Скачать

Блоки бесперебойного питания

_ 21.ВВЕДЕНИЕ

Развитие вычислительных сетей потребовало передачи при межмашин-ном обмене данными больших объемов цифровой информации с высокой ско-ростью и верностью.

Именно поэтому возникла проблема проектирования средств организа-ции каналов передачи данных эффективно использующих пропускную способ-ность существующих непрерывных каналов электросвязи и базирующихся на современной технике и технологии цифровых интегральных схем.

Базовые функции по согласованию источников и приемников данных с непрерывными частотно-ограниченными каналами возложена на 1устройства 1преобразования сигналов 0 (УПС) , которые в значительной мере определяют такие характеристики цифровых каналов , как скорость и верность. Поэ-тому разработка УПС , обеспечивающих требуемые информационные характе-ристики систем передачи сигналов данных между территориально удаленны-ми оконечными пунктами , является одной из актуальных задач , входящих в комплекс проблем технического обеспечения межмашинного обмена инфор-мацией в вычислительных сетях.

_ 22.УСТРОЙСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ

Основной задачей создания УПС было сделать такой «переводчик» , который позволил бы преобразовывать 1цифровой 0 сигнал , более понятный ЭВМ или терминалу , в используемый в телеграфных , телефонных и неко-торых других каналах связи 1аналоговый 0 сигнал.

Когда устройства ООД ( 1Оконечное Оборудование Данных 0 - им может

быть ЭВМ, терминал и пр.) обмениваются данными друг с другом с исполь-

зованием, например, телефонной линии , сигнал должен приспособиться к

ориентированному на речь аналоговому миру. Однако устройства ООД взаи-

модействуют посредством цифровых ( 1дискретных 0) сигналов. Форма цифрово-

го сигнала существенно отличается от формы аналогового сигнала. Сходс-тво состоит в том , что сигнал непрерывен , повторяет самого себя и периодичен , но он очень отличается тем, что дискретен - изменения состояния (уровня электрического напряжения) очень резкие. ЭВМ и тер-миналы используют цифровые , двоичные формы , поскольку полупроводни-ковые транзисторы в своей основе - дискретные приборы с двумя состоя-ниями.

Цифровая передача реализована в настоящее время во многих систе-

мах , к примеру - в 1локальных сетях 0 , где машины не удалены на большое

расстояние, и есть возможность связать их общей шиной. Также она широ-

ко используется при непосредственной связи между компьютерами через

асинхронные порты (так называемые 1нуль-модемы 0). Цифровая передача име-

ет ряд явных преимуществ по сравнению с аналоговыми системами связи. Однако аналоговые каналы все еще доминируют в местных системах подклю-чения устройств ООД к каналам телефонных служб.

Различают несколько типов УПС :

· 3 Устройства преобразования сигналов телеграфного типа;

· 3 Устройства преобразования сигналов низкого уровня;

· 3 Модемы;

· 3 Автовызывные устройства (АВУ),

а также, возможно, некоторые другие, специфические, устройства.

В реферате более подробно рассмотрены наиболее известные и часто используемые из них - 1 модемы 0, а также 1автовызывные устройства 0, как возможное (и весьма ценное) дополнение (а для самых современных моде-мов - неотъемлемая часть)

_ 23.МОДЕМ

В последнее время модемы становятся неотъемлемой частью компьюте-ра. Установив модем на свой компьютер , вы фактически открываете для себя новый мир. Ваш компьютер превращается из обособленного компьютера в звено глобальной сети.

Модем позволит вам, не выходя из дома, получить доступ к базам данных, которые могут быть удалены от вас на многие тысячи километров, разместить сообщение на 1BBS 0 (электронной доске обьявлений), доступной другим пользователям, скопировать с той же BBS интересующие вас файлы, интегрировать домашний компьютер в сеть вашего офиса, при этом (не считая низкой скорости обмена данными) создается полное ощущение рабо-ты в сети офиса. Кроме того, воспользовавшись глобальными сетями ( 1Rel 0-1Com, FidoNet 0) можно принимать и посылать электронные письма не только внутри города , но фактически в любой конец земного шара. Глобальные сети дают возможность не только обмениваться почтой, но и участвовать во всевозможных конференциях , получать новости практически по любой интересующей вас тематике.

Модем ( 1модулятор-демодулятор 0) является устройством, преобразующим последовательные цифровые сигналы в аналоговые сигналы и наоборот.

Иначе говоря, модем обеспечивает цифровой/аналоговый интерфейс, позво-

ляющий двум устройствам общаться друг с другом посредством телефонной

сети. Он изменяет либо 1 амплитуду 0 , либо 1частоту 0или 1фазу 0, чтобы пред-

ставить цифровые данные в виде аналоговых сигналов.

