Телекоммуникации. Телекоммуникации по телефонным каналам. Условные обозначения
 Скачать 102.04 Kb.
|
|
Класс 1. Первый уровень протокола MNP применяется для асинхронного байт-ориентированного полудуплексного метода обмена данными. Эффективность исполнения MNP-1 составляет 70%. Т.е. модем, оснащенный протоколом этого класса, при скорости 2400 бит/с будет в действительности иметь производительность порядка 1690 бит/с. Класс 2. Второй уровень протокола MNP применяется для асинхронного байт-ориентированного полностью дуплексного метода обмена данными. Эффективность исполнения MNP-2 составляет 84%. Т.е. модем, оснащенный протоколом этого класса, при скорости 2400 бит/с будет в действительности иметь производительность порядка 2000 бит/с. Класс 3. Третий уровень протокола MNP применяется для синхронного бит-ориентированного полностью дуплексного метода обмена данными. Этот метод обмена данными эффективнее асинхронного байт-ориентированного метода, поскольку асинхронный метод использует 10 бит для представления 8 бит данных из-за "старт" и "стоп" битов. Синхронный метод не требует "старт" и "стоп" битов. Пользователь, тем не менее, посылает данные модему асинхронно; в это же время модемы взаимодействуют друг с другом синхронно. Эффективность исполнения MNP-3 составляет около 108%. Т.е. модем, оснащенный протоколом этого класса, при скорости 2400 бит/с будет в действительности иметь производительность порядка 2600 бит/с. Класс 4. На этом уровне с целью дальнейшего увеличения производительности модема вводятся два новых метода: Adaptive Packet Assembly и Data Phase Optimization. С помощью метода Adaptive Packet Assembly модем постоянно контролирует надежность передающей среды. Если линия связи относительно безошибочна, модем автоматически повышает размеры передаваемых пакетов данных. Тем самым, уменьшается время, необходимое для контроля над передаваемыми пакетами. В случае ухудшения качества линии модем автоматически сокращает размеры передаваемых пакетов, чтобы уменьшить время, необходимое для их повторной передачи. Метод Data Phase Optimization обеспечивает сокращение размеров административной (вспомогательной) информации, которой сопровождаются пакеты данных. Это достигается за счет того, что при устойчивой работе линии связи значительная часть вспомогательной информации от одного пакета данных к следующему не меняется. Эффективность исполнения MNP-4 составляет около 120%. Т.е. модем, оснащенный протоколом этого класса, при скорости 2400 бит/с будет в действительности иметь производительность порядка 2900 бит/с. Класс 5. На этом уровне дополнительно к MNP-4 вводится услуга сжатия данных. Используется адаптивный алгоритм реального времени, т.е. процедура сжатия оптимизируется относительно типа данных. Алгоритм сжатия последовательно анализирует передаваемые данные и настраивает свои параметры для получения максимального коэффициента сжатия. Алгоритм сжатия настраивается на тип обрабатываемых данных. В зависимости от типа данных коэффициент сжатия варьируется от 1.3:1 до 2:1. Так, файлы типа СОМ и ЕХЕ имеют меньший коэффициент сжатия, а текстовые файлы больший. Средний коэффициент сжатия при использовании MNP-5 равен 1.6:1 или 160%. Эффективность исполнения MNP-5 может достигать 200%. Т.е. модем, оснащенный протоколом этого класса, при скорости 2400 бит/с будет в действительности иметь производительность 4800 бит/с. Класс 6. На этом уровне дополнительно к услугам MNP-5 вводятся возможности: Universal Link Negotiation и Statistical Duplexing. Это технология создает универсальный класс модемов и позволяет использовать друг с другом ранее несовместимые устройства. Большинство модемов работающих на скоростях 1200 и 2400 бит/с спроектированы так, чтобы быть совместимыми с низкоскоростными моделями. Так, модемы типа Bell 212A функционируют со скоростью 1200 бит/с и работают по стандарту Bell 103 на скорости 300 бит/с. Таким же образом модемы выполненные по рекомендации V.22 bis функционируют как модемы Bell 103 на 300 бит/с и Bell 212А на 1200 бит/с. Однако, высокоскоростные модемы, отвечающие V.29 и V.32, не обеспечивают