Модемы. Основные понятия и назначение
Модем — преобразователь цифрового сигнала в аналоговый, необходимая составляющая компьютерной сети. Внутренние и внешние модемы, их марки, международные стандарты. Модем как средство связи между компьютерами для передачи данных в различных режимах.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.11.2009 |
| Размер файла | 985,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1. Что такое модем и как он работает
2. Марки модемов
3. Международные стандарты модемов
4. Модем как средство связи между компьютерами
5. Коммерческие сети
Введение
Редкий серьезный деловой человек, профессиональный программист или системный оператор может представить себе полноценную работу без использования такого мощного, оперативного и удобного сочетания как обычная телефонная линия, модем и компьютерная сеть. В то время как первые две составляющие всего лишь техническая сторона новой организации информационного обмена между пользователями, компьютерная сеть это та глобальная идея, объединяющая разрозненных обладателей компьютеров и модемов, систематизирующая и управляющая хаотически предъявляемыми требованиями и запросами по быстрому информационному обслуживанию, моментальной обработкой коммерческих предложений, услугами личной конфиденциальной переписки и т.д. и т.п.
Сейчас, в условиях многократно возрастающих каждый год информационных потоков, уже практически невозможно вообразить четкое взаимодействие банковских структур, торговых и посреднических фирм, государственных учреждений и других организаций без современной вычислительной техники и компьютерных сетей. В противном случае пришлось бы содержать гигантский штат обработчиков бумажных документов и курьеров, причем надежность и быстрота функционирования такой системы все равно была бы значительно ниже предоставляемой модемной связью и компьютерными сетями. А ведь каждая минута задержки в пересылке важных информационных сообщений может вылиться в весьма ощутимые денежные потери и имидживые крахи.
Без модема немыслима система электронных коммуникаций. Это устройство позволяет включиться в увлекательный, а сегодня, используя последние изобретения мира телекоммуникаций, уже и просто жизненно необходимый, мир информационных потоков, электронных баз данных, электронной почты, электронных справочников, электронных досок объявлений и многого другого. Возможности получения и обмена информацией с помощью модемов уже сегодня трудно переоценить, а то, что ждет нас завтра, мы не можем себе даже вообразить. Электронное письмо, посланное по электронной почте в любую точку земного шара, дойдет до адресата меньше, чем за два часа. Мы можем поместить какое-либо объявление или рекламу в систему телеконференции вашей сети электронной почты и эту информацию через сутки узнает весь мир (если, конечно, этого очень захотеть).
Посредством модема можно, например, из Москвы подключиться напрямую к серверу в Нью-Йорке и работать с информационными базами данных, которые он содержит. Наконец, мы можем послать факс.
1. Что такое модем и как он работает
Немного общих сведений
В 80-х годах американская фирма Hayes наконец-то выпустила первый модем для компьютера IBM PC. Конечно же телефонные линии разрабатывались для передачи на расстояние только звуков человеческого голоса. Вообще говоря, естественные звуки характеризуются переменной высотой тона и непрерывно изменяющейся интенсивностью. Для передачи по телефонной они преобразовываются в электрический сигнал с непрерывно и соответственно изменяющейся частотой и силой тока. Такой сигнал называется аналоговым.
Компьютер же в отличие от модема понимает только цифровой сигнал, т.е. ток только двух уровней. Каждый из них обозначает одно из двух понятных компьютеру значений — логические “0” и “1”. Чтобы передать цифровой сигнал по телефонной линии, ему нужно придать приемлемый для неё аналоговый вид.
Именно этой работой занимается модем. Так же он выполняет обратную процедуру, т.е. переводит аналоговый сигнал в понятный компьютеру цифровой. Модем организует мостик между выдаваемым компьютером цифровым сигналом и аналоговым сигналом, который, как было сказано выше понимает телефонная линия.
При передаче данных из компьютера в модем, первый выдает последовательность нулей и единиц, а последний преобразовывает их в аналоговый сигнал. Затем данные отсылаются в телефонную линию, и их принимает модем, стоящий на другом конце провода. Когда модем принимает данные, то он отфильтровывает полезную информацию от шумов в линии. Например в глобальной сети Internet. После того, как модем отделил полезную информацию от шумов в линии он отбирает перекачиваемые данные от служебной информации. И уже прошедший такую многоступенчатую обработку перекачиваемый файл записывается на жесткий диск компьютера. Так происходит обмен данными при соединении на протоколе Zmodem, Sealink, Ymodem и многих других однонаправленных протоколах.
Конечно, оба компьютер может одновременно принимать и отсылать данные. Потому что они используют определённые соглашения о частотах, различных для входных и выходных сигналов. Для этого существуют специальные двунаправленные протоколы. Например Bimodem, Puma, Janus, Zedzap.
MNP (Microsoft Network Protocols) — серия наиболее распространенных аппаратных протоколов, впервые реализованная на модемах фирмы Microsoft. Эти протоколы обеспечивают автоматическую коррекцию ошибок и компрессию передаваемых данных. Сейчас известны десять протоколов:
§ MNP1. Протокол коррекции ошибок, использующий асинхронный полудуплексный метод передачи данных. Это самый простой из протоколов MNP.
§ MNP2. Протокол коррекции ошибок, использующий асинхронный дуплексный метод передачи данных.
§ MNP3. Протокол коррекции ошибок, использующий синхронный дуплексный метод передачи данных между модемами (интерфейс модем — компьютер остается асинхронным). Так как при асинхронной передаче используется десять бит на байт — восемь бит данных, стартовый бит и стоповый бит, а при синхронной только восемь, то в этом кроется возможность ускорить обмен данными на 20%.
§ MNP4. Протокол, использующий синхронный метод передачи, обеспечивает оптимизацию фазы данных, которая несколько улучшает неэффективность протоколов MNP2 и MNP3. Кроме того, при изменении числа ошибок на линии соответственно меняется и размер блоков передаваемых данных. При увеличении числа ошибок размер блоков уменьшается, увеличивая вероятность успешного прохождения отдельных блоков. Эффективность этого метода составляет около 20% по сравнению с простой передачей данных.
§ MNP5. Дополнительно к методам MNP4, MNP5 часто использует простой метод сжатия передаваемой информации. Символы часто встречающиеся в передаваемом блоке кодируются цепочками битов меньшей длины, чем редко встречающиеся символы. Дополнительно кодируются длинные цепочки одинаковых символов. Обычно при этом текстовые файлы сжимаются до 35% своей исходной длины. Вместе с 20% MNP4 это дает повышение эффективности до 50%. Заметим, что если вы передаете уже сжатые файлы, а в большинстве это так и есть, дополнительного увеличения эффективности за счет сжатия данных модемом этого не происходит.
§ MNP6. Дополнительно к методам протокола MNP5 протокол MNP6 автоматически переключается между дуплексным и полудуплексным методами передачи в зависимости от типа информации. Протокол MNP6 также обеспечивает совместимость с протоколом V.29.
§ MNP7. По сравнению с ранними протоколами использует более эффективный метод сжатия данных.
§ MNP9. Использует протокол V.32 и соответствующий метод работы, обеспечивающий совместимость с низкоскоростными модемами.
§ MNP10. Предназначен для обеспечения связи на сильно зашумленных линиях, таких, как линии сотовой связи, междугородними линиями, сельские линии. Это достигается при помощи следующих методов:
— многократного повторения попытки установить связь — изменения размера пакетов в соответствии с изменением уровня помех на линии
— динамического изменения скорости передачи в
соответствии с уровнем помех на линии.
Все протоколы MNP совместимы между собой снизу вверх. При установлении связи происходит установка наивысшего возможного уровня MNP-протокола. Если же один из связывающихся модемов не поддерживает протокол MNP, то MNP-модем работает без MNP-протокола.
MNP-модем обеспечивает следующие режимы передачи данных:
— стандартный режим. Обеспечивает буферизацию данных, что позволяет работать с различными скоростями передачи данных между компьютером и модемом и между двумя модемами. В результате для повышения эффективности передачи данных вы можете установить скорость обмена компьютер-модем выше, чем модем-модем. В стандартном режиме работы модем не выполняет аппаратной коррекции ошибок.
— режим прямой передачи. Данный режим соответствует обычному модему, не поддерживающему MNP-протокол. Буферизация данных не производится и аппаратная коррекция ошибок не выполняется.
— режим с коррекцией ошибок и буферизацией. Это стандартный режим работы при связи двух MNP-модемов. Если удаленный модем не поддерживает протокол MNP, связь не устанавливается.
— режим с коррекцией ошибок и автоматической настройкой. Режим используется, когда заранее не известно, поддерживает ли удаленный модем протокол MNP. В начале сеанса связи после определения режима удаленного модема устанавливается один из трех других режимов.
Внутренние и внешние модемы
Модемы бывают внутренние и внешние(Существуют так же специальные типы модемов в виде PC- карт (PCMCIA), но они предназначены для компьютеров типа ноутбуков, и по этому они здесь не рассматриваются). Внутренние модемы выполнены в виде платы расширения, вставляемый в специальный слот расширения на материнской плате компьютера. Внешний модем, в отличие от внутреннего, выполнен в виде отдельного устройства, т.е. в отдельном корпусе и со своим блоком питания, когда внутренний модем получает электричество от блока питания компьютера. Так какие же достоинства и недостатки у внешних и внутренних модемов?
§ Все внутренние модели без исключения(в отличие от внешних) имеют встроенное FIFO. (First Input First Output — первым пришел, первым принят). FIFO это микросхема, обеспечивающая буферизацию данных. Обычный модем при прохождении байта данных через порт каждый раз запрашивает прерывания у компьютера. Компьютер по специальным IRQ(Interrupt Request) линиям прерывает на некоторое время работу модема, а потом опять возобновляет её. Это замедляет работу компьютера в целом. FIFO же позволяет использовать прерывания в несколько раз реже. Это имеет большое значение при работе в многозадачных средах. Таких как Windows95, OS/2, Windows NT, UNIX и других.
§ При использовании внутреннего модема уменьшается количество проводов, натянутых в самых неожиданных местах. Так же внутренний модем не занимает драгоценное место на рабочем столе.
§ Внутренние модемы являются последовательным портом компьютера и не занимают существующих портов компьютера.
§ Внутренние модели модемов всегда дешевле внешних.
§ Занимают слот расширения на материнской плате компьютера. Это очень неудобно на мультимедийных машинах, на которых установлено большое количество дополнительных плат, а также на компьютерах, которые работают серверами в сетях.
§ Нет индикаторных лампочек, которые при имении определённого навыка позволяют следить за процессами происходящими в модеме.
§ Если модем завис, то восстановить работоспособность можно восстановить только клавишей перезагрузки компьютера “RESET”.
§ Они не занимают слот расширения, и при необходимости их можно легко отключить и перенести на другой компьютер.
§ На передней панели есть индикаторы, которые помогают понять, какую операцию сейчас производит модем.
§ При зависании модема не нужно перезагружать компьютер, достаточно выключить и включить питание компьютера.
§ Необходима мультикарта со встроенным FIFO. Без FIFO модем конечно будет работать, но при этом будет падать скорость передачи данных.
§ Внешний модем занимает драгоценное место на рабочем столе и ему требуются дополнительные провода для подключения. Это тоже создает некоторое неудобство.
§ Он занимает последовательный порт компьютера.
§ Внешний модем всегда дороже аналогичного внутреннего, т.к. включает корпус с индикаторными лампочками и блок питания.
2. Марки модемов
На сегодняшний день фактическим стандартом является модем со скоростью соединения 14400 и протоколами передачи данных V32 и V32bis (и улучшенные, например, HST и V32terbo). Ориентироваться сегодня стоит на этот стандарт. Но и он, как и всё в компьютерном мире неустойчиво, и постепенно отмирает. Конечно, лучше всего брать модем со скоростью соединения 28800 и протоколами передачи данных V34( и его подмножества V.Fast и V.Everything). Также есть улучшенная разновидность протокола V34+. Он позволяет вести прием/передачу на скоростях до 33600. Модемы некоторых фирм имеют специализированные протоколы для особых условий эксплуатации(Обычно на сильно зашумленных линиях. На них эти протоколы ведут себя безупречно. Но какой тогда разговор об нормальных “чистых” линиях? Такими протоколами являются HST, разработанный фирмой USRobotics ® . Так же существуют два протокола разработанные Zyxel ® . Это Zyx и ZyCell. Zyx это протокол с возможностью связи с аналогичными моделями на скоростях 16800 и 19200. А ZyCell — специальный протокол для спутниковой и сотовой связи. Единственным недостатком таких протоколов является то, что они связываются на фирменных протоколах только с аналогичными моделями. Теперь можно рассмотреть некоторые марки модемов.
GVC Эта фирма известна прежде всего тем, что производит недорогие, но достаточно надежные модели.
Например, модель GVC 14440 F1114HV — хорошо зарекомендовавшая в наших условиях модель. Она практически безошибочно ловит сигнал BUSY. Это факс-модем, и он имеет факс класса II. Так же в нем реализована подстройка уровня сигнала к качеству линии. Одним из его преимуществ является бесшумное герконовое реле.
Пару лет назад это была одна из самых популярных и престижных моделей, но на сегодняшний день фирма сильно сдала свои позиции, в основном на фоне достижений USRobotics.
Все разновидности модемов фирмы ZyXEL разбиты на серии. Серия 1496, кроме стандартных протоколов V32 и V32bis, имеют собственные протоколы: Zyx и ZyCell. В этих моделях имеется голосовой режим (VOICE) для того, что бы посылать и принимать голосовые сообщения. Так же имеется режим определения номера (АОН — Автоматический определитель номера).
Модели серии 1496 обладают адаптивным факсом, это означает, что модем позволяет автоматически идентифицировать абонента и переключаться соответственно на факс, модем или голос.
Так же модемы ZyXEL могут работать на выделенных четырехпроводных линиях, развивая при этом скорость передачи до 115200 бод.
