по модемам для телефонных линий
Subj : по модемам для телефонных линий
Frequently Asked Questions (Часто Задаваемые Вопросы)
по модемам для телефонных линий
Создан: 27.12.98
Последняя модификация: 29.03.99
Автор: Евгений Музыченко (Eugene Muzychenko)
2:5000/14@FidoNet, music@spider.nrcde.ru
Copyright (C) 1998-99, Eugene V. Muzychenko
Все права в отношении данного текста принадлежат автору. При воспроиз-
ведении текста или его части сохранение Copyright обязательно. Коммер-
ческое использование допускается только с письменного разрешения авто-
ра.
При наличии изменений с момента последней публикации они отмечаются
знаком ">-".
----------------------------------------------------------------------
- Что такое модем и каковы его функции?
Слово "модем" (modem) происходит от сочетания "модулятор/демодулятор"
и используется для обозначения широкого спектра устройств передачи
цифровой информации при помощи аналоговых сигналов путем их модуляции
- изменения во времени одной или нескольких характеристик аналогового
сигнала: частоты, амплитуды и фазы. При этом модулируемый аналоговый
сигнал называется несущим (carrier) и обычно представляет собой сигнал
постоянной частоты и амплитуды (несущая частота).
Количество модуляций в секунду называется скоростью модуляции и изме-
ряется в бодах (Бод); количество переданной при этом информации изме-
ряется в битах в секунду (бит/с или BPS - Bits Per Second). Одна моду-
ляция может передавать как один бит, так и большее или меньшее их ко-
личество. В новых модемных протоколах единица информации, передаваемая
за одну модуляцию, называется символом (character). "Модемный" символ
может в общем случае иметь любой размер.
Исходный цифровой сигнал подается на модулятор, преобразующий его в
серию изменений несущего аналогового сигнала, по линии связи передава-
емого демодулятору, который по этим изменениям воссоздает исходный
цифровой сигнал. Для получения симметричной двунаправленной линии свя-
зи модулятор и демодулятор объединяются в одном устройстве - модеме.
Несмотря на то, что модуляторы/демодуляторы применяются во множестве
устройств - сетевых адаптерах, дисководах, CD-рекордерах и т.п., тер-
мин "модем" (modem) закрепился для обозначения в основном интеллекту-
альных модемов для телефонных линий. Такой модем является сложным ус-
тройством, в который собственно модулятор и демодулятор входят лишь в
качестве основных по смыслу функциональных узлов.
Модемы применяются там, где линия связи не позволяет надежно переда-
вать цифровой сигнал простым изменением амплитуды. Наиболее надежно
передаются изменения частоты - частотная модуляция, однако для фикса-
ции такого изменения на приемном конце требуется несколько периодов
сигнала, что требует использования несущих частот, значительно бОльших
частоты цифрового сигнала. Для увеличения количества информации, пере-
даваемой за одну модуляцию, используются параллельная фазовая и ампли-
тудная модуляции.
Типовая схема организации связи двух цифровых устройств при помощи мо-
демов имеет вид:
з_______© з_______© з_____________© з_______© з_______©
Ё DTE 1 ц__╢ DCE 1 ц__╢ Линия связи ц__╢ DCE 2 ц__╢ DTE 2 Ё
ю_______ы ю_______ы ю_____________ы ю_______ы ю_______ы
Аббревиатурой DTE (Data Terminal Equipment - оконечное оборудование
передачи данных) в терминологии систем связи обозначаются оконечные
цифровые устройства, генерирующие или получающие данные. Аббревиатурой
DCE (Data Communication Equipment - оборудование передачи данных)
обозначаются модемы. Линия связи между DCE - аналоговая, между DCE и
DTE - цифровая.
Если для связи DTE и DCE используется унифицированный цифровой интер-
фейс, это зачастую дает возможность связать два расположенных рядом
DTE прямой цифровой линией - так называемым нуль-модемным кабелем. В
случае разнесения DTE на большое расстояние в разрыв вместо нуль-мо-
демного кабеля включается пара модемов и аналоговая линия связи, обес-
печивая прозрачное соединение и передачу данных.
Модемы различного типа используются во многих областях связи; в данном
FAQ рассматриваются только интеллектуальные модемы для телефонных ли-
ний связи, предназначенные для связи между компьютерами и алфавит-
но-цифровыми терминалами.
----------------------------------------------------------------------
- Как устроен и работает современный модем?
Практически все современные модемы имеют похожие функциональные схемы,
состоящие из основного процессора, сигнального процессора, оперативно-
го запоминающего устройства (ОЗУ, RAM), постоянного запоминающего ус-
тройства (ПЗУ, ROM), перепрограммируемого запоминающего устройства
(Non-Volatile RAM, NVRAM - неразрушающаяся память с прямым доступом),
собственно модулятора/демодулятора, схемы согласования с линией и ди-
намика.
Основной процессор фактически является встроенным микрокомпьютером,
отвечающим за прием и выполнение команд, буферизацию и обработку дан-
ных - кодирование, декодирование, сжатие/распаковку и т.п., а также за
управление сигнальным процессором. В большинстве модемов используются
специализированные процессоры на основе типовых наборов микросхем, а в
некоторых (US Robotics, ZyXEL) - процессоры общего назначения (Intel,
Zilog, Motorola).
Сигнальный процессор (DSP, Digital Signal Processor - цифровой сиг-
нальный процессор) и модулятор/демодулятор занимаются непосредственно
операциями с сигналом - модуляцией/демодуляцией, разделением частотных
полос, подавлением эхо и т.п. В качестве таких процессоров также ис-
пользуются либо специализированные, ориентированные на конкретный на-
бор способов и протоколов модуляции (AT&T, Rockwell, Exar), либо уни-
версальные со сменной микропрограммой (например, TMS), позволяющие
впоследствии дорабатывать и изменять алгоритмы работы.
В зависимости от типа и сложности модема основная интеллектуальная
нагрузка смещается в сторону DSP или модулятора/демодулятора. В низ-
коскоростных (300..2400 бит/с) модемах основную работу выполняет моду-
лятор/демодулятор, в скоростных (4800 бит/с и выше) - DSP.
В ПЗУ хранятся программы для основного и сигнального процессоров
(firmware). ПЗУ может быть однократно программируемым (PROM), переп-
рограммируемым со стиранием ультрафиолетом (EPROM) или перепрограмми-
руемым электрически (EEPROM, Flash ROM). Последний тип ПЗУ позволяет
оперативно менять прошивки по мере исправления ошибок или появления
новых возможностей.
ОЗУ используется в качестве временной памяти при работе основного и
сигнального процессоров; оно может быть как раздельным, так и общим. В
ОЗУ хранится также текущий набор параметров модема (active profile).
В NVRAM хранятся сохраненные наборы параметров модема (stored
profiles), один из которых загружается в текущий набор при каждом
включении или сбросе. Обычно имеется два сохраненных набора - основной
(profile 0) и дополнительный (profile 1). По умолчанию для инициализа-
ции используется основной набор, но есть возможность переключиться на
дополнительный. Ряд модемов имеет более двух сохраненных наборов.
Схемы согласования с линией включают разделительный трансформатор для
передачи сигнала, оптопару для опознания сигнала звонка (Ring), реле
подключения к линии ("поднятия трубки", off-hook) и набора номера, а
также элементы создания нагрузки в линии и защиты от перенапряжений.
Вместо реле могут применяться бесшумные электронные ключи. В некоторых
модемах применяются дополнительные оптопары для контроля напряжения
линии. Подключение к линии и набор номера могут выполняться как одним,
так и раздельными ключами.
На динамик (speaker) выводится усиленный сигнал с линии для слухового
контроля ее состояния. Динамик может быть включен на время набора но-
мера и соединения, во время всего соединения, а также отключен совсем.
Внешние модемы дополнительно содержат схему формирования питающих нап-
ряжений (обычно +5, +12 и -12 В) из одного переменного (реже - посто-
янного) напряжения источника питания. Кроме этого, внешние модемы со-
держат интерфейсные цепи для связи с DTE.
----------------------------------------------------------------------
- Чем различаются внутренние и внешние модемы?
Внутренний модем выполняется в виде платы расширения, размещаемой в
корпусе компьютера, подключаемой напрямую к системной шине и использу-
ющей общий источник питания компьютера. Внешний модем выполняется в
виде отдельного устройства, подключаемого к одному из портов - после-
довательному или параллельному, и питаемый от собственного сетевого
источника. Внешний модем также имеет индикаторы режимов работы в виде
набора светодиодов или жидкокристаллического дисплея.
Достоинства внутреннего модема:
- меньшая сложность и цена за счет отсутствия корпуса, преобразователя
питания, индикаторов и интерфейсных схем;
- отсутствие проблем с питанием в случае использования UPS;
- отсутствие необходимости в свободном порте;
- меньшее количество внешних соединений и разъемов питания.
Недостатки внутреннего модема:
- внесение в систему дополнительного порта, что может быть чревато
конфликтами с другими системными устройствами;
- большая подверженность помехам как от компьютерного источника пита-
ния, так и от соседних блоков компьютера, что может сказываться на ка-
честве связи;
- отсутствие индикаторов режимов работы, что затрудняет контроль сос-
тояния модема и сеанса связи;
- необходимость вскрытия компьютера для установки и снятия модема, а
также для настройки конфигурации порта;
- невозможность использования модема с компьютером другого типа или
другим интеллектуальным устройством;
- невозможность надежного сброса модема в случае "зависания" встроен-
ной микропрограммы, кроме как через глобальный сброс компьютера;
- невозможность использования синхронного режима работы;
Достоинства внешнего модема:
- оптимальное по помехозащищенности исполнение с собственным источни-
ком питания;
- наличие индикаторов;
- возможность аварийного сброса в любой момент путем отключения пита-
ния;
- возможность использования с любым типом оконечных устройств - компь-
ютерами, терминалами, принтерами, кассовыми аппаратами и т.п.;
- возможность использования синхронного режима работы, при котором
данные передаются на уровне битов, а не байтов; этот режим применяется
в бит-ориентированных оконечных устройствах.
- простое и быстрое подключение, и также - переключение между оконеч-
ными устройствами.
Недостатки внешних модемов:
- более высокая сложность и цена;
- большее количество внешних устройств (модем и блок питания);
- необходимость дополнительной розетки питающей сети, а в случае под-
ключения к UPS - специального переходника;
- необходимость свободного порта и интерфейсного кабеля.
----------------------------------------------------------------------
- Какие способы модуляции используются в модемной связи?
