Реферат: Модемы и коммуникационные протоколы
V.22 Это дуплексный протокол с частотным разделением каналов и модуляцией DPSK. Несущая частота нижнего канала (передает вызывающий) – 1200 Гц, верхнего (передает отвечающий) – 2400 Гц. Модуляционная скорость – 600 бод. Имеет режимы двухпозиционной (кодируется бит) и четырехпозиционной (дибит) фазоразностной модуляции с фазовым расстоянием между точками, соответственно, в 180 и 90 град. Соответственно, информационная скорость может быть 600 или 1200 бит/с. Этот протокол фактически поглощен протоколом V.22bis.
V.22bis Это дуплексный протокол с частотным разделением каналов и модуляцией QAM. Несущая частота нижнего канала (передает вызывающий) – 1200 Гц, верхнего – 2400 Гц. Модуляционная скорость – 600 бод. Имеет режимы четырехпозиционной (кодируется дибит) и шестнадцатипозиционной (кодируется квадробит) квадратурной амплитудной модуляции. Соответственно, информационная скорость может быть 1200 или 2400 бит/с. Режим 1200 бит/с полностью совместим с V.22, несмотря на другой тип модуляции. Дело в том, что первые два бита в режиме 16-QAM (квадро-бит) определяют изменение фазового квадранта относительно предыдущего сигнального элемента и потому за амплитуду не отвечают, а последние два бита определяют положение сигнального элемента внутри квадранта с вариацией амплитуды. Таким образом, DPSK можно рассматривать как частный случай QAM, где два последних бита не меняют своих значений. В результате из шестнадцати позиций выбираются четыре в разных квадрантах, но с одинаковым положением внутри квадранта, в том числе и с одинаковой амплитудой. Протокол V.22bis является стандартом де-факто для всех среднескоростных модемов.
V.32 Это дуплексный протокол с эхо-подавлением и квадратурной амплитудной модуляцией или модуляцией с решетчатым кодированием. Частота несущего сигнала – 1800 Гц, модуляционная скорость – 2400 бод. Таким образом, используется спектр шириной от 600 до 3000 Гц. Имеет режимы двухпозиционной (бит), четырехпозиционной (дибит) и шестнадцатипозиционной (квадробит) QAM. Соответственно, информационная скорость может быть 2400, 4800 и 9600 бит/с. Кроме того, для скорости 9600 бит/с имеет место альтернативная модуляция – 32-позиционная ТСМ.
V.32bis Это дуплексный протокол с эхо-подавлением и модуляцией ТСМ. Используются те же, что в V.32, частота несущего сигнала – 1800 Гц, и модуляционная скорость – 2400 бод. Имеет режимы 16-ТСМ, 32-ТСМ, 64-ТСМ и 128-ТСМ. Соответственно, информационная скорость может быть 7200, 9600, 12000 и 14400 бит/с. Режим 32-ТСМ полностью совместим с соответствующим режимом V.32.
Что такое K56flex?
K56flex – это совместно разработанный компаниями Lucent и Rockwell протокол модемной связи, позволяющий загружать данные из Internet по стандартным телефонным линиям со скоростью до 56 кбит/с. Эта технология, которая служит своего роста мостом между существующими методами передачи данных по аналоговым линиям и цифровым сетям, например, ISDN. Однако он обеспечивает повышенную скорость обмена данными, не требуя в отличие от ISDN дополнительных капиталовложений в цифровые линии связи.
На сегодняшний день K56flex практически полностью вытеснен протоколом x2 с рынка коммуникационного оборудования. По сути, K56flex и х2 – близнецы-братья, просто за х2 стоит более крупный производитель – US Robotics, точнее – корпорация 3Com.
Технология х2, разработанная USRobotics позволяет модемам принимать данные со скоростью до 56Kbps на обычных коммутируемых линиях. х2 преодолевает теоретический порог, наложенный на стандартные аналоговые модемы, задействуя цифровые соединения, которые в подавляющем большинстве используются Интернет-провайдерами вплоть до аналоговой части обычных линий.
Обычно, единственным аналоговым соединением в телефонной сети является телефонный кабель от абонента до АТС. За последние несколько месяцев телефонные компании начали процесс замены частей изначально аналоговых соединений цифровыми. Однако самым отстающим звеном в этом деле остается тот кабель, который соединяет вас и вашу АТС.
