Устройства сопряжения с каналом связи отвечают за преобразование сигнала из цифровой формы в аналоговую, переход от четырехпроводной системы передачи к проводной и обратное преобразование. Оно обеспечивает модуляцию и передачу по каналу с обнаружением и обработкой ошибок. Эти вопросы будет рассмотрены в дальнейшем при описании аппаратуры уплотнения и способов модуляции.
Цифровой сигнальный процессор
Представляет собой устройство, обрабатывающее поступающие сигналы в реальном масштабе времени [4.31]. В модеме он обеспечивает работу алгоритмов кодировки и декодирования информации, алгоритмы авторизации и другие логические действия.
Протоколы
Протокол — это набор формализованных правил, процедур и спецификаций, определяющих формат и способ передачи данных. [4.18, 4.23, 4.30]
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 (работающие по протоколам V.21, V.23);
Полное описание этих протоколов содержится в материалах ITU-T. Краткое описание можно прочитать в [4.40].
Основные протоколы модемов перечислены в таблице 4.1. Во второй строке этой таблицы приведены применяемые для данного протокола способы модуляции и манипуляции. Некоторые из них будут рассмотрены в этом курсе. Для более детального их изучения можно рекомендовать [4.2].
Таблица 4.1. Основные протоколы модемов
Название
Тип модуляции
Объект действия протокола
V.21
FSK
Дуплексный модем на 300 бит/с. для телефонных сетей общего назначения, используется факсаппаратами и факсмодемами
V.22
DPSK
Дуплексной модем для работы при скоростях 600/1200 бит/с
V.22bis
QAM
Дуплексной модем для работы при скоростях 1200/2400 бит/с
V.23
FSK
Асинхронный модем на частоту 600/1200 бит/ с (сети videotex), несовместим с V.21, V.22 и V.22bis
V.26
FSK
Модем для работы на выделенную линию четырехпроводной линии на скоростях 2400/1200 бит/с
V.27
FSK
Модем для работы на выделенную линию четырехпроводной на скорости 4800 бод/с
V.27ter
DPSK
Модем с набором телефонного номера на скорости 2400/4800 бит/с (fax)
V.32
QAM
Семейство двухпроводных модемов, работающих на частотах до 9600 бит/с
V.32bis
TCM
Модем, работающий на выделенную линию для скоростей 7200, 12,0 и 14,4 Кбит/с
V.34
QAM
Модем на частоту 28,8 Кбит/с, использован новый протокол установления связи
V.34bis
QAM
Модем на скорости 32 Кбит/с
V.90
PCM
Модемы с асимметричной передачей. Протокол поддерживает:
скорость 56 Кбит/с в направлении от центральной станции к пользователю и
от пользователя к центральной станции (33,6 Кбит/с)
V.92
PCM
Модемы с асимметричной передачей. Протокол поддерживает:
скорость 56 Кбит/с в направлении от центральной станции к пользователю и
от пользователя к центральной станции (48 Кбит/с)
использует стандарт сжатия V.44
Таблица 4.2. Протоколы сжатия
V.42bis
Стандарт сжатия данных в модемах (4:1)
V.44
Стандарт сжатия для протоколов V.92 (6:1)
Наиболее распространенный в настоящее время протокол V.32 предназначен для передачи данных по двухпроводной линии в дуплексном режиме на скорости 9600 Кбит/с по нормальным коммутируемым телефонным линиям. В большинстве случаев он оснащается средствами, выполняющими протокол сжатия данных V.42 bis (на передающем и приемном концах). Тогда скорость передачи и приема возрастает до 38400 бит/с. Кроме того, протокол предусматривает обратный канал для служебных функций, обеспечивающий скорость 4800 Кбит/с.
Модификация V.32 bis обеспечивает наивысшую скорость 14,4 Кбит/с и, так же как и в предыдущем случае, обеспечивает взаимодействие с протоколом сжатия V.42bis.
Это протокол, как и другие существующие протоколы сжатия данных (например, MNP-5), на передающем конце убирает избыточность текста, заключающуюся, например, в последовательной передаче одинаковых символов, и заменяет ее более короткой служебной информацией. На приемном конце эта удаленная информация восстанавливается. Одно из положительных свойств протокола V.42 состоит в том, что операция сжатия осуществляется над "проходящей информацией" ("on the fly") без большой задержки в памяти устройств. Степень сжатия во многом зависит от передаваемой информации. В настоящее время в среднем протоколы обеспечивают сжатие от 2 до 4 раз. При использовании этого протокола реальная скорость может возрасти для:
V.32 9600 + сжатие данных = 38400 бит/с
V.32bis 14400 + сжатие данных = 57600 бит/с
V.34 28800 + сжатие данных = 115600 бит/с
Протокол V.90 применяется с 1998 года для модемов, использующих для обмена каналы с импульсноцифровой модуляцией. Они обеспечивают скорость 56 Кбит/с. Это протокол 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, выполненная из меди.
Протокол V.92 применяется с 2000 года, в нем имеются следующие улучшения:
Повышена скорость в направлении от пользователя к центральному устройству до 48 Кбит/с.
Протокол V.92 взаимодействует с протоколом сжатия V.44, разработанного для цифровых каналов. Это обеспечивает эффект сжатия 6:1, т.е. больший, чем в протоколе V.42bis. В результате реальная скорость передачи может быть поднята до 300 Кбит/с.
Стандарт включает в себя алгоритмы, известные как "Быстрое соединение" (Quick Connect), которые уменьшают время вхождения в связь двух модемов.
Модемы, работающие по протоколу V.92, распознают и отвечают на сигнал "посылка вызова" и устанавливают сеанс передачи данных в режим "удержание" ("on hold") до момента окончания разговора. Это свойство имитирует вторую линию, после отбоя речевого соединения сеанс восстанавливается без набора номера. Эту же услугу может обеспечить и модем с протоколом V.90, при загрузке дополнительного программного обеспечения.