1.1. Общие принципы компьютерной телекоммуникации.
Основные понятия и термины
Любая система передачи
данных (СПД) состоит из трех основных компонент: передатчика
(или так называемый "источник передачи информации"),
канала передачи данных и приемника (также называемый "получателем"
информации).В случае двухсторонней (дуплексной) передачи
источник и получатель могут быть объединены так, что их
оборудование может передавать и принимать данные одновременно.
В простейшем случае система передачи данных между точками
А и Б состоит из следующих основных семи частей:
- Оконечного оборудования
данных в точке А.
- Интерфейса (или
стыка) между оконечным оборудованием данных и аппаратурой
канала данных.
- Аппаратуры канала
данных в точке А.
- Канала передачи
между точками А и Б.
- Аппаратуры канала данных
в точке Б.
- Интерфейса (или
стыка) аппаратуры канала данных.
- Оконечного оборудования
данных в точке Б.
Оконечное оборудование
данных (ООД) - это обобщенное понятие, используемое
для описания оконечного прибора пользователя или его части.
ООД может являться источником информации, ее получателем
или тем и другим одновременно. ООД передает и/или принимает
данные посредством использования аппаратуры канала данных
(АКД) и канала передачи. В литературе часто употребляется
соответствующий международный термин - DTE (Data Terminal
Equipment). В качестве DTE может выступать персональный
компьютер, большая ЭВМ (mainframe computer), терминал,
устройство сбора данных, кассовый аппарат, приемник сигналов
глобальной навигационной системы или любое другое оборудование,
способное передавать или принимать данные.
Аппаратура канала
данных также называется аппаратурой передачи данных
или DCE (Data Communications Equipment). Функция
DCE состоит в обеспечении возможности передачи информации
между двумя или более DTE по каналу определенного типа,
например по телефонному. Для этого DCE должен обеспечить
соединение с DTE с одной стороны и с каналом передачи -
с другой. На рис. 1 DCE может являться аналоговым модемом,
если используется аналоговый канал, или, например, устройством
обслуживания канала/данных (CSU/DSU - Channel Service
Unit/Data Service Unit), если используется цифровой
канал типа E1/T1 или ISDN.
Модемы, разработанные
в 60 - 70-х годах, представляли собой устройства исключительно
с функциями преобразования сигналов. Однако в наше время
модемы приобрели множество сложных функций, которые будут
рассмотрены ниже.
Слово "модем"
является сокращенным названием устройства, осуществляющего
процесс МОдуляции/ДЕМодуляции. Модуляцией
называется процесс изменения одного или нескольких параметров
выходного сигнала по закону входного сигнала. При этом входной
сигнал является, как правило, цифровым и называется модулирующим.
Выходной сигнал обычно представляет собой аналоговый и называется
модулированным. В настоящее время модемы наиболее широко
используются для передачи данных между компьютерами через
коммутируемую телефонную сеть общего пользования
(КТСОП, GTSN - General Switched Telephone Network).
Важную роль во взаимодействии
DTE и DCE играет их интерфейс, который состоит из входящих/исходящих
цепей в DTE и DCE, разъемов и соединительных кабелей. В
отечественной литературе и стандартах также часто употребляется
термин стык.
Соединение DTE с DCE
происходит по одному из стыков типа C2. При подключении
DCE к каналу связи или среде распространения применяется
один из стыков типа C1.
Основные понятия и термины
Данные в компьютере
представлены в цифровой форме - закодированы в виде нулей
и единиц, которым физически соответствует низкий или высокий
уровень напряжения. Телефонная сеть рассчитана на передачу
речевых сообщений, представляемых в форме аналоговых электрических
сигналов, поэтому непосредственная передача цифровой информации
через телефонную сеть невозможна.
Для преобразования
форм представления информации необходимо устройство, включаемое
между компьютером и телефонной линией. Такое устройство
называют модемом (сокращение от МОдулятор/ДЕМодулятор).
Процесс преобразования
данных из цифровой формы в аналоговую называется модуляцией.
Процесс преобразования данных из аналоговой формы в цифровую
называется демодуляцией. Таким образом, основное назначение
модема - преобразование данных из цифровой формы в аналоговую,
пригодную для передачи по телефонному каналу и, наоборот,
из аналоговой в цифровую, воспринимаемую компьютером.
