Стандарты itu-t и структура соединений технических средств

Для более ясного объяснения материала оговорим смысл некоторых терминов, встречающихся ниже DTE и DCE. Эти термины относятся к передаче данных. DTE (Data Terminal equipment) - это оборудование терминала данных (компьютер). DCE (Data Communication Equipment) - это оборудование передачи данных (модем). RS-232-C или EIA-232-D - это рекомендованный стандарт Ассоциации электронной промышленности, определяющий последовательный коммуникационный интерфейс между DTE и DCE. Число 232 - это исходный серийный номер данного стандарта. Между вариантами "C" "D" практически нет никакой разницы. Стандарт RS-232-C эквивалентен стандарту ITU-T (MЭC-T, бывший МККТТ) V.24 и V.28. Обычный коннектор (разъем, соединитель) RS-232-C имеет 25 штырей. UART - универсальный асинхронный приемопередатчик. Это устройство используется в DTE и DCE для приема и передачи асинхронных данных. Обычно в РС (ПК) используется UART, типа NS 16450. Во время приема данных на высоких скоростях (38.400 бит/с и выше) РС может недостаточно быстро обслуживать прерывания от последовательного порта, что приведет к частичной потере данных. В этом случае необходим UART с буфером данных - типа NS 16550-A. Для соединения с удаленным пользователем в аналоговых сетях используется, как было сказано выше, 2-проводная коммутируемая телефонная линия и интеллектуальный модем (Hayes modem).

Интеллектуальный модем работает в одном из двух режимов:

- командный режим;

- режим данных.

В командном режиме модем интерпретирует данные, полученные с последовательного интерфейса, как "команды" и посылает обратно результаты действия как ответ. В режиме данных модем модулирует данные, полученные с последовательного интерфейса, для передачи их в линию и наоборот, посылает демодулированные данные на последовательный интерфейс как полученные данные.

АТ команды - это набор стандартов для управления модемом в командном режиме (AT - ATtention). АТ команды используются только для последовательного асинхронного интерфейса

Рисунок .Структура технических средств системы

MNP (Microcom Network Protocol) - это набор протоколов, состоящий из нескольких классов, классы 1-4 предназначены для коррекции ошибок, а класс 5 - для сжатия данных. MNP класса 5 – это протокол сжатия данных с максимальной эффективностью 2 к 1, т.е. позволяющий сжать данные максимально в 2 раза. MNP-5 используется вместе с MNP-4 V.42 bis и V.42 - стандарты сжатия данных и коррекции ошибок, установленные ITU-T. V.42 bis имеет более высокую эффективность сжатия данных, чем MNP-5, и улучшенную схему сжатия. XModem, YModem, ZModem - это протоколы передачи файла. Они выполняют проверку ошибок и целостности данных передаваемого файла.

Они имеют следуюшие значения блока данных:

- XModem - 128 байтовые блоки данных;

- YModem - 1 Кбайтные блоки;

- ZModem - блоки данных переменной длины.

На рисунке приведена обобщенная структура технических средств системы ДО. А на рисунке , показанном ниже, приведен пример более детальной схемы соединений с указанием наименований разъемов и интерфейсов, необходимых знать пользователям.

Чтобы установить связь с тестируемым абонентом прежде всего необходимо ввести в Центральный компьютер (DTE) коммуникационные программы Hayes-модема (АКД). Затем можно вводить команды, опции и параметры для модемов с помощью АТ-команд с DTE. Приведем пример установления связи на примере расширенного набора АТ-команд для модема фирмы ZyXEL, типа U-1496.

После установления этих параметров модем готов к сеансу связи. Методы коррекции ошибок MNP 4, LAMP, используемые для связи модема с модемом, основываются на технологиях, которые должны применяться взаимно, обоими модемами:

- преобразование асинхронного потока данных в синхронный. Функция коррекции ошибок может применяться только тогда, когда интерфейс от DTE к DCE является асинхронным. Если он является синхронным, то тогда компьютеры на обеих сторонах будут самостоятельно выполнять функцию коррекции ошибок. Модем преобразует асинхронные символы в поток синхронных данных.