совместимость друг с другом и с низкоскоростными устройствами типа Bell 212А и V.22 bis. До появления MNP-6, не имелось возможности одному модему функционировать во всем диапазоне скоростей от 300 до 9600 бит/с. Алгоритм Universal Link Negotiation позволяет модемам начать обмен на общей малой скорости и договориться использовать одну из альтернативных высокоскоростных технологий модуляции. Примером такого устройства является модем АХ/962С фирмы Microcom. Этот алгоритм использует скорость 2400 бит/с согласно V.22 bis для переговоров по линии связи. При успешном окончании переговоров, модем переключается на работу со скорость 9600 бит/с согласно V.29. Алгоритм Statistical Duplexing используется при высоко-скоростной работе в полудуплексном режиме. Этот алгоритм динамически управляет трафиком данных пользователя так, что достигается эффект полностью дуплексных услуг обмена данными. Модем базирующийся на рекомендации V.29 с протоколом MNP-6, достигает максимальной производительности на задачах передачи файлов. При этом, на коммутируемых линиях связи достигается скорость 19.2 Кбит/с и выполняется алгоритм сжатия данных по протоколу MNP-5. Такие модемы используются для подключения высокоскоростных интерактивных терминалов. Обновление экрана производиться со скоростью от 9.6 до 19.2 Кбит/с. Полное обновление экрана занимает время менее 1 секунды. Класс 7. Определяет технологию повышенного сжатия данных, об использовании которой модемы могут договориться на основе обоюдных вызовов. Аналогично MNP-5, алгоритм сжатия адаптируется к типу передаваемых данных. Кроме того, в алгоритме MNP-7 осуществляется предсказание вероятности появления символов в потоке данных. Этот алгоритм позволяет кодировать данные наиболее короткими кодами Хаффмана; таким образом достигается повышенный коэффициент сжатия. Реальная оценка коэффициента сжатия - 2.4:1. Эффективность исполнения MNP-7 может достигать 300%. Т.е. модем, оснащенный протоколом этого класса, при скорости 2400 бит/с будет в действительности иметь производительность 7200 бит/с. Другая процедура сжатия данных представлена в рекомендации CCITT V.42 bis, принятой в феврале 1988 г. V.42 bis базируется на алгоритме сжатия данных разработки Lempel-Ziv. Данный алгоритм использует метод скользящего словаря и древовидного кодирования данных. Сообщения разбиваются на блоки размером по 4 К или 8 К. Используя данные, заложенные в блоке (n-1), проводится последовательное сравнение данных блока n со словарем (n-1). При этом могут сравниваться отдельные фрагменты текста, слова, буквы. Местоположение указанных фрагментов кодируется с указанием начала фрагмента и длины; затем выполняется кодирование по древовидной системе. Неузнанные фрагменты анализируются и также кодируются по древовидной схеме. Наиболее часто встречающиеся буквы содержат минимальное число битов для кодирования, редко встречающиеся буквы содержат максимальное число битов для кодирования. 0.9 HAYES-КОМАНДЫ Фирма Hayes в модемах серии Smartmodem реализовала набор команд управления, представляющих собой читаемые текстовые строки, воспринимаемые и интерпретируемые модемом. Команды начинаются с префикса AT (сокращение от Attention - внимание), поэтому они называются AT-командами, и заканчиваются символом возврата каретки ( < CR > ). Только команда A/ и Escape-последовательность +++ не требуют префикса AT. Модемы, воспринимающие эти команды называются Hayes-совместимыми. Hayes-совместимые модемы имеют набор из так называемых S-регистров, характеризующих состояние модема. Значения части регистров сохраняются в энергонезависимой памяти и используются при последующих включениях. Значения других же регистров не сохраняются, поэтому при повторных включениях используется значение, устанавливаемое в данный регистр по умолчанию. В табл. приведено пояснение двенадцати "классических" S-регистров. В графе "ЭППЗУ" знаком плюс отмечены регистры, сохраняемые в электрически перезаписываемом ПЗУ. В современных модемах S-регистров больше двенадцати. Более подробные сведения можно получить из технической документации на конкретный модем.
