Nazwa modem pochodzi od dwóch terminów: modulacja I demodulacja. Modulacja jest to nałożenie informacji na sygnał nośny, w wyniku jednoznacznej, określonej zmiany pewnych parametrów fizycznych sygnału, zwanego nośną



Pobieranie 1,24 Mb.
Strona4/6
Data14.02.2018
Rozmiar1,24 Mb.
1   2   3   4   5   6

Standardy


     Protokoły i standardy są zbiorem reguł i uzgodnień, według których mogą komunikować się modemy. Standaryzacją w dziedzinie modemów zajmuje się Międzynarodowa Unia Telekomunikacyjna ( ang. International Telecommunications Union, ITU), która reprezentuje rządy, instytucje naukowe i organizacje badawcze z całego świata. Zagadnienia dotyczące modemów, ITU publikuje w serii zaleceń oznaczonych symbolem V.xx (np.: V.22). Jeśli producent informuje, iż jego modem pracuje zgodnie z protokołem V.22, oznacza to, że musi on spełniać wszystkie wymagania podane przez ITU w zaleceniu V.22, ponadto może współpracować tylko z takim modemem, który również realizuje to zalecenie. Protokoły ściśle definiują sposoby modulacji sygnałów przesyłanych pomiędzy komputerami, szybkości transmisji, sekwencje sygnałów w kanale telefonicznym podczas inicjowania transmisji itd. Dla każdego sposobu modulacji określona jest częstotliwość nośnej. Nośna to sygnał sinusoidalny o określonej częstotliwości. Częstotliwość ta musi dać się przesłać bez zniekształceń przez linię telefoniczną, czyli nie może być większa od 3,4 kHz. Dla każdego sposobu modulacji norma określa szybkość bitowego strumienia wejściowego. Dane zawarte w tym strumieniu bitowym zmieniają jeden lub kilka parametrów nośnej. Każdy sposób modulacji związany jest ściśle ze sposobem kodowania. Przed modulacją wejściowy strumień danych podlega pewnym procesom matematycznym - kodowaniu. Transmitowany ciąg bitów podlega zamianie na inny, dogodniejszy dla transmisji. Po stronie odbiorczej następuje demodulacja i dekodowanie zgodnie z procedurami dokładnie odwrotnymi do kodowania. Możemy wyróżnić następujące rodzaje protokołów dotyczących transmisji danych za pomocą faksów i modemów:


Zalecenie

Szybkość transmisji

Zastosowanie

V.21

300 b/s

modem

V.22

1200/6000 b/s

modem

V.22 bis

2400/1200 b/s

modem

V.23

1200/600 b/s

modem

V.27

4800/2400 b/s

fax

V.29

9600 b/s

fax

V.17

14400 b/s

fax

V.32

9600 b/s

modem

V.32 bis

14400 b/s

modem

V.34

28800 b/s

modem

V.34 bis

33600 b/s

modem

V.90

56 kb/s

modem

V.92

56 kb/s

modem


    1. Protokół V.21


        Obecnie rzadko stosowany, służy do transmisji asynchronicznej. Modem, który nawiązał połączenie generuje nośną fn= 1080 Hz - jest to sygnał pauzy. W takt napływającego strumienia bitowego zmienia się częstotliwość nośnej z szybkością 300 bps. Każdemu stanowi niskiemu - zeru odpowiada częstotliwość 1180 Hz, każdemu stanowi wysokiemu - jedynce odpowiada częstotliwość 980 Hz. Modem odbierający, do którego zadzwoniono, nadaje dupleksowo modulując częstotliwość w granicach 1850 Hz dla zera i 1650 Hz dla jedynki. Sygnał pauzy to częstotliwość 1750 Hz. Owa modulacja częstotliwościowa nazywana jest w skrócie FSK (Frequency Shift Keying). Po stronie odbiorczej modem próbkuje sygnał odebrany, eliminuje własny sygnał nadawany, przeprowadza detekcję częstotliwości i stara się zlokalizować w czasie chwile zmiany częstotliwości nośnej odebranej z linii telefonicznej. Te chwile zmiany częstotliwości występują tylko wtedy, gdy w odbieranym ciągu bitowym występuje zmiana stanu niskiego na wysoki lub wysokiego na niski. Odbiornik - demodulator synchronizuje swój zegar do zlokalizowanych chwil czasu. Zegarem tym będzie taktowany odebrany asynchroniczny ciąg bitowy.