Эта фирма выпускает несколько серий модемов: USR Sportster, USR Courier, USR WorldPort и другие. Модели WorldPort предназначены для портативных компьютеров. Из-за этого они не получили широкого распространения. Высокопроизводительная серия Courier по некоторым изложенным ниже причинам не получила в нашей стране большого распространения. Остается только серия Sportster. Модемы этой серии охватывают всю гамму скоростей от 14400 до 33600. Они бывают как внутренними, так и внешними и имеют множество модификаций, различающихся как программно, так и аппаратно. Довольно удобно, что модемы серии Sportster имеют возможность программно-аппаратного апгрейда до более дорогой и намного более функциональной серии Courier. После апгрейда обычный USR Sportster превращается в Courier. При этом он приобретает такое важное преимущество как встроенный протокол HST(High Speed Technology).
В 1991 году четыре канадских программиста задумались: а почему это Sportster так похож на старый Courier? Когда же они разобрали несколько модемов, то поняли что Sportster и Courier отличаются только прошивкой, которая автодетектирует тип модема по хитрым перемычкам и NVRAM (Non Violatible Random Access Memory — энергонезависимая память модема) и для серии Sportster просто отключает HST и все остальные возможности Courier.
Используется много способов кодировки информации, наиболее известными из которых являются метод FSK (Frequency SНift Keying) для скорости передачи до 300 бод (бод — единица скорости передачи информации, равная 1 бит/с) и метод РSK (РНase SНift Keying) для более быстрых модемов, скоростью передачи до 2400 бод.
FSK использует четыре выделенные частоты. При передаче информации сигнал частотой 1070 Гц интерпретируется как логический нуль, а сигнал частотой 1270 Гц — как логическая единица. При приеме нуль соответствует сигналу 2025 Гц, а единица 2225 Гц.
РSK использует две частоты: для передачи данных 2400 Гц, для приема — 1200 Гц. Данные передаются по два бита, при этом кодировка осуществляется посредством сдвига фазы сигнала.
Используются следующие сдвиги фазы для кодировки: 0 градусов для сочетания битов 00,90 градусов для 01,180 градусов для 10,270 градусов для 11.
Существуют также и другие виды модуляции (DРSK, QAM, TCM). Модем выполняется либо в виде внешнего устройства, которое одним выходом подсоединяется к телефонной линии, а другим к стандартному COM-порту компьютера (разъем RS232 по рекомендациям CCITT V. 24), либо в виде обыкновенной печатной платы, которая устанавливается на общую шину компьютера.
Внутренние варианты модемов могут быть приспособлены как к обычной ISA, так и к РCI шинам.
Контроллер модема — это, как правило, специализированный микрокомпьютер типа SC1107 или SC1108, содержащий восьмиразрядное АЛУ, ПЗУ в 8 Кбайт, ОЗУ 128 байт, таймер, командный регистр, контроллер прерываний, стек, порт ввода/вывода. Если плата модема присоединена к системной шине ПК, то применяется «параллельный» контроллер SC1107.Если же плата работает с компьютером посредством RS232, то используется «последовательный» контроллер SC1108. В некоторых конструкциях роль контроллера выполняет процессор 8031 с внешним ПЗУ (i2732,2764) и микросхемой 74LS373.
3. Международные стандарты модемов
Наибольшее распространение получили так называемые НAYES-совместимые модемы, по имени фирмы-производителя одного из первых модемов.
Такие модемы используют AT-команды (от английского слова ATtention), совместимые с Нayes Smartmodem.
Кроме стандартного для всех Нayes-совместимых модемов набора команд каждый производитель в отдельности предлагает пользователю широкий спектр специфических команд, имеющих силу лишь в моделях этой фирмы (например, USRobotics, Rockwell, ZyXEL и т.д.).
Кроме совместимости по набору команд модем должен соответствовать какому-либо стандарту передачи информации по телефонным линиям. Такими стандартами являются рекомендации МККТТ (международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии, фран. CCITT (Comite Consultatie International TelegraрНique et TeleрНonique). В США и Канаде существует аналогичный стандарт Bell, единственным отличием которого от CCITT является лексическое.
Модемы, соответствующие стандартам для скорости до 2400 бод, могут свободно обмениваться информацией. Следует отметить, что рекомендация CCITT V. 32 не является стандартом в полном смысле этого слова, поскольку практически каждый крупный производитель модемов скорости выше 2400 бод имеет привычку дополнительного приложения одного или нескольких специфических протоколов передачи данных. Их использование возможно только при связи аналогичных модемов, причем при этом достигается, как правило, более высокая скорость передачи, помехоустойчивость и быстрота соединения.
Практически все высокоскоростные модемы совместимы с менее быстрыми стандартами.
4. Модем как средство связи между компьютерами
Если на одном компьютере работают хотя бы два человека, у них уже возникает желание использовать этот компьютер для обмена информацией друг с другом. На больших компьютерах, которыми пользуются одновременно десятки, а то и сотни человек, для этого предусмотрены специальные программы, позволяющие пользователям передавать сообщения друг другу, а администратору — оповещать пользователей о новостях в системе.
Стоит ли говорить о том, что как только появилась возможность объединять несколько машин в сеть, пользователи ухватились за эту возможность не только для того, чтобы использовать ресурсы удаленных машин, но и чтобы расширить круг своего общения. В рамках предприятия, небольшого города или просто ограниченной местности возможно создание обычной локальной сети на базе стандартов EtНernet или Arcnet и их объединение посредством стандартных кабелей. Но когда речь заходит о соединении компьютеров, находящихся на расстоянии многих тысяч километров друг от друга, то мгновенно встает вполне разумный вопрос: а почему бы не использовать такое старое и проверенное средство коммуникации, как телефонные линии? Ведь ни для кого не секрет, что весь земной шар в прямом смысле слова «окутан» нитями телефонных кабелей.
Назначение этих кабелей одно передавать сигналы определенной частоты. Вот тогда и потребовалось это загадочное устройство МОдуляции/ДЕМодуляции, которое могло бы переводить информацию в сигналы определенной частоты. Впервые такое устройство было представлено разработчиками и стандартизовано МККТТ в 1964 году.
Параллельно с аппаратными изобретениями начали выходить в свет и программные разработки, обеспечивающие удобный, доступный и простой диалог в цепочке модем-ЭВМ-человек. Создаются программы, предназначенные для обмена сообщениями пользователей, находящихся на разных машинах. Из-за разнообразия компьютеров, операционных систем, способов соединения машин в сеть и целей, преследуемых при этом людьми, этих программ оказалось достаточно много и они не всегда совместимы между собой. Практически каждый программист способен создать подобный «почтовик», на базе которого можно было бы создать компьютерную сеть.
Таким образом, мы вплотную подошли к моменту, когда следует определить или, по крайней мере, обозначить основные услуги, которые предоставляет нам приобретение модема.
Услуги передачи файлов
Если мы хотим оперативно передать какой-то файл нашему другу или сотруднику во Владивостоке, то можно поступить двумя способами. Кто-то предпочтет записать этот файл на дискету, купить билет на самолет, нанять курьера и поручить ему доставить эту дискету по такому-то адресу. А кто-то разумно решит приобрести модем марки COURIER фирмы USRobotics и в считанные минуты, используя присутствующую в каждом приличном учреждении телефонную линию, передать всю необходимую во Владивостоке информацию. Для этого, помимо телефонной линии, необходимо иметь лишь, также присутствующий в каждом приличном учреждении, компьютер и простейшую коммуникационную программу.
Электронные доски объявлений
Вторая, не менее важная услуга, состоит в использовании с помощью модема так называемых электронных досок объявлений (Bulletin Board System, в дальнейшем BBS) . Физически они представляют собой достаточно мощный ПК, как правило, IBM-совместимый, на базе 486 или Pentium процессора со специальным программным обеспечением (Maximus, Remote Access, РCBoard и др.) , который через модем подключен к обычной телефонной сети. Узел BBS содержит большое количество полезных (и не очень) программных продуктов самой разной направленности логически разбитых по тематике. Работая в системе в режиме on-line, мы можем ознакомиться со списком предлагаемых файлов и «перекачать» на свой компьютер все заинтересовавшее нас. Помимо этого на BBS доступны территории личной и публичной переписки между пользователями данной станции.
Таким образом, можно размещать как коммерческую рекламу, объявления о розыске ПО, дурацкие анонимные послания, так и объяснения в любви и преданности. Совсем иной вопрос, что за неординарное поведение можно по воле Системного Оператора (в дальнейшем СисОп) лишиться дальнейшего доступа к BBS.
Принцип «ты мне — я тебе» находит широкое применение в системах электронных досок объявлений. Каждый зарегистрированный пользователь получает строго ограниченный СисОпом суточный период времени для реализации своих намерений и желаний. Этого иногда бывает недостаточно даже для того, чтобы принять список доступных на данной BBS файлов (Filelist) . Пользователь должен целенаправленно стремиться понравиться СисОпу, передавать ему наиболее интересное и редкое ПО, которое может его заинтересовать, оповещать о последних новостях, сплетнях. Исходя из факта существования электронных досок объявлений, наш старый знакомый из Владивостока мог поступить гораздо умнее: зная, на какой BBS его приятель из Калуги является зарегистрированным пользователем и пользуясь его паролем для входа в систему, он оставляет необходимые файлы в территории загрузки пользователей. В свою очередь, калужанин, в удобное для него время, аналогично звонит на эту BBS и забирает переданные его Владивостокским товарищем (сотрудником) файлы.
Существует множество классификаций узлов BBS. Они бывают любительскими или профессиональными, коммерческими и бесплатными, 24-часовыми и с органиченным временем работы (как правило ночью, днем же это обычный голосовой телефон) , различной совместимости эмуляции терминала (TTY, ANSI-BBS, VT102, VT52, AVATAR, ANSI) и аппаратной поддержки. К профессиональным BBS относятся крупные сетевые сервера подобные Elvis, IzНma, Kiae, Simte, CНci и др. в сети Relcom, а также небольшие коммерческо-рекламные станции. Их главные отличия — предоставление доступа за абонентскую плату, 24- часовой график работы, большой выбор предлагаемого ПО, профессиональный оплачиваемый СисОп и т.д.
Одни и те же символы, передаваемые на компьютер, могут, в зависимости от принятого на BBS стандарта эмуляции терминала, восприниматься абсолютно по-разному. В ряде перечисленных выше стандартов наибольшее распространение получили ANSI и ANSI-BBS, которые, в принципе, имеют совершенно незначительные отличия и в общем совместимы.
Третья, наиболее интересная и удобная услуга — электронная почта. Это наиболее универсальное средство компьютерного общения. Она позволяет пересылать сообщения (файлы, информацию) практически с любой машины на любую, так как большинство известных ПК, работающих в разных системах, ее поддерживают. Электронная почта — это глобальная сеть передачи сообщений, где могут объединяться компьютеры самых различных конфигураций и совместимостей. Главными отличительными особенностями электронной почты от BBS являются: -более широкий круг пользователей, отсюда и более широкие возможности для общения, рекламы и поиска. Конечно, ведь BBS объединяет лишь ограниченный круг своих пользователей (в среднем 300) , а сеть может охватить десятки и сотни тысяч компьютеров по всему миру!
— работа в режиме off-line, когда не требуется постоянного присутствия на почтовом узле СисОпа. Достаточно лишь указать специальной программе-почтовику (Mailer) время системных событий и адреса, где следует забирать почту, все остальное произойдет автоматически!
— доступ к телеконференциям (EcНo Conference)
— доступ к файловым телеконференциям (File EcНo Conference)
— широкий диапазон других услуг
Сеть, как правило, состоит из нескольких элементов, обеспечивающих наиболее оперативный и надежный обмен информацией в пределах данной сети.
Высший уровень составляют первичные Нub-узлы (англ. Нub центр внимания интереса) (обычно три- четыре мощных сервера) . Затем следуют вторичные, третичные и т.д. Нub-узлы. Число уровней и количества Нub-узлов, определяется размерами и принятой структурой сети. Приведенная структура обычно поддерживается в пределах достаточно замкнутой и компактной местности (например, город) . А обмен почтой между такими местностями происходит через один из Нub-узлов (который имеет желание, возможности и полномочия для общения с другими зонами, сетями, регионами).
Следует добавить, что приведенная схема довольно упрощена и представляет собой примерную картину маршрутизации почты в FTN-совместимых сетях, о которых будет рассказано ниже.
Телеконференции являются мощным средством общения между членами сети. Их смысл хорошо просматривается в их английском названии (EcНo Conference) , что в примитивном смысле означает: у одного узла аукнулось — у остальных отозвалось.Допустим, 50% участников сети сильно беспокоит проблема качества производимого в РФ пива. Для обсуждения этой темы создается так называемая конференция, где каждый подписавшийся на нее может публично высказать свое мнение, посоветовать вопрошающему, опровергнуть заблуждающегося, причем его мысли увидят все читающие эту конференцию. По сути, идея телеконференции во многом похожа на идею газеты частных платных или бесплатных объявлений, только с той разницей, что телеконференция намного оперативнее в доставке информации и за ней не нужно ходить в почтовый ящик. Компьютерная конференция может быть полезна тем, кто хочет узнать о новых товарах, книгах или фильмах, через нее очень удобно распространять информацию о замеченных ошибках в программах и о способах их исправить, она просто незаменима для любителей поболтать на любимую тему со своими единомышленниками во всех уголках Земли, и, конечно же, для научных дискуссий. При помощи конференции можно обсуждать интересующую тему в такой компании, собрать которую в одном месте для личной беседы стоило бы бешеных денег и непредсказуемых затрат времени и сил. Список существующих групп занимает несколько страниц. В нем можно найти группы для специалистов по древнегреческой культуре и для любителей рок-музыки, для обсуждения секса и для обмена кулинарными рецептами, дискуссию о правах женщин и группы, посвященные разным компьютерным играм.
Все происходит достаточно просто. В каждой сети присутствует список разрешенных и доступных телеконференций (Backbone) , которые обязательно присутствуют на всех Нub-узлах высших уровней. Нub-узлы низших уровней и Node-узлы, в зависимости от проявляемого интереса к данной телеконференции могут подписаться на ее получение. Таким бразом, становится возможным доступ к конференции и даунлинков такого узла. Не правда ли весьма похоже на подписку на печатное издание в ближайшем отделении связи? Только в электронные почтовые ящики мальчишки не смогут насыпать мокрого снега, злоумышленники — разломать его, а коварные соседи — опустошить. Файловые телеконференции отличаются от обычных лишь тем, что в качестве сообщений в них существуют не письма, а файлы. Например, создается файловая телеконференция, посвященная музыке, где каждый может поместить файл (песню, конвертор, тексты) и каждый подписанный это непременно получит.