х2 не требует никаких изменений в телефонных сетях, которые сейчас используются. Все, что необходимо для изменения качественного уровня пула модемов провайдера – программный апгрейд. USRobotics назвал модемы, имеющие прямое цифровое соединение с аналоговыми линиями х2-серверными модемами. Аналогично, преобразование аналогового модема Courier V.Everything в х2-клиет модем также просто, как установка новой программы.
Почему V.34 не оказался последним достижением в передаче данных?
Модемы V.34 оптимизированы для работы на полностью аналоговых линиях. Hо сегодня имеет смысл принять во внимание тот факт, что сервисные провайдеры обладают цифровыми каналами вплоть до обычной телефонной линии.
V.34-модемы оптимизированы для соединений типа аналог-аналог
Hесмотря на то, что большая часть сети цифровая, модемы, работающие на протоколе V.34 используют ее как полностью аналоговую. V.34-модемы очень мощны, но тем не менее, они не могут получить максимум выигрыша от расширенной полосы пропускания, открывающейся, если на одном из концов цифровая линия. Эти модемы были разработаны, исходя из предположения, что
оба конца линии испытывают резкое ухудшение связи из-за помех АЦП.
Рисунок 1 Соединение V34
Аналоговая информация должна быть преобразована в цифровую, чтобы быть посланной по телефонной сети. Исходный аналоговый сигнал изменяется 8000 раз в секунду, и каждый раз его амплитуда записывается в виде PCM-кода. Система, производящая преобразование (модуляцию) использует 256-дискретный 8-битный PCM код.
В связи с тем, что аналоговый сигнал непрерывен, а цифровая информация дискретна, данные, посылаемые по линии приблизительно соответствует оригинальному сигналу. Разница между исходным сигналом и восстановленным демодулированным сигналом называется модуляционными помехами, которые и ограничивают скоростные качества модемов.
Вышеописанные помехи ограничивают скорость передачи данных приблизительно до 35Kbps. Однако они [помехи] влияют только на преобразование аналог-цифра, но не на цифра-аналог. Это и является основой технологии х2: Если между х2-сервер-модемом и коммутируемой линией нет преобразования аналог-цифра, и если модулятор использует 255-дискретное преобразование сигнала, то тогда исходная цифровая информация в точности достигает клиента.
Отношение Сигнал-Шум
Даже при самых благополучных обстоятельствах, когда сигнал претерпевает аналого-цифровое преобразование, отношение составляет 38-39 dB ("нижний шумовой порог"), которое и ограничивает скорости на V.34 до 33.6 Kbps.
Итак:
1. Сервер подключается по цифровому каналу к кабелю телефонной компании.
2. Сигналы сервера заставляют использовать только 256 PCM модуляционного шума, код. Иными словами, нет появляющегося при конвертации аналоговых сигналов к кодам. дискретным PCM
3. Эти PCM коды преобразуются в соответствующий дискретный аналоговый сигнал и отсылается клиенту по тем же коммутируемым аналоговым линиям. Hет никаких потерь информации (см.график "Соединение х2".)
4. Клиент принимает сигнал и восстанавливает исходные PCM коды из аналогового сигнала.
Каналы: туда и сюда. Ассиметричные х2 соединения используют одну часть двунаправленного канала (туда и сюда). Клиентский х2 модем способен принимать данные с большей скоростью по одной части канала по той причине, что часть информации не теряется при цифра-аналог преобразованиях. Однако при посылке данных клиентским модемом по второй части канала (туда), сигнал претерпевает преобразование аналог-цифра, что и ограничивает возможность использования х2 и навязывает V.34.
Подробнее о кодировании
Как уже было рассказано, данные, посланные с х2-сервер модема передаются по телефонной линии в двоичной форме. Hо чтобы удовлетворить условиям пункта 2 (см.выше), х2-сервер модем передает данные (восемь битов в секунду) к ЦАП (цифро-аналоговому преобразователю) с той же частотой,на которой работает телефонная линия (8000 герц). Это означает, что частота модема должна совпадать с частотой линии.
Рисунок 2 Соединение x2
Во время установления связи, х2 модемы испытывают линию на использование аналог-цифровых преобразователей в сторону клиента. При обнаружении подобных конвертаций, модемы соединятся просто на V.34. Клиентский модем также пытается установить связь на V.34 при невозможности серверного модема использования х2.