    1. Protokół V.22


        Modulacja stosowana w tym protokole nazywana jest w skrócie PSK (Phase Shift Keying). Polega ona na skokowej zmianie fazy nośnej w stosunku do fazy bieżącej. Protokół V.22 przewiduje szybkość modulacji 600 bodów (szybkość modulacji Vm podajemy w bodach, określa ona liczbę elementów przesyłanych w ciągu sekundy,przy szybkości transmisji np. 2400 b/s, gdy element sygnału utworzony jest przez cztery bity szybkość modulacji wyniesie 600 bodów). Wybrany parametr (faza) nośnej zmienia się 600 razy w ciągu sekundy. Nie oznacza to wcale, że szybkość przesyłanego strumienia bitowego będzie równa właśnie 600 bps. Przed modulacją warstwa przygotowania danych dokonuje skramblowania, to znaczy miesza wejściowy strumień danych z ciągiem zwiększającym częstotliwość zmian bitów na przeciwny i nie dopuszcza długich ciągów zer czy jedynek. Istnieją dwie możliwości modulacji. Pierwsza możliwość (wolniejsza) polega na tym, że warstwa przygotowania danych dostarcza dane bitowe z szybkością 600 bodów. Każdy bit równy zero zmienia fazę nośnej o 90o, każdy bit równy jeden zmienia fazę nośnej o 270o. Odbiornik, podobnie jak w protokole V.21, odtwarza zegar i dane, by przekazać je warstwie przygotowania danych, która wykonuje proces odwrotny do skramblowania, czyli deskrambling. Transmisja może być synchroniczna lub asynchroniczna. Druga możliwość polega na tym, że w nadajniku warstwa przygotowania danych dostarcza strumień bitowy dwa razy szybciej, z przepływnością 1200 bodów. Przychodzące bity po skramblowaniu w specjalnym rejestrze grupowane są w pary. Każdej parze przyporządkowano określoną zmianę fazy. Aby jednoznacznie określić parę bitów należy zdefiniować cztery stany: 00, 01, 10, 11. Każdemu stanowi przyporządkowano jedną zmianę fazy o wartość 90o, 0o, 180o, 270o. Odbiornik wykrywa zmiany fazy, odtwarza zegar dwa razy szybszy i w jednej chwili czasu dekoduje nie jeden bit, ale dwa, stanowiące zakodowaną parę. W ten sposób do warstwy przygotowania danych wysyłany jest z demodulatora strumień dwa razy szybszy od szybkości modulacji. Mechanizm ten jest typowy dla wszystkich nowszych protokołów. W ten sposób możliwe stało się przesyłanie wąskopasmowym kanałem telefonicznym strumieni o wyższych przepływnościach. Transmisja między modemami jest dupleksowa. Modem nawiązujący połączenie wykorzystuje nośną 1200 Hz, modem odbierający 2400 Hz.

    1. Protokół V.22 bis


        Jest to uzupełnienie protokołu V.22 o szybkość 2400 bps. Stosuje się te same nośne 1200 Hz i 2400 Hz, tę samą szybkość modulacji 600 bodów. Dane wyjściowe po skramblowaniu formowane są w czwórki bitów. Każdej czwórce, a może ich być 16 różnych, przyporządkowano jeden stan zmiany parametrów nośnej. Zmiana parametrów nośnej polega na równoczesnej zmianie fazy i amplitudy. Pierwsze dwa bity kodują zmianę fazy tak, jak w protokole V.22, tworząc cztery stany fazowe sygnału nośnej. Następne dwa bity kodują amplitudę. Możliwe są też cztery stany fazowe sygnału nośnej. W sumie 16 stanów. Ten typ modulacji nosi nazwę QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Praktycznie sygnał nośny powstaje w wyniku sumowania dwóch przebiegów sinusoidalnych przesuniętych w fazie o 90o. Kluczowana jest równocześnie amplituda obu składowych.

    1. Protokół V.23


        Umożliwia przesyłanie danych dupleksowo z szybkością 1200 bodów dla modemu odpowiadającego i 75 bodów dla wywołującego. Dla przesyłu półdupleksowego szybkość wynosi 1200 bps.

    1. Protokół V.27


        Stosowany do transmisji faksów. Prędkość transmisji Vtran=4800/2400 b/s. Wykorzystywana dupleksowa transmisja synchroniczna.

    1. Protokół V.29


        Kolejny z protokołów dotyczących transmisji danych za pomocą faksów. Oferuje szybkość transmisji 9600 b/s, podobnie jak V.27 korzysta z dupleksowej transmisji synchronicznej.

