Цель работы: изучение принципов функционирования модема и интерфейса RS-232.
Модем (сокращение от «модулятор – демодулятор») – устройство, преобразующее цифровые данные в форму, удобную для передачи по аналоговым линиям связи и наоборот.
Основным способом подключения модема к компьютеру является интерфейс RS-232. В данном интерфейсе оговорены следующие группы сигналов.
Сигналы передачи данных:
TxD (Transmit Data– передача данных);
RxD (Receive Data– прием данных);
GRD – земля.
Сигналы управления модемом:
DTR (Data Terminal Ready) – устанавливается компьютером и означает, что компьютер готов к работе;
DSR (Data Set Ready) – управляется модемом, означает, что модем готов к работе (обычно не используется);
CD (Carrier Detect) – означает, что обнаружена несущая, модем установил соединение и готов передавать данные.
Сигналы управления потоком:
RTS (Request To Send) – запрос на передачу, устанавливается компьютером и означает, что компьютер обработал ранее переданные данные и готов к приему новых;
CTS (Clear To Sent) – означает, что модем свободен для передачи, данный сигнал устанавливается модемом и означает, что он передал ранее полученные данные и может принимать новые данные для передачи.
Существуют различные виды кабеля для физического подключения устройств по интерфейсу RS-232. Они различаются формой разъема и количеством контактов. Для обозначения соединяемых устройств применяются следующие термины:
DTE (Data Terminal Equipment) – оконечное оборудование для передачи данных (например, компьютер);
DCE (Data Communication Equipment) – оборудование для передачи данных (например, модем).
В кабелях соответствующие контакты DTE и DCE соединены. Существует также специальный вид кабеля для соединения двух устройств DTE (нуль-модемный кабель).
Передача данных между компьютером и модемом обычно происходит в асинхронном режиме. При необходимости передачи данных устройство по информационным линиям (TxD или RxD) передает следующую последовательность битов:
старт-бит (всегда равен единице) – начало передачи данных;
биты данных – собственно передача данных (5 – 8 бит);
бит четности – для проверки правильности передачи данных (может быть проверено на четность, на нечетность или никакой проверки);
стоп-бит – 1,5 или 2 бита.
Длительность передачи одного бита определяется битовой скоростью, которая может быть в диапазон от 300 до 115200 кбит/с (килобит в секунду).
При передаче данных может возникнуть ситуация, когда устройство не успевает обработать поступающие данные. В этом случае с помощью специальных сигналов оно может попросить передающее устройство приостановить передачу. Эти сигналы называются сигналами управления потоком.
Интерфейс RS-232 предусматривает три способа управления потоком:
аппаратный (с использованием линий RTC, CTS);
программный (с передачей по информационным линиям управляющих сигналов X-off и X-on);
без управления потоком (когда оба устройства заведомо успевают обработать поступающие данные).
Для правильной работы соединения необходимы одинаковые параметры передачи данных на обоих устройствах (на модеме и на компьютере). На модеме установка производиться из меню, или установлена при его изготовлении. На компьютере настройка производится драйвером модема или вручную при работе с ним с помощью терминала.
После установления соединения между модемом и компьютером можно настроить соединение между модемами. Модем управляется от компьютера с помощью АТ-команд. У модема есть два режима: передача данных и передача команд. Чтобы перейти в режим передачи данных необходимо установить соединение или послать специальную команду. Чтобы перейти в режим передачи команд нужно передать специальный сигнал – «+ + +». Всю управляющую информацию, в том числе и установленную с помощью АТ-команд, модем хранит в так называемых S-регистрах. Полный список команд и регистров приведен в документации к модему.
Установление соединения между модемами для коммутируемых линий (например, по протоколу V.34) происходит следующим образом.
Первым шагом модемы измеряют амплитудную частотную характеристику (АЧХ) линий (модем передает набор тестовых сигналов с частотами 2400, 2749, 2800, 3000, 3200, 3429 Гц). Обычно измеряемая АЧХ отличается от идеальной. Для улучшения АЧХ применяется частотная коррекция (усиливаются частоты, для которых измеренный уровень был низким). По принятым тестовым сигналам каждый модем определяет, с какой символьной и битовой скоростями и с какой частотной коррекцией ему лучше передавать сигнал.
Кроме измерения АЧХ производится настройка эхоподавления (подавления отраженных волн). Для измерения уровня эха один из модемов передает тестовые сигналы и сам измеряет уровень напряжения на линии связи.
Основными элементами, настраиваемыми при выборе скорости передачи данных, являются:
уровень передаваемого сигнала (чем выше уровень, тем с большей скоростью модем может передавать данные, но это будет мешать принимать сигнал);
используемый диапазон частот (в определенных условиях более узкий, но ровный диапазон позволяет передавать данные с большей скоростью);
жесткая установка скорости (помогает избежать большого числа ретрейнов – повторных процедур установки соединения).
Для увеличения эффективности передачи данных современные модемы поддерживают протоколы сжатия и коррекции передаваемых данных.
Примечание.
В лабораторной установке кабель для соединения модема с компьютером можно собрать из консольного провода и двух переходников – RJ45-DB25 и RJ45-DB9. Для правильного соединения необходимо проверить их раскладку (соответствующие таблицы даны в лекциях). В качестве линии связи лучше использовать двухпроводную выделенную линию, тогда для соединения модемов можно использовать патч-корд, используемый в соответствии с технологией ethernet. Для сохранения конфигураций модемов можно использовать первый или второй профили (остальные изменять запрещается).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.