При частотной модуляции ЧМ (Frequency Shift Keying - FSK) элементы пе-
редаются различными частотами несущего сигнала. Это наиболее надежный
и помехоустойчивый способ модуляции, однако наименее скоростной.
При относительной фазовой модуляции ОФМ (Differential Phase Shift
Keying - DPSK) информация передается путем сдвига фазы несущего сигна-
ла.
Квадратурно-амплитудная КАМ (Quadrature Amplitude Modulation - QAM)
сочетает изменение фазы и амплитуды сигнала. Квадратурной этот вид мо-
дуляции называется потому, что сигнал представляется суммой синусо-
идальной и косинусоидально составляющих, которые находятся в квадрату-
ре по отношению друг к другу.
Для увеличения помехоустойчивости при многопозиционной модуляции при-
меняется предварительное кодирование информации. Без кодирования появ-
ление в сигнале каждой очередной позиции модуляции равновероятно, и
при большом количестве позиций сильно возрастает вероятность ошибки
демодулятора. Кодирование изменяет статистические свойства потока ин-
формации так, что вероятность появления каждой позиции зависит от пре-
дыстории, позволяя демодулятору принимать более надежные решения. Та-
кие методы кодирования носят название сверточных, или Trellis
Encoding.
----------------------------------------------------------------------
- Как организуется передача данных посредством модемов?
Передача данных организуется на основе набора протоколов, каждый из
которых устанавливает правила взаимодействия связывающихся устройств.
Протоколы, используемые в модемах, делятся на четыре основные группы:
- протоколы модуляции и передачи данных;
- протоколы коррекции ошибок;
- протоколы сжатия передаваемых данных;
- протоколы связи DTE и DCE.
Первые три группы относятся только к связи DCE-DCE, последняя - только
к связи DCE-DTE.
Первая группа протоколов устанавливает правила вхождения модемов в
связь, ее поддержания и разрыва, параметры аналоговых сигналов, прави-
ла кодирования и модуляции. Эти протоколы непосредственно относятся к
сигналам, передаваемым по межмодемной аналоговой линии связи. Соедине-
ние двух модемов возможно только в случае поддержки ими каких-либо об-
щих или совместимых протоколов этой группы. В семиуровневой иерархии
протоколов связи OSI эта группа протоколов имеет уровень 1 (физичес-
кий) и формирует канал цифровой связи в реальном времени, однако не
защищенный от ошибок передачи.
Протоколы физической связи могут быть симплексными (simplex) - реали-
зующими в каждый момент времени передачу только в одну сторону, и дуп-
лексными (duplex) - с одновременной двунаправленной передачей. Чаще
всего применяются дуплексные протоколы, которые могут быть симметрич-
ными, когда скорости передачи в обоих направлениях равны, и несиммет-
ричными, когда скорости различаются. Несимметричный дуплекс применяет-
ся для повышения скорости передачи в одну сторону за счет ее снижения
в обратную сторону, когда поток передаваемых данных имеет выраженную
асимметрию.
Для определения направления передачи в физическом канале используются
понятия вызывающего (инициирующего соединение) и отвечающего модемов;
направление передачи определяется со стороны вызывающего модема.
Вторая группа устанавливает правила обнаружения и коррекции ошибок,
возникающих на этапе передачи с помощью протоколов первой группы. Эти
протоколы имеют дело только с цифровой информацией; для проверки це-
лостности информации она разделяется на блоки (пакеты), снабжаемые
контрольными избыточными кодами (CRC - Cyclic Redundancy Check). При
несовпадении контрольного кода на приемном конце переданный пакет счи-
тается ошибочным и запрашивается его повторная передача. Эта группа
протоколов формирует из ненадежного физического канала надежный (защи-
щенный от ошибок) канал более высокого уровня, однако это приводит к
потере связи в реальном времени и дается ценой определенных накладных
расходов. В модели OSI эта группа соответствует уровню 2 (канальный).
Третья группа устанавливает правила сжатия передаваемых данных путем
уменьшения их избыточности. При этом на передающем конце происходит их
анализ и упаковка, а на приемном - распаковка в исходный вид. Сжатие
позволяет повысить скорость передачи сверх физической пропускной спо-
собности канала за счет уменьшения объема реально передаваемых данных.
Реализация сжатия также требует некоторых накладных расходов на анализ
информации и формирование пакетов; в случае неэффективного сжатия ско-
рость передачи может оказаться ниже скорости физического канала.
Последняя группа протоколов задает правила взаимодействия DCE и DTE.
Они подразделяются на физические, касающиеся кабелей, разъемов и сиг-
налов взаимодействия, и информационные, относящиеся к формату и смыслу
передаваемых сообщений. Посредством этих протоколов реализуется обще-
ние DTE и DCE во время подготовки к вхождению в связь, организации вы-
зова и ответа, а также в процессе самого обмена данными.
----------------------------------------------------------------------
- Как скорость передачи зависит от параметров канала?
Для оценки теоретической пропускной способности идеального канала свя-
зи, единственной формой помех в котором является чистый белый шум
(равномерно распределенный по всей полосе частот), применяется формула
Шеннона:
V = dF * log2 (SNR + 1),
где V - скорость передачи, бит/с; dF - ширина полосы частот, Гц, SNR -
соотношение сигнал/шум (Signal to Noise Ratio), отношение мощности не-
сущего сигнала к мощности белого шума в канале, log2 - двоичный лога-
рифм. Синонимом SNR является понятие "уровень шума" (Noise Level),
обозначающее отношение мощности шума к мощности сигнала, выраженное в
децибелах:
NL = -10 lg (SNR)
При стандартной для телефонии полосе частот 3100 Гц (300..3400) и SNR
свыше 10 дБ теоретический предел скорости в килобитах в секунду, приб-
лизительно равен SNR в децибелах.
Предел допустимого уровня шума на внутригородских линиях России уста-
новлен в -25 дБ; реально он составляет более 30 дБ на хороших и менее
20 дБ на плохих линиях. Используемая в настоящее время система цифро-
вого уплотнения линий с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ, Pulse Code
Modulation - PCM), передающая 8-разрядные цифровые отсчеты на частоте
дискретизации 8 кГц, имеет предельно возможное соотношение сигнал/шум
около -48 (6.02 * 8) дБ; реально предел оценивается примерно в -38 дБ,
что соответствует скорости 35 кбит/с.
Шум, возникающий в линиях передачи, не является чисто белым и нередко
в значительной мере зависит от передаваемого сигнала (коррелирован с
ним), что сильно снижает реально достижимые скорости передачи. Для
снижения влияния шумов и помех в канале применяется помехоустойчивое
кодирование, повышающее различимость сигнальных элементов; при повыше-
нии скорости передачи в пределах одной системы кодирования надежность
передачи снижается, однако с переходом на более рациональную систему
она может оставаться неизменной и даже возрастать.
----------------------------------------------------------------------
- Почему сигнал модема похож на шипение?
Это происходит в результате скремблирования (scrambling) - придания
сигналу в линии связи параметров псевдослучайного, имеющего равномер-
ный спектр и по звуку напоминающего шипение. Скремблирование применя-
ется для снижения влияния структуры исходного цифрового сигнала на
спектр выходного аналогового, что облегчает декодеру выделение несущей
частоты и декодирование сигнальных элементов.
----------------------------------------------------------------------
- Какие протоколы модуляции используются в модемной связи?
Большинство используемых протоколов стандартизировано Международным
Союзом Связи (International Telecommunications Union - ITU), ранее но-
сившим название Международный Консультативный Комитет по Телеграфии и
Телефонии, МККТТ (Comite Consultatif Internationale de Telegraphie et
Telephonie - CCITT). Отдел ITU, относящийся к телефонной связи, обоз-
начается ITU-T.
Рекомендации ITU-T в области передачи данных по телефонным линиям соб-
раны в разделе "V", рекомендации по общему построению систем передачи
данных - в разделе "X".
Из протоколов физической связи наибольшее распространение получили
следующие:
- Bell 103J (American Telephone & Telegraph, AT&T), V.21
(International Telecommunications Union - Telecommunications, ITU-T).
Дуплексные, симметричные, используют ЧМ. Для организации дуплекса по-
лоса частот канала делится на два подканала - нижний для передачи и
верхний для приема данных. При модуляции используются следующие часто-
ты:
Bell 103J:
- нижний подканал: 0 - 1070 Гц, 1 - 1270 Гц;
- верхний подканал: 0 - 2025 Гц, 1 - 2225 Гц.
V.21:
- нижний подканал: 0 - 1180 Гц, 1 - 980 Гц;
- верхний подканал: 0 - 1850 Гц, 1 - 1650 Гц.
За одну модуляцию частоты передается один бит; таким образом, скорости
модуляции и передачи равны и составляют 300 Бод и бит/с.
- V.22 (ITU-T). Дуплексный, симметричный, использует относительную фа-
зовую модуляцию ОФМ (Differential Phase Shift Keying - DPSK), переда-
ющую информацию путем сдвига фазы несущего сигнала. Несущие частоты -
1200 и 2400 Гц, скорость модуляции - 600 Бод. Протокол имеет два режи-
ма, в одном из которых одной модуляцией передается один бит, а в дру-
гом - два бита (дибит). Соответственно, в первом случае имеется две, а
во втором - четыре позиции модуляции с относительным сдвигом фазы на
180 и 90 градусов, а скорость передачи равна 600 и 1200 бит/с. Реали-
зация протокола предусматривает наличие эквалайзера, корректирующего
частотные и фазовые характеристики сигнала.
- V.22bis (ITU-T). Развитие V.22 путем исключения однопозиционной и
введения шестнадцатипозиционной квадратурно-амплитудной модуляции с
передачей четырех битов (квадбита) за одну модуляцию сигнала. Соответ-
ственно, максимальная скорость передачи увеличена до 2400 бит/с.
- V.32 (ITU-T). Использует шестнадцатипозиционную КАМ и Trellis-коди-
рование, скорости передачи - 4800 и 9600 бит/с.
- V.32bis (ITU-T). Расширение V.32 со скоростью передачи до 14400
бит/с, введены промежуточные скорости 7200 и 12000 бит/с. В протокол
включена поддержка процедур автоматического изменения скорости во вре-
мя сеанса при изменении качества линии, однако в ряде модемов реализо-
ваны лишь процедуры ее снижения без возврата к исходной скорости.
- HST (US Robotics). Оригинальный помехоустойчивый несимметричный про-
токол с передачей в одну сторону со скоростью до 16800 бит/с, в обрат-
ном канале скорость фиксирована - 300 или 450 бит/с. Протокол автома-
тически ориентируется в сторону наиболее плотного потока данных; при
потоках сравнимой плотности происходит периодический "разворот" прото-
кола.
