Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Учебное пособие Основы передачи дискретных сообщений - файл 1.doc


Учебное пособие Основы передачи дискретных сообщений
скачать (4581 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc4581kb.15.12.2011 14:12скачать

1.doc

1   2   3   4   5   6   7
^

Каскадные коды.


Каскадные коды используются в практике передачи дискретных сигналов в качестве методов реализации кодов большой длины и высокой корректирующей способности. Эта цель может быть достигнута применением нескольких ступеней кодирования; наибольшее распространение получили две ступени кодирования различными кодами, например по схеме, показанной на рисунке 3.2.

Первая ступень кодирования в каскадном кодеке формирует k2 строк, каждая из которых состоит из k1 информационных символов кода (n1, k1) 1-ой ступени (внутреннего кода).
Рисунок 3.8 – Каскадное кодирование
В каскадном коде каждая последовательность из k1 двоичных символов внутреннего кода представляется как один символ недвоичного кода 2-ой ступени (внешнего кода); к k2 информационным символам внешнего кода приписывается (n2- k2) проверочных символов, каждый из которых также состоит из k1 двоичных символов; в результате образуется кодовое слово внешнего кода (n2, k2). Затем каждая строка из k1 двоичных символов кодируется кодом (n1, k1) и к каждой строке приписывается (n1- k1) проверочных символов кода 1-ой ступени (внутреннего кода). При этом следует иметь ввиду, что кодовое кода 1-ой ступени может составлять только часть символа кода 2-ой ступени, тогда основание этого кода будет равно , где b – целое число.
^

Сверточное кодирование.


Сверточные коды являются последовательными или осуществляют последовательное кодирование и декодирование. При этом каждый раз, когда принимается входной бит, генерируется несколько выходных битов. То же самое делает однобитовый код с повторениями, который просто повторяет входной бит несколько раз. Если бы скорость повторения была равна 2, то можно получить следующее:

- Вход – 1 1 0 1

- Выход - 11 11 00 11

Данный код имеет скорость 1/2, а кодовое расстояние равно 2, и поэтому может обнаружить лишь одну ошибку.

Производительность можно значительно увеличить путём добавления в кодер некоторой памяти и делая текущие выходные биты зависимыми не только от текущего входа, но также и от предыдущих битов. Такие коды называют сверточными.

Примером простого сверточного кода является код (2, 1, 3). Два первых числа в этом обозначении указывают, что два выходных бита приходятся на 1 вход, а последнее – это длина кодового ограничения (3).

Первый бит этого кода является двоичной суммой текущего входного бита, последнего и двух предшествующих ему входных битов.

Второй бит является суммой текущего входного бита и бита расположенного через 2 бита после него.

Например:

g1=1+х2

g2=1+х+х2


Кодировать и декодировать довольно просто, но если при этом происходят ошибки, то многие выходные биты будут искажены, поскольку декодер будет пытаться исправить битовый поток и внесет в процессе дополнительные ошибки. По этой причине желательно иметь возможность обнаружения таких ошибок.

Состояние системы определяется памятью на сдвиговых регистрах сверточного кодера.

Рассмотрим диаграмму перехода состояния этого кода, где имеются узлы для каждого возможного состояния, соединенные линиями, изображающими все возможные изменения этих состояний. Эти линии маркированы входами, которые называют данное изменение состояния, и соответствующими выходами.

Например: S(h) = 10111



Таблица переходов состояний

Uвх

1

2

3





0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

1

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

1

1

1 0 1 1 1

U(вх) 11 01 00 10 01

U(вых) 00 10 01 10 11 11 10 11 00

Последовательность переходов состояний покажем на соответствующей решетчатой диаграмме:



^ Метод декодирования по алгоритму Витерби.

Метод представляет собой декодирование по максимуму правдоподобия. Идея алгоритма Витерби состоит в том, что в декодере производят все возможные пути последовательных изменений состояний сигнала, сопоставляя получаемые при этом кодовые символы с принятыми аналогами по каналу связи и на основе анализа ошибок между принятыми и требуемыми символами определяют оптимальный путь (оптимальной считается та последовательность, расстояние Хемминга которой от принятой последовательности минимально).

Декодирование по методу Витерби по существу, представляет собой алгоритм поиска наивыгоднейшего, максимально правдоподобного пути на графе решетчатой диаграммы кода.
^ Декодирование в случае отсутствия ошибок при приеме.

Продемонстрируем работу алгоритма на приеме несистематического сверточного кода с маркировкой (2,1,3) с порождающими полиномами, задаваемыми:

g1(x) = 1+x+x2

g2(x) = 1+x2


Возьмём следующую последовательность символов 10110

Таблица переходов состояний

S(x)

1

2

3





0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

0

0


U(вх) 00 11 10 00 01 01

U(вых) 00 10 01 10 11 01 00



Рассмотрим графическое отображение изменений состояния сигнала которое полностью соответствует кодеру. Начальным всегда является состояние 00. В соответствии с диаграммой переходов состояний сигнала в первый тактовый момент возможно два перехода 00 00, 00 10. Первому переходу соответствует на выходе кодера кодовая комбинация 00, а вторая 11.



При приходе на вход кодера первой информационной единицы первой ветви 00 00 будет соответствовать две ошибки в приёме, а второй ветви 00 10 ноль ошибок. Ошибка по каждой ветви служит метрикой d0 – расстояние Хемминга, т.е. соответствует числу отличающихся от требуемых принятых символов. Эти метрики зафиксированы в узлах диаграммы.



В момент времени 2 (второй такт) сигнал может принять 4 состояния, которые определяются двумя возможными переходами из 00 и двумя переходами из 10.

Сравнение с принятыми символами 01 дает следующие метрики соответствующих ветвей d0: 00 00 d0=1; 00 10 d0=1; 10 01 d0=0; 10 11 d0=2.

Суммарная метрика по каждому каналу из возможных путей определяется как сумма метрик составляющих его ветвей. Значения суммарных метрик показаны на диаграмме. Для момента времени 3 следует анализировать уже 8 возможных путей и сравнивать 8 соответствующих метрик . Алгоритм Витерби выбирает путь с наименьшей суммарной метрикой («штрафом») и может отбрасывать по ходу продвижения во времени те пути, которые имеют «штраф», превышающий минимальный «штраф» в данный момент времени на некоторую пороговую величину. На диаграмме для упрощения установлен пороговый уровень =3 и не показываются ветви с большими значениями . Оптимальным путем является путь с наименьшим «штрафом» (при отсутствии ошибок в канале передачи символов =0) последовательность бит на выходе декодера, соответствующая этому пути, совпадает с передаваемым информационным сигналом.
^ Декодирование в случае наличия ошибок при приеме.