    1. Protokół V.17


        Protokół stosowany do transmisji faksów. Prędkość transmisji wynosi: 14400 b/s, 12000 b/s, 9600b/s, 7200 b/s. Wykorzystywana jest modulacja QAM z synchroniczną zmianą parametrów nośnej z szybkością 2400 bodów, fn=1800 Hz. Przed modulacją wejściowy strumień bitów dzielony jest na grupy:

po 6b dla Vtran= 14400 b/s


po 5b dla Vtran= 12000 b/s
po 4b dla Vtran= 9600 b/s
po 3b dla Vtran= 7200 b/s

        Dwa najmłodsze bity podlegają operacji skramblowania. Zabieg ten polega na zamianie pary bitów na inną parę wyjściową zależną od pary bitów wejściowych i poprzedniej pary bitów wyjściowych. Proces ten jest stosowany w celu uniknięcia długich czasów bez zmiany parametrów nośnej. Na podstawie pary bitów wyjściowych generowany jest dodatkowy bit umieszczany na najmłodszej pozycji grupy bitów (w ten sposób dodaje się 1b) i uzyskujemy 3b. Taka grupa bitów (3b) zmienia parametry nośnej , zarówno fazę jak i amplitudę tworząc:



128 różnych stanów dla Vtran=14400 b/s
64 różne stany dla Vtran= 12000 b/s
32 różne stany dla Vtran=9600 b/s
16 różnych stanów dla Vtran=7200 b/s

    1. Protokół V.32


        Oba modemy stosują tę samą nośną 1800 Hz. Sygnał modemu odległego uzyskuje się metodami numerycznymi poprzez eliminację sygnału własnego. Szybkość modulacji jest stała i wynosi 2400 bodów. Koduje się dwójki lub czwórki bitów uzyskując szybkości bitowe 4800 bodów lub 9600 bodów Stosuje się modulację QAM w połączeniu z metodą kodowania TCM (Trellis Coded Modulation). Metoda TCM polega na zastąpieniu każdej kodowanej czwórki bitów kombinacją pięciu bitów, nie wykorzystując wszystkich 32 możliwości. Sposób kodowania dobrano w ten sposób, by zmniejszyć różnicę parametrów sygnału nośnej dla sąsiednich kombinacji. Wprowadza się w ten sposób korekcję polegającą na eliminowaniu stanów niemożliwych z założenia. Norma przewiduje, że w wyniku dużej stopy błędów system automatycznie zmieni szybkość bitową.

    1. Protokół V.32 bis


        Rozszerzenie normy V.32 o szybkości bitowe 7200 b/s, 1200 b/s i 14400 b/s. Wspólna nośna 1800 Hz, szybkość modulacji 2400 bodów, kodowane dwójki, trójki, czwórki i piątki bitów. Dla szybkości od 4800 b/s począwszy stosuje się kodowanie kratowe TCM. Przewiduje się zmianę szybkości bitowej w zależności od stanu linii. Dopuszcza się powtórną negocjację szybkości.

    1. Protokół V.34


        Protokół modulacji umożliwiający szybkości bitowe 19200 b/s i 28800 b/s. Protokół opracowany przez firmę Rockwell. Umożliwia on stosowanie czteroprzewodowej linii dzierżawionej lub dwuprzewodowej linii komutowanej (normalna linia telefoniczna). Protokół umożliwia skuteczną kontrolę jakości transmisji, a na podstawie której zmieniana jest nie tylko szybkość modulacji, ale także częstotliwość nośnej.

    1. Protokół V.34 bis


        Protokół ten to rozszerzenie metod stosowanych w V.34 do szybkości bitowych 31200 b/s i 33600 b/s.

    1. Protokół V.90


        Jest to obecnie najnowszy protokół modulacji, umożliwiający nawiązanie połączenia między modemami przy prędkości do 56 kbs. Protokół ten powstał w lutym 1998 roku i był kompromisem kończącym spór między firmami Rockwell/Lucent i 3COM/USR. Firmy te niezależnie opracowały swoje protokoły modulacji K56flex i X2. Istnienie dwóch różnych protokołów powodowało niemożliwość połączenia się przy prędkości 56 kbs przy stosowaniu modemów konkurujących ze sobą producentów. Obecnie do wszystkich modeli modemów pracujących z protokołem K56flex lub X3 dostępne są, na stronach producentów, nowe wersje oprogramowania, umożliwiające pracę z protokołem V.90. Aby możliwe było nawiązanie połączenia przy protokole V.90 między dwoma modemami, przez komutowaną sieć telefoniczną, wymagana jest linia dobrej jakości oraz odległość między modemami mniejsza od 3 km. Gdy odległość przekracza 3 km, prawdopodobieństwo nawiązania połączenia między modemami w protokole V.90 staje się niewielkie. Protokół V.90 wykorzystuje transmisję danych cyfrowych, używa modulacji impulsowo-kodowej (PCM). Jeżeli niemożliwe jest połączenie się w protokole V.90, modem automatycznie wybiera modulację V.34. V.90 umożliwia transmisję danych z szybkością 56 kb/s tylko w jednym kierunku- od serwera internetowego do użytkownika. Natomiast użytkownik może wysyłać dane z szybkością 33.6 kb/s.



1   2   3   4   5   6


©operacji.org 2019
wyślij wiadomość

    Strona główna