- V.32terbo (AT&T). Расширение V.32bis со скоростью передачи до 19200
бит/с, промежуточная скорость - 16800 бит/с.
- V.32terbo/ASL (USR). Расширение V.32bis со скоростью до 21600 бит/с.
ASL - Adaptive Speed Leveling, адаптивная коррекция скорости в зависи-
мости от качества передачи. Управление осуществляется по протоколу
V.42. Поддерживаются быстрые пересоединения (retrain) без полной нас-
тройки систем эхоподавления. Начальное соединение для надежности вы-
полняется на скорости 7200.
- ZYX (ZyXEL). Оригинальный протокол со скоростью передачи от 7200 до
16800 бит/с в обычных моделях, и до 19200 бит/с - в моделях Plus. Дис-
кретность изменения скорости - 2400 бит/с.
- ZyCELL. Оригинальный помехоустойчивый протокол, ориентированный на
работу по сотовым (cellular) линиям связи.
- V.34 (ITU-T). Протокол последнего поколения со скоростью передачи до
28800 бит/с, промежуточные скорости - 2400..26400 бит/с с дискрет-
ностью 2400. Принятию стандарта ITU предшествовали протоколы ряда про-
изводителей под названиями V.Fast и V.FC. Модуляция - 256-позиционная
КАМ с дополнительным временнЫм кодированием, при котором решение на
приемном конце принимается по двум смежным состояниям сигнала. В связи
с увеличением размера передаваемого за одну модуляцию элемента данных
вместо понятия "бод" используется "символ в секунду"; в данном случае
размер символа равен 8 битам, или одному байту. Соответственно, введе-
но понятие "символьная скорость" - 2400, 2743, 2800, 3000, 3200, 3429
симв/с. Две последние скорости формально не укладываются в стандартную
полосу пропускания телефонного тракта, однако ряд телефонных линий ре-
ально обладает нужной пропускной способностью.
- V.34bis (ITU-T). Расширение V.34 до скорости 33600 бит/с с промежу-
точной скоростью 31200 бит/с.
- V.90 (ITU-T). Несимметричный, "полуцифровой" скоростной протокол,
позволяющий поднять скорость передачи в одну сторону до 56 кбит/с.
Стандарту предшествовали протоколы x2 (USR/3COM) и k56flex
(Rockwell/Lucent). Данная группа протоколов известна также под назва-
ниями V.PCM и 56k. Протоколы 56k реализуются только на несимметричных
линиях, когда с одной стороны устанавливается блок прямого сопряжения
("цифровой модем") с подключением к цифровому каналу T1/E1, ISDN и
др., а с другой - аналоговый модем с поддержкой V.90. При таком соеди-
нении сигнал со стороны цифрового канала большую часть расстояния пе-
редается в неизменной цифровой форме, и только от абонентского ком-
плекта до обычного модема - в аналоговой. Поскольку преобразование из
цифровой формы в аналоговую сопряжено с меньшими потерями информации,
чем обратно, предельная пропускная способность цифрового канала (64
кбит/с) понижается только до 56 кбит/с (реально обычно до 45-53
кбит/с). В обратную сторону предельной является скорость 33.6 кбит/с.
Протоколы 56k ориентированы в первую очередь на централизованные сис-
темы связи - провайдеры Internet (ISP - Internet Service Provider),
банковские и информационные сети и т.п., где преобладает передача ин-
формации от центра к абоненту (download), а передача от абонента к
центру (upload) встречается гораздо реже.
----------------------------------------------------------------------
- Что такое CPS?
Это исторически укоренившаяся единица измерения скорости передачи дан-
ных между программами (Characters Per Second - символов в секунду),
которая обозначает скорость передачи "компьютерных" (восьмибитовых)
символов (байтов) между оконечными программами. "Модемная" скорость в
BPS для этого не подходит, так как обозначает скорость передачи данных
между модемами в физическом канале, а на реальную скорость передачи по
полному каналу (между программами) влияют коррекция ошибок, сжатие
данных, тонкости аппаратных и системных протоколов, настройки портов и
т.п.
CPS - чисто "компьютерная" единица, не имеющая отношения к "модемным"
символам модуляции, введенным в V.FC, V.34 и более поздних протоколах.
----------------------------------------------------------------------
- Как работают протоколы коррекции ошибок?
Практически все протоколы коррекции ошибок основаны на повторении пе-
редачи ошибочного блока (кадра) по запросу от принимающего модема.
Каждый блок снабжается контрольной суммой, которая проверяется на при-
емном конце, и блок не отдается потребителю до тех пор, пока не будет
принят в правильном виде. Это порождает возможные задержки передачи,
однако практически гарантирует безошибочную передачу данных без допол-
нительного контроля более высокого уровня.
Для увеличения эффективности передачи протоколы коррекции устанавлива-
ют соединение в синхронном режиме, в котором передаваемые по физичес-
кому каналу биты уже не делятся на байты, а оформляются в пакеты боль-
шего размера. За счет этого одна и та же пара модемов по чистому ка-
чественному каналу на протоколах с коррекцией чаще всего передает дан-
ные быстрее, нежели на низкоуровневых асинхронных протоколах без кор-
рекции.
Наиболее распространенные протоколы коррекции - MNP (Microcom
Networking Protocol) уровня 4 (MNP4), введенный фирмой Microcom и
ставший стандартом де-факто, и включающий его более поздний V.42, на-
зываемый также LAP-M (Link Access Procedure - Modems), введенный
ITU-T. Последний более эффективен, поэтому при установлении связи мо-
демы в первую очередь пытаются использовать V.42, а при неудаче -
MNP4.
И в MNP4, и в V.42 отвергание (reject) принимающим модемом ошибочного
кадра может быть как индивидуальным, так и включать в себя все после-
дующие кадры, которые к этому моменту успел передать удаленный модем.
Чаще всего реализуется вторая схема, как более простая, однако в ряде
моделей используется выборочный повтор кадров - Selective Reject
(SREJ), заметно повышающий скорость передачи на каналах с частыми
ошибками связи.
Еще более позднее расширение MNP уровня 10 ориентировано на каналы с
быстро меняющимися параметрами (радиочастотные, сотовые) и оптимизиро-
вано для снижения потерь от таких изменений.
Кроме исправления ошибок, протоколы коррекции могут передавать ряд
служебных сообщений между модемами. В основном используется два типа
таких сообщений - сигнал временного перерыва в передаче (Breаk), пере-
даваемый между компьютером и модемом в виде длинной серии без стопово-
го бита в конце, и сигнал разрыва связи (Link Disconnect), передава-
емый одним модемом другому при прекращении связи (многократная неудача
приема блока, падение DTR, команда ATH и ей подобные). Первое сообще-
ние позволяет передавать между компьютерами "несимвольный" сигнал, ко-
торый часто называется сигналом типа "внимание", а второе - облегчить
и ускорить процедуру разрыва связи, чтобы удаленный модем не пытался
ее восстановить.
----------------------------------------------------------------------
- Как работают протоколы сжатия данных?
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. Принцип
действия алгоритмов сжатия во многом похож на работу архиваторов.
Наиболее распространены протоколы сжатия MNP5, введенный фирмой
Microcom, и V.42bis, введенный ITU-T. Алгоритм MNP5 основан на относи-
тельно простых методах сжатия, его эффективность в лучших случаях ред-
ко превышает 2. V.42bis основан на популярном методе сжатия LZW, при-
меняемом в большинстве архиваторов, и в удачных случаях обеспечивает
сжатие до четырех раз. В модемах, где реализованы оба протокола, пред-
почтение при соединении по умолчанию отдается V.42bis.
В протоколе MNP5 алгоритм сжатия не отключается, и протокол всегда пы-
тается кодировать поступающие данные. Это часто приводит к тому, что
данные, не поддающиеся сжатию, за счет кодирования увеличиваются в
размере, и эффективная скорость передачи падает. Протокол V.42bis сле-
дит за эффективностью сжатия потока, и временно прекращает работу, ес-
ли сжатие не достигает своих целей. Если в модеме реализован только
протокол MNP5, рекомендуется отключать его для сеансов, в которых пре-
обладают данные с низкой избыточностью (архивы, дистрибутивы, изобра-
жения, звук, видео и т.п.), и включать - для сеансов передачи текстов,
HTML-страниц, непакованных баз данных и т.п.
Алгоритм сжатия в модеме всегда имеет дело с непрерывным потоком дан-
ных, из-за чего сжатию подвергаются лишь отдельные, относительно не-
большие и независимые фрагменты потока, а это не позволяет достичь
столь же высокой степени сжатия, как в архиваторах. Например, текст на
русском языке большинством архиваторов сжимается в 4-5 раз, в то время
как реальная эффективность лучших модемных протоколов сжатия не превы-
шает 2-3, а более высокая степень достигается лишь при передаче повто-
ряющихся серий (таблиц, непакованных баз данных с высокой избыточ-
ностью и т.п.).
----------------------------------------------------------------------
- Как устроен интерфейс модема и DTE?
Чаще всего используется интерфейс RS-232C, на модеме устанавливается
25-контактный или 9-контактный разъем типа DB female (гнездо). Назна-
чение контактов разъема и направление передачи сигналов (> - в модем,
< - из модема):
DB-9 DB-25
1 Экран, корпус
3 2 > TxD Transmitted Data - передаваемые в модем данные
2 3 < RxD Received Data - принимаемые из модема данные
7 4 > RTS Request to Send - запрос передачи
8 5 < CTS Clear to Send - готовность к передаче
6 6 < DSR Data Set Ready - общая готовность модема
5 7 GND Ground - сигнальная земля
1 8 < DCD Data Carrier Detected - обнаружена несущая
4 20 > DTR Data Terminal Ready - общая готовность DTE
9 22 < RI Ring Indicator - индикатор звонка
Данные по линиям передаются двуполярными посылками напряжения +/- 12 В
относительно общего провода (GND). Допускается снижение амплитуды нап-
ряжения на входах модема до +/- 5 В. Активный уровень напряжения - по-
ложительный, кроме линий TxD и RxD.
Сигналы DSR (модем) и DTR (DTE) показывают базовую готовность ус-
тройств, устанавливаются в начале сеанса работы и снимаются в его кон-
це. Сигнал DTR может влиять на режим работы модема - его снятие по
умолчанию вызывает разрыв связи, отключение от линии и переход модема
в командный режим.