Чтобы быть точным , определение 1модуляции 0 таково: это 1модификация

1частоты для представления данных 0. Эта частота называется 1несущей час-

1тотой 0. Данные , которые модулируют несущую (то есть данные , передава-

емые терминалом или ЭВМ) называются 1 модулирующим сигналом 0. Термин «мо-

дулирующий» относится обычно к немодулированному сигналу.

Модем видоизменяет сигнал несущей (амплитуду, частоту, или фазу) для того , чтобы он мог нести модулирующий сигнал.

Модем с амплитудной модуляцией ( 1АМ-модем 0) меняет амплитуду своей несущей в соответствии с последовательностью битов , которые должны быть переданы. Обычно более высокая амплитуда представляет ноль, а бо-лее низкая - единицу. Более распространенный модем - это 1ЧМ-модем 0 (мо-дем с частотной модуляцией ).Здесь амплитуда сохраняется постоянной, а меняется частота. Двоичная единица представлена одной частотой , а двоичный ноль - другой частотой. Еще один тип модемов - это 1ФМ-модем (модем с фазовой модуляцией). Этот модем , для того , чтобы предста-вить изменение с 1 на 0 или с 0 на 1, резко меняет фазу сигнала.

Модем имеет два интерфейса (рис.1):

· Интерфейс между АПД и аналоговой линией;

· Многопроводный цифровой интерфейс между АПД и ООД.

_ 1Рис.1 . 0 | ░▒▓

|_-----------Сеть-----------_░▒▓

┌──────────┬───┐ 4 Интерфейсный 0 |┌───────────┐ ░▒▓

│ | │ 5 кабель 0 |│ │ ░▒▓

│ | С │ V.24/V.28 ┌┬ ┬┤ │ 4 Аналоговая 0 ░▒▓

│ _ ЭВМ . | ├==================┤├ ││ _ Модем . ├──────────────_░▒▓

│ | К │ _ └┴ ┴┤ │ 5 цепь 0 ░▒▓

│ | │ 4 Цепи 0 |│ │ ░▒▓

└──────────┴───┘ 5 обмена 0 |└───────────┘ ░▒▓

2ООД 0 _ | 2 АПД 0 ░▒▓

4Связной 0 | ░▒▓

5контроллер 0

1. 1Организации по стандартизации используют общепринятые аббревиату-

1ры АПД (DCE) для модема и ООД (DTE) для ЭВМ, терминала или любого дру-

1гого устройства отображения , подключенного к модему.

2. 1В обозначениях организаций по стандартам каждый проводник в мно-

1гопроводном цифровом интерфейсе называется «цепью обмена». «Цепь обме-1на» используется для передачи данных , управления и синхронизации.

Работу модема можно легче представить , если рассматривать моду-

лятор и демодулятор , составляющие в модеме одно целое , в виде от-

дельных устройств. Будем рассматривать широко известное и простое

1двухпроводное соединение 0 ( также существует 14-проводное соединение 0 -

этот тип соединения используют ,например, на АТС ).

При подключении модема к двухпроводной линии необходимо два про-

вода подключить сразу и к линейному выходу модема (модулятору), и к

линейному входу (демодулятору). Они подключаются не параллельно, а че-

рез 1гибридный трансформатор 0 (рис.2). В идеальном гибридном трансформа-

торе аналоговые сигналы из модулятора проходят через трансформатор в двухпроводную линию , а аналоговые сигналы из линии проходят через трансформатор в демодулятор. Однако в реальном гибридном трансформато-ре возникает обратная связь в форме слабых аналоговых сигналов от мо-дулятора к демодулятору. Гибридный трансформатор является частью моде-ма. Два провода выводятся наружу в виде двухконтактной колодки или двухжильного шнура и могут быть подключены непосредственно к телефон-ной розетке.

_ 1Рис.2

┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐

┌─────┐ 4передача 0| ┌──────┐ ┌─────────┐ |

| ├─────────┼──_┤ мод. │--_--│-▒ │ │ |

| С │ 5 данных 0| └──────┘--_--│-▒ │ ▒-│------- 42-проводная

| │ | (*) _ │ │ ▒ │ | __ 5линия

| К │ 4 прием 0 | ┌──────┐--_--│-▒ │ ▒-│-------

| ├_────────┼───┤демод.│--_--│-▒ │ │ |

└─────┘ 5 данных 0| └──────┘ └─────────┘ |

| Гибридный | (*) - 1 Нежелательная

| трансформатор | 1 обратная

└ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘ 1 связь.