Помимо приведенных выше существует целый ряд других возможностей, предоставляемых членам сети. Можно послать заказ на посылку или прием факса. Составляется обычное электронное письмо, оформленное должным образом, и посылается на адрес компьютерного узла, занимающегося факсимильными операциями. Текст этого письма в виде факса будет доставлен на факсимильный аппарат адресата.
С недавнего времени в некоторых сетях практикуется услуга по доступу пользователей к электронным базам данных, что впервые было воплощено в ряде ведомственных сетей. Хотя это одна из развивающихся отраслей информационной индустрии, но уже существуют качественные профессиональные отечественные программные разработки, позволяющие быстро и удобно воспользоваться БД. По данным ИАС (Институт Автоматизированных Систем, г. Москва) наиболее часто используются базы данных по естественным наукам, с возможностью поиска по химическим формулам различных веществ, поиска физических параметров, поиска по научным журналам. Предоставляется возможность получения информации о любой зарубежной фирме, предприятии. Существуют разнообразные базы данных по медицине, сельскому хозяйству, периодическим изданиям (реферативные и полнотекстные) , курсовым работам, дипломным проектам, космосу, политике, спорту и т.д.
Самой новой и наиболее перспективной формой использования модемной связи и мощи компьютерных сетей является электронная биржа. Это весьма надежный и быстрый путь поиска делового партнера, поставщика товаров/сырья, покупателя продукции и пр. Главная задача состоит в привлечении в рамки электронной биржи как можно большего числа потенциальных пользователей и разработка наиболее подходящего и удобного программного обеспечения.
Пестрое многообразие компьютерных сетей порождает насущную проблему их интеграции или, по крайней мере, соединения на уровне обмена сообщениями. Разные сети различаются способами соединения машин друг с другом, скоростью, с которой передаются сообщения, системой, по которой машинам даются имена, и соглашениями о том, в каком виде должно быть сообщение (например, максимальный размер письма, который принимает электронная почта, или пишется ли адрес большими или малыми буквами).
Для того, чтобы послать сообщение с машины, подключенной к одной сети, на машину в другой сети, нужно найти промежуточную машину, подключенную к обеим, через которую сообщение и пойдет. Такая машина называется шлюзом (Gate) между этими сетями. Ясно, что между двумя сетями может быть несколько шлюзов (впрочем, может и не быть совсем, и тогда обмена сообщениями нет, или он идет через промежуточную сеть, с которой есть шлюзы у обеих). Шлюз принимает сообщение из сети A, переписывает его в форму, принятую в сети B, и отправляет через сеть B на ту машину, для которой оно предназначено. К сожалению, в таком случае заметно замедляется время получения адресатом сообщения, но, как правило, все равно это занимает более короткий промежуток, нежели пользование услугами обычной «бумажной» почты.
5. Коммерческие сети
Почтовые службы на разных машинах представляют сообщения в разных форматах, некоторые из них несовместимы. Тем не менее, большинство коммерческих сетей во всем мире понимают формат сообщения, называемый, по имени документа, в котором он описан, RFC822 (Standart for tНe Format of ARРA Internet Text Messages, David Н.Crocker) . Первоначально этот стандарт был разработан для сети Internet, но сейчас принят во многих других сетях. Поэтому будем считать словом формат тот конверт, в котором письмо дойдет практически в любую точку земного шара.
Сообщение состоит из текста, который Вы хотите передать адресату, и заголовка, который приписывается в начале сообщения, отделяется от текста пустой строкой, и содержит несколько строчек необходимой информации об этом сообщении: дату отправления, адрес, обратный адрес, тему сообщения, и другие.
Адрес электронной почты также имеет оригинальный вид. Рассмотрим простейший пример адреса: avg@Нq. demos. su Он состоит из адреса машины и имени адресата, которое отделено знаком «@». Слева от @ стоит имя адресата, точнее, имя файла — почтового ящика на его машине, из которого он забирает письма. Обычно пользователь называет свой почтовый ящик тем же именем, под которым он зарегистрирован в системе. Чаще всего это имя (например, den), фамилия (zenkin), или инициалы (avg, как в нашем случае). Часть справа от @ называется доменом и описывает местонахождение этого почтового ящика (машину или организацию).
В настоящем обзоре наиболее крупных коммерческих компьютерных сетей РФ использованы материалы на 2001 г.
Заключение
На наших глазах происходит самый настоящий коммуникационный взрыв, вполне сравнимый по масштабам и последствиям с тем, что был вызван появлением первых персональных компьютеров. Простое и эффективное устройство — модем, объединяющее потенциал двух величайших изобретений человечества, телефона и персонального компьютера, даёт всем желающим доступ к невероятным объемам информации и наделяет скромный персональный компьютер поистине фантастическими возможностями.
Всеобщая компьютерная грамотность, о которой мы мечтали ещё совсем недавно, теперь — более или менее свершившийся факт. Нет никакого сомнения в том, что телекоммуникационная грамотность нужна сейчас ничуть не меньше: без неё просто немыслимо поспеть за цивилизованным миром ни в бизнесе, ни в науке, ни в образовании, ни во многих других областях. Уже сейчас отсутствие модема сравнимо с отсутствием принтера — и то и другое в значительной мере лишает компьютер смысла. И не за горами то время, когда от одинокого компьютера будет не больше пользы, чем сейчас от микрокалькулятора.
Список литературы
1. Антонова П. Сеть RELCOM и электронная почта. — М.: Демос, 2000
2. Гаврилов А.А. Работаем с модемом. — М.: МП «Малип», 2001
3. Джоунс Р. Теория передачи данных. — М.: Наука и техника, 2000
4. Справочник «Компьютерные сети России. Услуги международной связи». — М.: ТОО «ЭЛИС. ЛТД», 2000
5. Под. ред. У. Томпкинса и Дж. Уэбстера. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM РC — М.: Мир, 2003
6.Берлинер Э.М. и др.. Microsoft Windows 95. Microsoft Plus! Русская версия. Изд. ABF, Москва, 2002
7.Зельднер Г.А. и др. Компьютер на связи! Факс-модем, модем, глобальные сети, Е-Мail, BBS. Изд. ABF, Москва, 2003
8.Кирсанов Д.. Факс-модем: от покупки и подключения до выхода в Интернет. Изд. “Символ-Плюс”, С.-Петербург, 2002
Практическая часть
Условие задачи: на основании сведений о продажах товаров в магазине, хранящихся в таблице данных МАГАЗИН, необходимо сформировать следующие таблицы:
· таблицу, отражающую результаты работы продавцов магазина за отчетный период;
· таблицу, хранящую сведения о продажах по датам;
· таблицу, отражающую количество проданного товара по номенклатуре товара.
По данным таблицы построить гистограмму с заголовком, названием осей координат и легендой. А также написать неформализованное описание и инфологическую модель решения задачи.
Неформализованное описание решение задачи:
Инфологическая модель решения задачи:
Теперь создадим таблицу БАЗА в ППП Microsoft Excel (МЕ). Для этого откроем МЕ. Далее вносим заголовки и данные таблицы в ячейки. Когда таблица построена, можно подсчитать сумму продажи:
гр. 3 * гр. 4. Затем обозначаем границы таблицы и сохраняем ее. Для этого нажимаем Файл, Сохранить как.… Открывается окно, где вводим имя таблицы БАЗА, нажимаем ОК.
Модем
Моде́м (аббревиатура, составленная из слов модулятор-демодулятор) — устройство, применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и демодуляции. Модулятор осуществляет модуляцию несущего сигнала, то есть изменяет его характеристики в соответствии с изменениями входного информационного сигнала, демодулятор осуществляет обратный процесс. Частным случаем модема является широко применяемое периферийное устройство для компьютера, позволяющее ему связываться с другим компьютером, оборудованным модемом, через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем).
Модем выполняет функцию оконечного оборудования линии связи. При этом формирование данных для передачи и обработку принимаемых данных осуществляет терминальное оборудование, в простейшем случае — персональный компьютер.
Содержание
История модемов
Первый модем появился в 1958 году. Американская телефонная компания AT&T ввела дейтафонное обслуживание (передача информации по телефонному каналу). Первым модемом был Bell Dataphone 103, скорость передачи которого составляла 300 бит/с. Но даже сегодня большинство модемов имеет режим работы, совместимый с Bell 103. Bell 212a предложил уже 1200 бит/с, правда, был более чувствителен к шумам в телефонной линии. Менее шумочувствительный модем разработала компания Racal-Vadic. К сожалению, эти две модели модемов несовместимы. Так начиналось длительное соперничество за права и стандарты в мире модемов. В последнее время модемы становятся неотъемлемой частью компьютера, который превратился в интеллектуальное многофункциональное устройство, предоставляющее пользователю возможность общаться с огромным миром информации со всего света. Благодаря установке модема на компьютер, последний фактически превращается в звено глобальной сети. Модем позволяет, не выходя из дома, помимо широчайшего спектра информации и услуг, получаемых через Internet, разместить сообщение на BBS (электронной доске объявлений), скопировать с той же BBS интересующие файлы. Кроме того, воспользовавшись глобальными сетями (RelCom, FidoNet), 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 тематике.
Классификация модемов
Модемы могут быть классифицированы: по типу используемого канала:
- модемы для коммутируемых каналов — наиболее распространенные — используются на коммутируемых телефонных линиях;
- модемы для арендованных каналов — используются на выделенных линиях;
- комбинированные — сочетающие в себе свойства двух предыдущих.
по скорости передачи информации:
- низкоскоростные модемы (до 1200 бит/с) — «первая волна» модемов;
- среднескоростные (от 1200 до 14400 бит/с) — как правило, модемы, произведенные до 1991 года;
- высокоскоростные (>14400 бит/с) — большая часть современных модемов (за исключением специализированных, которым не требуются высокие скорости передачи данных и которыми можно пренебречь в пользу качества этой передачи).
по области применения:
- для передачи данных;
- факсимильные модемы (как правило, интегрированные в факс-аппараты или отдельные устройства, обеспечивающие прием и передачу факсимильных сообщений со скоростью до 14400 бит/с);
- комбинированные модемы (большинство модемов, использующихся в быту).
- внутренние;
- внешние.
по реализации дополнительных функций:
- интеллектуальные модемы, как правило, современные типы модемов с возможностями управления их работой и установкой конфигурации (т. е. скорости передачи, режима работы, типа синхронизации, протокола защиты от ошибок и др.). Модемы часто имеют возможность установки типовых конфигураций и управления набором одного из хранимых в памяти телефонных номеров с помощью органов управления на лицевой панели модема;
- голосовые модемы получили такое название за способность оперировать соответствующими сигналами, так как позволяют одновременно передавать данные и голос. В основном, в пользовательских моделях применяется метод аналоговой передачи потоков голоса и данных, разнесенных по частотам, получивший название ASVD (Analogue Simultaneous Voice/Data). Этот подход поддержали ведущие производители модемных чипсетов Rockwel Semiconductor Systems (ныне Conexant) и AT&T Paradyne (теперь независимая компания Paradyne). Другой подход — DSVD (Digital Simultaneous Voice/Data) — подразумевает оцифровку голоса и включение полученных отсчетов в общий поток данных. В отличие от предыдущего метода, где скорость передачи данных ограничена 14400 Kbps, этот позволяет ее повысить до 28800 Kbps. Правда, качество голоса, передаваемого таким образом, гораздо хуже. Спецификация DSVD была разработана совместно Intel, Rockwell и U.S. Robotics. Такие модемы позволяют во время передачи данных между моделями такого типа подключать к ним телефонную гарнитуру и вести разговор. Преимущество этого режима заключается в том, что разговор будет абсолютно конфиденциальным: вы получите закрытый, защищенный от прослушивания канал, что само по себе немаловажно. Еще одним полезным свойством модема является возможность его применения в составе электронного офиса. Автоответчик, голосовая почта, выдача документов по требованию, факсимильный аппарат — и все это с использованием модема и персонального компьютера. Хотя, может быть, и не очень эффективно, с точки зрения экономии электроэнергии, держать персональный компьютер включенным круглосуточно. В таком случае лучше выбрать внешний модем с достаточным объемом оперативной памяти, чтобы в ней временно хранились принятые факсимильные и голосовые сообщения. Конечно, такие модели дороже, но их совокупную стоимость можно оценить, учитывая экономию в плате за свет при отключении персонального компьютера в нерабочее время. «Просто» голосовые, а также модели с одновременной передачей голоса и данных имеют в своих технических характеристиках соответствующие параметры: Voice и ASVD или DSVD.
по средствам управления:
- аппаратные;
- программные.
В виду важности последних двух классов, рассмотрим их подробнее.
Аппаратные модемы: внутренние и внешние
Внешние модемы — отдельное устройство, питающееся от сети и имеющее разъемы для подключения телефонной линии и телефонного аппарата, соединяющееся шнуром с последовательным портом (интерфейсом) компьютера. На передней панели модема выведены светодиодные индикаторы, отображающие его состояние. Внутренние модемы выполнены в виде отдельной платы, вставляемой в слот на материнской плате компьютера. Подключение питания и соединение с компьютером внутренних модемов происходит непосредственно через шину. Это, с одной стороны, позволяет сэкономить на соединительных проводах, а с другой — ведет к замедлению работы компьютера, так как внутренний модем создает дополнительную нагрузку на центральный процессор. Одним из недостатков внутренних модемов является и сложность настройки конфигурации интерфейсов COM3 и COM4. В последнее время наметилась тенденция к переводу внутренних модемов с шины ISA на PCI. При этом осталась актуальной одна из основных проблем инсталляции этого вида модемов: правильно сконфигурировать базовый адрес и используемое устройством прерывание. Помимо этого при установке изначально необходимо иметь свободный порт на материнской плате компьютера. Внутренний модем не позволяет осуществлять контроль его состояния, что удобно реализовано посредством ряда светодиодных индикаторов на лицевой панели внешнего модема, а эмуляционные программы потребляют часть и без того обильно используемых внутренним модемом ресурсов центрального процессора (около 10%), что не происходит при работе модема внешнего. Причем для корректной работы внутренних модемов предъявляются довольно жесткие требования к ресурсам компьютера. На начало 2000 года — это процессор с тактовой частотой 166 МГц и ОЗУ как минимум 32Мб. При «зависании» внутреннего модема его нельзя перезагрузить отдельно — приходится прибегать к перезагрузке всего компьютера. С другой стороны, внешние модемы довольно громоздки, соединительные провода так же не придают им привлекательности. Внутренние же обходятся без дополнительного источника питания и вставляются в соответствующий порт компьютера, не занимая место на рабочем столе. Помимо этого, они, как правило, на $10 – 15 дешевле внешних аналогов.