Сигналы CTS (модем) и RTS (DTE) относятся к сигналам аппаратного уп-
равления потоком (hardware flow control, RTS/CTS) и отражают готов-
ность устройств к приему или передаче в каждый конкретный момент. DTE
устанавливает RTS, когда готово к приему очередного байта, и снимает
его в случае неготовности; модем аналогичным образом устанавливает
CTS.
Сигнал DCD устанавливается модемом при обнаружении несущей. Ряд моде-
мов выдает в линию DCD реальное состояние несущей, однако большинство
модемов фактически выдает состояние связи: DCD устанавливается, когда
процесс вхождения в связь завершен, и снимается при разрыве связи.
Сигнал RI устанавливается модемом при обнаружении в линии вызывного
звонка и удерживается в течение каждого периода звонка.
Вместо аппаратного управления потоком может использоваться программное
(software, XOn/XOff), при котором каждое устройство посылает символ
XOff (код по умолчанию - 17 hex) для прекращения передачи со стороны
другого устройства, и символ XOn (код по умолчанию - 15 hex) для ее
возобновления. Из-за наличия этих резервных символов программное уп-
равление потоком используется только там, где невозможно аппаратное
управление.
----------------------------------------------------------------------
- Каким образом происходит общение DTE с модемом?
Практически все телефонные модемы общего назначения имеют унифициро-
ванный набор команд, предложенный и закрепленный фирмой Hayes, по име-
ни которой назван и сам набор. Другое название набора - AT-набор
(AT-set), поскольку большинство команд начинается с префикса AT
(ATtention - внимание). Ряд специализированных модемов имеет собствен-
ные наборы команд, несовместимые с Hayes и между собой.
Различаются два основных режиме работы модема: режим команд и режим
данных. В первом режиме DTE передает модему команды и получает сообще-
ния, во втором модем прозрачно передает данные между DTE и удаленным
модемом.
В командном режиме процессор Hayes-модема постоянно следит за потоком
битов от DTE и пытается обнаружить сочетание "AT" или "at", переданное
на одной из допустимых скоростей. Как только такое сочетание обнаруже-
но - процессор фиксирует данную скорость и переходит в режим ввода ко-
мандной строки, записывая получаемые символы во внутренний буфер, объ-
ем которого обычно равен 40 символам. Пробелы в командах игнорируются,
если это не оговорено особо для отдельных команд. Неправильно набран-
ные символы можно стирать символом "забоя" (по умолчанию - BS, код 08
hex), однако префикс AT в буфер не заносится, поэтому невозможно ни
его стирание, ни отмена режима ввода командной строки.
Командный режим модема изначально был ориентирован на ручной ввод ко-
манд с простого терминала, поэтому способ ввода и структура команд
разработаны в "человеческой" форме. По той же причине модем в коман-
дном режиме по умолчанию возвращает (эхо-режим) каждый полученный от
DTE символ, позволяя визуально контролировать правильность набора ко-
манд. В режиме данных полученные символы по умолчанию не возвращаются.
Большинство команд Hayes-модемов обозначаются буквой - "A", "P", или
символом с буквой - &C, %T. Команда может иметь параметр (обычно чис-
ловой) - X1, &D2. Если числовой параметр опущен, он полагается нуле-
вым. Ряд команд имеет синтаксис, не подчиняющийся этим правилам.
В одной командной строке может быть записана как одна, так и несколько
команд; исключение составляют случаи, когда очередная команда приводит
к смене режимов, делающей следующие за ней команды бессмысленными. Вы-
полнение каждой команды происходит после завершения ее выделения из
командной строки и синтаксического разбора. В случае успешного выпол-
нения командной строки выдается сообщение OK; перед ним могут быть вы-
даны строки дополнительной информации, запрошенные введенными команда-
ми. При обнаружении ошибки выдается сообщение ERROR и обработка строки
прекращается, но все предшествующие правильные команды к этому моменту
будут выполнены.
Примеры командных строк:
ATX
at&d1
at l1 m3 e1 &c
Каждая строка AT-команд завершается символом CR (код по умолчанию - 0D
hex, клавиша Enter). После получения CR процессор модема анализирует
командную строку и по возможности выполняет каждую команду в ней, пос-
ле чего выдает сообщение о подтверждении, ошибке или запрошенную ко-
мандами информацию. Диагностические сообщения Hayes-модемов по умолча-
нию выдаются в текстовой форме, но могут выдаваться и в виде трехзнач-
ных десятичных кодов.
AT-команды служат для получения сведений о состоянии модема, изменения
режимов его работы, набора номера, установки/завершения связи и тести-
рования модема и линии. Для изменения основных параметров имеются от-
дельные команды, прочие параметры хранятся в так называемых S-регис-
трах, принимающих значения от 0 до 255. Значения S-регистров могут ис-
пользоваться как полностью, так и раздельно по полям и отдельным би-
там. На самом деле все или большая часть параметров хранятся в S-ре-
гистрах, а отдельные команды управления ими введены исключительно для
удобства.
За редкими исключениями, команды изменения состояния действуют только
на текущий набор параметров, теряющий свои значения при отключении или
сбросе модема. Содержимое текущего набора может быть записано в один
из сохраненных наборов в NVRAM; кроме этого, ряд команд может непос-
редственно изменять содержимое NVRAM.
Кроме командных строк, начинающихся с AT, Hayes-модемы поддерживают
также команду "A/". Она повторяет последнюю введенную командную стро-
ку; исполнение начинается сразу после получения символа "/", кода CR
не требуется.
При выполнении команд соединения (вызов, ответ, тестирование) происхо-
дит соединение модемов и переход в режим данных, сопровождаемый выда-
чей сообщения CONNECT. В режиме данных все поступающие символы проз-
рачно пересылаются модемом. Исключение составляет так называемая
Escape-последовательность из трех одинаковых символов (по умолчанию -
"+"), перед и после которой должны быть выдержаны охранные интервалы
(по умолчанию - 1 сек). При получении такой последовательности модем
переходит в командный режим, не разрывая соединения; впоследствии мож-
но как вернуться в режим данных, так и разорвать соединение любой из
подходящих команд.
----------------------------------------------------------------------
- Какие основные команды используются в Hayes-модемах?
A - переход в режим ответа (Answer). Модем выдает оговоренную для раз-
решенных протоколов последовательность тональных сигналов ответа, ожи-
дая подтверждения от вызывающего модема. Если подтверждение получено -
модемы переходят к установлению соединения, успешное завершение кото-
рого приводит к выдаче сообщения CONNECT и переходу в режим данных.
D - переход в режим вызова и набор номера (Dial). Команда имеет слож-
ный синтаксис, который подробно рассмотрен далее.
En - возврат символов (Echo) в командном режиме. 0 запрещает эхо, 1 -
разрешает (стандарт).
Hn - состояние подключения к линии (Hook). 0 (стандарт) - модем отклю-
чен от линии ("трубка висит на крючке" - on-hook), 1 - модем подключен
к линии ("трубка снята с крючка" - off-hook).
In - запрос информации (Information) о модеме. 0 - тип модема, 1 -
контрольная сумма ПЗУ, 2 - проверка правильности контрольной суммы, 3
и более - запрос информации, зависящей от типа модема.
Ln - громкость динамика (voLume). 0 - минимальная громкость, 1 и 2
(стандарт) - средняя, 3 - высокая.
Mn - режим (Mode) работы динамика. 0 - отключен, 1 (стандарт) - вклю-
чен на время набора и установки соединения, 2 - включен всегда, 3 -
отключен на время набора и включен на время установки соединения.
On - возврат в режим данных (On line) после временного перехода в ко-
мандный режим по Escape-последовательности. 0 - немедленный возврат, 1
- повторение процедуры установки связи и перенастройка эквалайзера
(retrain). Не все модемы в состоянии надежно возвращаться в режим дан-
ных после выхода в командный режим.
P - установка по умолчанию импульсного (Pulse) способа набора номера.
Q - "немой" режим (Quiet). 0 - возвращать ответы после команд (стан-
дарт), 1 - не возвращать.
S - работа с S-регистрами (Storage). Имеет сложный синтаксис, который
подробно описан далее.
T - установка по умолчанию тонального (Tone) способа набора номера.
Vn - вид ответов модема. 0 - числовой формат, 1 (стандарт) - словесный
(Verbal).
Wn - вид сообщений о соединении (CONNECT). 0 - в сообщении выдается
скорость модем-DTE независимо от реальной скорости канала; 1 - то же,
но вместе с сообщением CONNECT могут выдаваться дополнительные сообще-
ния о протоколах соединения и скорости канала; 2 - выдается скорость
канала. Команда часто работает по-разному в модемах различных типов.
Xn - режим распознавания состояния линии в режиме вызова. 0 - сигналы
АТС не анализируются (blind dialing - набор вслепую), при соединении
выдается сообщение CONNECT без указания скорости. 1 - то же, разрешена
выдача скорости в сообщении CONNECT. 2 - то же, распознается только
сигнал "свободно" (непрерывный гудок). 3 - то же, что и 1, распознает-
ся только сигнал "занято". 4 - распознаются сигналы "свободно" и "за-
нято", разрешены все сообщения.
Zn - сброс модема (initialiZation) и установка набора параметров по
умолчанию (profile). 0 - загрузка набора 0, 1 - загрузка набора 1.
Сброс модема всегда разрывает соединение и отключает модем от линии.
Большинство модемов игнорирует конец командной строки по причине ини-
циализации буфера.
&Cn - режим контроля несущего сигнала (Carrier). 0 отменяет контроль,
и модем постоянно выдает активный уровень на линии DCD. Параметр 1
(стандарт) разрешает контроль, уровень на линии DCD отражает наличие
несущего сигнала в канале.
&Dn - режим обработки падения (перехода в пассивное состояние) входно-
го сигнала DTR. 0 - DTR игнорируется, 1 - переход в командный режим
без разрыва соединения, 2 (стандарт) - то же, с разрывом соединения, 3
- полный сброс модема.
&Fn - загрузка стандартных заводских (Factory) параметров модема. Для
модемов, имеющих более одной стандартной конфигурации, n задает ее но-
мер - например, для модемов US Robotics/3COM конфигурация 0 обычно по-
добрана под программное управление потоком, а 1 - под аппаратное.
&Gn - режим выдачи в линию защитного сигнала (Guard tone). 0 - запре-
щено, 1 - 550 Гц, 2 - 1800 Гц. Защитный сигнал сообщает станции, что к
линии подключен модем и имеет смысл только для станций, способных его
опознать.
&Kn - режим управления потоком: 0 - запрещено; 3 - двустороннее аппа-
ратное; 4 - двустороннее программное; 5 - программное только со сторо-
ны модема.
