Подмножество протоколов HDLC

Учитывая исключительно широкое использование протокола IIDLC при обмене данными в сетях, было разработано понятие базового множества (superset) протокола HDLC. Оно об­легчило реализацию подмножества протоколов IIDLC, которое на сегодня включает протоко­лы: LAP, LAPB, LLC (IEEE 802.2), LAPD и LAPX. Позднее к ним добавились LAPF и LAPM. Все подмножество протоколов LAP: LAPB (X.25), LAPD (FR, ISDN), LAPF (FR), LAPM (мо­демы) и LAPX (Telclex) обычно называют протоколами LAPx.

Протоколы LAP, LAPB и LAPX

Процедура доступа к заепу передачи данных LAP является одной из первых подмножеств HDLC. Она основывается па команде SARM -установить режим асинхронного ответа - и относится к несбалансированной процедуре (т.е. соответствует одной первичной и одной или нескольким вторичным станциям). Ее реализация применялась сначала в технологии Х.25, но уже в 1984 была заменена протоколом LAPB.

LAPB - сбалансированная процедура доступа к звену передачи данных. Она нашла удачное применение в технологии Х.25 в качестве протокола второго уровня модели ММС.

Этот протокол использует сбалансированный асинхронный режим, допускает неприем кад- ­ров в режиме дуплексной передачи и не допускает передачу полезной информации в кадрах ответа.

LAPX - еще одно подмножество протокола HDLC. Соответствующий ему полудуплекс­ный протокол используется в терминальных системах и в стандарте Teletex.

Протоколы LAPD и LAPF

Протокол LAPD - процедура доступа к звену передачи данных и управления D-каналом(в сетях ISDN) - еще одно подмножество протокола HDLC. LAPD разрабатывалась в рамках технологии ISDN, которая предполагала подключение нескольких пользователей к одной скоммутированной цепи. Для исключения коллизий (при попытке передачи данных несколь­- кими терминалами одновременно) использовался D-каиал 16/64 кбит/с.

Этой процедурой/протоколом воспользовалась на начальном этапе технология FR. Она за­тем была дополнена средствами борьбы с персфузками при управлении потоком. В результате был получен протокол LAPF.

Основы модемной связи

Основные понятия и стандарты

Модем(modem - modulator-demodulator) - модулятор-демодулятор - устройство, осуществ­-ляющее передачу и прием двоичных данных (сигналов их переносящих) путем использования канала связи.

Классификация модемов

Модемы классифицируются по нескольким признакам:

• по типу используемого сигнала - модемы аналоговые (основополосные) и цифровые (осноеополосные и внепопосные);

• по режиму передачи - модемы синхронные и асинхронные;

• по расстоянию - модемы, передающие на короткие, средние и длинные дистанции;

• по исполнению - модемы программные и аппаратные: автономные, встраиваемые и гарнитурные (набор: микрофон-телефон);

• по типу передаваемой информации - модемы для передачи голоса и данных;

• по скорости передачи - низкоскоростные (<1200 бит/с), среднескоростные (1200-7200 бит/с) и высокоскоростные (>9600 бит/с);

• по режиму работы - симплексные, полудуплексные (с изменением направления) и дуплек-сные;

• по типу используемых методов модуляции: FSK-модемы (300-1800 бит/с); VSB-модемы (3600, 7200, 19200 бит/с и выше); QAM-модемы (1200, 9600 бит/с); DPSK-модемы (2400, 4800, 9600 бит/с); ТСМ-модемы (9600 бит/с) и РСМ-модемы (48000-64000 бит/с).

Эти значения скорости относятся к аналоговым голосовым основополоспым модемам.

Основы модемной передачи

Передача цифровых данных может осуществляться по аналоговому каналу (КТЧ - 3,1 кГц), по цифровому каналу (ОЦК - 56/64 кбит/с), по каналу ISDN (128 кбит/с) или по другому каналу (например, по каналу xDSL).

При передаче по каналу КТЧ двоичный сигнал преобразуется для передачи, как показано на рис.1-11 (Глава 1). При передаче по цифровому каналу сигнал кодируется одним из линей­ных кодов.

Модемы используют два варианта организации соединения: режим дозвона (dial-up) или режим выделенной линии. При этом они применяют один из трех режимов работы: симплекс-

ный. полудуплексный и дуплексный. В первом варианте для установления соединения исполь­зуется режим автоматического ответа на вызывающую последовательность. Как только при­нимающий модем (рис.3-10) обнаружит сигнал вызова, он начинает процедуру установления связи с подтверждением (handshaking). В результате работы соответствующего протокола модемной связи выбирается такая скорость передачи, при которой передаваемые данные при­нимаются без ошибок. После этого и начинается сеанс связи.

Рис.3-10. Схема организации модемной связи

Если но время сеанса связи произойдет сбой, то в дело вступает процедура ARQ, позво­ляющая повторить (одни или несколько раз) передачу для уверенного приема данных. Если же и это не помогает (в силу ухудшения качества канала), то сеть связи вновь начинает процедуру handsliaking'a и переходит на более низкую скорость передачи, при которой данные будут приниматься без ошибок. При этом большинство современных модемов имеют такую проце­дуру "рестарта", которая позволяет продолжить процесс передачи с "точки сбоя", а не начи­нать процесс сначала.