Рассмотрим когда в канале связи возникли ошибки, например при передачи первого и третьего информационных битов.

Теперь метрики первой и третьей ветви оптимального пути не равны нулю и суммарная метрика оптимального пути =2.



Принятые символы 01 10 10 01 01

Бит на выходе декодера 1 0 1 1 0

Однако, как следует из диаграммы, оптимальный путь с наименьшей суммарной метрикой восстанавливает передачу последовательности информационных битов, т.е. использованный код исправляет ошибки.
^ 3.4 Адаптивная коррекция в системах ПДС



Системы без обратной связи. В таких системах информация передается только в одном направлении. Для повышения верности передачи используют в основном три способа: применение кодов, исправляющих ошибки (корректирующих кодов); многократную передачу кодовых комбинаций по одному каналу; одновременную передачу кодовых комбинаций по нескольким параллельным каналам связи.

Применение корректирующего кода позволяет достичь практически любой верности передачи с соответствующим снижением относительной скорости передачи Rот = k/n, где k - число информационных символов, n - общее число символов кодовой комбинации корректирующего кода.

Для исправления пакетов ошибок, возникающих в каналах связи наряду с независимыми ошибками, необходимо, чтобы длина кодовых комбинаций значительно превышала длину пакетов ошибок. Это приводит к техническим трудностям при реализации кодеров и декодеров таких систем, так как их сложность зависит от длины кодовых комбинаций. Поэтому на практике системы однократной пере­дачи корректирующим кодом получили небольшое применение только при работе автоматизированных систем управления в реальном масштабе времени, когда допустимая задержка поступления информации от источника к потребителю ограничена очень малым промежутком времени или когда невозможно по техническим или другим причинам создать канал обратной связи, например через ИСЗ.

В системах многократной передачи верность повышается передачей кодовых комбинаций простого кода несколько раз подряд. Необходимое число передач зависит от числа исправляемых ошибок.

Для исправления однократных ошибок в системах, использующих для передачи информации простой код, проводится трехкратная передача кодовых комбинаций (γ = 3), а в приемнике применяется мажоритарная логика, реализующая функцию голосования (γ -1) из у, т.е. правильным считается тот знак (символ), который принят большее число раз (два или три одинаковых знака (символа) из трех передач). Вероятность неверного приема знака при этом составит примерно Рош = 3k2p2. При увеличении числа повторений до пяти (γ - 5) вероятность неверного приема знака при мажоритарной логике (три и более одинаковых знаков из пяти приняты правильно) Рош = 10k3p3.

Посимвольным сравнением принятых кодовых комбинаций можно достичь несколько большей верности по сравнению с позначным. Вероятность неверного приема k-символьных комбинаций Рош при трех и пятикратном повторении составит соответственно 3kp2 и 10kp3. Из полученных результатов следует, что переход от позначного к посимвольному сравнению кодовых комбинаций повышает верность при трехкратной передаче в k раз, а при пятикратной –в k2 раз.

Повышение верности при многократном повторении кодовой комбинации достигается ценой значительного уменьшения скорости передачи. Для систем многократной передачи простым кодом относительная скорость передачи R = 1/γ, т.е. при трех- и пятикратной передачах скорость уменьшается соответственно в 3 и 5 раз. Поэтому системы многократной передачи простым кодом применяют относительно редко, как правило, в тех случаях, когда мажоритарное решение выполняет непосредственно ЭВМ.

Системы параллельной передачи информации отличаются от систем многократной передачи тем, что у первых кодовые комбинации передаются одновременно по нескольким каналам, т.е. параллельно во времени, а у последних - по одному каналу несколько раз подряд, т.е. последовательно во времени. Число параллельных каналов γ для исправления одиночных ошибок равно трем, двукратных - пяти и т.д.

В простейших системах с исправлением однократных ошибок применяют три параллельных канала и информация передается простым кодом. Вероятность неверного приема k-символьной кодовой комбинации при у=3 или 5 и позначном или посимвольном сравнении комбинаций определяется как для многократной передачи.

В качестве параллельных каналов в таких системах чаще используют каналы тонального телеграфирования, работающие по каналам тональной частоты многоканальных систем передачи. Как показали исследования, вследствие кратковременных перерывов связи, импульсных помех и перегрузки групповых трактов многоканальных систем передачи ошибки в параллельных каналах передачи дискретной информации появляются одновременно, т.е. они коррелированы. При этом мажоритарный элемент приемника выдает неверное решение, и в кодовой комбинации появляются ошибки.

Для борьбы с такими ошибками, т.е. их декорреляции, применяют географическое разнесение каналов или временные задержки передаваемых по параллельным каналам кодовых комбинаций. В первом случае используют каналы, образованные по линиям связи разных направлений. Ошибки в каждом канале возникают независимо и поэтому легко могут быть исправлены. Во втором случае параллельные каналы могут быть образованы по одному каналу тональной частоты системы многоканальной передачи. Декорреляция ошибок происходит из-за введения временных задержек. Если относительное время задержки в каналах сделать равным времени длины пакетов ошибок, то это позволит исправлять как независимые, так и пакеты ошибок. В этом некоторое преимущество систем с параллельной передачей информации перед другими системами без обратной связи. Кроме того, рассматриваемые системы более надежны, так как выход из строя одного или даже двух из трех параллельных каналов не приводит к прекращению связи, будет уменьшаться только верность передачи. Недостаток систем с параллельной передачей - избыточное число каналов.

В системах ПДИ с односторонними каналами информация передается только в одном направлении - от передатчика к приемнику. В системах с обратной связью имеется еще возможность передавать информацию в обратном направлении - от приемника к передатчику. Для таких систем требуются двусторонние каналы (прямой и обратной связи).

Системы с обратной связью. В зависимости от назначения и способа использования обратного канала эти системы делят на три группы: с решающей (управляющей) (РОС), информационной (ИОС) и комбинированной (КОС) обратной связью.

В системах с ИОС, называемых также системами со сравнением, или с обратной проверкой и повторением, приемник запоминает принятую информацию и посылкой по обратному каналу служебного сигнала обратной связи информирует передатчик о принятой информации. Передатчик анализирует сигнал обратной связи и принимает решение о верности передачи. Если передатчик принял решение, что информация, принятая приемником, не имеет ошибок, то он посылает приемнику служебный сигнал, подтверждающий это, и только после этого приемник выводит принятую информацию на печатающее (запоминающее) или другое устройство отображения информации, а передатчик продолжает дальнейшую передачу информации.