&Ln - тип телефонной линии (Line). 0 - двухпроводная коммутируемая, 1
- двухпроводная выделенная. Работу с выделенной линией поддерживают не
все типы модемов; в этом режиме изменяется поведение модема при уста-
новлении и поддержании соединения.
&Mn - асинхронный или синхронный режим (Mode) общения с DTE. 0 - асин-
хронный режим 1 - переход в синхронный режим только на время соедине-
ния; 2 - переход DTR в активное состояние вызывает автоматический на-
бор первого сохраненного (&Z0) номера и установку соединения в син-
хронном режиме; 3 - переход DTR в активное состояние вызывает установ-
ку соединения в синхронном режиме без набора номера.
&Pn - соотношение импульс/пауза при импульсном (Pulse) методе набора
номера. 0 (стандарт) - 39% / 61% (США/Канада), 1 - 33% / 67% (Европа,
Восточная Азия).
&Tn - группа тестовых режимов. Описана в последующих разделах.
&V - просмотр (View) текущих настроек в модема (параметры команд,
S-регистры и т.п.).
&Wn - запись (Write) текущих настроек в NVRAM модема. n задает номер
набора (profile), в который записываются настройки.
&Yn - установка набора, из которого будут загружаться настройки модема
при инициализации модема. Стандартное значение - 0.
&Zn=xxx - запоминание часто используемых телефонных номеров. n задает
номер ячейки, где запоминается номер, xxx - строку номера в формате
команды D. Количество доступных ячеек зависит от типа модема.
Модемы, поддерживающие коррекцию ошибок и сжатие данных, почти всегда
имеют группу команд "\" и "%":
\An - размер кадра MNP в байтах: 0 - 64, 1 - 128, 2 - 192, 3 - 256
(стандарт).
\Gn - протокол XOn/XOff: 0 - запрет (стандарт), 1 - разрешение.
\Jn - переход в обмене с DTE на скорость соединения: 0 - запрещен, 1 -
разрешен.
\Ln - режим MNP: 0 - потоковый, 1 - блочный.
\Nn - допустимые режимы соединения: 0 - без коррекции с буферизацией;
1 - без коррекции, прямой; 2 - только с коррекцией; 3 - с коррекцией
либо прямой.
\Qn - управление потоком в режиме с коррекцией ошибок: 0 - запрещено;
1 - двустороннее программное; 2 - аппаратное со стороны модема; 3 -
двустороннее аппаратное.
\Vn - расширенные сообщения о протоколах при соединении (Verbose): 0 -
запрещены; 1 - разрешены. Команда работает по-разному в модемах раз-
личных типов.
%Cn - сжатие данных: 0 - запрещено, 1 - разрешено (стандарт).
----------------------------------------------------------------------
- Какова структура команды набора номера?
Команда набора номера D имеет параметр в виде строки последовательно
интерпретируемых символов, управляющих процессом набора номера:
0..9 - набор соответствующей цифры
P - переключение в режим импульсного набора (Pulse)
T - переключение в режим тонального набора (Tone)
W - ожидание (Wait) сигнала "свободно" (длинный гудок)
@ - ожидание периода тишины (отсутствия сигналов) заданной длительности
, - пауза с длительностью, заданной регистром S8
; - переход в командный режим
! - кратковременный разрыв линии (Flash)
R - переход в режим ответа (Reverse)
S=n - набор номера, записанного в ячейке n
----------------------------------------------------------------------
- Какова структура команды работы с S-регистрами?
Команда работы с S-регистрами S имеет две формы:
Sn=xxx
Sn?
n - десятичный номер регистра (0..255), а xxx - новое десятичное зна-
чение регистра. Первая команда записывает новое значение в регистр,
вторая - выводит текущее содержимое регистра.
В ряде модемов для регистров, работающих в режиме битовых полей
(bitmap), введены команды записи отдельных битов:
Sn.b=x
где b - номер бита в регистра (с нуля), а x - новое значение бита
(0/1).
Наиболее общие S-регистры:
S0 - номер звонка, на который отвечает модем; 0 - не отвечает.
S1 - счетчик входящих звонков (устанавливается модемом).
S2 - код символа Escape, стандартно 43 ("+").
S3 - код символа Enter, стандартно 13 (CR).
S4 - код символа перевода строки, стандартно 10 (LF).
S5 - код символа забоя, стандартно 8 (BackSpace).
S6 - время ожидания непрерывного гудка, сек; стандартно 2.
S7 - предельное время установки соединения, сек.
S8 - длительность паузы при наборе (символ ","), сек; стандартно 2.
S9 - время опознания несущей, 1/10 сек; стандартно 6.
S10 - время ожидания восстановления несущей, 1/10 сек; стандартно 7.
S11 - длительность сигнала/паузы тонального набора, мс.
S12 - охранная пауза до и после Escape, 1/50 сек; стандартно 20.
S18 - длительность теста, сек; 0 - бесконечный тест.
----------------------------------------------------------------------
- Как работает команда тестирования &T?
Группа команд &T позволяет проверить правильность работы как отдельно-
го модема, так и пары модемов, соединенных между собой, однако поддер-
живается не всеми модемами. Различается три типа тестовых режимов -
Local Analog Loopback (LAL), Remote Digital Loopback (RDL) и Local
Digital Loopback (LDL). Последний режим является вспомогательным для
обеспечения работы в режиме RDL.
В каждом из этих режимов происходит соединение между собой (Loopback -
замыкание, возврат), передатчика и приемника модема: Analog - аналого-
вое, со стороны телефонной линии, перед разделительным трансформато-
ром; Digital - цифровое, со стороны DTE, перед интерфейсом с DTE.
Слово Local в названии режима означает, что замыкание выполняется в
местном модеме, Remote - в удаленном. Тесты LAL выполняются только на
местном модеме, тесты LDL и RDL требуют участия как местного, так и
удаленного модемов. Модемы могут быть соединены как по обычной комму-
тируемой линии, так и по выделенной, либо просто отрезком телефонного
провода.
В режимах Digital Loopback один из модемов является активным (находит-
ся в режиме данных с DTE или формирует тестовую последовательность), а
другой - пассивным (предоставляет шлейф). Пассивный модем может пре-
доставлять шлейф автоматически по запросу другого модема (для модемов,
поддерживающих протоколы тестирования ITU-T V.54) либо по команде.
Время выполнения каждого теста в секундах задает регистр S18. При ну-
левом значении в регистре тест выполняется до его ручного прерывания.
Каждый из режимов LAL и RDL имеет две разновидности - с ручным и авто-
матическим контролем. В первом случае модем устанавливает связь через
аналоговое или цифровое замыкание линии, выдает сообщение CONNECT и
переходит в режим данных. Этот режим ничем не отличается от обычного
соединения, кроме того, что все переданные символы сразу же возвраща-
ются обратно, позволяя проверить правильность их прохождения. Исполь-
зуя полнодуплексный протокол связи (например, Hydra), в этом режиме
можно имитировать передачу и прием файлов, проверить работу методов
управления потоком, буферизацию и т.п.
Во втором случае модем после установления связи остается в командном
режиме, а его процессор начинает формирование тестовой последователь-
ности данных, которая проходит через замыкание линии и проверяется
после приема. Количество ошибок подсчитывается и выдается в виде трех-
значного числа после завершения или прерывания теста.
Для теста LAL с автоматической проверкой рекомендуется отключить про-
токолы коррекции ошибок, чтобы они не влияли на результат проверки.
Этот тест в любом случае не должен обнаруживать ошибок, иначе модем
неисправен. В тесте RDL в проверке участвует вся линия связи и удален-
ный модем, поэтому количество ошибок может быть ненулевым.
Параметры команды &Tn:
0 - прекращение работающего теста
1 - тест Local Analog Loopback
3 - режим Local Digital Loopback (предоставление шлейфа по команде)
4 - разрешение предоставления шлейфа для удаленного модема
5 - запрет предоставления шлейфа для удаленного модема
6 - тест Remote Digital Loopback
7 - тест Remote Digital Loopback с автоматической проверкой
8 - тест Local Analog Loopback с автоматической проверкой
Таким образом, для проверки модема в режимах LAL достаточно ввести со-
ответствующие команды. В режимах RDL необходимо вначале вручную уста-
новить соединение, затем при помощи Escape-последовательности перейти
в командный режим и выдать команду RDL с активного модема. В удаленном
модеме при этом либо должно быть разрешено предоставление шлейфа по
запросу, либо заранее, путем ручного перехода в командный режим, уста-
новлен режим LDL.
----------------------------------------------------------------------
- Какие ответы модем может давать на командные строки?
Основной набор ответов, определенный для всех Hayes-модемов:
OK - команда выполнена успешно
ERROR - ошибка в синтаксисе или наборе параметров команды
NO DIALTONE - не обнаружен непрерывный гудок при попытке вызова
BUSY - обнаружен сигнал "занято"
NO ANSWER - модем не дождался паузы по подкоманде @ команды D
NO CARRIER - попытка вызова или ответа закончилась неудачно, либо
произошел разрыв связи
CONNECT xxx - соединение успешно установлено, модем в режиме данных
RING - в линии обнаружен сигнал вызова (звонок)
Дополнительные ответы, введенные в некоторых расширениях:
RINGING - в режиме вызова в линии обнаружен длинный гудок
RINGBACK - то же
VOICE - обнаружен голосовой ответ
Сообщение CONNECT без параметров выдается либо в том случае, когда
запрещены расширенные сообщения (X0), либо установлено соединение на
скорости 300 бит/с.
Сообщение RING выдается модемом после завершения каждого вызывного
сигнала (интервал около 5 сек). Сообщения RINGING/RINGBACK выдаются не
всеми типами модемов.
Сообщение VOICE поддерживается только некоторыми модемами и выдается в
том случае, когда в линии обнаружен сигнал, который нельзя отнести к
какому-либо известному классу линейных или модемных сигналов. В этом
случае считается, что абонент ответил голосом, и после выдачи сообще-
ния модем отключается от линии.
----------------------------------------------------------------------
- Что представляет собой факс-модем?
Это модем со встроенными факсовыми протоколами установления связи, мо-
дуляции и передачи изображений. Такой модем может работать как с обыч-
ными модемами посредством протоколов передачи данных, так и с факс-ма-
шинами через протоколы передачи изображений.
Функциональность факс-модема определяется его классом: 1, 2 или 2.0.
Класс 1 предполагает поддержку только протоколов физического уровня,
все остальные процедуры выполняет управляющая программа компьютера.
Класс 2 вносит бОльшую часть интеллектуальных функций в сам модем, од-
нако является "промежуточным" стандартом де-факто. Класс 2.0 добавляет
функции кодирования и декодирования изображений, содержит ряд измене-
ний, и утвержден в качестве официального стандарта.