Скорость передачи данных
Передающему модему
от компьютера передается поток бит. В зависимости от физического
протокола передачи данных, по которому работает модем, при
модуляции он ставит в соответствие каждому биту или последовательности
бит цифровой информации некоторый аналоговый сигнал. Единицей
скорости изменения сигнала (т.е. скорости передачи данных
в канале) является бод. Скорость передачи в канале
называется модуляционной скоростью. Под скоростью передачи
данных понимают цифровую скорость передачи и используют
единицу измерения бит/с.
В среднем, при передаче
данных через модем, каждым десяти переданным битам соответствует
1 байт или символ. Часто скорость передачи данных измеряют
в символах в секунду (обозначается CPS - от английского
Character Per Second).
Управление потоком
Модем поддерживает
два метода управления потоком: Hardware Flow Control (аппаратное
управление потоком) и Software Flow Control (программное
управление потоком).
Hardware Flow Control
(аппаратное управление потоком) - выполняется посредством
сигналов CTS и RTS порта RS-232C. Это двунаправленное управление
потоком. Когда буфер передачи модема становится почти полным,
модем устанавливает сигнал CTS в состояние логического нуля,
чтобы оповестить компьютер, что он не может принимать данные.
Когда по мере передачи данных к удаленному модему буфер
передачи модема очищается, модем переводит сигнал CTS в
состояние логической единицы, чтобы информировать компьютер,
что модем снова готов к приему очередной порции данных.
Сигнал RTS используется коммуникационным программным обеспечением
компьютера. Когда приемный буфер программного обеспечения
становится почти полон, оно будет переводить сигнал RTS
в состояние логического нуля, чтобы информировать модем
об остановке передачи данных от модема в компьютер. Когда,
по мере обработки принятых данных, приемный буфер программного
обеспечения очищается, оно переводит сигнал RTS в состояние
логической единицы, чтобы сигнализировать модему о продолжении
передачи данных в компьютер.
Software Flow Control
(программное управление потоком) - это двунаправленное управление
потоком посредством передачи символов XON и XOFF. И модем,
и компьютер рассматривают XOFF как сигнал к прекращению
передачи данных, а XON - как сигнал к ее возобновлению.
Установление соединений для передачи данных
Когда мы звоним на
другой модем или наш модем отвечает на звонок удаленного
модема, модем пытается установить соединение для передачи
данных на максимально возможной скорости.
Если линия зашумленная
или удаленный модем не поддерживает высокую скорость передачи,
наш модем может автоматически переходить на более низкую
скорость до тех пор, пока не найдет подходящую. После этого
два модема начинают обмениваться специальными сигналами
согласования (handshake), при помощи которых согласовываются
протоколы передачи данных. Если модемы установили соединение,
то наш модем выдает соответствующее сообщение "CONNECT
nnnn" (например, "CONNECT 2400"),
где nnnn - параметры установленного соединения.
Телекоммуникационное программное обеспечение
Для работы с модемом
требуется телекоммуникационное программное обеспечение.
В настоящее время существует большое количество телекоммуникационных
пакетов.
После загрузки коммуникационной
программы она переходит в режим симуляции терминала (в разных
пакетах этот режим называется по-разному, например Terminal
Mode или Direct Mode). В этом режиме осуществляется управление
модемом при помощи AT-команд, вводимых вручную и на экран
выводятся ответы модема. При этом программа служит как бы
буфером между пользователем и модемом, позволяя управлять
модемом не только с помощью AT-команд, но и через систему
меню.
Синхронный и асинхронный режимы
Существуют два метода
обмена данными между модемом и компьютером - синхронный
и асинхронный. В синхронном режиме данные передаются и принимаются
бит за битом и стробируются посредством сопровождающего
тактового синхросигнала. Не все модемы поддерживают синхронный
режим обмена данными с компьютером.
В асинхронном режиме
данные посылаются символ за символом, при этом временные
паузы между символами могут быть различны. При передаче
байта (группа бит, кодирующая передаваемый символ), наряду
с битами данных в поток вставляются служебные биты: стартовый
бит, стоповые биты, иногда биты контроля четности.
Стартовый бит указывает
начало байта данных, биты данных содержат собственно данные,
бит четности представляет собой проверочный бит, обычно
устанавливаемый в ноль или единицу так, чтобы общее число
единиц в байте было всегда или четно, или нечетно. Этот
бит используется для контроля правильности передачи данных
при работе с большими машинами (mainframes). Стоповые биты
представляют собой один или два бита, означающих конец передаваемого
байта.
|
<<<