Если передатчик принял решение, что в принятой информации есть ошибка, то он посылает приемнику сигнал ошибки и затем повторяет передачу неверно принятой приемником информации. В приемнике информация, принятая перед сигналом ошибки, стирается. Таким образом, на печатающее (запоминающее) или другое устройство отображения выводится только информация, принятая без ошибок или с необнаруженными ошибками.

Сигналы обратной связи могут формироваться на каждую или несколько принятых кодовых комбинаций. Если каждой кодовой, комбинации соответствует свой сигнал обратной связи, то ИОС называют полной, а если один сигнал обратной связи передается на несколько комбинаций, - то укороченной. Разновидность полной ИОС, когда сигнал обратной связи является простым повторением (ретрансляцией) принимаемых по прямому каналу кодовых комбинаций, называют ретрансляционной ИОС. В системах с ИОС информация и сигналы обратной связи могут передаваться простым и корректирующими кодами.

В системах ИОС решение о выдаче комбинации (блока комбинаций) получателю или о стирании и повторной передаче ее принимает передатчик системы на основе анализа переданной комбинации и сведений о полученной приемником комбинации, которые передаются по обратному каналу. Блок-схема системы с ИОС-ОЖ представлена на рисунке 3.11.


Рисунок 3.11 - Функциональная схема ИОС-ОЖ
По запросу блока управления БУ комбинация от ИС через ключ Кл и схему ИЛИ передается в прямой канал электросвязи (ПК), одновременно записывается на накопитель Н1 и поступает в устройство формирования контрольной последовательности ФКП1. В качестве этой последовательности обычно используют, как указывалось выше, контрольные символы какого-либо избыточного кода, или используют последовательность информационных символов переданного сообщения . Во втором случае необходимость в устройствах ФКП отпадает. На приемной стороне безизбыточная комбинация сообщения записывается в накопитель Н2 и одновременно поступает в формирователь ФКП2 контрольной последовательности, который аналогичен ФКП1 на передающей стороне. Контрольная последовательность передается по ОК и поступает на устройство сравнения (УС). При сравнении контрольные последовательности совпадут, если не будут искажены сообщения , передаваемые по ОК. В этом случае по сигналу с БУ1 формирователь служебного сигнала решения (ФР) посылает в ПК сигнал разрешения выдачи сообщения получателю и затем запрашивает от ИС очередную комбинацию , также передаваемую по прямому каналу электросвязи. На приемной стороне дешифратор сигнала решения (ДР) считывает сообщение с накопителя Н2, выдавая его получателю (П). Одновременно с этим в накопитель Н2 последовательно вводится очередная комбинация сообщения .

Если сравниваемые в передатчике контрольные последовательности не совпадут, то по сигналу с БУ формирователь решения (ФР) вырабатывает сигнал стирания ранее переданной комбинации, который посылается в ПК , а вслед за ним посылается эта же комбинация, запрашиваемая из накопителя Н1 и передаваемая в ПК через ключ и схему ИЛИ. После приема и дешифрации блоком ДР сигнала решения комбинация из накопителя Н2 выталкивается , не поступая при этом к получателю (П). Цикл передачи повторяется [5].

В системах РОС, называемых также системами с переспросом, или автоматическим запросом ошибок, решение о правильности или неправильности принятой информации выносится на приемной стороне, которая информирует передающую сторону о том, что необходимо передавать новую информацию или следует повторить прежнюю.

Если переданная информация принята без ошибок, то приемник выдает ее на печать или устройство ее отображения и по обратному каналу извещает об этом передатчик служебным сигналом подтверждения приема без ошибок. Если в принятой информации имеются ошибки, то приемник стирает ее и по обратному каналу посылает передатчику сигнал переспроса (запроса), по получении которого передатчик повторяет неверно принятую информацию. В системах с РОС информация и сигналы обратной связи передаются корректирующими кодами.

На практике применяют несколько систем с РОС, отличающихся друг от друга алгоритмом работы, способами передачи и приема кодовых комбинаций, построением функциональных схем и др.

Простейший, и довольно часто применяемый на практике алгоритм работы системы РОС –ОЖ (решающие обратные связи с ожиданием) заключается в следующем. Источник выдаёт первую кодовую комбинацию (или блок, состоящий из нескольких сообщений). К исходным элементам в кодере добавляются проверочные (рис.3.6). Комбинация выдаётся в дискретный канал и одновременно записывается в накопитель передачи Н1. После выдачи первой кодовой комбинации источник ждёт ответа о том, как она принята.

Принятая кодовая комбинация декодируется. Информационные элементы записываются в накопитель приёма Н2. Если ошибка не обнаружена, то по команде управляющего устройства УУ1 информационные элементы выдаются получателю, а по обратному каналу выдаётся сигнал “Да”, подтверждающий правильность приёма кодовой комбинации №1 (обратный канал будем пока считать идеальным). По сигналу “Да” управляющее устройство стирает из Н1 кодовую комбинацию №1 и даёт разрешение на выдачу кодовой комбинации №2. Если комбинация №2 исказилась, то по команде УУ2 информация из Н2 стирается, а по обратному каналу выдаётся сигнал “Нет”. По этому сигналу на передающем конце УУ1 запрещает выдачу новой комбинации от источника и даёт команду на повторную выдачу кодовой комбинации №2 из Н1. Временная диаграмма работы системы представлена на рис. 3.13. Теоретически кодовая комбинация может повторяться бесконечное число раз. Практически после определённого числа повторов (например, двух) кодовая комбинация стирается из накопителя приёма. Очевидно, что чем больше повторений на анализируемом интервале времени, тем хуже качество канала, тем дольше длится “перекачка” сообщения от источника и тем ниже скорость передачи информации



Рисунок 3.12 - Функциональная схема системы с РОС-ОЖ
Рассмотренный алгоритм работы системы называется алгоритмом с ожиданием, а сама система передачи дискретных сообщений – системой с обратной связью и ожиданием. (РОС-ОЖ). Такие системы довольно часто используются для передачи дискретных сообщений. Основным их достоинством является простая техническая реализация. К недостаткам следует отнести довольно существенные потери скорости передачи информации, источником которых, помимо введённых в кодовую комбинацию проверочных элементов и повторения, являются потери на ожидание ответа со стороны приёмника.



Рисунок 3.13 - Временная диаграмма работы системы с РОС
Необходимо отметить, что эффективность использования каналов электросвязи в системах ИОС-ОЖ низка, так как на передачу одного сообщения при отсутствии повторений затрачивается много времени. Лучшими характеристиками обладает система с ИОС-ПП, в которой информационные комбинации передаются непрерывно. Сложность технической реализации таких систем сравнима с системами РОС-ПП, однако пропускная способность их приблизительно вдвое ниже за счет равенства загрузки прямого и обратного каналов [5].
^ Системы с последовательной передачей информации (РОС-ПП).