0.10 УПРАВЛЕНИЕ ПОТОКОМ Скорости обмена модема с ПЭВМ и линией связи различны, поэтому необходимо то, что называется управлением потоком. Пусть имеем модем на 56 Кбит/с, подключенный к ПЭВМ через асинхронный порт со скоростью 115 Кбит/с, тогда разница скоростей составит более 59 Кбит/с. Так как в современных модемах объем встроенной памяти редко превышает 128 Кбайт, то при передаче в линию она была бы заполнена примерно за 19 с. Фактически же объем памяти под буфер меньше. После заполнения буфера модем должен приостановить передачу данных от ПЭВМ и разрешить продолжение после освобождения достаточного места. Эта процедура называется управлением потоком и реализуется либо аппаратным, либо программным путем. 0.10.1 Аппаратное управление потоком Для аппаратного управления потоком используются сигналы интерфейса RS 232C CTS (Clear To Send - сброс для передачи) и RTS (Request To Send - запрос для передачи). Эти сигналы используются по разному в зависимости от режима передачи. При полудуплексной передаче DTE (ПЭВМ) устанавливает сигнал RTS в 1, когда оно желает передать данные. Если DCE (модем) готово, оно устанавливает сигнал CTS в 1 и DTE начинает передачу. До тех пор пока оба сигнала не имеют значение 1 передавать данные может только DCE. При дуплексной передаче как только DTE может принять данные, оно устанавливает сигнал RTS в 1. Если при этом DCE готово для принятия данных, оно устанавливает в 1 сигнал CTS. Если сигнал или RTS или CTS падает, то это сообщает передающей стороне, что получатель не готов к приему данных. 0.10.2 Программное управление потоком Программное или XON/XOFF управление потоком осуществляется использованием специальных символов, вставляемых в передаваемые потоки. XON - разрешение передачи (обычно это код 0218 Control Q). XOFF - запрет передачи (обычно это код 0238 Control S). Очевидно, что такое управление применимо только для передачи текстовых файлов, использующих ограниченное количество служебных символов и не включающих произвольные битовые комбинации. Когда принимающая сторона готова получать данные, она выдает символ XON. Если же принимающая сторона не готова получать данные, например из-за переполнения приемного буфера, то она выдает символ XOFF. Ясно, что сигнал XOFF должен выдаваться с некоторым опережением по сравнению с моментом фактического переполнения буфера. 0.11 ПРОТОКОЛЫ ПЕРЕДАЧИ ФАЙЛОВ Простейший протокол передачи файлов ASCII - просто передача последовательности отдельных байт. Защита от ошибок выполняется тольо контролем четности байта. Эффективность обнаружения ошибок при таком протоколе невысокая и составляет 95 %. В этой связи разработаны и используются более сложные протоколы, передающие информацию блоками с контролем правильности передачи блока с помощью различного рода контрольных сумм. Для повышения скоростей обмена часто используется техника подтверждения передачи, основанная на механизме окон. В этом случае группа блоков передается за один прием (в одном окне). Подтверждение правильности передачи для всех блоков окна или запрос повторной передачи некоторого блока делаются после приема всех блоков окна. Широко распространенными протоколами передачи файлов являются Xmodem, Ymodem, Zmodem. Универсальные компьютеры также используют протокол Kermit. 