Алгоритм работы при входящем соединении показан на рис. 4.3, где показано два этапа.
увеличить изображение Рис. 4.3. Процесс работы модема при установлении входящего соединения
Первый этап от исходного состояния до ожидания передачи данных (операторы 108).
Начинается с приема со станции сигнала "посылка вызова". Модем переходит в режим передачи данных и начинает процедуру синхронизации и согласования скоростей.
Второй этап от состояния "ожидания синхронизации" (операторы 8, 11-15) приводит модем в состояние передачи данных.
Последний этап после приема сигнала отключения совпадает с действиями по отбою при исходящем соединении.
Нестандартные ситуации
Процедуры в этом случае аналогичны действиям при исходящем соединении.
Факсаппарат и факсимильная связь
Слово "факс" (fax) появилось как сокращение от слова "факсимильный" (facsimile) Обычный факс-аппарат состоит из 4 основных частей, а именно: сканера, кодирующего/декодирующего устройства, модема, принтера. Посылаемая страница сканируется, данные в бинарном (bit-mapped) формате кодируются со сжатием, затем передаются по телефонной линии с помощью внутреннего модема. Удаленный факс-аппарат получает эти данные с помощью своего внутреннего модема, данные декодируются в картинку бинарного формата, а затем распечатываются на бумаге.
Компьютер, в который загружено программное обеспечение факса, может посылать и принимать факсы с помощью такой факс-карты. Факскарта — это внутренняя плата, вставляемая в компьютер, тип которой определяется в зависимости от его типа. Она выполняет модемную функцию факсимильной машины. Компьютер при этом используется как входная и выходная части факсимильной машины, а факс-карта — как передающая/принимающая часть, а также может выполнять кодирование/декодирование — в зависимости от конструкции. Компьютер осуществляет связь через факс-карту с помощью специального набора устройств и программ, который отличается у разных производителей факс-карт.
Обычный модем также может быть предназначен для выполнения передачи и приема факсов, как это делает факс-карта. Поскольку интерфейс модема с компьютером — это стандартный последовательный интерфейс RS-232, этот интерфейс можно использовать для выполнения функций и модема, и факса. Учитывая, что пропускная способность последовательного интерфейса RS-232 ограничена, через этот последовательный интерфейс могут быть переданы только сжатые данные факса. Кодирование и декодирование образа факса должны выполняться в компьютере. Сочетание "модемфакс" также называется "факс-модем", он может быть и внешним, отдельно стоящим устройством, и внутренней, вставляемой в компьютер платой. Внешнее отдельно стоящее устройство может присоединяться к любому компьютеру со стандартным последовательным портом RS-232.
Факс, используемый для передачи образов, и модем, используемый для передачи данных, имеют различные последовательности сигналов для вхождения во взаимодействие (handshaking signal sequence). Существует возможность автоматически определить, с какого устройства звонят — с факса или модема. Для этого нужно протестировать и распознать начальную последовательность сигналов. Модем, имеющий такую возможность, способен выполнять компьютерную обработку как соединения по модему для передачи данных, так и соединения для факса, по одной и той же телефонной линии.
Краткие итоги
Модем преобразует компьютерные данные в аналоговый или цифровой сигнал (модуляция), который может передаваться по телефонной линии и достигать другого модема.
Модем состоит из следующих блоков: устройства сопряжения с каналом связи, цифрового сигнального процессора (Digital Signal Processor — DSP), контроллера протоколов и управления (с элементами памяти), интерфейсного узла сопряжения с компьютером RS232 (или какого-либо другого).
Устройства сопряжения с каналом связи обеспечивают преобразование сигнала из цифровой формы в аналоговую или цифровую форму, модуляцию и передачу по каналу с обнаружением и обработкой ошибок.
Цифровой сигнальный процессор представляет собой устройство, обрабатывающее поступающие сигналы в реальном масштабе времени.
Протокол — это набор формализованных правил, процедур и спецификаций, определяющих формат и способ передачи данных. Протоколы, предназначенные для работы модемов по телефонным каналам, представлены в рекомендациях ITU-T и обозначаются V.xx.
Все модемы V можно условно разделить на три группы: асинхронные (V.21, V.23), асинхронно-синхронные (V.22, V.22 bis, V.26, V.32 bis, V.34, V.90, V.92), синхронные.
Наиболее распространены в настоящее время следующие протоколы:
протокол V.32 предназначен для передачи данных по двухпроводной линии в дуплексном режиме на скорости 9600 Кбит/с. по нормальным коммутируемым телефонным линиям;
модификация V.32 bis обеспечивает наивысшую скорость 14,4 Кбит/с;
протокол V.90 обеспечивает асимметричный обмен данными, а именно 56 Кбит/с, в направлении от центральной станции к пользователю и 33,6 Кбит/с в направлении "пользователь — центральная станция". Для работы используется обычная телефонная линия.
протокол V.92 обеспечивает асимметричный обмен данными, а именно 56 Кбит/с. в направлении от центральной станции к пользователю и 48 Кбит/с. в направлении пользователь — центральная станция. Включает в себя алгоритмы, известные как "Быстрое соединение" (Quick Connect), сокращает время установки соединения благодаря запоминанию модемом характеристик телефонной линии и "удержание" ("on hold").
"Быстрое соединение" (Quick Connect) сокращает время установки соединения, благодаря запоминанию модемом характеристик телефонной линии.
Функция Modem-on-Hold позволяет принимать входящие звонки (Call Waiting Survival), а также самому звонить куда-либо, оставаясь при этом в Internet.
Стандарт RS-232 в общем случае описывает четыре интерфейсные функции: определение управляющих сигналов через интерфейс; определение формата данных пользователя, передаваемых через интерфейс; передачу тактовых сигналов для синхронизации потока данных; формирование электрических характеристик интерфейса.
При установлении соединения модем взаимодействует с компьютером, получает от него команды, которые он выполняет, или получает команды с линии и передает компьютеру для выполнения (так называемые AT-команды).
Факс предназначен для передачи страниц. Посылаемая страница сканируется, данные в бинарном (bit-mapped) формате кодируются со сжатием, затем передаются по телефонной линии с помощью внутреннего модема. Удаленный факс-аппарат получает эти данные с помощью своего внутреннего модема, данные декодируются в картинку бинарного формата, а затем распечатываются на бумаге.
Задачи и упражнения
По блок-схеме (рис. 4.1) перечислите задачи каждого из блоков, входщих в модем.
Согласно таблицам 4.1-4.2 опишите свойства каждого из модемов.
Что означают указанные в таблице типы модуляции?
Опишите области применения каждого из типов модемов.
Как можно использовать ассимитричность?
Опишите, для чего используется выделенная линия.
Что обеспечивают протоколы сжатия?
Какие преимущества обеспечивают данные алгоритмы?
Быстрое соединение (Quick Connect)
Удержание соединения (Modem-on-Hold)
Укажите в сигналах интерфейса RS232 сигналы, относящиеся:
непосредственно к передаваемым и принимаемым данным
к процессу синхронизации
к обслуживанию физического интерфейса
Укажите номера контактов для этих цепей.
Согласно алгоритму работы модема при установлении исходящего соединения укажите возможные пути, приводящие к окончанию процесса обслуживания.
Согласно алгоритму работы модема при установлении входящего соединения укажите возможные пути, приводящие к окончанию процесса обслуживания.
Напишите функцию на языке C (или на любом языке, с которым вы знакомы), выполняющую алгоритмы работы модема при установлении исходящего и входящего соединений.