Программные модемы
Программные модемы выполнены по той же схеме, что и аппаратные. Основное отличие программного модема от аппаратного заключается в том, что часть его функций реализуется за счет центрального процессора компьютера и программного обеспечения. Зачастую от модема остается лишь кодек (сокращение от кодер-декодер), а все остальные функции выполняет драйвер, использующий ресурсы персонального компьютера. Некоторые производители реализуют программно лишь контроллер, оставляя на плате DSP (Digital Signal Processor). Такие модемы потребляют несколько меньше процессорного времени и, как показала практика, обладают лучшими характеристиками. Таким образом, подобное перераспределение аппаратных функций сильно удешевляет производство и, как следствие, конечную стоимость продукта. По существу, все усилия разработчиков сводятся к написанию кода «прошивки» (программы работы модема). Аппаратная реализация кодека требует минимальных затрат.
Основные компоненты модема
Современный модем — сложное устройство, состоящее из нескольких основных блоков и компонентов, обеспечивающих его функционирование Компоненты модема:
- Контроллер — реализует протоколы сжатия данных и коррекции ошибок. Кроме того, является связующим звеном между модемом и программным обеспечением компьютера (реализует программный интерфейс).
- Кодек — осуществляет двустороннее преобразование аналогового сигнала, поступающего из линии, в поток цифровых данных.
- ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — микросхема памяти, хранящая в себе программу работы модема, также называемую «прошивкой». Последние модели модемов допускают обновление и перезапись прошивки модема с помощью специального программного обеспечения (за исключением тех случаев, когда это не предусмотрено производителем).
- ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) — микросхема оперативной памяти, хранящая данные до первого выключения питания. Предназначена для хранения и последующей обработки потока данных. Иногда в ней же хранятся текущие настройки для работы модема.
Алгоритм коррекции/сжатия
При передаче информации с использованием протокола коррекции (MNP4, v.42) происходит обрезание 10 бит, полученных из компьютера, до 8-ми информационных (удаляются стартовый и стоповый биты) (10 бит = старт_бит + 8 информационных + стоп_бит — см. Асинхронный протокол RS232). И наоборот, при получении из линии 8-ми информационных бит модем их преобразует в 10 и передает в компьютер. Таким образом по линии идет информации меньше, чем модем получил из компьютера. Но это еще не все. При использовании протокола сжатия (MNP5, v.42bis) происходит еще и уменьшение объема полезной информации, так что от тех 10-ти бит, что модем получил от компьютера, в линию (и на удаленный модем) попадет от них только часть.
На производительность канала связи оказывают влияние два фактора: Cкорость канала- характиризует, насколько быстро биты кодируются и передаються по каналу связи Пропускная способность- характиризуют долю полезной информации, передаваемой по каналу Скорость передачи и пропускная способность не одно и то же. За счёт сжатия данных можно увеличить пропускную способность- сжатие уменьшает время, необходимое для передачи данных (за счёт удаления избыточных элементов и пустых участков). Один из распространёных протоколов сжатия данных является MNP5- время передачи может быть сокращенно наполовину
При использовании стандарта V.42bis можно добиться наибольшей производительности, так как он описывает аппаратную реализацию непрерывного сжатия информации. Пропускная способность на скорости 9600бит/с может достигать 38400бит/c.В настоящее используются такие высокоскоростные протоколы, как х2 и V.90.
Комбинирование стандартов
Для увеличения производительности используют комбинацию протоколов передачи данных и коррекции ошибок. Например при асинхронной передаче хорошие результаты даюёт комбинация:
- V.32bis- передача
- V.42-коррекция ошибок
- V.42bis-cжатие
Интерфейсы
Для подключения модема к телефонной линии и компьютеру предусмотрены стандартные интерфейсы.
Интерфейс «модем – телефонная линия»
Соединители RJ11 обеспечивают физическое подключение модема к телефонной линии и телефонного аппарата к модему. Модемы, как правило, имеют два каскада защиты от неожиданного повышения напряжения. Входные линии защищены от перенапряжения варистором, который резко уменьшает свое сопротивление при напряжении 400 – 500 В. Второй каскад быстродействующей защиты устанавливается во вторичную обмотку трансформатора и реализуется на встречновключенных стабилитронах. Защита линии от радиопомех, излучаемых модемом, выполняется на обычных LC-фильтрах (1000пФ +3 витка на феррите). Для коммутируемой линии поддерживается функция импульсного набора номера, «отбоя» (постоянный ток менее 0,5 мА), и «удержания линии» (постоянный ток более 8 мА). Наиболее универсальна ситуация, когда набор номера выполняет реле, а постоянный ток протекает через трансформатор. В современных модемах используется схема Electronic Holding Call Circuit, которая имеет низкое сопротивление постоянному току, достаточное для удержания линии, но сохраняет высокий импеданс для переменного тока полезного сигнала. При этом набор номера осуществляет либо реле, либо сам узел EHCC с оптронной развязкой управления. Наиболее консервативен узел фиксации телефонных звонков. Он состоит из высоковольтного конденсатора, резистора, стабилитрона и светодиода оптронной развязки. Важным требованием к интерфейсу с линией является симметричность входа и его гальваническая развязка.
Интерфейс «модем – компьютер»
В основе последовательного порта передачи данных компьютера лежит микросхема INTEL 8250 или ее современные аналоги — INTEL16450, 16550, 16550A. Эта микросхема является универсальным асинхронным приемопередатчиком (UART — Universal Asynchronous Receiver Transmitter), обеспечивают скорость приема/передачи данных до 115200 бод (для современной микросхемы INTEL16550A). Микросхема содержит несколько внутренних регистров, доступных через команды ввода/вывода. Микросхема 8250 содержит регистры передатчика и приемника данных. При передаче байта он записывается в буферный регистр передатчика, откуда затем переписывается в сдвиговый регистр передатчика. Байт «выдвигается» из сдвигового регистра по битам. Программа имеет доступ только к буферным регистрам, копирование информации в сдвиговые регистры и процесс сдвига выполняется микросхемой UART автоматически. К внешним устройствам асинхронный последовательный порт подключается через специальный разъем. Существует два стандарта на разъемы интерфейса RS-232C, это DB-25 (5 выводов) и DB-9 (9 выводов). Интерфейс RS-232C определяет обмен между устройствами двух типов:
- DTE ( Data Terminal Equipment — терминальное устройство);
- DCE ( Data Communication Equipment — устройство связи).
В большинстве случаев, но не всегда, компьютер является терминальным устройством. Модемы, принтеры, графопостроители всегда являются устройствами связи.
Всё, что вы хотели знать о модемах.
В современном понимании понятие модема значительно шире, чем просто совокупность модулятора и демодулятора. В настоящее время модемы являются интеллектуальными устройствами, позволяющими помимо своей главной задачи — преобразования передаваемых сигналов, реализовать множество других функций, предоставляя дополнительные удобства пользователям. Такие модемы называют интеллектуальными или Smart-модемами.
Интеллектуальные возможности модемов реализуются благодаря наличию схемы управления, выполненной на основе того или иного микропроцессора. В схемах управления модемом часто применяются микропроцессоры общего назначения, такие как Z80, Intel 8086, 80186, 80286, 80386, Motorola 68020, 68030 и другие. Возможно применение и специализированных контроллеров, объединяющих в себе как сигнальный процессор, так и процессор, реализующий дополнительные сервисные функции. К таким контроллерам относятся, например, Intel 89024, 89027, 89С024, 89С124.
Для программного управления режимами работы модема (его схемы управления) со стороны компьютера используется набор специальных команд. Команды управления воспринимаются модемом только в случае, если он находится в командном режиме.
Каждый конкретный модем может воспринимать определенное множество команд, в общем случае не совпадающее командами, поддерживаемыми другими модемами. Однако для удобства применения модемов и совместимости коммуникационных программ необходимо иметь стандартный набор таких команд.
Первенство в создании интеллектуального модема не принадлежит фирме Haves. Прежде чем эта корпорация выпустила свой первый интеллектуальный Smartmodem 300, другие изготовители уже ввели интеллектуальные возможности в свои модемы. Заслуга корпорации Hayes заключается не столько в создании еще одного собственного набора команд, столько в утверждении этого набора команд в качестве промышленного стандарта.
Набор команд, под управлением которых работал Smartmodem 300, был очень мал. Когда модемы стали более совершенными, фирма Hayes расширила этот набор путем введения дополнительных функций управления. Для того, что бы сделать свои модемы Hayes-совместимыми, другие производители скопировали базовый набор команд, а затем разработали собственные дополнительные команды для поддержки специфических характеристик своих модемов. В результате сложилась ситуация, когда несмотря на то, что почти все модемы выполняют базовые команды, практически невозможно встретить два модема, использующие одинаковые команды и их синтаксис для реализации более сложных функций.
В роли стандартов для интеллектуальных модемов в настоящее время выступает набор команд модемов Hayes, называемый также АТ-командами, и команды, определяемые рекомендацией V.25bis.
Рассматриваемые в данной главе интеллектуальные возможности модемов относятся, в первую очередь, к наиболее распространенным абонентским модемам для коммутируемой телефонной сети общего пользования.
4.1. Режимы работы модема
Интеллектуальные модемы работают в одном из двух режимов. В командном режиме модем получает команды от компьютера, которые устанавливают и изменяют условия связи с удаленным модемом. В режиме передачи он работает как ретранслятор, выполняя свою главную задачу по преобразованию и передаче информации.
Командный режим модема устанавливается в следующих случаях:
> при включении питания;
> при первоначальной инициализации модема;
> после неудачной попытки соединения с удаленным модемом;
> при прерывании передачи с клавиатуры путем нажатия комбинации клавиш — "положить трубку" (обычно <Alt><H>);
> при выходе из режима передачи данных через последовательность команд (ESCAPE — последовательность).
Установление соединения и посылка модемом сообщения CONNECT происходит в двух случаях:
> при удавшейся попытке установления связи с удаленным модемом;
> при выполнении модемом самотестирования.
Рис. 4.1. Диаграмма состоянии интеллектуального модема
В режиме передачи модем является "прозрачным" для команд, которые передаются в канал наряду с другими символами. И только ESCAPE-последова-тельность символов будет восприниматься модемом как управляющая команда. После получения этой последовательности модем выходит из режима передачи в командный режим, не прерывая связи с удаленным модемом. Это дает возможность пользователю или прикладному процессу, не разрывая связи, войти в командный режим и изменить параметры обмена информацией или настройки используемой коммуникационной программы.
Возможные состояния интеллектуального модема и переходы между ними поясняются диаграммой, приведенной на рис. 4.1.
4.2. АТ-команды
Основное отличие Haves-совместимых модемов состоит в поддержке командного режима в стандарте АТ-команд. AT (Attention — внимание) — это префикс, который ставится перед одной или несколькими командами Hayes-модема.
В командном режиме символы, набираемые на клавиатуре, попадают в командный буфер и посылаются на исполнение нажатием клавиши <Enter>. Команды могут быть набраны либо строчными, либо прописными буквами и должны содержать численные параметры, если того требует формат команды. Если численный параметр пропущен, то его значение по умолчанию принимается равным нулю. При успешном выполнении команды модем посылает вам сообщение <0k>. При интерпретации команды модем анализирует только семь младших разрядов каждого символа; строчные символы команды эквивалентны прописным символам. Пробелы и управляющие символы, отличные от ASCII-кода возврата каретки 13 (<CR> — Carriage Return) и ASCII-кода забоя 8 (<BS> — Back Space), появляющиеся в командной строке, игнорируются. По умолчанию все факс-модемы должны поддерживать внутриполосное XON/XOFF-управле-ние потоком данных, хотя также могут использоваться другие типы управления потоком.
Все команды современных интеллектуальных модемов можно классифицировать, как это показано на рис. 4.2. Данная классификация не является окончательной и может расширяться в процессе роста функциональных возможностей модемов, например таких, как организация закрытых шифрованных каналов связи.
Как видно из рис. 4.2, префикс AT не ставится только перед перед командой А/ и Escape-последовательностью (+++). Команда А/ означает повторение последней команды. По этой команде происходит повторение последней введенной
Рис. 4.2. Структура команд интеллектуальных модемов
команды из внутреннего буфера модема. Escape-последовательность используется для переключения модема в командный режим из режима передачи данных.
Остальные команды являются АТ-командами, так как начинаются с префикса AT. Команды различного рода расширенных наборов имеют также дополнительные префиксы, следующие за префиксом AT. В качестве таких префиксов выступают знаки типа <&>, <\>, <*>, <%>, <#>, <+> или другие.