_ 24.ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБОРУДОВАНИИ

_4.1. Каналы

Простейшей сетью , в которой используются модемы , является двух-точечный канал , в котором два модема соединены с помощью одной линии связи. В примере (рис.3) «канал» соединяет ООД-ЭВМ с ООД-терминалом, в то время , как «линия» соединяет АПД-модем с другим АПД-модемом. Поэ-тому «канал» состоит из «линии» и двух модемов.

_ 1Рис.3 . 0 |_--------------Сеть---------------_|

| | _ 4Терминал

┌─────┬───┐ |┌───────┐ ┌───────┐| ┌───┬─────┐

│ | С │ ┌┤ │ 4Аналоговая цепь 0 │ ├┐ │ С | │

│ _ЭВМ . | ├──────┤│ _Модем . ├───────/ /───────┤ _Модем . │├─────┤ | _ Т . │

│ | К │ └┤ │ _ │ ├┘ │ К | │

└─────┴───┘ |└───────┘ 4 Двухточечная 0 └───────┘| └───┴─────┘

2ООД 0 | 2 АПД 0 5 линия 0 2 АПД 0 | 2 ООД

| |

При выборе модема важное значение имеет тип связи , обеспечивае-мый комбинацией модема с линией. Дуплексный канал позволяет передавать одновременно последовательные данные в обоих направлениях, в то время, как полудуплексный - в каждый момент времени только в одном из двух.

Существует также симплексный канал, где данные передаются всегда толь-

ко в одном направлении. Передаваться могут отдельные знаки , блоки

данных или последовательности битов/знаков , используемые в протоколах

канала данных.

При скоростях передачи до 20 Кбит/с большинство модемов использу-

ют интерфейс V.24/V.28 МККТТ (или , аналогичный, RS-232-C ) осущест-

вляемый с помощью 25-контактного гнездового разъема на задней стенке

модема. При скоростях передачи от 48 до 168 Кбит/с требуются широкопо-

лосные модемы, которые используют интерфейс V.35 МККТТ, осуществляемый

с помощью 34-контактного разъема на задней стенке модема.

_4.2. О синхронизации

При скоростях передачи до 20 Кбит/с используются три основных ти-па модемов:

· 3 Асинхронный модем 0(только для асинхронной передачи).

Эти модемы являются низкоскоростными и работают в режиме асинхронной стартстопной позначной передачи. Они не генерируют сигна-лов синхронизации. Кстати , это именно те модемы которые мы привыкли видеть возле своих PC , ведь все COM-порты персональных компьютеров, отвечающие стандарту RS-232-C , асинхронные.

· 3 Синхронные модемы 0(для синхронной передачи).

Эти модемы работают в режиме синхронной блоковой передачи и генерируют сигналы синхронизации. Чаще используются на больших маши-нах.

· 3 Асинхронно-синхронные модемы 0(для асинхронной и синхронной пе-редачи).

Эти синхронные модемы при использовании специальных форматов

знаков могут работать в режиме асинхронной стартстопной передачи дан-ных. Общее число бит в стартстопном знаке должно быть от 8 до 11.Модем удаляет стартстопные биты перед передачей и восстанавливает их после приема. Модемы этого типа генерируют сигналы синхронизации и имеют встроенный 1асинхронно-синхронный преобразователь 0.

Асинхронные модемы могут работать с любой скоростью передачи в пределах установленных для них скоростей. Синхронный и асинхронно--синхронный модемы могут работать только с фиксированными скоростями передачи.

_4.3. Модемы с коррекцией ошибок.

Чтобы избежать ошибок , возникающих вследствие шумов в линии , используются:

· асинхронные модемы для двухточечной связи , которые обеспечива-ют отдельный асинхронный канал с коррекцией ошибок. Они используют протокол типа ARQ и хранят в буферной памяти переданные данные до тех пор , пока не получат подтверждение или запрос на повторную передачу от принимающего модема.

· синхронные модемы , работающие со скоростями от 9600 до 19200 бит/с , использующие « 1перекрестную модуляцию 0» для прямой коррекции ошибок синхронных данных. Эта модуляция основана на использовании за-щитной системы чередующихся (перекрестных) избыточных кодов в потоке передаваемой информации . Избыточные коды позволяют приемному устройс-тву выбрать те данные , которые наиболее точно соответствуют передан-ным оригиналам.

_4.4. Устройства сжатия данных

Имеющиеся устройства сжатия данных выполнены в виде отдельных

блоков или встроены в синхронные модемы. Они используют адаптивные ал-

горитмы для сжатия данных перед передачей и восстановления после прие-ма. Они могут работать с байт-ориентированными или с бит-ориентирован-ными синхронными протоколами или с асинхронными данными. Степень сжа-тия лежит в пределах от ½ до 1/3. Например , 19200 бит/с могут быть посланы (или приняты) модемом , работающим со скоростью 9600 бит/с.