В этих системах комбинации передаются непрерывно, не ожидая получения сигналов ОС. Приёмник стирает комбинации с обнаруженными ошибками и по ним даёт сигнал запроса. Остальные комбинации выдаются получателю по мере их поступления.

Алгоритм работы системы с РОС – ПП весьма прост и отличается от алгоритма работы систем с РОЖ-ОЖ лишь тем , что комбинации посылаются в прямой канал непрерывно, без ожидания сигналов ОС. Если принимается сигнал подтверждения, то соответствующая комбинация стирается, если принимается сигнал запроса, то она передается повторно и остаётся в накопителе.
^ Системы с накоплением правильно принятых комбинаций (РОС-НК).

ДКУ

Н2

Кл2

Н3

П




ИС

ИЛИ

КУ

ПК

РУ




Кл2

Н1

БУ2





БУ1

УДС

ОК

УФС





Рисунок 3.14 - Блок-схема системы с РОС-НК
По сигналу с блока управления БУ1 от источника сообщений выдаются h комбинации длинной m символов, которые кодируются в кодирующем устройстве (КУ) и последовательно передаются в прямой канал электросвязи (ПК). Одновременно эти комбинации запоминаются в накопителе Н1. На приёмной стороне каждая из h комбинации последовательно декодируется в ДкУ и m её информационных символов записываются в накопитель Н2 до принятия решающим устройством (РУ) решения по данной комбинации. Если в комбинации ошибки не обнаруживаются, то сигналом с блока управления БУ2 она через открытый ключ Кл2переписывается в соответствующий номеру этой комбинации регистр Н3. Если в комбинации обнаруживается ошибка, то она стирается, так как ключ Кл2 в этом случае оказывается закрытым и соответствующий регистр накопителя Н3. Если хотя бы один из регистров оказывается незаполненным, то блок управления БУ2 дает команду устройству формирования сигнал ОС (УФС) на передачу по обратному каналу (ОК) сигнала запроса.

После приёма сигнала запроса из ОК и его дешифрации соответствующим устройством (УДС) блок управления БУ1 открывает ключ Кл1 и передаёт блок из h комбинаций, хранящихся в накопителе Н1, через схемы ИЛИ и КУ в прямой канал (ПК). На приёмной стороне из повторно передаваемого блока из h комбинаций с помощью БУ2 выбираются лишь те комбинации, которые отсутствуют в регистрах накопителя Н3, а остальные стираются. Как и ранее, если в комбинациях не обнаруживаются ошибки, они через Кл2 записываются в регистры накопителя Н3 соответствующие номерам анализируемых комбинаций, в противном случае они стираются.

Повторная передача идёт до тех пор, пока во всех регистрах накопителя Н3 не будут записаны m- элементные кодовые комбинации. По команде БУ2 весь блок из h комбинаций выдаёт получателю информации (П), а УФС передаёт по ОК комбинацию подтверждения приёма блока. Передатчик, получив эту комбинацию, дешифрирует её и по команде БУ2 запрашивает очередной блок из h комбинаций от источника сообщений (ИС). Хранящееся в накопителе Н1 кодовые комбинации при этом стираются, так как ключ Кл1 остаётся закрытым. Новый блок комбинаций посылается в прямой канал.
^ Системы с адресным переносом комбинаций (РОС-АП).

С целью уменьшения объёма информации, передаваемой повторно при запросах, были разработаны системы с РОС и адресным переносом (РОС-АП). Алгоритм работы таких систем аналогичен алгоритму работы системы с РОС-НК, за исключением того, что по обратному каналу передаётся сигнал запроса, указывающий условные номера (адреса) заблокированных приёмником комбинаций. Повторению подлежат лишь те комбинации, адреса которых указаны в сигнале запроса, а не весь блок из h комбинаций, как в системах с РОС-НК. Это уменьшает потери времени на повторную передачу комбинаций и соответственно увеличивает среднюю скорость передачи сообщений.


ИС

ИЛИ

КУ

ИЛИ

ПК

ССК

Н2

Кл2

П






Кл1

Н1

ДКУ

НА





ГСК

РУ



БУ2






УФС

ОК

УДС

ИКАЗ

БУ1


Рисунок 3.15 - Блок-схема системы с РОС-АП


По сигналу от БУ1 блок из h комбинаций от ИС через схему ИЛИ кодируется в КУ и последовательно передаётся в прямой канал. Одновременно передаваемые комбинации записываются в накопитель Н1. Перед блоком комбинации в канал ПК от генератора синхрокода (ГСК) посылается специальный сигнал циклического фазирования.

На приемной стороне синхрокод селектируется (ССК) и определяет момент начала приема блока кодовых комбинаций из ПК (приемник фазируется по циклу). Декодирующее устройство (ДКУ) проверяет наличие ошибок в кодовых комбинациях, и решающее устройство (РУ) принимает решение о записи комбинации в накопитель Н2 через БУ2 при отсутствии обнаруживаемых ошибок или о стираний комбинации и записи её условного номера в накопитель адреса (НА) при обнаружении в ней ошибки.

После приёма всего блока комбинаций при наличии в НА хотя бы одного адреса по команде БУ2 соответствующие адреса кодируются в УФС и по ОК передается сигнал запроса. На передающей стороне сигнал дешифрируется УДС и записывается в накопитель адреса запрашиваемых комбинаций (НКАЗ). Сигналом с БУ1 соответствующие комбинации считываются с Н1 через открытый ключ Кл1 и после кодирования передаётся в ПК. Процедура запроса повторяется до тех пор, пока в накопителе адресов (НА) не будет записано ни одного адреса, что соответствует записи в накопителе Н2 всех комбинаций без исправления ошибок. Сигналом с БУ2 весь блок h комбинаций считывается с Н2 через открытый ключ Кл2 к получателю (П). При этом УФС формирует сигнал подтверждения, приняв который передатчик по команде БУ1 передает синхрокод, а затем и очередной блок комбинаций от ИС.

Недостаток систем с РОС-АП является более сложный, чем в системах с РОС-НК, алгоритм обработки сообщений, передаваемых по прямому и обратному каналам, и как, следствие, большая сложность технической реализации аппаратуры. Применение указанных систем целесообразно на линиях большой протяженности и с высокой вероятностью ошибочного приема символов.

В системах с КОС используют корректирующие коды, и решение о верности переданной информации принимает как приемник, так и передатчик.