0.11.1 Протокол Xmodem Первая версия данного протокола была разработана Вардом Кристенсеном (Ward Christensen) в 1977. В настоящее время используются следующие три разновидности протокола Xmodem: · Xmodem-Checksum; · Xmodem CRC; · 1 K Xmodem. Xmodem Checksum протокол делит данные на блоки. Каждый блок содержит порядковый номер блока, 128 байт собственно данных и контрольную сумму для байт данных. Протокол обеспечивает синхронизацию, проверяя порядковый номер текущего переданного блока, и затем вычисляет контрольную сумму и сравнивает это с переданной контрольной суммой. В случае ошибки запрашивается повторение передачи того же самого блока. Эффективность обнаружения ошибки данным протоколом составляет 99.6 % - при правильной контрольной сумме только один из 256 пакетов может содержать ошибки. Xmodem CRC - протокол с проверкой 16-ти разрядным циклическим избыточным кодом. Данный протокол подобен протоколу Xmodem Checksum, но 8-битовая контрольная сумма заменена на 16-битовый циклический избыточный код (Cyclic Redundancy Check). Это гарантирует обнаружение всех одиночных и двойных ошибок, всех ошибок четности и всех пакетов ошибок длиной до 16 знаков. Благодаря этому только один из 700 млн пакетов может содержать ошибки при правильном CRC. Xmodem 1K - подобен протоколу Xmodem CRC, но при передаче без ошибок длина пакета увеличивается до 1024 байт, при возрастании числа ошибок размер пакета опять уменьшается до 128 байт. 0.11.2 Протокол Ymodem Протокол Ymodem (автор - Chuck Forsberg) подобен протоколу Xmodem 1K. Длина блока данных составляет 1024 байта. Отличия от Xmodem 1K состоят в том, что он может передать пакет файлов вместе с их путями и атрибуты для каждого из передаваемых файлов (имя, дату, размер). Это позволяет сохранить информацию о файле и помогает пользователю видеть время, требуемое для передачи. Версия этого протокола - Ymodem-g работает без подтверждения успешной передачи по каждому из блоков. Блоки передаются с использованием обычного управления потоком, например XON/XOFF. Подтверждение посылается после успешной передачи всего файла. В случае обнаружения ошибок в очередном принятом блоке предусмотрено прерывание передачи приемником. 0.11.3 Протокол Zmodem В настоящее время наиболее широко используется протокол Zmodem (автор - Chuck Forsberg), имеющий по сравнению с другими протоколами ряд существенных преимуществ. При передаче используются окна. В каждом окне может передаваться по несколько блоков. Подтверждение правильности передачи или запрос повторной передачи блока с ошибками осуществляется после приема всех блоков окна. Размер блока изменяется от 16 до 1024 байт. Протокол динамически находит оптимальный размер блока для передачи файла для текущей телефонной линии. Передача начинается с размера блока данных в 1 Кбайт. Длина блока автоматически уменьшается в случае, если телефонная линия зашумлена и увеличивается, когда помехи линии уменьшаются. Это позволяет объединить самые лучшие параметры каждой из сторон, участвующих в передаче. Zmodem протокол продолжает передачу после восстановления линии. Размер контрольной суммы - 8 байт (CRC/32), следовательно, это повышает достоверность исправления ошибок. 0.11.4 Протокол Kermit Протокол использует технику окон. В одном окне может передаваться до 31 блока. Блоки имеют переменный размер с максимальной длина блока в 94 байта. Для повышения эффективной скорости передачи используется сжатие передаваемых данных. ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ Назначение модемов. Принципы работы модемов. Классификация модемов. Типы каналов связи. Коммутируемые каналы. Выделенные каналы. Линии с гальванической связью. Двух- и четырехпроводные линии. Приниципы синхронной передачи. Компенсаторы и их назначение. Приниципы асинхронной передачи. Структура посылки для RS 232C. Полудуплексный, дуплексный и симплексный режимы работы. Эхо подавители и эхо прерыватели их влияние на цифровую передачу и методы их отключения. Проблемы передачи импульсного сигнала по телефонной линии. Виды модуляции (амплитудная, частотная (кодирование сдвигом частоты), разновидности фазовой модуляции, квадратурная амплитудная модуляция, решетчатая модуляция). |