Рисунок . Функциональная структура диагностики в разных режимах

Протокол коррекции MNP 4 или LAMP удаляет стартовый и стоповый "обрамляющие" (framing) биты в асинхронном формате и преобразует поток данных в блоки. Каждый блок обрамляется стартовым флагом (01111110) и конечным флагом (01111110). Максимальный размер блока данных, используемый в модемах серии U-1496, - 256 байтов. Максимальное число блоков отправленных к другому модему без подтверждения их корректного получения - 31 для 128-байтного блока. Эти величины регулируются в соответствии с установками модема на другой стороне:

- распознавание ошибок с использованием циклического избыточного кода CRC (Cyclical Redundancy Check);

- коррекция ошибок с автоматическим запросом повторной передачи

ARQ;

- коррекция ошибок c ARQ c выборочным повтором SREJ.

При наличии этого расширения протокола V.42 модем будет передавать повторно только те блоки данных, которые были переданы с ошибками, а не все последующие блоки данных, начиная с ошибочного.

Практически протокол коррекции ошибок может распознавать и устранять почти 100% ошибок.

Сжатие данных выполняется посредством представления исходной информации в виде меньшего числа битов (удаление избыточности) и передачи уменьшенного числа битов данных по модемной связи. Получатель восстанавливает исходную информацию с помощью процесса, обратного сжатию. Эффективность сжатия зависит как от алгоритма, так и от самих данных. Файл со случайными данными невозможно сжать. Файл данных с высокой степенью предсказуемости такой, как текстовый файл ASCII, графический файл или файл базы данных - вполне пригоден для сжатия.

В модеме сжатие данных происходит в процессе преобразования асинхронного потока в синхронный с одновременной попыткой дополнительно уменьшить число бит.

Модемы серии U-1496 поддерживают протоколы сжатия данных как V.42 bis, так и MNP 5. Протокол MNP 5 использует способы кодирования повторяющихся символов и адаптивное кодирование по частоте появления символов. V.42 bis использует алгоритм адаптивного кодирования строк.

Эффективность сжатия по протоколу V.42 bis обычно выше, чем по MNP 5 (в среднем на 50 %).

Рассмотрим несколько способов сжатие данных:

- кодирование повторяющихся символов. Этот способ используется,

чтобы избежать передачи данных последовательностей повторяющихся символов. Когда три или более повторяющихся символов появляются последовательно, реально будут посылаться только первые три знака (tokens), представляющих сжатый формат этого символа, и число повторений;

- адаптивное кодирование по частоте появления символов

Рисунок . Структура соединения технических средств

. Этот способ используется после удаления последовательно повторяющихся символов. Каждый символ-знак (token) подставляется в поток данных вместо реально появляющегося символа, чтобы можно было посылать менее 8 битов для символа. Этот знак генерируется из динамической таблицы частоты появления символов. Полное число знаков 256, но только первые 32 знака имеют менее 8 битов, так что случайные данные, сжатые таким образом, не будут иметь никаких преимуществ по сравнению с несжатыми;

- адаптивное кодирование строк. Вместе того чтобы посылать каждый символ данных отдельно, посылается знак, заменяющий целую символьную строку. Модем адаптивно выстраивает словарь соответствия знаков строкам в зависимости от появления тех или иных данных. U-1496 поддерживает словарь до 2 Кб. Символы входящих данных комбинируются и проверяются на присутствие в словаре. Знак посылается для наиболее длинной строки, соответствующей данной, из строк, имеющихся в словаре.

Процесс сжатия данных потребляет много вычислительной мощности процессора модемного контроллера. Модемы ZyXEL серии U-1496 используют мощный 32/16-битный CPU 68000 , позволяющий осуществлять двустороннюю передачу без понижения скорости при передаче файлов в обоих направлениях.

Для проверки качества тракта передачи данных (ТПД), характеристик канала связи и модема в начале сеанса связи производится диагностирование составляющих ТПД. Большинство Hayes-модемов самостоятельно производят эти диагностические функции.