стандартов, которые включают в себя две спецификации: протокол и обеспечиваемый для вышестоящего уровня сервис.

Под протоколом понимается набор правил и форматов, определяющих взаимодействие объектов одного уровня модели.

Главная задача прикладного уровня - предоставить уже принятую информацию. Это выполняется с помощью системного и пользовательского программного обеспечения, например, с помощью терминальной программы. При передаче информации между различными вычислительными системами должны применяться одинаковые коды представления Алфавитно-цифровых знаков, т.е. прикладные программы взаимодействующих пользователей должны работать с одинаковыми кодовыми таблицами.

Физический уровень определяет интерфейсы системы с каналом связи, т.е. механические, электрические, функциональные и процедурные параметры соединения. Он также описывает процедуры передачи сигналов в канал и получения их из канала. Физический уровень выполняет три основные функции: установление и разъединение соединений, преобразование сигналов и реализация интерфейса.

Канальный уровень часто называют уровнем управления звеном данных. Средства этого уровня реализуют следующие основные функции:

формирование из передаваемой последовательности бит блоков данных определенного размера для их дальнейшего размещения в информационном поле кадров, которые и передаются по каналу;

кодирование содержимого кадра помехоустойчивым кодом с целью повышения достоверности передачи данных;

восстановление исходной последовательности данных на приемной стороне;

управление потоком данных на уровне канала;

устранение последствий потерь, искажений или дублирования передаваемых в канале кадров.

В качестве стандарта для протоколов второго уровня используются протокол HDLC (High level Data Link Control). На его основе разработано множество других, являющихся некоторой адаптацией и упрощением ряда его возможностей по отношению к конкретной области применения.

В некоторых сетях, основанных на каналах с многоточечным подключением, сигнал, принимаемый каждым модемом, является суммой сигналов, передаваемых от целого ряда других модемов. Каналы связи в таких сетях называют каналами с множественным доступом или моноканалами, а сами сети называют сетями множественного доступа. Такими сетями являются некоторые спутниковые сети, наземные пакетные радиосети, а также локальные проводные и беспроводные сети.

Появляется необходимость в промежуточном уровне для управления каналом с множественным доступом таким образом, чтобы каждый модем мог передавать кадры без конфликтов с другими модемами. Этот уровень называется уровнем управления доступом к среде передачи MAC (Medium Access Control). Обычно его считают первым подуровнем уровня 2, т.е. 2.1. традиционный канальный уровень в этом случае превращается в уровень управления логическим каналом LLC (Logical Link Control) и является подуровнем 2.2.

5. Факсимильная связь

6. Классификация модемов

Современные модемы по области применения можно разделить на следующие группы:

для коммутируемых телефонных каналов;

для физических соединительных линий;

для цифровых систем передачи;

для сотовых систем связи;

для пакетных радиосетей;

для локальных радиосетей.

Почти все выпускаемые сейчас модемы предназначены для использования в обычной телефонной сети. Эти модемы должны работать с АТС, различать их сигналы и передавать свои сигналы набора номера.

Основное или отличие модемов для физических линий от других типов модемов состоит в том, что полоса пропускания физических линий не ограничена значением 3,1кГц, характерным для телефонных каналов.

Полоса пропускания физической линии также ограничена и зависит в основном от типа физической среды (экранированная и неэкранированная витая пара, коаксиальный кабель) и ее длины.

Модемы для цифровых систем передачи используют методы биимпульсной передачи, позволяющие формировать импульсные сигналы без постоянной составляющей, и обеспечивают подключение к стандартным цифровым каналам (ISDN).

Модемы для сотовых систем отличаются компактностью исполнения и поддержкой специальных протоколов модуляции и исправления ошибок, позволяющих эффективно передавать данные в условиях сотовых каналов с высоким уровнем помех и постоянно изменяющимися параметрами.

Пакетные радиомодемы предназначены для передачи данных по радиоканалу между мобильными пользователями. Радиоканал по своим характеристикам близок к телефонному и организуется с использованием типовых радиостанций, настроенных на одну и ту же частоту в УКВ или КВ диапазоне. Пакетный радиомодем реализует методы модуляции и множественного доступа.

Локальные радиосети являются быстроразвивающейся перспективной сетевой технологией, дополняющей обыкновенные локальные сети. Их ключевым элементом являются специализированные радиомодемы (адаптеры локальных радиосетей). Эти модемы обеспечивают передачу данных на небольшие расстояния (до 300 м) с высокой скоростью (2-10 Мбит/с), сопоставимой со скоростью передачи в производных локальных сетях. Они работают в определенном диапазоне частот с применением сигналов сложной формы.

По методу передачи модемы делятся на асинхронные и синхронные.

Асинхронный режим используется, когда данные генерируются в случайные моменты времени, например, пользователем. Для восстановления синхронизации каждый передаваемый символ обрамляется дополнительно одним стартовым и одним или более стоповыми битами. Асинхронный режим отличается низкой эффективностью и необходимостью использования простых методов модуляции, таких как амплитудная и частотная.

Более совершенные методы модуляции требуют поддержания постоянного синхронизма опорных тактовых генераторов отправителя и получателя.

При синхронном методе передачи большое число символов или байт объединяются в отдельные блоки или кадры. Весь кадр передается как одна цепочка битов. Каждый кадр обрамляется зарезервированными последовательностями битов, отмечающих его начало и конец.

Модемы принято классифицировать по интеллектуальным возможностям:

без системы управления;

с системой управления (AT-команды, Hayes-модели);

с фирменной системой команд;

с поддержкой протоколов сетевого управления (администратор сети с удаленного терминала управляет модемами).

По конструкции:

внешние;

внутренние;

портативные (интерфейс PCMCIA);

групповые (совокупность отдельных модемов, объединенные в общий блок и имеющие общие блок питания, устройство управления и отображения; отдельный модем группового модема представляет собой плату с разъемом, устанавливаемую в блок).

По поддержке международных и фирменных протоколов:

международные (начинаются с буквы V: V.25, V.28, V.34);

фирменные.

Размещено на Allbest.ru