Системы передачи дискретной информации с обратной связью получили большее применение, чем в системах без обратной связи. Это объясняется тем, что информационная избыточность систем прямой многократной передачи и передачи по параллельным каналам больше избыточности систем с обратной связью. Кроме того, в системах без обратной связи передатчику неизвестно, принимает ли вообще приемник информацию или нет, а если принимает, то верно или неверно.

Системы с обратной связью не имеют этих недостатков, и каналы обратной связи, кроме передачи сигналов о принятой информации (подтверждения, переспроса), могут быть использованы для автоматического регулирования избыточности (верности) и скорости передачи информации в соответствии с конкретными условиями прохождения сигналов, т.е. системы ПДИ с обратной связью могут работать как адаптивные (самоприспосабливающиеся) системы. Это свойство систем с обратной связью используется в современных модемах.

Основными параметрами систем с обратной связью являются вероятность появления неверно принятой информации Рош и относительная скорость передачи дискретных сигналов по прямому каналу Rот
Глава 4 УСТРОЙСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ
^ 4. 1 Сопряжение источника дискретных сообщений с дискретным каналом

Совокупность технических средств используемых для передачи сообщений от источника к потребителю информации называется системой связи.



Рисунок 4.1 – Общая схема системы связи
Схема состоит из 5 частей:

1) Источник сообщений создающий сообщения или последовательность сообщений, которые должны быть переданы. Сообщения могут быть разных типов: последовательность букв или цифр как в системах телеграфа и передачи данных. Одна или более функций времени как в системах передачи звука в моно и стерео звучаниях и т.д.

2) Передатчик, который перерабатывает некоторым образом сообщения в сигналы соответственного типа определенного характеристиками используемого канала.

3) Канал - это комплекс технических средств, обеспечивающий передачу сигналов от передатчика к приемнику. В состав канала входит каналообразующая аппаратура, осуществляющая сопряжение выходного и входного сигналов соответственно передатчика и приемника с линией связи, и самой линии связи.

Линией связи называется среда, используемая для передачи сигнала от передатчика к приемнику. Это может быть, например: пара поводов, коаксиальный кабель, область распространения радиоволн, световод и т.д. Обычно входными и выходными сигналами линии связи является сигналы типа один, т.е. непрерывный. Вместе с тем на входе и выходе канала могут присутствовать сигналы и других типов. Канал называется дискретным, если на его входе и выходе присутствуют сигналы дискретные по уровню. Если сигналы на входе и выходе канала непрерывны по времени, то он называется непрерывным. В общем случае в процессе передачи в канале сигнал искажается шумом, что соответствует наличию источника шума.

4) Приемник обычно выполняет операцию обратную по отношению к операции, производимой передатчиком, т.е. восстанавливается сообщение по сигналам. Сложность построения приемника обусловлена изменением формы принимаемых сигналов, что связано с наличием шума.

5) Получатель это лицо или аппарат, для которого предназначено сообщение. Процесс преобразования сообщения в сигнал, осуществляющий в передатчике и обратный ему процесс, реализующий в приемнике назовем соответственно кодированием и декодированием.

Тогда круг проблем составляющих основное содержание ТИ можно охарактеризовать как исследование методов кодирования для экономического представления сообщений различных источников сообщений и для надежной передачи сообщений по каналам связи с шумом.

В основе ТИ лежит статистическое описание источников сообщений и каналов связи, а так же базирующееся на этом описании измерении количества информации между сообщениями определенного только вероятностными свойствами сообщений и не от каких других их свойств независящих.

На основе ТИ можно ответить на вопросы о предельных возможностях (т.е. о максимально достижимых характеристиках) различных систем, определить в какой мере проектируемая система уступает теоретически возможной. В некоторых случаях логика рассуждений, используемая в ТИ, подсказывает путь, на котором может быть найдено конструктивное решение для реальной системы.
^ 4.2 Современные модемы. Классификация. Функции модемов. Рекомендации МККТТ

Модем – устройство прямого ( модулятор ) и обратного ( демодулятор ) преобразования сигналов к виду, принятому для использования в определенном канале связи. Но в современном понимании понятие модема значительно шире, чем просто совокупность модулятора и демодулятора. В настоящее время модемы являются интеллектуальными устройствами, которые позволяют реализовать помимо основных, множество дополнительных функций.

Подразделяются:

  • На аналоговые ( самые распространенные сейчас модемы )

  • На цифровые ( или сетевые адаптеры ). В них нет классической модуляции и демодуляции. Входные и выходные сигналы у таких модемов импульсные. Для них не разработаны общепринятые стандарты и они выпускаются для работы в конкретных цифровых технологиях: ISDN, HDSL, ADSL и т.д.

По классу подразделяются:

  • Модемы 1 класса. Выполняют основную работу по приему и передаче сообщений компьютером с программой поддержки факсимильной связи.

  • Модемы 2 класса. Реализуют все процедуры приема и передачи факсов средствами самого модема.

По исполнению:

  • Внутренние.

  • Внешние.

По интерфейсу с каналом связи:

  • Контактные.

  • Бесконтактные (аудио).

По назначению:

  • Для телефонных каналов ( стандарт V ).

  • Для телеграфных каналов.

  • Факс модемы.

  • Сотовые модемы.

  • Оптоволоконные модемы.

  • Спутниковые радиомодемы.

По скорости передачи:

  • Низкоскоростные.

  • Высокоскоростные.

По принципу работы линии:

  • Асинхронные. В этом режиме каждый переданный байт дополняется стартовым битом и 2 стоповыми битами. Иногда дополняется битом четности.

  • Синхронные. В данном режиме данные передаются одним потоком байт за байтом. Стартовые и стоповые биты отсутствуют.

  • Синхронно-ассинхронные.

По реализации протоколов:

  • Поддерживающие протоколы на аппаратном уровне.

  • Поддерживающие протоколы на программном уровне.




Модем состоит:

  1. из интерфейсных портов;

  2. универсального, сигнального и модемного процессора;

  3. схемы индикаторов состояния модема;

  4. ПЗУ, ОЗУ и ППЗУ;

  5. Динамика (на схеме не показан).

Порт интерфейса ООД-АКД обеспечивает взаимодействие с ПЭВМ

Если модем внутренний, вместо интерфейсов ООД-АКД может применяться интерфейс внутренней шины компьютера ISA.

Порт канального интерфейса обеспечивает согласование электрических параметров с используемым каналом связи.

Универсальный процессор (PU) выполняет функции управления взаимодействием ПЭВМ и схемами индикации состояния модема. Именно он выполняет посылаемые ПЭВМ АТ-команды и управляет режимами работы остальных составных частей модема. Так же он может реализовать операции компрессии/декомпрессии передаваемых данных.