Таблица 4.1. Основные АТ-команды
| Команда | Назначение АТ-команды |
| AT | Префикс командной строки. |
| In | Запрос результирующего кода и проверочной суммы ROM: 10 — модем посылает трехцифровой результирующий код; 11 — модем выдает проверочную сумму программы ROM: 12 — модем выдает <0k> или состояние ошибки проверочной суммы программы ROM; 3 — модем выдает свой статус, включая формат данных, протокол Bell или ITU-T. |
| А | Автоответ. |
| Вп | Выбор протокола Bell или ITU-T: 0 — ITU-T V.22/V.2201S; 1 —Ве11212А. |
| Сп | Передача сигнала несущей: 0 — запрещает передачу несущей; 1 — разрешает передачу несущей. |
| Dn | Набор номера п и установление связи. |
| Р | Использование импульсного набора (метода PULSE). |
| R | Установление связи в реврсивном режиме — режиме автоответа. |
| S | Набор хранимого номера. |
| Т | Использование тонального набора (метода TONE). |
| W | Ожидание длинного тона (гудка) из линии. |
| ® | Ожидание "молчания" в линии. |
| . | Задержка, перерыв в последовательности вызовов (время задержки — из регистра S8). |
| ! | Краткая временная задержка (0,5 с) — имитирует процесс "положить трубку". |
| Возврат в командный режим модема после набора номера. | |
| / | Пауза на 1/8 с. |
| En | Эхо модемных команд (отображение выдаваемых команд на экране дисплея): ЕО — запрет эха; Е1 — любой символ, посланный в модем в командном режиме, отображается на дисплее. |
| Fn | Установка режима дуплекса: FO — полудуплексный режим; F1 — полнодуплексный режим. |
| Команда | Назначение АТ-команды |
| Нп | Подключение модема к линии: НО — "положить трубку" (HUNGE UP или ON HOOK); Н1 — "поднять трубку" (OFF HOOK). |
| Ln | Управление громкостью встроенного динамика: LO — слабая; L1 — выше слабой; L2 — средняя; L3 — высокая. |
| Мп | Управление динамиком: МО — выключен; М1 — включен в процессе вызова или ответа (по умолчанию); М2 — всегда включен; МЗ — отключается после получения несущего сигнала при наборе номера. |
| On | Управление режимом работы модема: 00 — переводит модем в режим передачи; 01 — переводит модем в режим передачи и переустанавливает протоколы связи и параметры эквалайзера. |
| Qn | Выдача сообщений модемом: 00 — разрешает выдачу сообщений модемом (по умолчанию); 01 — запрещает выдачу сообщений. |
| Sn-x | Команды записи в S-регистры: п — номер S-регистра; х — значение, записываемое в регистр. |
| Sn? | Чтение регистра — считывает содержимое S-регистра с номером п. |
| Vn | Выбор кодов для сообщений модема: VO — используются цифры; VI — используются слова. |
| Xn | Выбор набора диагностических сообщений, управление определением сигнала "занято" и наличием гудков в линии. Подробная информация о ХО — Х4 приведена в табл. 4.3. Х5.Х6 — переключение голос/данные: Х5 — переход из режима голосовой связи в режим передачи данных; Х6 — переход из режима передачи данных в режим передачи голоса пользователя. |
| Yn | Дистанционное отключение сеанса связи: YO — не отключатся; Y1 — отключатся после задержки в 1,6 с. |
| Z | Первоначальная установка, приводит к следующим событиям: — модем "кладет трубку"; — содержимое всех S-регистров устанавливается в состояние "по умолчанию"; — очищается командный буфер; — считывается состояние конфигурационных переключателей или файла конфигурации из энергонезависимой памяти; — посылается сообщение <0к>. |
Набор АТ-команд конкретного модема может отличаться от наборов команд модемов других производителей. Полное описание команд должно содержаться в руководстве на модем.
Таблица 4.2. Расширенный набор АТ-команд
| Команда | Назначение АТ-команды |
| &Сп | Определение положения информационной несущей (DCD): &СО — модем поддерживает DCD (контакт 8 DB-25 RS-232) всегда включенным; &С1 — информационная несущая DCD определяется состоянием связи. |
| &Dn | Определение положения линии готовности терминала (DTR): &DO — модем игнорирует сигнал DTR (контакт 20 DB-25 RS-232); &D1 — при пропадании DTR модем переходит в коммандный асинхронный режим; &D2 — выключение OTR приводит к "опусканию трубки", выходу из режима ответа и возвращению к командному режиму; &D3 — отключение DTR инициализирует модем. |
| &F | Считывание конфигурации из энергонезависимой памяти (ERPROM) |
| &Gn | Выбор частоты сигнала защитного тона: &GO или &G — без защитного тона; &Q1 — 550 Гц; &G2 — 1800 Гц (по умолчанию). |
| &Jn | Выбор телефонного разъема: &JO — RJ-11/ RJ-41S/ RJ-45S; &J1 —RJ-12/RJ-13. |
| &Ln | Выбор типа линии: &LO — коммутируемая; &L1 — выделенная (арендуемая) линия. |
| &Мп | Выбор режима связи: &МО — асинхронный: &М1 — первый синхронный режим — асинхронный вызов и последующий переход в синхронный режим; &М2 — второй синхронный режим — запоминание номера вызова; &МЗ — третий синхронный режим — ручной вызов. |
| &Pn | Выбор отношения вызов/пауза (брейк-отношения) для импульсного режима набора: &РО — 39/61 (стандарт США, Канады и России); &Р1 — 33/67 (стандарт Великобритании). |
| &Rn | Определение положения сигнала RTS (только в синхронном режиме): &RO — сигнал CTS (контакт 5 DB-25 RS-232) передается при наличии сигнала RTS (контакт 4); &R1 — модем игнорирует RTS и включает CTS, когда готов к приему синхронных данных. |
| Команда | Назначение АТ-команды |
| &Sn | Определение положения сигнала готовности модема (DSR): &SO — модем устанавливает DSR по включению; &S1 — DSR (контакт 6 DB-25 RS-232) функционирует согласно рекомендации Е1А. |
| &Tn | Установление тестового режима: &ТО — прекращает любой выполняемый тест по получении команды; &Т1 — запускает локальный аналоговый тест; &Т2 — запускает локальный цифровой тест; &ТЗ — подготавливает модем к выполнению удаленного цифрового теста по запросу другого модема; &Т4 — запрещает удаленный цифровой тест; &Т5 — разрешает удаленный цифровой тест с другим модемом: &Т6 — инициализирует удаленный цифровой тест; &Т7 — инициализирует удаленный цифровой тест с самодиагностикой. |
| &Wn | Запись текущей конфигурации в энергонезависимую память профиля (профайла) п |
| &Xn | Выбор источника тактовой частоты синхронизации передачи (только для синхронного режима работы порта): &ХО — модем генерирует тактовую частоту и выдает ее на 15-й контакт DB-25 RS-232; &Х1 — компьютер генерирует тактовую частоту и передает ее на модем через 24-й контакт DB-25, а модем передает ее через контакт 15; &Х2 — модем выделяет сигнал тактовой синхронизации из входного сигнала и поддерживает его на контакте 15 RS-232. |
| &Zn | Запоминание телефонного номера п |
Стандартный и расширенный наборы АТ-команд приведены в табл. 4.1. и 4.2 соответственно.
Если модем не выполняет команды, необходимо проверить следующее:
> находится ли модем в командном режиме;
> стоит ли в начале последовательности команд префикс AT;
> находится ли конфигурация компьютера и программы в соответствии с параметрами обмена модема по порту RS-232.
Если после выполнения команды от модема пришло сообщение ERROR, то причиной этого могут быть следующие:
> переполнение командного буфера по причине большого количества команд;
> ошибка в команде.
4.3. Ответные коды модемов
В процессе своей работы модем может информировать компьютер пользователя о текущем состоянии связи и результатах выполнения АТ-команд. Для этого применяются так называемые ответные коды модема. Модемы могут передавать одиночные цифровые коды, которые можно расшифровать, используя руководство пользователя модема или символьный ответ, который близок к простому английскому языку.
В табл. 4.3 приведены основные ответные коды Hayes-совместимых модемов, а также набор Х-команд, определяющих использование соответствующих ответных кодов.
Таблица 4.3. Ответные коды модемов
| Символьный | Цифровой | h | •1або | р ко | манд | Значение ответа | |
| вид | код | ХО | Х1 | Х2 | ХЗ | Х4 | |
| ОК | 0 | + | + | + | + | + | Модем выполнил команду без ошибок |
| CONNECT | 1 | + | + | + | + | + | Связь установлена |
| со скоростью 300 бит/с (после | |||||||
| выполнения команд Х1, Х2, ХЗ, Х4) или | |||||||
| со скоростью 600, 1200, 2400 бит/с | |||||||
| (после выполнения команды ХО) | |||||||
| RING | 2 | + | + | + | + | + | Обнаружение сигнала звонка на линии |
| NO CARRIER | 3 | + | + | + | + | + | Модем потерял несущую или не |
| получил ответ от удаленного модема | |||||||
| ERROR | 4 | + | + | + | + | + | Ошибка в командной строке, |
| командный буфер переполнен или | |||||||
| ошибка в контрольной сумме | |||||||
| (команда 12) | |||||||
| CONNECT 1200 | 5 | — | + | + | + | + | Установлена связь со скоростью |
| 1200 бит/с | |||||||
| NO DIALTONE | 6 | — | — | + | — | + | Отсутствие сигнала станции при снятии |
| трубки | |||||||
| BUSY | 7 | — | — | — | + | + | Модем обнаружил сигнал "занято" |
| после набора номера | |||||||
| NO ANSWER | 8 | — | — | + | + | + | Использовалась команда 0, но не было |
| выполнено условие пятисекундной | |||||||
| паузы | |||||||
| CONNECT 600 | 9 | — | + | + | + | + | Установлена связь со скоростью |
| 600 бит/с | |||||||
| CONNECT 2400 | 10 | — | + | + | + | + | Установлена связь со скоростью |
| 2400 бит/с |
Большинство ответов модема зависит от команды и связано с возвратом запрашиваемой информации или сообщением о текущем состоянии модема. Тем не менее, имеются два стандартных ответа — ОК. и ERROR. Ответ ОК означает, что команда принята и модем готов для приема следующей команды.
Если модем обнаруживает использование недопустимого аргумента или неправильный формат команды, он выдает ответ ERROR. Нераспознанные и неподдерживаемые команды также могут приводить к этому ответу. В других случаях, например, при получении вышедших из употребления команд, ответ ОК будет выдаваться для сохранения совместимости с имеющимся программным обеспечением, но при этом в состоянии модема не будет происходить никаких изменений.
Различные модемы по разному реагируют на ошибки в командной строке. Обычно, любая ошибка в командной строке приводит к сбрасыванию всей командной строки без изменения состояния модема. Однако некоторые модемы могут обрабатывать правильные команды в строке до тех пор, пока они не встретят ошибку, после чего обработка командной строки прекращается.
4.4. S-регистры модемов
В интеллектуальных модемах имеется набор регистров, содержимое которых можно считывать и изменять программным образом. Устанавливая определенные значения в соответствующие регистры, можно управлять работой модема. На платах многих модемов имеются конфигурационные переключатели, которые можно установить определенным образом и тем самым задать содержимое некоторых регистров, которое они принимают по умолчанию при включении модема. В табл. 4.4 приведен список S-регистров модема, их содержимое по умолчанию и соответствующие функции модема.
Для того, чтобы прочитать содержимое регистра, необходимо подать команду Sn?, где п — номер регистра. Для записи числа х в регистр Sn используется команда Sn=x. После этой команды можно использовать команду чтения и записи, не включая в командную строку имени регистра, например:
ATS6 — установить указатель на регистр S6;
AT? — считать содержимое регистра S6;
АТ=3 — записать в регистр S6 число 3.
Указатель на данный регистр будет сохранятся до тех пор, пока не будет использована команда Sn со значение п, отличным от текущего.
Как и в случае АТ-команд, между разными изготовителями модемов существует некоторый уровень согласованности и в определениях S-регистров. Однако полная схема использования S-регистров зависит от типа модема. В общем случае можно считать, что 13 S-регистров SO-S12 присутствуют в любом модеме, и выполняемые ими функции согласованы между производителями модемов. Ниже приведено краткое описание и минимальные комментарии по этим тринадцати S-регистрам.
Таблица 4.4. Основные S-регистры интеллектуальных модемов
| Регистр | Пределы изменения величин | Значение по умолчанию | Функция |
| SO | 0—255 | 1 | Число гудков для автоответа |
| S1 | 0—255 | 0 | Счетчик приходящих гудков |
| S2 | 0—127 (ASCII) | 43 | ASCII код ESCAPE символа, обычно символа + |
| S3 | 0—127 (ASCII) | 13 | ASCII код ENTER (<CR>) символа |
| S4 | 0—127 (ASCII) | 10 | ASCII код LINEFEED (<LF>) символа |
| S5 | 0—32, 127 (ASCII) | 8 | ASCII код BACKSPACE (<BS>) символа |
| S6 | 2—225 (с) | 2 | Время ожидания первого гудка, с |
| S7 | 1—255 (С) | 45 | Время одной попытки, с |
| S8 | 0—255 (С) | 2 | Значение задержки, определяемой символом <,>, с |
| S9 | 1—255(0,1 с) | 6 | Время определения несущей, с |
| S10 | 1—255(0,1 с) | 7 | Время ожидания восстановления потеряной несущей, с |
| S11 | 50—255(0,1 с) | 70 | Скорость набора для метода TONE |
| S12 | 0—255 (0,05 с) | 50 | Пауза для передачи ESCAPE последовательности |
Регистры различных модемов с номерами больше 12 могут значительно отличаться между собой по функциональному назначению. В случае отсутствия документации на используемый модем может пригодиться информация и о S-регистрах других модемов, приводимая в табл. 4.5.