Классы факс-модемов не совместимы снизу вверх (функции младших классов
не поддерживаются в старших), а модемы старших классов чаще всего не
поддерживают младшие классы факсовых команд.
Программы, ориентированные на работу с факс-модемами (BitFax, BGFax,
WinFax и др.), позволяют передавать и принимать избражения в различных
графических форматах (BMP, GIF, TIFF, JPG и т.п.). Кроме этого, боль-
шинство программ, а также встроенные факс-службы современных ОС, поз-
воляют передавать документы любого типа, для чего в системе устанавли-
вается фиктивное устройство класса "принтер", при "печати" документов
на которое они преобразуются в чистое изображение и отправляются
факс-модемом.
----------------------------------------------------------------------
- Что представляет собой голосовой модем?
Это модем с возможностью голосового (voice) контакта между абонентами.
Первые модемы с поддержкой голоса имели только микрофонный и телефон-
ный усилитель с возможностью подключения наушников с микрофоном, что
добавляло к модему функции обычного телефонного аппарата. Современные
модемы, кроме этого, способны одновременно передавать по каналу данные
и голос, отчего эта группа модемов имеет общее обозначение SVD
(Simultaneous Voice and Data), и часто позволяет делать это при помощи
подключенного к модему телефонного аппарата.
Различаются две основные технологии передачи голоса вместе с данными:
ASVD - аналоговая, когда звуковая информация внедряется в поток данных
в аналоговом виде на этапе модуляции. Скорость потока данных в канале
при этом падает. Примером может служить протокол V.61 (скорость данных
4800 бит/с), а также его расширения от Rockwell, называемые AudioSpan:
ML144 (4800..9600 бит/с) и ML288/V.34Q (4800..14400 бит/с). ASVD поз-
воляет разговаривать с абонентом при помощь телефонной трубки или на-
ушников с микрофоном, но не позволяет передавать по голосовому каналу
звук из компьютера без его преобразования в аналоговую форму.
DSVD - цифровая, когда звук в цифровом виде прозрачно внедряется в ос-
новной цифровой поток посредством служебных кадров. При этом звук мо-
жет как оцифровываться с микрофона на входе и подаваться на наушники с
выхода, так и напрямую передаваться с компьютера или на компьютер.
Пример - протокол V.70.
Помимо прямых голосовых разговоров, при помощи голосовых модемов ре-
ализуются системы определения номера звонящего абонента, автоответчи-
ки, системы автоматической рассылки речевых сообщений и т.п.
----------------------------------------------------------------------
- Что такое Soft-modem?
Так называют класс модемов, часть "интеллекта" которых переносится из
самого модема в основной компьютер. Повышение быстродействия централь-
ных процессоров и появление специализированных команд для обработки
сигналов (MMX) позволяют передать часть функций модемной аппаратуры
операционной системе основного компьютера.
Встречаются также три наиболее распространенные разновидности soft-мо-
демов:
- модем без ПЗУ микропрограммы, содержащий только ОЗУ. Микропрограмма
в такой модем загружается из файла специальным программным загрузчи-
ком, после чего такой модем вплоть до отключения питания работает, как
обычный. Такая конструкция облегчает обновление микропрограмм и исклю-
чает полную потерю работоспособности модема с некорректно "перешитым"
ПЗУ, однако требует операции первоначальной загрузки микропрограммы,
без которой модем неработоспособен.
- модем с упрощенным контроллером, реализующим только протоколы моду-
ляции и установления связи. Коррекция ошибок, сжатие данных и другие
сервисные функции выполняются программным обеспечением (драйверами ОС
или специализированными связными программами). Такой модем выглядит
как обычный, имеет набор команд, однако без внешних сервисных программ
неспособен реализовать описанные функции. Частным случаем являются мо-
демы с интерфейсом RPI (Rockwell Protocol Interface - интерфейс прото-
колов Rockwell), построенные на серии микросхем Rockwell.
- модем без контроллера (controllerless). Такие модемы выпускаются
только во внутреннем исполнении, и фактически представляют собой моду-
лятор/демодулятор с "неинтеллектуальным" интерфейсом. Все функции по
инициализации такого адаптера и превращению его в привычный интеллек-
туальный модем с набором AT-команд возлагаются на центральный процес-
сор и драйверы, что создает значительные накладные расходы и требует
процессора значительной мощности. Модемы этого типа работоспособны
только в среде ОС, в которой установлены их драйверы, в остальных слу-
чаях они не имеют никакого смысла. Наиболее известным примером являет-
ся USR Sportster WinModem.
----------------------------------------------------------------------
- Как первоначально настроить новый модем?
Для внутреннего модема прежде всего необходимо установить номер
COM-порта и линии IRq, которые он будет использовать. Подавляющее
большинство внутренних модемов видны компьютеру, как дополнительный
COM-порт, за исключением Soft-модемов с полностью программным управле-
нием, которые могут иметь произвольный интерфейс.
При установке номера порта нужно иметь в виду, что на всех современных
системных платах имеется встроенный контроллер ввода/вывода, поддержи-
вающий два последовательных порта, по умолчанию обычно работающих как
COM1 и COM2. В BIOS Setup для каждого из этих портов может быть также
режим Auto, в котором порт включается только в случае наличия свобод-
ных стандартных адресов и линий IRq. Например, если для второго сис-
темного порта задано Auto и в плату установлен внутренний модем, нас-
троенный, как COM2, BIOS в зависимости от типа и версии может либо пе-
ренести второй системный порт на COM4, либо отключить его совсем.
Если два порта настроены на одну линию IRq (IRq sharing), то возможна
работа только с одним из них в каждый конкретный момент времени. При
попытке активизировать оба порта не сможет работать ни один, кроме
случая, когда оба порта обслуживает специализированная программа, ко-
торая в состоянии разобраться, какой порт генерирует какое прерывание.
При настройке двух портов на один и тот же адрес оба будут неработос-
пособны.
Внутренние модемы с интерфейсом Plug & Play в специальной настройке не
нуждаются; может потребоваться разве что установка перемычками режима
PnP, если модем допускает также и прямое конфигурирование адреса и
IRq.
На внешнем модеме может потребоваться установка режимов работы перек-
лючателями, если они есть.
Проверить правильность работы порта модема можно при помощи любой тер-
минальной программы (Telix, Terminate, Telemate - для DOS, или стан-
дартный Hyper Terminal (Программа Связи) - для Windows 95). На ввод
строки AT&F модем обязательно должен дать ответ OK. Можно использовать
и строку ATZ, однако в том случае, если в параметрах по умолчанию ус-
тановлен режим Q1, модем не даст ответа OK на эту строку.
Убедившись, что модем работает, необходимо сформировать набор парамет-
ров по умолчанию. Для этого вводится команда &Fn с нужным номером кон-
фигурации, описанной в руководстве к модему; крайне желательна конфи-
гурация с аппаратным (hardware, RTS/CTS) управлением потоком данных.
Если некоторые параметры желательно иметь отличными от заводской кон-
фигурации, их нужные значения задаются после команды &Fn. После нас-
тройки всех параметров вводится команда &W, которая записывает сформи-
рованный набор в качестве набора по умолчанию с номером 0. Впослед-
ствии, при каждом включении модема или после выполнения команды Z, бу-
дет устанавливаться этот набор параметров.
Для того, чтобы программы правильно отображали скорость установленного
соединения, необходимо задать модему режим вывода в строке CONNECT ре-
альной скорости вместо скорости модем-DTE. Для этого служит команда
Wn; также могут потребоваться и другие команды (например, \Vn), кото-
рые нужно найти в описании. Проверить формат строки CONNECT на боль-
шинстве модемов можно командой &T1, устанавливающей тестовое соедине-
ние по типу Local Analog Loopback.
----------------------------------------------------------------------
- Что такое строка инициализации и зачем она нужна?
Строкой инициализации называют последовательность команд, приводящую
модем в заранее известное состояние. Обычно такая строка начинается с
одной из команд &Fn, устанавливающей заводские установки, следом за
которой идут команды установки нужных режимов.
Если терминальная программа поддерживает несколько строк инициализа-
ции, последовательно выводимых в модем, удобно начинать последователь-
ность с команды Z. В этом случае в активный набор параметров по умол-
чанию записываются наиболее общие установки для всех применений модема
на данной станции.
В том случае, если для всех применений модема достаточно одного набора
параметров, наиболее удобным будет запоминание его в NVRAM. Строка
инициализации в этом случае сводится к одной команде Z.
----------------------------------------------------------------------
- Как можно оптимизировать настройку модема и управляющей программы?
В общем случае оптимальная настройка модема и программы весьма сложна
и неоднозначна, однако в большинстве случаев можно выделить несколько
наиболее типичных моментов:
- Надежность соединения. Все современные модемы поддерживают аппарат-
ную коррекцию ошибок, однако заводские установки разрешают соединение
без коррекции, если в процессе вхождения в связь модемам не удалось
выбрать общий протокол коррекции. В результате даже при случайной по-
мехе в этот момент может быть установлено соединение без коррекции,
что чревато появлением на выходе модема большого количества мусора
вперемешку с полезными данными и значительное снижение общей скорости
передачи. Для избежания подобных ситуаций рекомендуется задавать при-
нудительный режим коррекции командами \N2, \N4, \N5, \N6 (для большин-
ства модемов), &M5 (USR/3COM) и т.п.
- Эффективность сжатия данных. По умолчанию все современные модемы пы-
таются задействовать протокол сжатия. В случае передачи неупакованных
данных это чаще всего повышает общую скорость обмена, однако в случае
передачи эффективно упакованной информации (архивы ZIP, ARJ, RAR,
свернутые дистрибутивные наборы, CAB-файлы и т.п.) алгоритм сжатия
V.42bis чаще всего работает вхолостую, а алгоритм MNP5 в любом случае
пытается сжимать поток, вызывая его увеличение из-за накладных расхо-
дов. Поэтому, если данная сессия связи ориентирована главным образом
на передачу непакованных данных - лучше разрешить сжатие, если же пре-
обладают большие объемы пакованных, а модем поддерживает только MNP5 -
сжатие имеет смысл запретить.
- Пропускная способность интерфейса с DTE. При установке соединения
модем может либо установить с DTE такую же скорость передачи, что и в
канале (floating speed), либо всегда работать с DTE на фиксированной
скорости (fixed speed). Последний случай называется режимом фиксации
скорости порта (Port Locking, Baud Locking и т.п.) и является наиболее
удобным и эффективным. Фиксированную скорость порта рекомендуется ус-
танавливать максимальной, на которой система и программы сохраняют
способность надежно принимать данные, или хотя бы вдвое большей макси-
мальной скорости соединения. В результате возрастание скорости переда-
чи вследствие сжатия данных будет компенсировано увеличением скорости
порта, и интерфейс с DTE не будет узким местом модемного тракта.