_4.5. Автовызывные устройства

Ручной метод установки соединения при передаче данных через теле-фонную сеть общего пользования заключается в том , что первый абонент вручную набирает номер телефона второго человека. Он, в свою очередь, отвечает на вызов , снимая телефонную трубку , после чего , связь меж-ду этими абонентами считается установленной. После словесного удосто-верения , что связь установлена правильно , оба человека нажимают кнопки «данные» на своих телефонных аппаратах (или модемах), чтобы включить модемы в линию ТФОП.

Вместо набора телефонного номера вручную при установке соединения для передачи данных может быть использована ЭВМ , автоматически наби-рающая нужный номер. Это называется операцией автовызова , которая до недавних пор требовала специального программного обеспечения и обору-дования.

Оборудование состояло из специального интерфейса ЭВМ ( 1интерфейс 1автовызова 0 V.25) и отдельного устройства автовызова , подключенного , как показано на (рис.4)

_ 1Рис.4 . 0 ┌──────────┐

┌───┤2-пр.модем├─────┐

│ └──────────┘ │

└──┐ │

┌───────┬─┬──────────┐ ┌─────┼─────────────┐ │

│ |г| АСИ │ 4Серия 100 0 ┌┼ │ │ │

│ |л|V.24/V.28 ├─────────_└┼ ── Устройство ┌──┼───┘

│ 2 ЭВМ 0 |а| RS-232C │ │ автовызова _ │ 4 Линия основания

│ _(ООД) . |в|─ ─ ─ ─ ─ ┤ │ =====▒────────────────

│ |н| АСИ │ 4Серия 200 0 │ ┌───────────┐_ │ 5 аппаратуры

│ |ы|V.25/V.28 ├─────────_┌┼ ──┤блок набора├┘ │ (ЛОА)

│ |й| RS-233C │ └┼ └───────────┘ │

└───────┴─┴──────────┘ └───────────────────┘

_ _

4Связной 0 АПД

5контроллер

Ситуация с АВУ изменилась после появления модемов с возмож-ностью 1автовызова 0. ЭВМ , подключенная к одному из таких модемов , ис-пользует единственный интерфейс V.24/V.28 (RS-232-C) и для оперативно-го автовызова , и для передачи данных. Первые модемы с автовызовом бы-ли асинхронными и использовали процедуры для автовызова , предложенные поставщиками модемов. Новая рекомендация V.25 bis стандартизует проце-дуру автовызова для асинхронно-синхронных модемов с возможностью авто-вызова.

Некоторые синхронные модемы содержат встроенную схему автомати-ческого вызова , которая устанавливает дополнительное соединение через ТФОП с целью резервирования. Процедура включается при обнаружении мо-демом повреждения в линии. Эта операция называется 1операцией автовосс-1тановления 0.

Для окончательного установления связи между машинами , оборудова-ние в месте назначения обычно пересылает автоматический ответ на авто-вызов со стороны вызывающей аппаратуры.

* * *

В заключение можно сказать , что уже сейчас появились современные многофункциональные модемы , которые объединяют в себе практически все достижения в области компьютерной связи. Характерным примером такого принципиально нового подхода могут служить довольно мощные и совершен-ные модемы американской фирмы ZyXEL - одного из мировых лидеров в про-изводстве средств коммуникации. Типичный модем ZyXEL - интеллектуаль-ный (то есть практически полностью контролируемый и управляемый компь-ютером , и заодно умеющий определять наиболее оптимальную скорость об-мена данными перед сеансом связи во избежание ошибок , которые могут возникнуть при слишком большой скорости передачи из-за случайных помех на линии), большой диапазон допустимых скоростей обмена, а также при-менение техники сжатия позволяет считать этот модем наиболее быстрым и универсальным. Одновременно с этим наличие определенных внутренних устройств и различных обслуживающих программ обеспечивает возможность использования модема ZyXEL и в качестве факса, и в качестве автоответ-чика(на плате имеется встроенный динамик), и даже в качестве определи-теля номера. Одним словом , модемы постепенно превращаются из обычных УПС в маленькие , но мощные рабочие станции на телефонных линиях.

Список Литературы :

Ю.Блэк «Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, инерфейсы»;

В.И.Васильев и др. «Методы и средства организации каналов переда-чи данных»;

Ф.Дженнингс «Практическая передача данных:модемы,сети,протоколы;

«Вычислительные машины, системы и сети» Учебник под редакцией А.П.Пятибратова;

Руководство по модему ZyXEL U-1496E.