Таблица 4.5. Дополнительные S-регистры интеллектуальных модемов
| Пределы | ||
| Регистр | изменения | Функция |
| величин | ||
| S13 | Не используется | |
| S14 | 0—255 | Состояние модема. |
| Бит О—не используется. | ||
| Бит 1 — эхо-печать: | ||
| =0 — не выполняется; | ||
| =1 — выполняется. | ||
| Бит 2 — управление ответом модема: | ||
| =0 — разрешен; | ||
| =1 — запрещен. |
| Пределы | ||
| Регистр | изменения | Функция |
| величин | ||
| S14 | 0—255 | Бит 3 — управление формой ответа модема: |
| =0 — ответ в сокращенной (цифровой) форме; | ||
| =1 — ответ в виде слов на английском языке. | ||
| Бит 4 — не используется. | ||
| Бит 5 — система набора номера: | ||
| =0 — тоновый набор (TONE); | ||
| =1 — импульсный набор (PULSE). | ||
| Бит 6 — не используется. | ||
| Бит 7 — текущее состояние модема: | ||
| =0 — модем находится в состоянии ответа; | ||
| =1 — модем в состоянии вызова другого модема. | ||
| S15 | Не используется | |
| S16 | 0-255 | Параметры теста модема. |
| Бит 0 — локальный аналоговый циклический тест: | ||
| =0 — разрешен; | ||
| =1—запрещен | ||
| Бит 1 — не используется | ||
| Бит 2 — локальный цифровой циклический тест: | ||
| =0 — разрешен; | ||
| =1 — запрещен. | ||
| Бит 3 — текущее состояние теста: | ||
| •О — нециклический; | ||
| °1 — циклический. | ||
| Бит 4 — запуск удаленного циклического теста: | ||
| =0 — разрешен; | ||
| «=1 — запрещен. | ||
| S16 | 0—255 | Бит 5 — запуск удаленного цифрового циклического теста |
| с подсчетом числа ошибок | ||
| =0 — разрешен; | ||
| »1 — запрещен. | ||
| Бит 6 — запуск локального аналогового циклического теста | ||
| с самопроверкой: | ||
| "0 — разрешен; | ||
| »1 — запрещен. | ||
| Бит 7 — не используется. | ||
| S17 | Не используется. | |
| S18 | 0—255 | Задает длительность теста модема, с. |
| S19 | Не используется. |
| Пределы | ||
| Регистр | изменения | Функция |
| величин | ||
| S20 | Не используется. | |
| S21 | 0—255 | Параметры модема. |
| Бит 0 — тип используемого разъема для телефонной линии: | ||
| =0 — RJ-11/ RJ-41S/ RJ-45S; | ||
| =1 —RJ-12/RJ-13. | ||
| Бит 1 — не используется. | ||
| Бит 2 — управление сигналами RTS/CTS: | ||
| »0 — RTS следует за CTS; | ||
| =1 — CTS всегда включен. | ||
| Бит 3,4 — управление сигналом DTR: | ||
| =•0,0 — сигнал DRT игнорируется; | ||
| =0,1 — при выключении DTR модем переходит в | ||
| командный режим; | ||
| =1,0 — при выключении DTR модем "опускает" трубку; | ||
| =1,1 — при выключении DTR модем инициализируется. | ||
| Бит 5 — управление сигналом DCD: | ||
| 0 — DCD всегда включен; | ||
| 1 — DCD указывает на наличие несущей. | ||
| Бит 6 — управление сигналом DSR: | ||
| 0 — DSR всегда включен; | ||
| 1 — DSR указывает на "поднятую" трубку и | ||
| нахождение модема в информационном режиме. | ||
| Бит 7 — управление режимом разрывом соединения по | ||
| таймауту: | ||
| =0 — запрещено; | ||
| 1 — разрешено. | ||
| S22 | 0—255 | Управление выбором набора ответов модема и динамиком. |
| Биты 0,1 — управление уровнем громкости звука динамика: | ||
| "0,0 — низкий уровень; | ||
| »0,1 — низкий уровень; | ||
| =1,0 — средний уровень; | ||
| =1,1— высокий уровень. | ||
| Биты 2,3 — управление динамиком: | ||
| ==0,0 — динамик отключен; | ||
| «=0,1 — динамик отключен до момента обнаружения | ||
| несущей: | ||
| "1,0 — динамик всегда включен: | ||
| »1,1 — динамик включается после набора номера до | ||
| определения несущей. |
| Регистр | Пределы изменения величин | Функция |
| S22 | 0—255 | Биты 4,5,6 — управление набором ответов модема: =0,0,0 — набор соответствует ХО; "1,0,0 — набор соответствует Х1; »1,0,1 — набор соответствует Х2; =1,1,0 — набор соответствует ХЗ; =1,1,1 — набор соответствует Х4. Бит 7 — управление скоростью набора номера при тональной системе вызова: =0 — американский стандарт; =1 — европейский стандарт. |
| S23 | 0—255 | Параметры модема. Бит 1 — управление удаленным тестированием модема: =0 — тестирование запрещено; -1 — тестирование разрешено. Биты 2,3 — отражает скорость передачи данных модемом: =0,0 — скорость 0-300 бит/с; "0,1 — не используется; =1,0 — скорость 1200 бит/с; =1,1 — скорость 2400 бит/с. Бит 3 — не используется. Биты 4,5 — управление битом паритета: =0,0 — проверка на четность; =0,1 — бит паритета всегда равен 1; =1,0 — проверка на нечетность; =1,1— бит паритета всегда равен 0. |
| S23 | 0—255 | Биты 6,7 — установка частоты защитного сигнала: =0,0 — сигнал не генерируется; =0,1 — сигнал частотой 550 Гц; =1,0 — сигнал частотой 1800 Гц; =1,1 — не используется. |
| S24 | Не используется. | |
| S25 | 0—255 | Задает время задержки сигнала DTR в сотых долях секунды. |
| S26 | Задает время задержки между сигналами RTS и CTS в сотых долях секунды. | |
| S27 | 0—255 | Параметры режима передачи данных. Биты 0,1 — управление режимом передачи: "О.О — асинхронный; =0,1 — синхронный; -1,0 — синхронный с набором номера из памяти; |
| Регистр | Пределы изменения величин | Функция |
| S27 | 0—255′ | -1,1 — синхронный с набором номера АТ-командой. |
| Бит 2 — работа по коммутируемой или арендуемой линии: | ||
| -0 — коммутируемая линия; | ||
| -1 — выделенная линия. | ||
| Бит 3 — не используется. | ||
| Биты 4,5 — определяет источник синхронизации. | ||
| =0,0 — модем пользователя; | ||
| -0,1 — удаленный компьютер; | ||
| =1,0 — выделение из принимаемой несущей; | ||
| -1,1 — не используется. | ||
| Бит 6 — выбор протокола обмена: | ||
| =0 — ITU-TV.22blS/V.22; | ||
| =1 — Bell. | ||
| Бит 7 — не используется. |
50 — количество гудков для автоответа. Значение этого регистра равно числу гудков, после которого модем, находящийся в режиме автоответа, поднимет трубку и начнет устанавливать связь с удаленным модемом. По умолчанию S0=1. Для отключения этой функции необходимо присвоить S0=0.
51 — счетчик приходящих гудков. Эта функция работает при ненулевом значении регистра SO. Если после последнего гудка в течении 8 с новые гудки не последуют, содержимое S1 обнуляется.
52 — символ ESCAPE. Используется в ESCAPE-последовательностях, по умолчанию 43-й символ ASCII — "+" (плюс). Однако можно заменить любым символом от 0 до 127.
53 — символ ENTER. Символ "ввод" или "перевод каретки" (<CR>), по умолчанию равен 13. Можно заменить любым другим символом от 0 до 127.
54 — символ LINEFEED. Символ "прокручивание линии" (<LF>), по умолчанию равен 10. Можно заменить любым другим символом от 0 до 127.
55 — символ BACKSPACE. Символ "забой" (<BS>), по умолчанию равен 8. Можно заменить любым другим символом от 0 до 32 или символом 127.
56 — ожидание первого гудка. Определяет время в секундах, в течение которого должен прийти гудок из линии при "поднятии трубки". Если в течение этого времени придет сигнал, то модем начнет набор номера, если нет, то модем "положит трубку".
57 — время одной попытки соединения, определяет время в секундах, в течение которого должна быть установлена связь с удаленным модемом. Если в течении этого времени связь будет установлена, то модем выдаст сообщение
CONNECT, если нет, — то модем "положит трубку" и выдаст сообщение NO CARRIER. По умолчанию это время составляет 45 с.
58 — время задержки, задается командой <,>. По умолчанию — 2 с.
59 — определение несущей. Определяет время в десятых долях секунды, в течении которого на линии должна присутствовать несущая частота от удаленного модема для ее надежного определения. По умолчанию значение регистра равно 6 (т.е. 0,6 с).
SI 0 — потеря несущей. Определяет время в десятых долях секунды, в течении которого может отсутствовать несущая частота от удаленного модема и при этом не будет оборвана связь. По умолчанию значение регистра равно 7 (т.е. 0,7 с). Значение регистра S10 должно всегда превосходить значение регистра S9.
511 — скорость набора для режима TONE. Определяет время в тысячных долях секунды, соответствующее отношению длительности передачи цифры к промежутку времени между передачей цифр телефонного номера при тональном наборе. По умолчанию значение регистра равно 70, что примерно соответствует скорости 7,14 цифр/с. При значении регистра 255 скорость набора минимальна и равна 1,9 цифр/с. Не оказывает влияния на параметры набора номера при импульсном наборе (режим PULSE).
512 — пауза в ESCAPE-последовательности. Определяет время задержки для ESCAPE-последовательности через временные интервалы длительностью 0,02 с. По умолчанию значение регистра равно 50 (т.е. 1 с). Минимальное значение соответствует 0,4 с, максимальное — 5,1 с.
4.5. Команды управления факс-модемами
Для реализации возможностей факсимильной связи в системе компьютер-модем также необходим свой командный интерфейс. Но ни один из производителей факс-модемов не смог захватить основную часть рынка их сбыта. В результате появилось большое число командных интерфейсов. Наличие множества интерфейсов привело к необходимости решения весьма неприятных проблем. Пользователи, привыкшие к широкой совместимости модемов, обнаружили полное отсутствие совместимости программных средств управления факс-модемами. Использование конкретного факс-модема требовало привлечения заказного программного обеспечения, ориентированного на модемы данного изготовителя.
Для решения этой проблемы Ассоциация электронной промышленности США (EIA) разработала ряд стандартов, определяющих протоколы и команды для использования в факсимильной системе DTE—DCE. Была поставлена цель разбить модемы на три класса в соответствии с их возможностью проводить сеанс факсимильной связи независимо от DTE. В данном разделе описываются эти три класса факс-модемов.
4.5.1. Классы модемов
Отдельный факсимильный аппарат с полным набором функций осуществляет все фазы сеанса связи, начиная от подготовки изображения с последующей передачей данных по каналу связи и кончая восстановлением изображения на приемной стороне. Однако, когда сеанс факсимильной связи проводится с использованием персонального компьютера и факс-модема, обязанности по управлению сеансом связи распределяются между этими двумя устройствами. Спецификации EIA для факс-модемов определяют границу разделения этих обязанностей и интерфейс взаимодействия: На рис. 4.3 показано представление двух уровней (DTE и DCE) интерфейса классов факс-модемов.
Класс 1 факс-модемов описывается спецификацией EIA/TIA-578. Факс-модемы класса 1 обеспечивают минимальный сервис, необходимый для реализации сеанса факсимильной связи с факсимильными аппаратами Группы 3. Как показано на рис. 4.3, в обязанности компьютера входит кодирование изображения (по стандарту Т.4) и управление передачей документов (по стандарту Т. 30). Факс-модемы класса 1 обеспечивают следующие функции:
> интерфейс с коммутируемой телефонной сетью;
^ преобразование сигнала (модуляция) в соответствии с одним из протоколов модуляции серии V;
передача и прием данных;
формирование HDLC-кадров (прозрачность данных, обнаружение ошибок);
выполнение управляющих команд и выдача ответов.
Рис. 4.3. Разделение интерфейсных функции DTE и DCE при использовании факс-модемов различных классов
Сеанс факсимильной связи, проводимый с использованием модемов класса 1, должен всегда осуществляться под управлением прикладных программ. В отличие от типичного сеанса связи с использованием обычного модема, требования стандарта Т.30 по синхронизации, декодированию и упорядочению данных делают нецелесообразным управление сеансом факсимильной связи в неавтоматическом режиме (с ручной подачей команд).
Факс-модемы класса 2.0 характеризуются большей интеллектуальностью по сравнению с модемами класса 1. Как видно из рис. 4.3, при использовании этих факс-модемов распределение обязанностей в интерфейсе изменяется таким образом, что основная нагрузка по осуществлению сеанса связи по стандарту Т.30 смещается от компьютера к модему. Предполагается, что модемы класса 2.0 обеспечивают следующие возможности:
> интерфейс с коммутируемой телефонной сетью;
> преобразование сигнала (модуляция) в соответствии с одним из V-про-токолов;
> реализация протокола Т.30;
> выдача сообщения о состоянии (статусе) сеанса связи;
>• дополнение минимального времени интервала сканирования линии;
> проверку качества получаемых данных;
> пакетные протоколы для интерфейса DTE — DCE.
Обозначение "класс 2.0" (где "О" означает номер модификации) применимо только к факс-модемам, которые соответствуют окончательному варианту спецификации TIA/EIA-592. В процессе разработки этого стандарта его проект был обозначен как SP-2388. Однако окончательный вариант существенно отличается от ранних модификаций. Модемы, которые были изготовлены в расчете на использование раннего варианта SP-2388-A, на запрос о классе, к которому они относятся, возвращают ответ просто <2>.
Модемы класса 2.0 инициируют и завершают вызовы, управляют сеансом связи, передают данные, представляющие изображения, и могут осуществлять преобразование форматов изображения, определяемых стандартами Т.4 (группа 3) и Т.6 (группа 4). У DTE остаются обязанности по подготовке и сжатию данных для передачи и интерпретации сжатых данных при приеме. DTE передает данные в том виде, в котором их запрашивает модем. Командный интерфейс модемов класса 2.0 не обязательно совместим снизу вверх с интерфейсом модемов класса 1; реализация функций модемов класса 1 является возможной, но необязательной.
Спецификация для факс-модемов класса 3 в настоящее время находится в стадии разработки Ассоциацией электронной промышленности EIA. Планируется, что она продолжит тенденцию передачи обязанностей по обработке факсинильного сообщения от компьютера к модему, как показано на рис. 4.3. В дополнение к реализации функций стандарта Т.30 и физических функций модема, модемы класса 3 будут преобразовывать файлы данных, представляющих изображение, в сжатое изображение стандартов Т.4 или Т.6 для передачи. Модем по желанию пользователя может декомпрессировать изображение при его получении (такое расширение может быть необязательным или нежелательным для систем передачи с буферизацией данных).
Вероятно модемы класса 3 будут допускать преобразование некоторых форматов графических файлов и текстовых ASCII-файлов. Такая файловая поддержка позволит включить возможности факсимильной связи во многие типы прикладного программного обеспечения. Интерфейс класса 3 также улучшит работу факсимильного оборудования в сети или в другом коммуникационном окружении, где синхронизация сообщений, передаваемых между DTE и DCE, не контролируется.
