Модеми для комутованих каналів - Інформатика, програмування
2.2.2 Модеми для комутованих каналів
Виділені лінії є найбільш надійний засіб з'єднання локальних мереж через глобальні канали зв'язку, так як вся пропускна здатність такої лінії завжди знаходиться в розпорядженні мереж, що взаємодіють. Однак це і найдорожчий вид глобальних зв'язків - за наявності N віддалених локальних мереж, які інтенсивно обмінюються даними один з одним, потрібно мати Nx(N-1)/2 виділених ліній. Для зниження вартості глобального транспорту застосовують канали, що динамічно комутуються, вартість яких поділяється між багатьма абонентами цих каналів.
Поки що географічна поширеність аналогових мереж значно перевищує поширеність цифрових, особливо в нашій країні, але це відставання з кожним роком скорочується.
Модеми для роботи на аналогових лініях, що комутуються.
підтримують процедуру автодзвінка абонента;
Найчастіше сьогодні для комутованих каналів використовуються ті ж моделі модемів, що і для виділених, так як останні стандарти визначають два режими роботи — виділеними каналами і комутованими. Природно, такі комбіновані моделі дорожчі за моделі, що підтримують лише один режим роботи — по комутованих каналах.
Для передачі даних по комутованих каналах CCITT розробив ряд основних стандартів, що визначають швидкість та метод кодування сигналів.
Стандарти першої групи є основними та складаються з наступних специфікацій:
V.21 – дуплексна асинхронна передача даних швидкості 300 біт/с;
V.22 – дуплексна асинхронна/синхронна передача даних швидкості 1,2 Кбіт/с;
V.22 bis – дуплексна асинхронна/синхронна передача даних на швидкостях 1,2 та2,4 Кбіт/с;
V.26 ter – дуплексна асинхронна/синхронна передача даних на швидкостях 1,2 та 2,4 Кбіт/с;
V.32 – дуплексна асинхронна/синхронна передача даних на швидкостях 4,8 та 9,6 Кбіт/с;
V.32 bis – дуплексна асинхронна/синхронна передача швидкості до 14,4 Кбіт/с;
V.34 – дуплексна передача швидкості до 28,8 Кбіт/с;
V.34+ – дуплексна передача швидкості до 33,6 Кбіт/с.
Насправді сьогодні переважно застосовують модеми, підтримують стандарт V.34+, які можуть адаптуватися до якості лінії.
Задля реалізації функцій автовиклику сучасні модеми підтримують кілька способів. При роботі з модемом за асинхронним інтерфейсом зазвичай використовується система команд, запропонована компанією Hayes для своєї моделі Smartmodem на початку 80-х. Кожна команда складається з набору звичайних символів, які передаються модему в старт-стопному режимі. Наприклад, для вказівки набору номера в імпульсному режимі необхідно надіслати модему команду ATDP. Це можна зробити навіть вручну, якщо модем підключено до звичайного алфавітно-цифрового терміналу через інтерфейс RS-232C.
Для синхронних інтерфейсів між модемом та DTE використовуються два стандарти автонабору номера: V.25 та V.25bls. Стандарт V.25 вимагає, щоб, крім основного інтерфейсу передачі, модем з'єднувався з DTE окремим інтерфейсом V.25/RS-366 на спеціальному 25-контактном роз'ємі. У стандарті V.25 bis для передачі команд автовиклику передбачено той самий роз'єм, що і в основному інтерфейсі, тобто RS-232C. Інтерфейси V.25 і V.25 bis можуть працювати не тільки в синхронному режимі з DTE, але і в асинхронному, але в основному характерні для синхронних інтерфейсів, так як в асинхронному режимі для автодзвінка частіше використовуються Hayes-команди.
Для модемів,працюючих з DTE за асинхронним інтерфейсом, комітет CCITT розробив протокол корекції помилок V.42. До його прийняття в модемах, що працюють за асинхронним інтерфейсом, корекція помилок зазвичай виконувалася за протоколами фірми Microcom, ще одного лідера в галузі модемних технологій. Ця компанія реалізувала у своїх модемах кілька різних процедур корекції помилок, назвавши їх протоколами MNP (Microcom Networking Protocol) класів 2-4.