- На линиях невысокого качества в зависимости от спектра помех могут
по-разному вести себя различные протоколы модуляции при близких бито-
вых скоростях передачи. Например, при соединении по протоколу V.34 со
скоростью 16800 бит/с скорость обмена из-за исправления ошибок может
оказаться ниже, чем при соединении по протоколу V.32bis на скорости
14400 бит/с. В таких случаях имеет смысл принудительно ограничивать
возможные протоколы и скорости для конкретных сеансов связи.
----------------------------------------------------------------------
- Чем различаются асинхронные и синхронные режимы?
В асинхронном режиме данные передаются побайтно, каждый байт предваря-
ется стартовым битом и завершается одним или двумя стоповыми битами.
Таким образом, минимальной единицей передачи является байт, а старто-
вые/стоповые биты между байтами обеспечивают правильное опознание на-
чала и конца каждого байта. Этот режим удобен с точки зрения надежнос-
ти выделения сигналов с линии однако требует упаковки/распаковки бито-
вых данных в байты, а также снижает скоростей передачи в канале за
счет избыточных стартовых и стоповых битов (минимум на 25% - 2/8).
В синхронном режиме данные передаются побитно, без группировки в бай-
ты. В этом случае нет накладных расходов на группировку битов, и еди-
ницей передачи является отдельный бит. Тем не менее, чтобы приемник
имел возможность пересинхронизации в случае потери части потока, биты
часто оформляются в пакеты различной длины, снабженные заголовком и
контрольной суммой. Минимальной информационной единицей в этом случае
является пакет. Поскольку длина пакета значительно превышает длину его
служебной части, накладные расходы оказываются намного меньше.
Все протоколы коррекции ошибок и сжатия данных устанавливают между мо-
демами синхронный режим передачи с обменом пакетами. В то же время об-
мен между модемом и DTE чаще всего идет в асинхронном режиме, что вку-
пе с накладными расходами на оформление и обработку пакетов порождает
разность скоростей в канале и с DTE. Для компенсации этой разности в
модеме имеется буфер, а также используются методы управления потоком
(flow control).
Специализированные устройства (пейджерные станции, промышленные систе-
мы сбора информации и т.п.) нередко используют синхронную передачу
между собой и модемом, сами формируя пакеты и следя за их правиль-
ностью. В таких случаях, из-за неспособности обычного компьтерного
порта работать в синхронном режиме, взаимодействие компьютера с такими
устройствами через пару модемов может оказаться невозможным.
----------------------------------------------------------------------
- Почему при смене видеорежима нарушается связь на внутреннем модеме?
Это происходит в основном при работе с рядом видеоадаптеров на основе
микросхем S3. Эти микросхемы используют для управления ускорителем
порты с адресами, младшая часть которых совпадает со стандартными ад-
ресами COM4 (2E8..2EF). При корректно реализованном интерфейсе PCI/ISA
на системной плате обращения к этим адресам должны выдаваться только
на шину PCI, однако некоторые chipset'ы системных плат ошибочно тран-
слируют их также и на ISA. Если внутренний модем настроен на COM4 -
это вызовет сбой в обмене данными, разрыв связи или даже неработоспо-
собность модема до его повторной инициализации.
----------------------------------------------------------------------
- Почему модем не распознает сигнал "занято"?
Подавляющее большинство модемов настроено на распознавание телефонных
сигналов в стандарте США/Канады. Сигнал "занято" в этом стандарте
представляет собой сочетание двух частот - 480 и 620 Гц, длительность
тона и паузы - 0.5 с, причем громкость сигнала существенно (на 12 дБ)
ниже громкости непрерывного гудка. В российской телефонной системе
сигналы "занято" передаются посылками частоты 425 Гц, длительность то-
на и паузы 0.35 с, уровень всех сигналов одинаковый. В результате, ес-
ли анализатор модема не имеет достаточного запаса по длительности/ин-
тенсивности сигналов, корректное их опознание происходит редко или его
не происходит вовсе.
Если модем имеет возможность регулировки чувствительности к сигналам
станции и диапазона их параметров - можно попытаться подобрать подхо-
дящие значения. Модемы, ориентированные на российскую телефонную сеть
(IDC, Russian ZyXEL, Russian Courier) изначально настроены на парамет-
ры отечественных сигналов.
Для модемов, не имеющих подобных регулировок, в том случае, когда
трудность в опознании сигнала "занято" вызвана слишком громким его
уровнем, можно попытаться ослабить входной сигнал, включив последова-
тельно с линией резистор сопротивлением 50..500 Ом, однако это чаще
всего отрицательно сказывается на качестве связи.
----------------------------------------------------------------------
- Отчего модем может зависнуть, и как с этим бороться?
Как и любой компьютер, внутренний микрокомпьютер модема может зависать
по нескольким причинам:
- ошибки в микропрограмме
- нестандартные входные сигналы или элементы данных, против которых в
модеме не предусмотрено защиты
- некачественная фильтрация питающих напряжений
- электростатические разряды или мощные магнитные поля
Наиболее частыми причинами зависания являются первые две. В частности,
в большинстве современных модемов протоколы реализуются методом конеч-
ных автоматов, предусматривающих большое количество состояний и правил
перехода между ними. При таком подходе крайне трудно проверить все
возможные переходы и исключить появление "запрещенных" состояний, в
которые модем может попасть по ошибке, а также некорректных цепочек
таких состояний. В результате, при определенном сочетании входных ус-
ловий (типы модемов в паре, протоколы связи, виды передаваемых данных
и т.п.) один или оба модема могут попасть в запрещенные состояния. В
зависимости от тяжести зависания модем может быть выведен из него либо
срабатыванием внутреннего таймера (если таковой имеется), либо снятием
сигнала DTR, либо полным аппаратным сбросом.
Если модем регулярно зависает и нет возможности сменить его или хотя
бы микропрограмму - можно принять компромиссные меры:
- Установить режим &D3 для сброса по падению сигнала DTR. Однако на
большинстве модемов сигнал DTR наравне с другими анализируется процес-
сором модема, и зависший процессор часто оказывается неспособным отре-
агировать на его изменение. Модемы повышенной надежности могут иметь
специальный режим, в котором сигнал DTR напрямую подключается к цепи
аппаратного сброса.
- Установить в модем схему аппаратного сброса, формирующую импульс
сигнала Reset, который автоматически формируется при включении пита-
ния. Сигнал сброса можно сформировать из падения сигнала DTR, либо
взять отдельный сигнал с какого-либо другого порта (COM или LPT). В
первом случае потребуется только доработка самого модема, так как
практически все программы умеют сбрасывать DTR для разрыва соединения.
Во втором случае потребуется запуск специальной программы, которая бу-
дет выдавать в нужный порт сигнал, от которого сработает схема аппа-
ратного сброса.
- Для внешнего модема можно сделать схему кратковременного отключения
питания, работающую на тех же принципах. Метод хорош тем, что не тре-
бует вмешательства в схему самого модема.
Вариант с формированием сигнала внутреннего сброса имеет ограниченное
применение в случае внутреннего модема. Дело в том, что внутренний мо-
дем всегда содержит еще и контроллер COM-порта, настройку которого
большинство программ выполняет только в начале работы. Таким образом,
если сигнал сброса формируется от падения DTR, то порт также окажется
приведенным в стандартное состояние, и программа не сможет с ним рабо-
тать до повторной инициализации. В этом случае нужно, чтобы программа,
обнаружив зависание модема, аварийно перезапускалась.
----------------------------------------------------------------------
- Какой максимальный CPS достижим на данной битовой скорости?
При условии, что в тракте нет узких мест (в частности, скорость асин-
хронных последовательных портов с обеих сторон превышает скорость со-
единения) и данные везде передаются с максимальной скоростью, предель-
ный CPS без эффективного сжатия (например, при передаче архивов) при-
мерно равен 90..95% от битовой скорости, деленной на восемь. Например,
для скорости 14400 бит/с предел CPS около 1650, а для 28800 - около
3400. При эффективной работе протоколов сжатия реальная скорость может
возрастать в два и более раз (наиболее эффективно сжимаются длинные
серии повторяющихся символов).
Различные программы по-разному измеряют CPS при обмене: одни отобража-
ют только мгновенное значение, вычисленное при передаче текущего паке-
та, другие - результат деления общего количества переданных/принятых
байтов на время с начала обмена. В первом случае значение сильно изме-
няется от влияния кратковременных факторов, а во втором оно неоправ-
данно занижается. Наиболее корректным является отображение среднего
CPS за небольшой промежуток времени (несколько секунд) с одновременным
подсчетом среднего CPS за все время передачи.
----------------------------------------------------------------------
- Чем различается работа по коммутируемой и выделенной линии?
Стандартная коммутируемая линия отличается наличием питающего напряже-
ния (около 60 вольт в российских телефонных сетях) и способностью вы-
давать и принимать сигналы состояния линии и набора номера. Соответ-
ственно, при работе по коммутируемой линии вызывающий модем в общем
случае дожидается непрерывного гудка, затем набирает номер, и только
после этого ожидает ответа от удаленного модема. Отвечающий модем, в
свою очередь, воспринимает сигнал вызова (звонок), после чего подклю-
чается к линии ("берет трубку") и переходит в режим ответа.
Выделенная линия представляет собой постоянное двухточечное соединение
между двумя абонентами. Обычно это - двух- или четырехпроводная линию
связи, напрямую соединяющая два модема и никак не соединенная со стан-
ционной аппаратурой. В простейшем случае это может быть обычный теле-
фонный кабель, входящий в комплект модема, в наиболее сложном - учас-
ток многоканального проводного, оптоволоконного или радиотракта, кото-
рый при помощи канальной аппаратуры имитирует простое проводное соеди-
нение.
Модемы, поддерживающие работу по выделенной линии (команда &L1) в этом
режиме автоматически отключают проверку наличия непрерывного гудка, а
также автоматически пытаются восстановить соединение при его разрыве.
Для начальной установки соединения один модем должен быть активизиро-
ван как вызывающий (команда D), а другой - как отвечающий (команда
A). После этого восстановление связи при обрыве модемы выполняют са-
ми в тех же ролях.
Кроме этого, модемы с поддержкой выделенных линий имеют запоминаемые
режимы, в которых установление связи в выбранной роли выполняется ав-
томатически при включении питания (либо после появления сигнала DTR).