4.5.2. Команды класса 1
Команды для управления факс-модемами класса 1 и класса 2.0 были введены как расширение набора АТ-команд. Как и в случае команд для обычных модемов, строка символов, посылаемая к модему, называется командной строкой и должна начинаться с символов AT или at. Командная строка содержит только печатные ASCII-символы и заканчивается символом возврата каретки.
Каждая факс-команда EIA начинается с символа факс-расширения +F. Имеются три общих формы синтаксиса команды, зависящие от конкретной команды. Эти три формы задают идентификацию возможностей, идентификацию состояния и установку параметров модели. Отметим, что не все эти формы синтаксиса применимы для каждой команды.
Для того чтобы определить возможности модема, используется командный синтаксис идентификации возможностей. Этот синтаксис соответствует следующей форме записи команды:
где command означает действительную факс-команду. Модем будет отвечать на эту команду путем перечисления значений или интервала значений параметров, которые он поддерживает. Например, ответ модема класса 1 на командную строку AT+FCLASS=? мог бы быть следующим:
Этот ответ указывает на то, что модем может быть сконфигурирован как факс-модем класса 1, а также как обычный модем (класс 0).
При использовании второго типа командного синтаксиса (идентификация состояния) выдается запрос модему на текущие значения параметра или конфигурационной установки. В этом случае команда выдается в следующем виде:
Например, для определения текущего режима работы модема, можно подать команду AT+FCLASS? Модем, сконфигурированный для работы в качестве факс-модема класса 1, выдал бы следующий ответ:
Трети тип командного синтаксиса используется для того, чтобы установить значение параметра или передать параметр, управляющий работой модема. Команда установки выдается в виде
+ F puram=val
где рагат указывает параметр, который должен быть установлен, a val —желаемое значение этого параметра. В зависимости от команды, val может быгь числом или буквенным выражением. Как для АТ-команд стандартных модемов, так и для команд факс-модемов класса 1 числовой аргумент представляется в виде десятичного числа.
По умолчанию командную строку завершает символ возврата каретки. В качестве символа, завершающего строку, также может использоваться точка с запятой <;>. За исключением команд +FTS и +FRS, команда класса 1 должна быть единственной командой в строке. Хотя это ясно указано в стандарте EIA/TIA-578, многие факс-модемы класса 1 допускают несколько факс-команд в одной строке без разделителей.
Факс-модемы могут быть запрограммированы на выдачу ответов в буквенной (расширенной словесной) или числовой (краткой) формах. Перед словесным ответом и после него ставится символьная пара возврата каретки и перевода сгроки (<CR><LF>). Числовые ответы выдаются только с завершающим символом возврата каретки. Коды результата ОК (0), CONNECT (1), NO CARRIER (3) и ERROR (4) обязательны.
4.6.3. Команды класса 2
Команды EIA для факс-модемов класса 2.0, по существу, имеют тот же синтаксис, чю и факс-модемы класса 1. Все команды начинаются с символа расширения +F. Три общих формы командного синтаксиса (идентификации возможностей, идентификации состояния и установки) также могут использоваться, когда это необходимо.
Для модемов класса 2.0 командный синтаксис, предназначенный для установки значения параметра или передачи параметра, контролирующего работу модема, может поддерживать числовые или строковые значения. Однако, в опичие от команд класса 1. числовые константы для класса 2.0 должны быть заданы в шестнадцатеричь ‘.i системе. Числовая константа может быть состав-юна только из символов <0> — <9> (ASCII-коды от 30h до 39h) и символов <А> <F> (ASCII-коды от 41h до 46h). Десятичная константа 255, эквивалентная шестнадцатеричной константе FFh, посылалась бы как два символа <F>. Символ h используется в тексте для обозначения шестнадцатеричных чисел и не посылается модему.
Строковые константы состоят из последовательности печатных ASCII-сим-волов, перед которой и за которой стоит символ двойной кавычки <">. Нулевая строка константы задается с помощью двух последовательных двойных кавычек <" ">.
. В дополнение к величинам, принимающим одно значение, факс-модемы класса 2.0 могут передаваться и возвращать в качестве аргументов целые области значений. Этот синтаксис отличается от синтаксиса для модемов класса 1. В ответ на запрос о возможностях модем возвращает набор значений в виде упорядоченного списка. Этот список начинается с символа левой скобки <(> и заканчивается символом правой скобки <)>. В списке может быть указана одна величина, несколько величин или интервал величин. Для того чтобы обеспечить совместимость с модемами класса 1, ответ модема класса 2.0 на команду AT+FCLASS=? не следует этому соглашению.
Несколько величин, содержащихся в упорядоченном списке, разделяются символом запятой <,>. Пример такого ответа <(0, 2, 4, 8)>. Интервал значений выражается как две величины, разделяемые символом переноса <—>. Например, интервал десятичных чисел от 0 до 255 выражался бы в виде <(0—FF)>. Команды для модемов класса 2.0 могут также допускать составные величины, состоящие из серий значений, заключенных в круглые скобки и разделенных запятыми. Вносимые пробелы игнорируются. Следующая строка представляет типичную составную величину:
Команды класса 2 выполняются слева направо внутри командной строки. Каждая команда выполняется отдельно, независимо от того, что следует за ней на командной строке. Если все команды выполнены правильно, выдается единственный код результата. Если команда приводит к ошибке или если обнаружена недопустимая команда, выполнение командной строки прекращается и все необработанные команды в командной строке игнорируются. Факс-модемы группы 2 поддерживают следующие ответные коды:
Разработка спецификации для факс-модемов класса 2.0 проводится подкомитетом TR-29.2 по факсимильным цифровым интерфейсам. В августе .1990 г. этот подкомитет выпустил стандарт SP-2388-A, первый проект которого в конце концов стал стандартом TIA/EIA-592 для факс-модемов класса 2.0. Группа изготовителей микросхем, включая фирмы Sierra, Rockwell и Ехаг, разработала и выпустила свыше миллиона модулей, реализующих стандарт класса 2, описанный в первом проекте стандарта, датированном августом 1990 г.
Основываясь на отзывах, полученных о стандарте SP-2388-A, подкомитет решил существенно модифицировать данный документ (например, сообщение об установлении факсимильной связи было изменено с +FCON на +FCO), несмотря на то, что большое число установленных модулей базируется на этом стандарте. Стандарт SP-2388-A был отменен и вместо него выпущен стандарт SP-2388-B. Чтобы учесть широкое распространение модемов класса 2, основанных на стандарте, выпущенном в августе 1990 г., команда CLASS была переопределена для возврата следующих ответов:
О Обычный модем
1 EIA/TIA-578
2 SP-2388-A (резервный для производителя) 2.0 TIA/EIA-592
4.6.4. Сеанс факсимильной связи модемов класса 1
Проведение сеанса факсимильной связи для модемов класса 1 требует большого внимания со стороны DTE. Управляющая и передаваемая информация должна быть отформатирована в DTE и затем передана модему. Подобным же образом данные, получаемые модемом, направляются к DTE для декодирования и интерпретации. В табл. 4.6 иллюстрируется хронология сеанса факсимильной связи, когда модем класса 1 инициирует вызов и посылает данные (без ошибок), представляющие одну страницу изображения.
Сеанс начинается, когда DTE переводит локальный модем в режим факсимильной связи (факс-режим) и набирает номер удаленного факс-терминала. Локальный модем генерирует сигнал CNG — последовательность посылок тонального сигнала частотой 1100 Гц, длительностью 0,5 с с интервалом 3 с. Удаленный факс-терминал выдает CED-сигнал (идентификационный сигнал вызываемой станции) — тональный сигнал с частотой 2100 Гц в течение 2,6—4 с.
Удаленный факс-терминал вырабатывает несущую, используя протокол модуляции V.21 (канал 2, 300 бит/с), и посылает HDLC-флаги. Для использования метода модуляции V.21 неявным образом локальный модем конфигурируется командой AT+FCLASS=1. При получении HDLC-флагов локальный модем возвращает код результата CONNECT к DTE.
Далее, локальный модем получает HDLC-кадр от удаленного факса и посылает данные, показанные на рис. 4.4, к DTE. Первый байт этого кадра представляет адресное HDLC-поле и при связи по коммутируемой телефонной сети всегда имеет значение FFh.
За полем адреса сразу же следует управляющее HDLC-поле, содержимое которого может принимать одно из двух значений. Если это значение COh, то данный кадр — не последний кадр в данной процедуре. Значение C8h указывает на последний кадр. Заметим, что этот байт передается к DTE с обратным порядком следования разрядов по отношению к описаниям стандарта Т. 30. Таким образом, принимаемому байту 03h (0000001 lb), показанному на рис. 4.4, соответствует байт COh (llOOOOOOb).
Таблица 4.6. Сеанс факсимильной связи для модема класса 1 при передаче одной страницы к удаленному факс-терминалу
| DTE | Локальный модем (передающий) | Удаленный факс-терминал (принимающий) |
| AT+FCLASS-1-> | <—ОК" | |
| ATDs—> | Набор номера | |
| Ответ | ||
| CNQ—> | ||
| <—CED | ||
| <— Несущая V.21 | ||
| <— HDLC—флаги | ||
| <-"CONNECT" | ||
| <— NSF—кадр | ||
| <— NSF—данные | ||
| <— <DLExETX> | ||
| <— "OK" | ||
| AT+FRH-3—> | ||
| <— "CONNECT" | ||
| <— CSI—кадр | ||
| <— CSI—данные | ||
| <— <DLExETX> | ||
| <— "OK" | ||
| AT+FRH-3—> | ||
| <— "CONNECT" | ||
| <— DIS—кадр | ||
| Сброс несущей | ||
| <— DIS— данные | ||
| <— <DLExETX> | ||
| <- "OK" | ||
| AT+FRH-3—> | ||
| <— "NO CARRIER" | ||
| AT+FTS-20 -> | (200 MC молчания) | |
| AT+FRH-3-> | Несущая V.21 —> | |
| <— "CONNECT" | ||
| TSI—данные —> | ||
| <DLExETX> —> | TSI—кадр —> | |
| <— "CONNECT" | ||
| DCS—данные —> | ||
| <DLExETX> —> | DCS—кадр —> | |
| Сброс несущей | ||
| <— "OK" | ||
| AT+FTS-8 —> | Ждать 80 мс | |
| AT+FTM»96 -> | Несущая V.29 | |
| <— "CONNECT" | ||
| TCP—данные —> | TCF—кадр —> | |
| <DLExETX> | Сброс несущей | |
| <— "OK" | ||
| <— Несущая V.21 | ||
| AT+FRH°3 —> | ||
| <— "CONNECT" | ||
| <— CFR—кадр |
| Сброс несущей | |
| <— CFR—данные | |
| <— <DLExETX> | |
| <— "OK" | |
| AT+FRH=3 —> | |
| <— "NO CARRIER" | |
| AT+FTS-20 —> | (200 MC молчания) |
| AT+FTM=96 —> | Несущая V.29 |
| <— "CONNECT" | |
| <изображение>—> | |
| <DLExETX>—> | <изображение> —> |
| Сброс несущей | |
| <— "OK" | |
| AT+FTS=8-> | Ждать 80 мс |
| AT+FTS=3 —> | Несущая V.21 —> |
| <— "CONNECT" | |
| EOP—данные —> | |
| <DLExETX> —> | EOP—кадр—> |
| Сброс несущей | |
| <— "OK" | |
| <— Несущая V.21 | |
| AT+FRH=3 —> | |
| <— "CONNECT" | |
| <— MCF—кадр | |
| Сброс несущей | |
| <— MCF—данные | |
| <— <DLExETX> | |
| <—"OK" | |
| AT+FRH=3 —> | |
| <— "NO CARRIER" | |
| AT+FTS°20 —> | (200 мс молчания) |
| AT+FTH-3 —> | Несущая V.21 —> |
| <—"CONNECT" | |
| DCN—данные —> | DCN—кадр —> |
| Сброс несущей | |
| <-"ОК" | |
| ATHO | Повесить трубку |
Рис. 4.4. Структура необязательного NSF-кадра
Следующий принимаемый байт — факсимильное управляющее поле (FCF), определяет тип передаваемой информации. Как и раньше, порядок следования разрядов в принимаемом байте нужно изменять на обработанный для декодирования этого поля в соответствии со стандартом Т.30. Величина 20h преобразуется в код 04h, идентифицирующий данные как NSF-кадр (кадр нестандарч HOI о устройства). Формат данных в этом кадре устанавливается каждым изготовше-лем отдельно и может быть использован для указания конкретных требовании или возможностей, которые не отмечены в стандарте Т.30. На рис. 4.4 эти данные опущены, поскольку DTE просто игнорирует данный кадр.
За данными кадра к DTE передается 16-разрядная контрольная последовательность кадра (FCS/CRC-16). Эта последовательность посылается в виде двух байтов. Старший байт передается первым, за ним следует младший байт, при этом порядок следования разрядов внутри каждого байта изменяется на обратный. Контрольная последовательность используется только для информационного поля. DTE не нужно проверять ее, так как модем уже пересчитал контрольную последовательность кадра и сравнил ее с той последовательностью, которая получена вместе с кадром. Кадр заканчивается двухбайтной последовательностью <DLE> (10h) <ETX> (03h).
В приведенном примере сеанса связи следующим является необязательный CSI-кадр (кадр идентификации вызываемого абонента). DTE считывает его с помощью явной команды AT+FRH=3 (считать HDLC-кадр, используя протокол модуляции V.21, канал 2, 300 бит/с). Этот кадр имеет тот же самый общий формат, что и NSI-кадр. CSI-кадр идентифицируется по значению 02h (передаваемому как 40h к DTE), записанному в факсимильное управляющее поле.
В большинстве случаев поле данных этого кадра содержит ASCII-символы, представляющие собой телефонный номер отвечающего факсимильного аппарата. Эти ASCII-символы передаются таким образом, что первым посылается последний символ последовательности, но порядок следования разрядов в каждом байте не изменяется на обратный. Таким образом, если бы идентификационная последовательность вызываемого факс-терминала была определена как "812-235-1212", то DTE получил бы последовательность "2121-532-218". Затем была бы получена контрольная последовательность кадра и <DLE><ETX>-napa.