У стандарті V.42 основний інший протокол — протокол LAP-M (Uric Access Protocol for Modems). Однак стандарт V.42 підтримує і процедури MNP 2-4, тому модеми, що відповідають рекомендації V.42, дозволяють встановлювати вільний від помилок зв'язок з будь-яким модемом, який підтримує цей стандарт, а також з будь-яким MNP-сумісним модемом. Протокол LAP-M належить сімейству HDLC і в основному працює так само, як і інші протоколи цього сімейства — із встановленням з'єднання, кадруванням даних, нумерацією кадрів та відновленням кадрів за допомогою методу ковзного вікна. Основною відмінністю від інших протоколів цього сімейства є наявність кадрів XID і BREAK. За допомогою кадрів XID (eXchange Identification) модеми при встановленні з'єднання можуть домовитися про деякі параметри протоколу, наприклад, про максимальний розмір поля даних кадру, про величину тайм-ауту при очікуванні квитанції, про розмір вікна тощо. Ця процедура нагадує переговорні процедури протоколу PPF. Команда BREAK (BRK) служить для сповіщення модему-напарника про те, що потік даних тимчасово припиняється. При асинхронному інтерфейсі із DTE така ситуація може виникнути. Команда BREAK надсилається в ненумерованому кадрі, вона впливає на нумерацію потоку кадрів сеансу зв'язку. Після відновлення надходження даних модем відновлює та відправкукадрів, як би паузи в роботі не було.
Майже всі сучасні модеми під час роботи з асинхронного інтерфейсу підтримують стандарти стиснення даних CCITT V.42bis і MNP-5 (зазвичай коефіцієнтом 1:4, деякі моделі — до 1:8). Стиснення даних збільшує пропускну спроможність лінії зв'язку. Модем, що передає, автоматично стискає дані, а той, хто приймає їх, відновлює. Модем, який підтримує протокол стиснення, завжди намагається встановити! зв'язок зі стиском даних, але якщо другий модем цей протокол не підтримує, то перший модем перейде на звичайну зв'язок без стиску.
При роботі модемів за синхронним інтерфейсом найпопулярнішим є протокол компресії SDC (Synchronous Data Compression) компанії Motorola.
Новий модемний стандарт. V.90 є технологією, спрямованою на забезпечення недорогого та швидкого способу доступу користувачів до мереж постачальників послуг. Цей стандарт забезпечує асиметричний обмін даними: зі швидкістю 56 Кбіт/с із мережі та зі швидкістю 30-40 Кбіт/с у мережу. Стандарт сумісний із стандартом V.34+.
З описаного принципу, кілька компаній розробили технологію, з допомогою якої можна досягти вищої швидкості передачі. Різними фірмами було розроблено два несумісні один з одним протоколи для зв'язку на швидкостях до 56 Кбіт/с. Перший протокол був розроблений компаніями Rokwell та Lucent і отримав назву K56flex. Через деякий час компанія U.S. Robotics розробила свій власний протокол швидкісного зв'язку та назвала його х2.
Влітку 1998 року становище дещо змінилося. На той час ITU - організація, відповідальна за встановлення стандартів у галузі телекомунікацій, ухвалила рішення про протокол V.90. Цей протокол, покликаний стати єдиним стандартом длявсіх виробників, включає кращі технічні рішення з обох конкуруючих протоколів.
Виробники 56К модемів, як із протоколом K56flex, так і з протоколом х2, забезпечили свого часу модернізацію своїх виробів до V.90 шляхом простого перепрограмування ППЗУ (мікросхеми на платі модему).
Крім того, всі модеми 56К сумісні зі стандартом ITU V.34, тому якщо користувач з'єднується з провайдером, який не підтримує технологію 56К, зв'язок буде встановлений за стандартом V,34, тобто зі швидкістю до 33,6 Кбіт/с.
Модеми для роботи на цифрових лініях, що комутуються.
Мережі ISDN розраховані як на передачу голосу, а й комп'ютерних даних, зокрема і з допомогою комутації пакетів, рахунок чого вони отримали назву мереж із інтегральними послугами. Однак основним режимом роботи мереж ISDN залишається режим комутації каналів, а служба комутації пакетів має дуже низьку за сучасними мірками швидкість - зазвичай до 9600 біт/с.
Нове покоління мереж з інтеграцією послуг, назване B-ISDN (від broadband — широкосмугові), засноване вже на техніці комутації пакетів (точніше, осередків технології АТМ), тому ця технологія буде розглянута в розділі, присвяченому мережам з комутацією пакетів.
Особливості ISDN-модемів будуть розглянуті нижче.
Модеми відрізняються як підтримуваними протоколами, а й певної орієнтацією на область застосування. Розрізняють професійні модеми, які призначені для роботи в модемних пулах корпоративних мереж, та модеми для застосування в невеликих офісах або вдома (раніше вже названі "звичайними").
Професійні модеми відрізняються високою надійністю, здатністю стійко працювати в безперервному режимі та підтримкою засобів віддаленогоцентралізованого керування. Зазвичай система управління модемними стійками поставляється окремо та виправдовує себе за умов великого підприємства. Стандарт V.34 виділяє в загальній смузі пропускання лінії окрему смугу для управління модемом по тому ж каналу, яким передаються і дані користувача.