Таким образом, пара таких модемов сразу после включения питания или
появления DTR создает автоматически поддерживаемое соединение без вме-
шательства управляющих программ, которым в этом случае остается лишь
слежение за сигналом DCD и/или сообщениями CONNECT/NO CARRIER. В иде-
альном случае такая пара модемов позволяет организовать полностью
прозрачное соединение, аналогичное нуль-модемному кабелю, при котором
программам совершенно неизвестно о существовании в каких-либо дополни-
тельных устройств в тракте.
По выделенной линии могут работать практически все модемы - даже не
поддерживающие команду &L1. Достаточно, чтобы модем не обращал внима-
ния на наличие напряжения в линии (некоторые модемы имеют датчик нап-
ряжения) и не пытался ожидать гудка при переходе в режим вызова (это
обеспечивает команда X3). Для установления связи на вызывающем модеме
вводятся команды X3D, после чего на отвечающем вводится команда A.
Единственное неудобство в этом случае - обычные модемы не умеют авто-
матически восстанавливать оборванное соединение.
Описанная технология может использоваться и при работе по коммутиру-
емой линии - для установления модемной связи по каналу, уже соединен-
ному для голосового разговора. При этом модемы должны быть подключены
параллельно каждому телефонному аппарату, их операторы выбирают для
себя роли вызывающего/отвечающего, после чего вызывающий вводит коман-
ду D и после подключения его модема к линии кладет трубку. Отвечающий
оператор, услышав щелчок подключившегося к линии удаленного модема,
вводит команду A и тоже кладет трубку, после чего модемы переходят к
обмену сигналами установки соединения.
----------------------------------------------------------------------
- Как подключить модем через блокиратор или АВУ?
Блокиратор используется для разделения спаренных абонентских линий,
когда к одной телефонной паре подключаются две абонентские линии, каж-
дая из которых использует свою полярность питающего и вызывного напря-
жения, и одновременная работа обеих линий невозможна. Типовой блокира-
тор представляет собой диодный однополярный выпрямитель, пропускающий
в абонентскую линию только напряжение "своей" полярности, и также со-
держит транзисторный ключ, замыкающий обратный ток вызывного сигнала
(звонка). Такой блокиратор рассчитан на телефонные аппараты с индук-
тивным звонком; после завершения действия очередного полупериода одно-
полярного вызывного сигнала в катушке звонка возникает ток того же
направления, замыкающийся через транзисторный ключ. Телефонные аппара-
ты с электронным звонком и модемы содержат разделительный конденсатор,
в котором возникает ток противоположной направленности, а для этого в
блокираторе нет разрядной цепи. В результате аппарат или модем нор-
мально работает во всех режимах, кроме опознания звонка.
Для нормальной работы на спаренных линиях выпускаются блокираторы,
поддерживающие аппараты с электронным звонком. Можно также самосто-
ятельно собрать схему, обеспечивающую замыкание возвратного тока и
разряд разделительного конденсатора.
При помощи АВУ (аппаратура высокочастотного уплотнения) к двухпровод-
ной телефонной линии может подключаться несколько (обычно две) абонен-
тские линии, могущие работать одновременно. При этом одна из линий ра-
ботает в обычном режиме - на низкой частоте, а остальные - на высоких
частотах. Для передачи сигналов вызова по линии, уплотненной АВУ, ис-
пользуются специальные сигналы, принимаемые блоком АВУ и преобразуемые
в стандартный вызывной сигнал напряжением 110 В и частотой 100 Гц. Ти-
повой блок АВУ также рассчитан на аппараты с индуктивным звонком и
имеет три точки подключения: два - низковольтная линия, и третий - вы-
ход вызывного сигнала. Для подключения аппаратов с электронным звонком
или модемов нужен либо блок АВУ с двумя точками подключения, либо спе-
циальный адаптер.
Если через блокиратор модем в общем случае работает практически без
потери качества, то на высокочастотной линии АВУ часто наблюдается
значительное снижение скорости и надежности связи.
----------------------------------------------------------------------
- Что такое FOSSIL?
Fido/Opus/SeaDog Standard Interface Layer - стандартный уровень интер-
фейса, совместно разработанный Fido, Opus и SeaDog. Служит для унифи-
кации интерфейса с последовательными портами в DOS, заменяя и дополняя
функции BIOS. В дополнение к стандартным для BIOS функциям ввода/выво-
да символа с ожиданием предоставляет функции ввода/вывода без ожида-
ния, работы по прерываниям, буферизованного ввода/вывода и т.д. В
FOSSIL может быть также включен интерфейс с видеоадаптером. Наиболее
известные версии FOSSIL для DOS - BNU и X00.
FOSSIL полезен и под многозадачными системами типа OS/2 и Windows.
Стандартные средства виртуализации портов этих систем эмулируют только
поведение порта на аппаратном уровне - байтовый ввод/вывод по прерыва-
ниям, при этом эмуляция побайтного обмена с прерыванием на каждые нес-
колько байтов создает заметные накладные расходы и приводит к периоди-
ческой потере байтов. Версии FOSSIL для этих систем создают DOS-прог-
раммам оптимальный интерфейс с портами. Наиболее известная версии
FOSSIL для Windows - WinFossil, для OS/2 - SIO (Serial I/O). SIO явля-
ется развитием версии X00 и, помимо поддержки функций FOSSIL, эмулиру-
ет соединение двух последовательных портов посредством сетевых прото-
колов.
----------------------------------------------------------------------
- Где взять драйверы под Win95/98 для модема <...>?
Для большинства модемов, как и для мониторов, каких-либо специальных
драйверов не существует - Windows использует стандартные драйверы пос-
ледовательных портов. Исключение составляют модемы с нестандартным ин-
терфейсом - Soft-модемы, модемы с RPI, некоторые голосовые модемы.
Тем не менее, для корректного опознания модема в Windows требуется
INF-файл, содержащий характеристики модема, команды установки режимов,
строки сообщений и т.п. Для большинства модемов эти файлы прилагаются
в комплекте поставки.
Если Windows не в состоянии опознать модем даже при наличии INF-файла
от производителся - это означает, что либо полное название типа модема
в INF-файле не соответствует выдаваемому самим модемом по командам In,
либо INF-файл предназначен для другой версии Windows. Если не удается
найти корректный INF-файл на сайте или BBS производителя, можно попро-
бовать задать подходящий по скорости тип стандартного модема. На ка-
честве связи это не скажется - не будут поддерживаться только расши-
ренные возможности (голос, факс, АОН и т.п.).
----------------------------------------------------------------------
- Как уменьшить шум от реле набора номера?
- Минимальное решение: обклеить реле кусочками поролона, подобрав их
размеры и конфигурацию для оптимального поглощения звука. Этот способ,
однако, редко дает заметный эффект, так как вибрация реле передается
всей плате, которая излучает сильнее, чем сам корпус реле.
- Оптимальное решение: выпаять реле и присоединить его отрезками тон-
кого гибкого провода, а само реле так же обклеить поролоном. При этом
вибрация практически не будет передаваться печатной плате.
- Кардинальное решение: заменить реле на герконовое. Хорошо подходят
5-вольтовые РЭС-55А (модель 0201). Если реле имеет две пары контактов,
вторая из которых отключает параллельный телефон - можно поставить два
реле, или же замкнуть выключатель телефона накоротко. Реле также можно
заменить на электронный ключ, которые продаются на радиорынках, однако
в этом случае может ухудшиться соотношение сигнал/шум из-за паразитно-
го влияния электронных компонент ключа.
----------------------------------------------------------------------
- Можно ли добавить в модем поддержку новых возможностей?
Проще всего это сделать, если модем имеет электрически перепрограмми-
руемое ПЗУ (Flash EEPROM). Тогда при появлении новых микропрограмм
("прошивок") любая из них может быть записана в EEPROM при помощи спе-
циальной программы загрузки. Прошивки микропрограмм обычно выпускаются
самими производителями модемов, однако для некоторых модемов (USR,
ZyXEL) имеются и "самодельные" прошивки, в которых нередко исправлены
ошибки и добавлены новые возможности.
Перед записью прошивки в EEPROM происходит полное стирание его прежне-
го содержимого, поэтому прерывание процесса записи (сброс программы,
зависание или отключение компьютера, отключение питания модема, сбой
процедуры записи) чаще всего приводит к полной неработоспособности мо-
дема. Процесс восстановления EEPROM довольно сложен, особенно в моде-
мах со впаянной микросхемой, поэтому операция смены прошивки является
потенциально опасной.
Если модем содержит только обычное ПЗУ, то при наличии более новой
версии прошивки ее можно записать в ПЗУ при помощи программатора, или
заменить саму микросхему на уже записанный экземпляр.
После замены прошивки рекомендуется выполнить команды установки завод-
ских параметров (&Fn и ей подобные), после чего записать текущие пара-
метры в NVRAM. Это нужно для того, чтобы новая версия микропрограммы
могла корректно установить по умолчанию новые параметры, или скоррек-
тировать старые, смысл которых изменился. После этого можно заново
настраивать модем, как при его первоначальной установке.
----------------------------------------------------------------------
- Где найти программы, драйверы и информацию по модемам?
ACorp - acorp.com.tw
Boca Research - bocaresearch.com
Cardinal Tech - cardtech.com
GVC Canada - gvc.ca
Hayes - hayes.com
Inpro - inpro.us.com
ITU - itu.org
Lucent - lucent.com
Microcom - microcom.com
Motorola - mot.com
Multitech - multitech.com
Rockwell - rockwell.com, conexant.com
USR/3COM - usr.com, 3com.com, www.usr.spb.ru
Zoltrix - zoltrix.com
Zoom - zoomtel.com
ZyXEL - zyxel.com, zyxel.ru
www.56k.com, www.v90.com - страницы технологии 56k
www.faqs.org - большое собрание FAQ
www.chat.ru/~pirogoff - FAQ Игоря Пирогова по модемам на микросхемах
Rockwell
www.geocities.com/CapeCanaveral/5997/signal_and_circuit_conditions.htm -
параметры телефонных линий и сигналов в них.
----------------------------------------------------------------------
Большое спасибо всем приславшим ответы, рекомендации, замечания и со-
веты для этого FAQ.
Текст FAQ в альтернативной кодировке доступен для FReq на
2:5000/14@FidoNet по имени MODEMFAQ. Полный пакет FAQ и описаний дос-
тупен на ftp://spider.nrcde.ru/pub/text/tech/emtcfaqs.zip и через
страницу FAQ на http://spider.nrcde.ru.
