Webmastering, Tworzenie stron www, grafika

TakJakby.pl - różnice pomiędzy kobietą, a mężczyzną w humorystyczny sposób :)

Modemy

Modemy służą do przesyłania danych między komputerami za pomocą linii telefonicznych. Aby transmisja danych poprzez łącza telefoniczne była możliwa, konieczne jest przekształcenie danych cyfrowych na sygnały analogowe, które winny być całkowicie zawarte w zakresie częstotliwości przenoszonych przez kanały telefoniczne tzn. od 300 Hz do 3400 Hz

 

Konwersja ta dokonywana jest właśnie w modemach w procesie modulacji i demodulacji. Głównym zadaniem modemów jest więc zamiana sygnałów cyfrowych na analogowe i odwrotnie. Rysunek przedstawia zasadę danych poprzez linię telefoniczną: modem lokalny odbiera dane cyfrowe, przesyłane z komputera , zamienia je w modulatorze na postać analogową i transmituje poprzez linię telefoniczną do modemu oddalonego. Ten z kolei dokonuje za pomocą demodulatora zamiany postaci analogowej danych na postać cyfrową i wysyła je do komputera.
Modem Każdy modem musi być więc wyposażony w modulator i demodulator, których zadaniem jest konwersja danych z postaci cyfrowej na analogową i odwrotnie. Modemy wolne (o szybkości transmisji 300 bit/s) wykorzystują modulację fazy FSX- kluczowanie częstotliwości, polegającą na zamianie zer i jedynek na sygnały sinusoidalne odpowiednich częstotliwościach.
Modemy pracujące z szybkością 1200 bit/s używają innej techniki modulacji, zwanej DPSK - różnicowej modulacji z kluczowaniem fazy. W przypadku tej metody dane transmitowane są parami, po dwa bity jednocześnie; każda para wywołuje odpowiedni skok fazy nośnej. W modemach pracujących z szybkością 2400 bit/s stosuje się kwadraturową modulację amplitudy QAM. Sygnał nośnej poddawany jest modulacji amplitudy i fazy. Bity przed wysłaniem grupowane są w "czwórki". Cztery bity mogą przyjąć 16 różnych kombinacji. Na tyle samo sposobów może zostać zmieniona faza, amplituda bądź faza i amplituda jednocześnie sygnału modulowanego.
W transmisji pełnodupleksowej (ang. Full - Duplex, FDD), w której odbieranie i nadawanie następuje jednocześnie, stosuje się częstotliwościowe zwielokratnianie kanału (FDM - Frequency Division Multiplexing) do zakresu szybkości transmisji 2400 bit /s. Dzięki zwielokratnianiu, kanał telefoniczny dzielony jest na dwa podkanały: górny i dolny. Jeden z nich używany jest do wysyłania danych i do odbioru. Dane nadchodzące (nadawane) z komputera do modemu rozpoczynającego transmisję wysyłane są kanałem niższym. Dla danych nadchodzących z modemu odpowiadającego przeznaczony jest kanał wyższy. W kanale niższym falę o częstotliwości 1200 Hz.
W modemach dupleksowych pracujących z szybkością większą niż 2400bit /s stosowana jest fala nośna o częstotliwości 1800 Hz dla obu kierunków transmisji. W takiej sytuacji sygnał docierający do modemów jest kompozycją następujących sygnałów: sygnału echa bliskiego (Ueb) - odbitego od centrali miejscowej, sygnału echa dalekiego (Ued) - odbitego od centrali oddalonej i sygnału z modemu oddalonego (Ub). Modem A (patrz rysunek ) odbiera więc sumę sygnałów: S(t)=Ueb(t)+Ued(t)+Ub(t). Aby a sumy otrzymanych sygnałów wydzielić informację przesłaną z modemu B (Ub), modem A musi mieć możliwość zapamiętania własnego sygnału wysyłanego do modemu B (innymi słowy, Pasma częstotliwościowe zajmowane przez kanały dolny i górny podczas pracy modemów w trybie dupleksowymmodem A musi wiedzieć jak wygląda jego echo bliskie i dalekie: musi więc zapamiętać własny wysyłany sygnał w czasie co najmniej 1.7 ms). Dzięki właściwości odtworzenia własnego echa bliskiego i dalekiego, modem A może wydzielić z sumy sygnałów S(t), informację wysłaną z modemu B, tj: Ub(t)=S(t)-Ueb(t)-Ued(t).