Интеллектуальные возможности модема определяются в основном, типом используемого PU и микропрограммой управления модемом, хранящейся в ПЗУ.

Путем замены или перепрограммирования ПЗУ иногда можно достичь существенного улучшения свойств модема, т.е. произвести его модернизацию, которая может обеспечить поддержку новых протоколов или сервисных функций, таких как автоматическое определение номера вызывающего абонента (поэтому вместо ПЗУ стали чаще применять Flash ROM).

Схема ППЗУ - позволяет сохранить установки модема в так называемых профилях модема на время его выключения.

ОЗУ - используется для временного хранения данных и выполнения промежуточных вычислений как универсальным, так и цифровым сигнальным процессорами, и хранит значения регистров модема на текущий сеанс связи.

Сигнальный процессор DSP -реализует основные функции протоколов модуляции (кодирование - сверточным кодом, относительное кодирование, скремблирование и т.д.) [4].

Модемный процессор – осуществляет модуляцию/демодуляцию.

Основные функции модема:

  • Осуществляет преобразование последовательных цифровых сигналов в аналоговый и наоборот.

  • Защита от ошибок.

  • Сжатие данных, что позволило радикально увеличить скорость передачи и достоверность ( код Хафмена, метод Шеннона-Фано ). Сжатие данных выполняется путем обнаружения и частичного устранения избыточности информации во входном потоке передающего модема, после чего закодированные блоки данных уменьшенного размера направляются принимающему модему, который восстанавливает их исходный вид.

  • Адаптивная коррекция.

  • Эхо-компенсация. На телефонных каналах присутствуют участки перехода с 2-х проводной части канала на 4-х проводную и наоборот. Переход идет через дифференциальную систему, которая не является идеальной. Поэтому присутствуют токи обратной связи и как следствие эхо-сигналы, поступающие на вход модема. Для борьбы с этим явлением модемы используют функцию эхо-компенсации.

  • Сверточное кодирование и декодирование.

  • Полное самотестирование модема.

  • Распознавание идентификатора звонящего.

  • Автоматический дозвон.

  • Процесс передачи информации с одновременным наблюдением за целостностью коммутируемого канала.

  • Автоматическая инициализация модема.

По рекомендациям МККТТ, передача данных и их преобразования в модемах выполняются в соответствии принятыми протоколами.

Протокол передачи данных – это совокупность правил, регламентирующих формат данных и процедуры их передачи в канале связи.

Протоколы передачи по телефонным каналам связи:

V 21 - асинхронный режим, частотная модуляция, максимальная скорость 300 бит/с. Предназначен для факсимильной передачи данных.

V 22 – дуплексный , асинхронно-синхронный режим, относительная фазовая модуляция, максимальная скорость 1200 бит/с, есть скремблирование.

V 22bis – дуплексный , используется квадратурно-амплитудная модуляция, максимальная скорость 2400 бит/с.

V 32 – асинхронно-синхроннй режим, квадратурно – амплитудная модуляция, максимальная скорость 9600 бит/с, наличие скремблирования и эхо-компенсации.

V 32 bis - асинхронно-синхроннй режим, квадратурно – амплитудная модуляция, максимальная скорость 14400 бит/с, наличие скремблирования и эхо-компенсации, автоматическая подстройка скорости передачи.

V 34,V 34bis - максимальная скорость 28800, 33600 бит/с, 256 кратная квадратурно – амплитудная модуляция. Имеет новые методы коррекции ошибок, кодирование данных, управление уровнем сигнала и т.д.

V 90 – протокол 1998 года. «Полуцифровой» скоростной протол. Квадратурно – амплитудная модуляция, максимальная скорость 56000 бит/с.

Протоколы факсмодемов:

V17 – 2х провдный, максимальная скорость 14400 бит/с, подстройка с меньшей скорости, м128 кратная фазовая модуляция, решетчатое кодирование или кодирование со сверточным кодом.

V27bis – для выделенных телефонных и факсимильных каналов, максимальная скорость 4800 бит/с.

V29 – для 4х проводного канала, максимальная скорость 9600 бит/с, синхронный режим.

Протоколы широкополосных модемов:

V 35 – для передачи газетных полос по фототелеграфу. Максимальная скорость передачи 48000 бит/с, ширина канала 60-108 кГц.

V36 - Максимальная скорость передачи 72000 бит/с, ширина канала 60-108 кГц.

V37 - Максимальная скорость передачи более 72000 бит/с, ширина канала 60-108 кГц.

Протоколы коррекции ошибок и сжатия данных:

Практически все протоколы коррекции ошибок основаны на повторении передачи ошибочного блока по запросу от принимающего модема. Каждый блок снабжается контрольной суммой, которая проверяется на приеме и блок не отдается потребителю до тех пор, пока не будет принят в правильном виде. Наиболее распространены протоколы MNP – аппаратные протоколы коррекции ошибок и сжатия данных. Из них MNP 4 включая более поздний V42. Для сжатия данных наиболее распространены протоколы MNP5 и V 42bis. Сжатие данных в 2-4 раза.

Протоколы передачи данных:

ASCIT – без коррекции ошибок, поэтому используется на коротких линиях.

X-MODEM – наиболее распространен. Имеет 3 варианта. В последнем варианте если передача идет без ошибок, то размер пакета автоматически увеличивается до 1024 байт. При увеличении числа ошибок размер пакета уменьшается.

Y-MODEM – для использования с модемами, которые автоматически осуществляют коррекцию ошибок на аппаратном уровне.

Z-MODEM – это быстрый протокол передачи данных. Не требует писать полный путь передаваемого файла. Имеется автоматическая постройка размеров пакета.

Рисунок 4.3 – Модем по рекомендации V.32bis


^ Структура модема (по рекомендации V.32bis, рис.4.3).

Выход передатчика и вход приемника соединены с дифсистемой, которая осуществляет частичное разделение сигналов встречных направлений и обеспечивает двухпроводный интерфейс с телефонной линией. Кроме того, на рисунке изображен эхокомпенсатор, который обеспечивает дуплексную работу модема и представляет собой адаптивный трансверсальный фильтр, имитирующий тракт прохождения эхосигнала.

Структура передатчика. С выхода терминального оборудования данных (обычно - компьютер) на вход передатчика поступает последовательный поток дискретных данных, который обрабатывается скремблером. Скремблер производит над сигналом обратимое преобразование, обеспечивающее случайный характер выходного потока. Передача сигналов имеющих неслучайный характер, например длинная последовательность "0" или "1", может отрицательно сказаться на работе приемника. Однако производитель модема не может накладывать какие-либо ограничения на входной сигнал, и модем должен передавать информацию любого вида. Поэтому используют скремблер, сигнал, на выходе которого носит случайный характер даже при подаче на вход длинной последовательности "0" или "1".