Пример: Рассмотрим низкоскоростной модем (300 бит/с) с FSK-модуляцией, использую­щий два тона для передачи: 1070 Гц ("0") и 1270 Гц ("1") и два топа для приема: 2025 Гц ("0") и 2225 Гц ("1"). Частоты передаваемого и принимаемого сигналов лежат в основной полосе КТЧ: 300-3400 Гц. Это значит, что возможен полнодуплексный режим работы (FDX).

Если при той же модуляции FSK предполагается использовать модем на скорости 1200 бит/с и для передачи двоичного сигнала выбраны два тона: 1200 Гц ("0") и 2400 Гц ("1"), ле­жащие в полосе КТЧ, то для сохранения необходимого зазора между передаваемой и прини­маемой парами "0"-"1" частоты принимаемой пары должны лежать за пределами основной полосы частот КТЧ. Это значит, что возможен только полудуплексный режим работы (HDX), если ис применять специальную технику передачи.

Форматы данных

При асинхронной модемной передаче по КТЧ данные (смесь цифр и символов) представляют­ся в виде п-битиых блоков - форматов данных, которые в простейшем случае (английские ASCII-символы) м.б. представлены следующими четырьмя типами:

1-7-Е-1- старт-бит (1)+7-битный ASCII-символ (7)+бит контроля четности (Е)-стоп-бит (1);

1-7-NP-2 - старт-бит (1)+7-битный ASCII-символ (7)+отсутствие контроля четности (NP)+2 стоп-бита (2);

1-7-SP-1 - старт-бит (1 )+7-битный ASCII-символ (7)+"0" или "1" в виде бита контроля четности (8Р)+стоп-бит (1);

1-8-NP-1-старт-бит (1)+8-битный ASCII-символ (8)+отсутствие контроля четности (NP)+ стоп-бит (1).

Общая длина каждого блока - 10 бит, следовательно, скорость передачи данных, такая, например, как 300 бит/с, означает скорость 30 символов/с или примерно 5 слов/с.

Первые модемы имели возможность передавать на скоростях: 110-300 бит/с. Затем появи­лись модемы, работающие па скоростях: 1200, 2400 и 4800 бит/с. Большинство из них были совместимы вниз и м.б. (при необходимости) переключены па более низкие скорости. Совре­менные асинхронные аналоговые модемы позволяют работать па скоростях 19,2, 28,8, 33,6 и

56 кбит/с. Их основные недостатки: относительно ВЫСОКИЙ уровень ошибок, вызванных поме­хами в телефонном канале связи.

Стандартные типы модемов

В табл.3-8 представлены модемы ITU-T, кроме ISDN- и кабельных модемов. Некоторые типы

модемов Bell, Hayes, MNP н ITU-T мы опустили, как не представляющие интереса.

В табл.3.8 указаны только самые общие сведения о модемах, более подробные данные можно найти в рек. ITU-T серии V.nn. Нужно иметь в виду, что многие стандарты для совмес­тимости поддерживают и меньшие скорости, не указанные в табл.3-8. Практически все моде­мы (кроме V.38) - асинхронные, хотя многие из них (в процессе handshaking’a) взаимодей- ст­вуют как с асинхронными, так и синхронными протоколами. Модемы V.38, V.36, V.37 - это синхронные модемы для передачи данных и сигнализации, а модем V.91 (также синхронный) использустся для передачи сигнала синхронизации.

Таблица 3-8. Стандартные модемы, разработанные ITU-T

ITU-T	Скорость кбит/с	Режим передачи	Режим работы	Выд. линия 4-х провод.	Метод модуляции
V.17	14,4	Async (A)
V.21	0,3	Async	FDX		FSK
V.22	0,6/1,2	A/Sync	FDX		DPSK
V.22bis	0,3/1,2/2,4	A/Sync	FDX		QAM
V.23	0,6/1,2	A/Sync	HDX	FDX	FSK
V.26	2,4	Sync	HDX	FDX	DPSK
V.26bis	1,2/2,4	Sync	HDX	FDX	DPSK
V.26ter	1,2/2,4	A/Sync	FDX		DPSK
V.27	4,8	Sync	FDX		DPSK
V.27bis	2,4/4,8	Sync	HDX	FDX	DPSK
V.29	9,6/(19,2)	A/Sync	HDX	FDX	QAM
V.32	4,8/9,6	A/Sync	FDX		ОАМЯСМ
V.32bis	14,4	A/Sync	FDX		QAM/TCM
V.32ter	19,2	A/Sync	FDX		ОАМЯСМ
V.33	14,4	Sync		FDX	QAM/TCM
V.34	28,8	Sync	FDX		TCM
V.34bis	28,8/33,6	Sync	FDX		TCM
V.36	48/58/64/72	Sync			PCM
V.37	96/112/144/168	Sync		FDX	PCM
V.38	48/56/64	Sync			PCM
V.61	4,8/9,6/12/14,4	Sync	FDX		QAM
V.90	33,6/56	Sync	FDX		PCM
V.91		Sync			PCM

Одним из основных недостатков модемов м.б. их несовместимость, В этом смысле одними из наиболее удачных являются модемы серии V.32, т.к. с ними могут взаимодействовать прак­тически все модемы, работающие па скорости 9600 бит/с.

Для устранения другого недостатка - высокого уровня ошибок - модемы используют про­цедуры коррекции ошибок и технику компрессии данных. Это значит, что модемы высокого класса д.б. совместимы с рек. V.42 и V.42bis или V.44.