 

 

 

 

 

 

 

 

Bloki funkcjonalne modemu

Modem zawiera kilka podstawowych bloków funkcjonalnych:
  • - mikrokontroler (ang. MAC - Modem Advanced Controller)
  • - blok analogowy (ang. MAP Modem Analog Peripheral)
  • - interfejs komputera (V.24/RS-232)
  • - interfejs linii telefonicznej
  • - blok przełączników, wyświetlaczy, głośnika, itd.

  • Do modemu A dociera sygnał echa bliskiego, echa dalekiego i informacja z modemu B

Ta podstawowa architektura pozostaje niezmieniona od lat, jednakże wewnętrzna struktura bloków jest zależna od konkretnego wykonania i realizowania funkcji. Na rysunku pokazano schemat blokowy modemu.
Mikrokontroler (MAC) sterowany jest za pomocą oprogramowania zawartego w pamięci ROM. Układ składa się z czterech sekcji logicznych: wewnętrznego procesora, rejestrów, pamięci, wewnętrznego układu UART.
Blok analogowy (MAP) sterowany jest przez kontroler MAC. Realizuje algorytmy modulacyjne i inne niezbędne wymienione niżej funkcje, którym odpowiadają adekwatne bloki funkcjonalne: nadajnik, odbiornik, interfejs kontrolera. Schemat blokowy układu MAP przedstawia rysunek.
Szybkość danych przekazywanych synchronicznie z komputera do modemu może wahać się w granicach od +2.3% do -2.5%, a modulator QAM wymaga stabilności strumienia danych 0.01%. Występuje zatem konieczność uporządkowania napływających danych. Funkcje tę spełnia konwerter async/sync, taktowany wewnętrznym zegarem modemu.
Zadaniem skramblera jest wprowadzenie przypadkowości w strumieniu danych tak aby energia zmodulowanej fali nośnej rozłożona była równomiernie w całym paśmie jednego z dwóch kanałów (dolnego lub górnego). Podstawowym układem skramblera jest 17 - bitowy rejestr przesuwny taktowany sygnałem zegarowym o częstotliwości 2400/ 1200 Hz. Sygnały z wyjść 14 i 17 poddawane są działaniu funkcji EX-OR. Sygnał będący wynikiem tej operacji oraz strumień danych wejściowych podlegają następnie kolejnej operacji EX-OR. Uzyskany w ten sposób rezultat z wyjścia skramblera zostaje skierowany na wejście rejestru 17-bitowego. Jeśli dane na wejściu skramblera oznaczymy symbolem Di, na wyjściu natomiast - symbolem Ds, to układ ten realizuje funkcję:

wzór

Sekcja filtrów pasmowych składa się z filtru dolnego pasma o częstotliwości środkowej 1200 Hz i filtru górnego pasma o częstotliwości środkowej 1200 Hz.
Sygnał analogowy odbierany z linii RxA wprowadzany jest poprzez odpowiedni filtr pasmowy do układu programowania regulacji wzmocnienia oraz detektora energii (fali nośnej). Detektor energii wykazuje obecność sygnału, jeśli jego poziom przekracza -43 dB. Układ programowanej regulacji wzmocnienia pozwala ustawić 64 poziomowy wzmocnienia z krokiem 0.75 dB.
Demodulator wydziela strumień danych w postaci analogowej z sygnału przychodzącego z linii telefonicznej. Przetwornik A/C zamienia dane z postaci analogowej na postać cyfrową. W trybie asynchronicznym dane powracające do procesora przepuszczane są przez konwerter sync/async, by zrekonstruować pierwotną postać. Deskrambler realizuje funkcję odwrotną do skramblera.
Interfejs linii telefonicznej jest blokiem, którego główne zadania są następujące: dopasowanie impedancyjne, zapewnienie symetrii wejścia/ wyjścia, zapewnienie obciążenia stałoprądowego, generowanie impulsów wybierania numeru oraz detekcja sygnału wywołania. Sygnał analogowy TxA przechodzi przez zespół wzmacniaczy, transformator symetryzujący, a następnie wysyłany jest w linię telefoniczną. Uproszczony schemat interfejsu linii telefonicznej ilustruje rysunek .
modem Detektor sygnału Ring wykrywa sygnał dzwonienia w linii telefonicznej i powiadamia o tym procesor MAC, który za pomocą sygnału OH uruchamia przekaźnik, przełączający obwód linii telefonicznej z pozycji 1 na pozycję 2. Ponadto procesor, sygnałem AR, dołącza do linii telefonicznej bocznik prądowy którego zadaniem jest zapewnienie rezystancji telefonicznej, dla składowej stałej (widzialnej przez centralę miejscową), mniejszej niż 300 ?. W ten sposób telefon zostaje odłączony od linii telefonicznej.
W pamięci NVRAM (EPROM) przechowywane są pewne standardowe parametry modemu ustawiane przez producenta, takie jak: szybkość transmisji (bit/s); informacja o bitach kontrolnych; echo lokalne; odpowiedź modemu w postaci słownej/cyfrowej; wybieranie numeru impulsowe/częstotliwościowe; czas trwania testu (od 0 do 255 sek.); sterowanie liniami RTS/CTS; sterowanie linią DTR; sterowanie linią DCD; sterowanie linią DSR; rozłączenie przez sygnał przerwania; poziom głośności; współczynnik impulsowania; wybór sygnału ochronnego (150 Hz/1800 Hz); połączenie na łączach komutowanych/trwałych; wybór standardu CCITT lub Bell. Parametry ustawione przez producenta można zmieniać za pomocą rozkazów Hayes'a.
Pamięć RAM wykorzystywana jest jako bufor danych w przypadku zestawienia połączenia z korekcją błędów i kompresją danych.
Poświęćmy jeszcze kilka słów budowie modemów; jak już wcześniej powiedzieliśmy, obecnie produkuje się dwa rodzaje modemów: modemy zewnętrzne-wolnostojące, które łączy się z komputerem za pomocą interfejsu RS-232 oraz modemy wewnętrzne, wykonane w formie karty rozszerzającej Modem wolnostojący pokazano na rysunku. Na tylnej ścianie modem posiada gniazdo interfejsu V.24 (RS-232), służące do połączenia z komputerem. Gniazda RJ-11 służą do połączenia modemu do linii telefonicznej i do aparatu telefonicznego. Niektóre modemy wyposażone są w trzy gniazda RJ-11; trzecie gniazdo używane jest do połączeń trwałych.
Zespół mikroprzełączników służy do ustawienia pewnych funkcji specjalnych. Np. w modemie M.-3212 produkcji TEL-EKO przełączniki służą do ustawienia następujących funkcji: tryb synchroniczny/ asynchroniczny; praca na liniach komputerowych/ trwałych, wyłączenie/włączenie sterowania rozkazami Hayes`a itd. Na przedniej ścianie modemu znajdują się diody LED, sygnalizujące rodzaj pracy:

 

EC Error Corection - świeci, gdy zestawione zostało połączenie niezawodne
TM Test Modem -świeci podczas testowania modemu
TR Terminal Ready -świeci, gdy komputer wysyła do modemu sygnał gotowości DTR
MR Modem Ready -świeci po zakończeniu zestawienia połączenia; odpowiada sygnałowi DSR
CD Carrier Detect -świeci po wykryciu przez modem fali nośnej
SD Send Data -miga w takt danych nadawanych
RD Receive Data -miga w takt danych odbieranych
AA Auto Answer -świeci, gdy włączona jest funkcja auto-answer
OH Off Hook -świeci. gdy modem jest podłączony do linii telefonicznej
PW Power -świeci, gdy modem ma włączone zasilanie

Modemy wykonywane są również w formie kart rozszerzających - wtedy instaluje się je bezpośrednio w wolnym gnieździe płyty głównej. RYSUNEK

Na podstawie: "Urzadzenia techniki komputerowej" Zdzisław Kolan CWK 1997 wydanie czwarte.

 


Stworzone dzięki Joomla!. Designed by: business hosting postgresql Valid XHTML and CSS.