С выхода скремблера сигнал поступает на вход преобразователя “последовательный в параллельный”, который обеспечивает разбиение последовательности входных бит на группы, в зависимости от выбранной скорости передачи. Далее старшие биты каждой битовой группы подвергаются сверточному кодированию и вместе с младшими незакодированными битами обрабатываются КАМ-кодером, который осуществляет отображение входных битовых групп на сигнальную плоскость. На выходе КАМ - кодера мы получаем амплитуды косинусной (синфазной) и синусной (квадратурной) несущих, которые на плоскости сигнального созвездия соответствуют абсциссе и ординате декартовой системы координат.

Обе эти составляющие обрабатываются фильтрами низких частот (ФНЧ) и модулируют несущую частоту 1800 Гц. Использование ФНЧ необходимо для устранения необратимых искажений при модуляции, вызванных наложением спектров. Сама же модуляция, как это видно из рисунка производится простым умножением синфазной и квадратурной составляющих сигнала на гармонические функции косинуса и синуса.

Все эти операции, хотя и отмечены на рисунке блоками, не подразумевают в современном модеме физических устройств, а реализуются программно на цифровом сигнальном процессоре.

После модуляции сигнал через выходной порт сигнального процессора подается на микросхему ЦАП, которая осуществляет преобразование сигнала из цифрового вида в аналоговый. После этого сигнал с выхода передатчика через дифсистему передается по телефонному каналу к удаленному модему. Так как модемы работают в дуплексном режиме, в то же самое время передатчик удаленного модема, выполнив преобразования, аналогичные рассмотренным выше, осуществляет передачу сигнала, который, также пройдя через телефонный канал и дифсистему поступает на вход приемника модема, изображенного на рисунке.

В приемнике модема входной аналоговый сигнал преобразуется к цифровому виду микросхемой АЦП и подается во входной порт сигнального процессора реализующего алгоритмы функционирования приемника.

Первым делом в приемнике выполняется эхокомпенсация. Из-за несовершенства дифсистемы, на вход приемника попадает сигнал с выхода собственного передатчика. Этот сигнал называется эхосигналом и препятствует нормальному приему. Эхосигнал в приемнике воспринимается просто как паразитный шум, поэтому параллельно тракту прохождения эхосигнала включают адаптивный эхокомпенсатор, который синтезирует на своем выходе точную копию эхосигнала.

Как видно из рисунка, компенсация эхо-сигнала производится вычитанием выходного сигнала эхокомпенсатора из входного сигнала приемника. Действительно, сигнал на входе приемника содержит две составляющие: искаженный сигнал, пришедший от удаленного передатчика и эхосигнал. Если из этой смеси двух сигналов вычесть точную копию эхо-сигнала, то можно добиться полной эхокомпенсации, а значит и обеспечения качественного разделения сигналов встречных направлений. После эхокомпенсации сигнал поступает в блок преобразования тактовой частоты. АЦП на входе приемника производит аналого-цифровое преобразование с той же тактовой частотой, что и ЦАП передатчика (АЦП и ЦАП тактируются от одного и того же генератора). Это необходимо для нормальной работы эхокомпенсатора, ведь источником эхосигнала является сигнал передатчика. Теперь, когда произведена эхокомпенсация и необходимо произвести обработку сигнала удаленного передатчика, эта обработка должна осуществляться в цифровом виде с той же тактовой частотой, что и в удаленном передатчике. Однако, очевидно, что тактовые частоты двух удаленных от друга модемов могут отличаться из-за различных кварцевых задающих генераторов, и хотя это отличие достаточно мало, оно препятствует нормальному приему сигнала. Поэтому специальный алгоритм производит оценку расхождения тактовых частот ближнего приемника и удаленного передатчика и компенсацию этого расхождения в блоке преобразователя тактовой частоты.

В передатчике мы имели дело с сигналом, имеющим две составляющие - косинусную (синфазную) и синусную (квадратурную). Поэтому после преобразования тактовой частоты сигнал в блоке “фазовый расщепитель” подвергается разделению на две составляющие. Синфазная составляющая является копией входного сигнала, а квадратурная получается в результате изменения фаз всех спектральных составляющих входного сигнала на 90 градусов.

На схеме входной сигнал фазового расщепителя изображен одной стрелкой, а выходной - двумя, так как выходной сигнал имеет две составляющие (синфазную и квадратурную). Для удобства описания такого сигнала используют комплексные числа (комплексное число также имеет две части: вещественную и мнимую). Говорят, что фазовый расщепитель осуществляет переход к комплексному аналитическому сигналу. При этом подразумевают, что синфазная составляющая - это вещественная, а квадратурная - мнимая части комплексного аналитического сигнала.

Проходя через телефонный канал, сигнал передатчика удаленного модема подвергается сильным искажениям. Основной составляющей этих искажений являются линейные искажения, которые в спектральной области проявляются в виде неравномерного затухания и задержки различных частотных составляющих передаваемого сигнала, а во временной области проявляются как межсимвольная интерференция, т.е. влияние соседних передаваемых символов друг на друга. Это влияние настолько велико, что без компенсации линейных искажений невозможен прием сигнала даже на самых низких скоростях. Поэтому с целью компенсации линейных искажений сигнала в приемнике модема по рекомендации V.32bis ставится адаптивный корректор. По своей структуре он очень похож на эхокомпенсатор и также является адаптивным трансверсальным фильтром, содержащим линию задержки и набор весовых коэффициентов. Во время приема сигнала адаптивный корректор постоянно подстраивается, отслеживая медленные изменения характеристик телефонного канала.

После компенсации линейных искажений сигнал с выхода адаптивного корректора поступает на вход демодулятора, который осуществляет операцию, обратную модулятору передатчика. Как видно из рисунка, работой демодулятора управляет блок оценки частоты несущей. Мы уже говорили, что частота несущей в модемах по рекомендации V.32bis равна 1800 Гц. Тогда возникает вопрос: зачем оценивать частоту несущей, которая и так известна? Проблема в том, что, хотя передатчик удаленного модема действительно использует частоту 1800 Гц при модуляции, сигнал, проходя через телефонный канал, подвергается действию факторов, приводящих к смещению несущей частоты. И хотя это изменение достаточно мало (порядка 0,3 %), необходимо его компенсировать. К примеру, если в телефонном канале произошло смещение частоты на 5 Гц, то частота демодулятора должна быть уже не 1800 Гц, а 1795 Гц. Смещение частоты для различных каналов ТЧ имеет разную величину и может меняться в процессе передачи данных. Поэтому во время процедуры начального соединения каждый из модемов оценивает частоту несущей и продолжает ее подстраивать в процессе передачи.