После этого, для того чтобы считать следующий кадр, посылаемый удаленным факс-терминалом, DTE выдает еще одну команду AT+FRH=3. Эточ кадр показан на рис. 4.5. В этом случае за HDLC-байтом адреса со значением FFh следует управляющее HDLC-поле со значением C8h (получаемое DTE как 13h).
Рис. 4.5. Структура обязательного DIS-кадра
Это является указанием для DTE, что данный кадр является последним кадром, который удаленная станция намеревалась послать в данной процедуре.
Следующий байт факсимильного управляющего поля 01 h (посылаемый к DTE как 80h) указывает, что поступил DIS-кадр. DIS-данные содержат, как минимум, 24 разряда (3 байта) флагов, которые сообщают возможности принимающего факс-терминала. Эта информация используется вызывающим факс-терминалом для определения оптимальных установок параметров сеанса связи.
Первый байт DIS-данньгх содержит информацию, имеющую отношение только к факсимильным аппаратам групп 1 и 2. Эта информация может без последствий игнорироваться факсимильным оборудованием группы 3. Следующие 3 байта DIS-данных (CEh B8h OOh) должны быть преобразованы к двоичному виду с последующим изменением порядка следования двоичных разрядов на обратный. Затем эти флаги интерпретируются в соответствии с указаниями стандарта Т. 30.
Стандартом Т.30 установлено, что факсимильный DTE, прежде чем начать передачу, после обращения к линии должен выдержать паузу молчания длительностью не менее 200 мс. Такая пауза устанавливается с помощью команды AT+FTS=20. Подаваемая затем команда AT+FTH=3 обеспечивает подготовку локального модема к работе с использованием протокола модуляции V.21 (канала 2, 300 бит/с).
После получения сообщения CONNECT DTE посылает свои TSI-данные (данные идентификации передающего абонента) к модему. Этот кадр (и другие кадры) завершается двухсимвольной парой <DLE> <ETX>. DTE не должен рассчитывать и передавать контрольную последовательность кадра, так как эти сервисные функции выполняет модем. TSI-кадр обычно содержит телефонный номер вызывающей станции и может быть использован принимающим модемом для реализации дополнительных услуг (позволяя, например, отказаться от связи с нежелательными абонентами). Затем DTE посылает DCS-данньте (цифровой командный сигнал) для выбора своего варианта параметров сеанса связи, указанных в DIS-кадре.
На этом согласование параметров закончено. DTE переключает локальный модем в режим передачи данных со скоростью 9600 бит/с (модуляция по протоколу V.29). Перед этим DTE заставляет модем выдержать паузу молчания длительностью 80 мс, чтобы дать возможность принимающему модему осуществить свою реконфигурацию. Как и для предыдущей паузы, это требование стандарта Т.30 не отражено в стандарте EIA/TIA-578.
После того как связь по стандарту V.29 была установлена, локальный модем возвращает код результата CONNECT. Затем DTE посылает TCF-кадр (контрольный кадр). С помощью этого цифрового сигнала проверяется синхронизация, и модемам предоставляется возможность определить пригодность линии связи для передачи данных. Далее DTE обращает линию и ждет получения CFR-кадра (кадра подтверждения готовности к приему данных) от принимающего модема (скорость передачи кадра равна 300 бит/с). Получение этого кадра означает, что вся процедура, предшествующая передаче сообщения, закончилась и можно начинать передачу данных, представляющих изображение. Возможно также, что удаленный модем укажет на некоторую проблему и предложит заново согласовать параметры, например, скорость передачи данных.
После окончательного согласования параметров высокоскоростной передачи данных, DTE посылает данные, представляющие изображение, к локальному модему в виде одной непрерывной последовательности с использованием режима управления потоком данных. Метод кодирования, определяемый стандартом Т. 4, дает приемнику некоторую возможность восстановления синхронизации после возникновения ошибки, но конкретные процедуры обнаружения и контроля ошибок устанавливаются специально. После передачи одной страницы изображения DTE посылает ЕОР-кадр (кадр конца процедуры). ЕОР-кадр указывает на конец полной страницы и на отсутствие документов для дальнейшей передачи. После этого DTE ждет подтверждения приема от удаленного факс-модема.
В рассматриваемом примере модем подтверждает успешный прием изображения путем посылки MCF-кадра (кадра подтверждения сообщения). После передачи этого кадра удаленный модем передает управление вызывающему модему. DTE выдает команду АТ+ЕТН=3, связывается с принимающим модемом и посылает DCN-кадр (кадр разрыва связи). Команда "повесить трубку" завершает сеанс связи.
4.5.5. Сеанс факсимильной связи модемов класса 2
Проведение сеанса факсимильной связи для факс-модемов класса 1 требует постоянного внимания со стороны контролирующего DTE. Напротив, модемы класса 2.0 сами выполняют протоколы стандарта Т. 30 и некоторые протоколы стандарта Т.4. Как видно из табл. 4.7, сеанс связи существенно упрощается, когда он проводится с использованием модемов класса 2.0.
После того как модем сконфигурирован для работы в качестве модема класса 2.0, DTE выдает ATD-команду набора номера удаленного факс-терминала. После установления связи локальный модем посылает сообщение +FCO к DTE. Затем оба модема обмениваются NSF-, CSI- и DSI-кадрами (эту информацию DTE может запрограммировать в модемах заранее, например при начальной установке). Кадр интерпретируется локальным модемом и к DTE посылается результат в виде ASCII-последовательности. Например, отдельные флаги DIS-кадра анализируются и посылаются к DTE в виде серии символьных флагов, разделенных запятыми (эти символьные флаги обозначены в табл. 4.7 каксИз).
Далее DTE выдает команду AT+FDT. Эта команда заставляет локальный модем согласовывать с удаленным модемом совместимые параметры связи, включая надежно реализуемую скорость передачи данных. После успешного завершения процедуры согласования параметров локальный модем посылает сообщение CONNECT к DTE, и DTE передает данные изображения к локальному модему в виде одной непрерывной последовательности с использованием режима управления потоком данных.
Вслед за данными, представляющими изображение, DTE передает символы <DLE><2Eh>, которые сообщают модему, что была передана последняя страница. На основании этой информации после передачи данных локальный модем посылает ЕОР-кадр (кадр конца страницы) к удаленному модему. Далее локальный модем посылает DCN-кадр (разрыв связи) к удаленному модему и возвращает ответ ОК к DTE. DTE завершает вызов, заставляя модем "повесить" трубку по команде АТНО.
Таблица 4.7. Сеанс факсимильной связи для факс-модемов класса 2.0
| DTE | Локальный модем | Удаленный факс-терминал |
| AT+FCLASS=2.0 —> | ||
| <— "ОК" | ||
| ATDs —> | Набор номера | |
| Ответ | ||
| CNG—> | ||
| <—СЕО | ||
| <- "+FCO" | <— HDL.C— флаги | |
| <— "+FNF :nsf | <— NSF—кадр | |
| <— "+FCI :cs/’ | <— CSI—кадр | |
| <- "+FIS :ofe" | <— DIS—кадр | |
| <— "OK" | ||
| AT+FDT-> | TSI—кадр —> | |
| DCS—кадр —> | ||
| TCP—кадр —> | ||
| <— "+FCS :cfr" | <— CFR—кадр | |
| <— "CONNECT" | ||
| <изображение> —> | <изображение> —> | |
| <DLEx2Eh> —> | ЕОР—кадр —> | |
| DCN—кадр —> | <— MCF—кадр | |
| <-"OK" | ||
| АТНО —> | Повесить трубку | Повесить трубку |
4.5.6. Альтернативные факс-интерфейсы
Ниже кратко рассмотрим четыре альтернативных интерфейсных спецификации для служб факсимильной связи. Некоторые из этих спецификаций предназначены для использования с продукцией нескольких производителей факсимильного оборудования, другие — с продукцией только одного производителя.
Спецификация DCA/lntel
Спецификация DCA/lntel для коммуникационных прикладных программ (CAS — Communicating applications specification) является совместной разработкой Объединения пользователей цифровых систем связи (DCA) и фирмы Intel. Это общепользовательский стандарт.
CAS — это высокоуровневый программный интерфейс для прикладных программ, используемых в системах передачи данных. Разработчики программного обеспечения обращаются к этому интерфейсу с целью добавления коммуникационных функций к своим программным продуктам. С точки зрения программистов интерфейс CAS не зависит от аппаратных и программных средств, используемых для осуществления цифровой связи. Этот интерфейс был разработан главным образом для поддержки коммуникационного сопроцессора фирмы Intel — факс-платы на основе микропроцессора 80188 с объемом памяти 256 Кбайт.
Работа интерфейса CAS зависит от наличия администратора (резидентной программы управления), преобразующего запросы прикладной программы. Этот администратор реализуется в виде библиотеки поддержки, постоянно находящейся в памяти DTE. Запросы прикладной программы передаются администратору, который управляет передачей данных без дальнейшего взаимодействия с этой прикладной программой. Интерфейс CAS реализуется в виде набора функции, вызываемых с помощью мультиплексного прерывания 2Fh.
Аппаратно-зависимый резидентный администратор должен поставляться изготовителем данного факсимильного устройства или как часть системного программного обеспечения, или. Прежде чем использовать интерфейс CAS, разработчик прикладной программы должен убедиться, что резидентный администратор, совместимый с модемом, пригоден для всех платформ, на которых предполагается реализовать эту прикладную программу. Хотя помимо аппаратной независимости интерфейс CAS обеспечивает и ряд других сервисных функций, он позволяет лишь перераспределить проблемы, возникающие при программировании факсимильного оборудования.
Система FaxBios была разработана консорциумом компаний, в число которых входили такие, как WordPerfect, Hewlett Packard и Everex. В отличие от интерфейса CAS, система FaxBios предназначена для работы в среде клиент/ сервер. Назначение FaxBios — освободить программиста от использования системно-зависимых кодов при осуществлении доступа к факсимильному сервису с помощью "факс-терминологических" прикладных программ.
На PC-платформах система FaxBios реализуется как резидентная программа. Доступ к ее функциям осуществляется с помощью мультиплексного прерывания 2Fh. Был также определен Windows API, поддерживающий динамический обмен данными (DDE).
Система FaxBios, также как интерфейс CAS, обеспечивает выполнение большинства высокоуровневых факсимильных сервисных функций, например, диспетчеризацию и передачу файлов. К сожалению, FaxBios не лишена недостатков, а именно, она требует написания необходимого интерфейса с аппаратными средствами. При отсутствии такого интерфейса система FaxBios не способна осуществить доступ к коммуникационным аппаратным средствам.
Система команд Sendfax фирмы Sierra
Фирма Sierra Semiconductor выпускает множество разнообразных однокристальных модемов, модемных контроллеров, генераторов данных и процессоров, генераторов и процессоров цифровых сигналов. Для поддержки факсимильных операций фирма разработала ряд расширений к набору АТ-команд. Эти расширения названы Senfax. Все команды Sendfax начинаются с префикса #. Многостраничное факсимильное сообщение может быть послано только с помощью одной командной строки.
Факс-команды Sendfax AT# были разработаны и использованы в однокристальных модемах фирмы Sierra еще до принятия стандарта EIA-578 и выпуска проекта SP-2388-A. За последние несколько лет было продано огромное количество модемов на чипах, выпускаемых фирмой Sierra. Фирма постоянно модифицирует микропрограммное обеспечение для модемов класса 1 и 2. Однако большое число уже используемых модемов Sendfax требует согласования основных программ управления факсимильным набором команд Sendfax.
Высокоуровневый факс-интерфейс фирмы U.S. Robotics
Высокоуровневый программный факс-интерфейс (HLF-интерфейс) был разработан фирмой U.S. Robotics для обеспечения программного доступа к своей серии факс-модемов WorldPort. HLF-команды реализуются как фирменные расширения к стандартному набору АТ-команд. Используя HLF-команды, можно осуществить посылку или прием факсимильного сообщения с помощью единственной командной строки AT\V2+F2Ds.
Модем WorldPort инициирует и завершает вызовы, управляет временем сканирования и сеансом связи и передает факсимильные данные в соответствии с протоколами стандарта Т.30. Выходящие факсимильные данные могут быть сжаты в соответствии со стандартом Т.4. Модем WorldPort получает также факсимильные данные, обрабатывает их и передает к DTE. Определение высокоуровневый в названии HLF-интерфейса относится к уровню управления факсимильными функциями, обеспечиваемому модемом WorldPort, и не обязательно к уровню программного интерфейса.
4.6. Команды модемов MNP, V.42 и V.42bis
Модемы, обеспечивающие аппаратную поддержку коррекции ошибок и сжатия данных, могут работать в следующих режимах передачи данных:
Стандартный режим
Модем не выполняет аппаратной коррекции ошибок, но обеспечивает буферизацию данных. Буферизация позволяет использовать различные скорости передачи данных между компьютером и модемом, а также между двумя модемами. Для повышения эффективности передачи скорость обмена по интерфейсу DTE—DCE рекомендуется устанавливать выше, чем скорость обмена по канальному интерфейсу (на участке модем-модем).
Режим прямой передачи
В этом режиме модем работает, как обычный модем, не выполняя буферизацию передаваемых данных и не поддерживая коррекцию ошибок.
Режим с коррекцией ошибок и буферизацией
Это стандартный режим для связи двух модемов, поддерживающих коррекцию ошибок. При этом желательно, чтобы скорость передачи по интерфейсу DTE — DCE была в 2 — 4 раза выше, чем в канале связи. Если удаленный модем не поддерживает коррекцию ошибок, связь не устанавливается и модем освобождает линию.
Режим с коррекцией ошибок и автоматической настройкой
Режим используется в случае, когда заранее неизвестно, поддерживает ли удаленный модем протоколы MNP/V.42bis. В начале сеанса связи после автоматического определения режима работы удаленного модема устанавливается один из трех рассмотренных выше режимов.
Для управления модемами с аппаратной поддержкой протоколов коррекции ошибок и сжатия передаваемых данных существуют специальные команды, входящие в состав расширенного набора АТ-команд (табл. 4.8).
В конкретном модеме набор команд может несколько отличаться от представленного. Более полные сведения содержатся в документации на конкретный модем.