С выхода демодулятора на вход декодера поступает комплексный сигнал, каждый отсчет которого соответствует какому-либо положению на плоскости сигнального созвездия. На сигнальном созвездии присутствуют так называемые разрешенные значения, т.е. те значения, которые могут передаваться передатчиком. Задача декодера состоит в том, чтобы по входному демодулированному комплексному отсчету выбрать одно из разрешенных значений на сигнальном созвездии.

Если бы не существовало искажений и шумов в канале связи, а также шумов алгоритмов обработки сигнала в передатчике и приемнике, то сигнал на выходе демодулятора в точности соответствовал бы разрешенным значениям сигнального созвездия. Однако в реальной ситуации это невозможно. И принимаемый сигнал попадает в некоторую окрестность от передаваемого. Если шум невелик и приемник работает без ошибок, принимаемые сигнальные точки, хотя и не совпадают в точности с переданным значением, однако находятся к нему ближе, чем ко всем другим разрешенным значениям. В этом случае ошибки не происходит. Если же принятая сигнальная точка оказывается в окрестности разрешенного значения, отличного от переданного, то решающее устройство принимает неверное решение и происходит ошибка. Описанный метод принятия решения достаточно нагляден и очевиден: считается, что передавалось то из разрешенных значений, которое наиболее близко к принятой сигнальной точке.

Однако, в модеме по рекомендации V.32bis, используется решетчатое кодирование, и поэтому применяется более эффективный алгоритм. Сверточный кодер на передаче специальным способом вводит связь между последовательными передаваемыми отсчетами, и при принятии решения кроме текущей сигнальной точки учитывается некоторое количество предыдущих. Такой алгоритм называется декодированием по Витерби. Этот алгоритм гораздо сложнее тривиального решающего устройства, описанного ранее, но зато обеспечивает более высокую помехоустойчивость приема. После декодирования сигнал в виде последовательного потока бит подается на дескремблер, осуществляющий операцию, обратную скремблеру передатчика. С выхода дескремблера дискретные данные передаются на выход приемника модема (это не означает, что выход дескремблера непосредственно подключается к компьютеру, далее сигнал может обрабатываться протоколом сжатия и коррекции ошибок V.42bis, протоколом V.24 и др.)
^ Интеллектуальные возможности модема.

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.

Интеллектуальные возможности модемов реализуются благодаря наличию схемы управления, выполненной на основе того или иного микропроцессора. В схемах управления модемом часто применяются процессоры общего назначения. Возможно применение и специализированных контроллеров, объединяющих в себе как сигнальный процессор, реализующий дополнительные сервисные функции.

Управление модемом может осуществляться как непосредственно органами управления на лицевой панели, так и с ООД (ПЭВМ).

Для повышения удобства и расширения возможностей ручного управления во многие модемы введены так называемые универсальные модули управления и отображения, в некоторых модемах они являются съемными. Такие модули имеют текстовый дисплей, позволяющий устанавливать конфигурацию модема в режиме «меню. Они создают возможность в процессе работы выполнять измерение и отображать некоторые параметры, характеризующие качество работы модема (частность ошибок, состояние цепей стыка, уровень принимаемого сигнала и др.), а в процессе установления соединения отображать состояния о прохождении его отдельных этапов: набора номера, приема соответственного тона.

Для программного управления режима работы модема (его схемы управления) со стороны компьютера используется набор специальных команд. Команды управления воспринимаются модемом в том случае, если он находится в командном режиме.

Каждый конкретный модем может воспринимать определенное множество команд, в общем случае не совпадающее с командами, поддерживаемыми другими модемами. Однако для удобства применения модемов и совместимости коммуникационных программ необходимо иметь стандартный набор таких команд.

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 модем работает как ретранслятор, выполняя главную задачу по преобразованию и передачи информации [4].
Глава 5 ОКОНЕЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СИСТЕМ ПДС
^ 5.1 Классификация оконечного оборудования ДЭС



Рисунок 5.1 - Типовая система передачи данных

Любая система передачи данных (СПД) может быть описана через три основные свои компоненты. Такими компонентами являются передатчик (или так называемый "источник передачи информации"), канал передачи данных и приемник (также называемый "получателем" информации). При двухсторонней (дуплексной передаче) источник и получатель могут быть объединены так, что их оборудование может передавать и принимать данные одновременно. В простейшем случае СПД между точками А и В (рис. 5.1) 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 В.

- Аппаратуры канала данных в точке В.

- Интерфейса (или стыка) аппаратуры канала данных.

- Оконечного оборудования данных в точке В.

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). Часто 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.

Аппаратуру канала данных также называют аппаратурой передачи данных (АПД). Широко используется международный термин DCE (Data Communications Equipment), который и будем употреблять в дальнейшем. Функция DCE состоит в обеспечении возможности передачи информации между двумя или большим числом 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. 5.1, а DCE может являться аналоговым модемом, если используется аналоговый канал, или, например, устройством обслуживания канала/данных (CSU/DSU — Channel Seruis Unit/ Data Service Unit), если используется цифровой канал типа Е1/Т1 или ISDN. Модемы, разработанные в 60—70-х годах, представляли собой устройства исключительно с функциями преобразования сигналов. Однако в последние годы модемы приобрели значительное количество сложных функций, которые будут рассмотрены ниже.

Слово модем является сокращенным названием устройства, осуществляющего процесс МОдуляции/ДЕМодуляции. Модуляцией называется процесс изменения одного либо нескольких параметров выходного сигнала по закону входного сигнала При этом входной сигнал является, как правило, цифровым и называется модулирующим Выходной сигнал — обычно аналоговый и часто носит название модулированного сигнала В настоящее время модемы наиболее широко используются для передачи данных между компьютерами через коммутируемую телефонную сеть общего пользования (КТСОП, GTSN — General Switched Telefone Network).

Важную роль во взаимодействии DTE и DCE играет их интерфейс, который состоит из входящих/исходящих цепей в DTE и DCE, разъемов и соедини тельных кабелей В отечественной литературе и стандартах также часто употребляется термин стык .

Соединение DTE с DCE происходит по одному из стыков типа С2 При подключении DCE к каналу связи или среде распространения применяется один из стыков типа С1.
^ 5.2 Оконечное оборудование факсимильной связи

В качестве оконечного оборудования факсимильной связи используется факсимильный аппарат.
1   2   3   4   5   6   7



Скачать файл (4581 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации