2.3. Подключение модема через интерфейс rs-232

Способ подключения модема к компьютеру зависит от того, внутренний модем или внешний. Внешний модем подключается к любому COM-порту компьютера. Внутренний модем устанавливается на материнской плате в свободный слот. Питание внешнего модема осуществляется от отдельного блока питания.

Для подключения телефонной линии и телефона на задней панели модема имеются два разъема типа RJ11 (Registered Jack 11): разъем для подключения модема к телефонной линии обозначен «Line» или «Wall», разъем для подключения телефона – «Phone».

Внешне каждый COM-порт представлен собственным разъемом. Существует два стандарта на разъемы COM-порта: DB25 и DB9. Первый разъем имеет 25, а второй 9 выводов. Разводка разъемов DB25 и DB9 со стороны последовательного асинхронного адаптера (COM-порта) представлена табл. 19.

Интерфейс RS-232 (Recommended Standard - 232 ) определяет обмен между устройствами двух типов: DTE (Data Terminal Equipment – терминальное устройство) и DCE (Data Communication Equipment – устройство связи). Разработан ассоциацией EIA (Electronic Industries Association of America).

Рассмотрим сигналы интерфейса RS-232 более подробно на примере взаимодействия компьютера (DTE) и модема (DCE). Входы TD и RD используются компьютером и модемом по-разному: компьютер использует вход TD для передачи данных, а модем – для приема; вход RD компьютер использует для приема данных, а модем – для передачи. Компьютер устанавливает сигнал на линии DTR, чтобы показать модему, что он готов к проведению сеанса связи. Сигнал на линии DSR означает, что модем готов для взаимодействия с компьютером. Когда модем произвел соединение, он устанавливает соединение с другим удаленным модемом и сигнал на линии DCD, чтобы сообщить об этом компьютеру. Сигналы RTS и CTS используются для аппаратного управления потоком данных между компьютером и модемом (hardware flow control). Когда компьютер может принять данные, он подает сигнал по линии RTS. Если модем готов для принятия данных, он выдает сигнал CTS.

4. Модемные протоколы и стандарты. Виды протоколов. Протоколы взаимодействия и модуляции

Для обмена информацией с помощью модема используют различные протоколы передачи данных, то есть совокупность правил, регламентирующих формат данных и процедуры их передачи в канале связи. Протоколы передачи данных для модемов установлены МККТТ - Международным консультативным комитетом по телеграфии и телефонии (французская аббревиатура - CCITT), переименованным в Международный институт телекоммуникаций (ITU - International Telecommunication Union).

Таблица 19. Разводка разъемов DB25 и DB9 со стороны COM-порта

Номер контакта		Назначение контакта и сигналы интерфейса RS-232	Вход или выход
DB25	DB9
1	-	Защитное заземление (Frame Ground, FG)	-
2	3	Передаваемые данные (Transmitted Data, TD)	Выход
3	2	Принимаемые данные (Received Data, RD)	Вход
4	7	Запрос для передачи (Request to Send, RTS)	Выход
5	8	Сброс для передачи (Clear to Send, CTS)	Вход
6	6	Готовность данных (Data Set Ready, DSR)	Вход
7	5	Сигнальное заземление (Signal Ground, SG)	-
8	1	Детектор принимаемого с линии сигнала (Data Carrier Detect, DSD)	Вход
9-19	-	Не используется	-
20	4	Готовность выходных данных (Data Terminal Ready, DTR)	Выход
21	-	Не используется	-
22	9	Индикатор вызова (Ring Indicator, RI)	Вход
23-25	-	Не используется	-

Основными характеристиками протоколов передачи данных являются скорость и режим: дуплекс или полудуплекс. Приставки «bis» и «ter» в названиях протоколов обозначают соответственно вторую и третью модификацию существующих протоколов или протокол, связанный с исходным протоколом. При этом исходный протокол, как правило, остается поддерживаемым. Существуют протоколы модуляции сигнала, протоколы коррекции ошибок, сжатия данных и работы с факсимильной связью (факс). Модем имеет несколько протоколов по каждому из этих видов. Классификация модемных протоколов приведена на рис. 13.

В протоколах передачи используются сложные методы кодирования данных, при которых в каждый момент времени элемент данных представлен не двумя, а большим количеством значений модулируемого параметра сигнала. Благодаря этому повышается скорость передачи данных, но ухудшается помехозащищенность сигналов. Протоколы коррекции ошибок разработаны для повышения помехозащищенности

сигналов, коррекции ошибок, возникающих при передаче данных на большие расстояния через телефонную линию невысокого качества Протоколы семейства MNP (Microcom Network Protocol), используемые в большинстве современных модемов, основаны на использовании корректирующих кодов с обнаружением и исправлением ошибок. Этими же протоколами предусмотрено дальнейшее совершенствование модемов, связанное с внедрением в них функции сжатия данных, позволившей существенно поднять скорость передачи. Принцип сжатия данных основан на анализе потоков данных, замене часто встречающихся в передаваемом блоке символов двоичными кодами меньшей длины, чем коды, используемые для кодирования редко встречающихся символов, а также в определении повторяющихся последовательностей символов и передаче взамен их коротких блоков-описателей. На смену протоколам семейства NMP-1-NMP-10 в последние годы пришли протоколы LAPM (Link Access Procedure for Modem), V.42, V.42bis, позволяющие более эффективно выполнять коррекцию ошибок и сжатие данных.

Следует также заметить, что некоторые протоколы нельзя отнести только к одной из приведенных групп, так как они описывают реализацию ряда различных функций, например, таких как модуляция и коррекция ошибок. В первую очередь, это относится к фирменным протоколам (ZyCELL, MNP10 и др.). Cоответствиt между некоторыми протоколами и скоростями передачи по ним приведено в табл. 20.

Таблица 20. Протоколы и скорости передачи данных

Стандарт	Бит/с	Стандарт	Бит/с	Стандарт	Бит/с
V.21	300	V.29	9600	V.34 bis	36000
V.22	1200	V.32	4800 и 9600	V.42 bis	38400
V.22 bis	2400	V.32 bis	14400	V90/V92	56000
V.23	1200	V.32 ter	19200	VFast	28800
V.27 ter	4800	V.34	28800	ZYX	19200

Рекомендация V.8

Определяет процедуру обмена сигналами взаимодействия между модемами и начало сеанса передачи данных. При этом происходит определение типа модуляции, который будут использовать модемы (V.34,

V.32, V.32bis, V.22, V.21 и т.д.), дуплексный или полудуплексный обмен, вызывной тон, защита от ошибок (V.42 или др.).

Рекомендация V.17

Полудуплексный факсимильный модем со скоростями передачи данных до 14400 бит/с (допускаются скорости 12000, 9600 или 7200 бит/с) для использования в коммутируемых телефонных сетях общего пользования. На скорости 14400 бит/с используется 128-кратная относительная амплитудно-фазовая модуляция с помехоустойчивым кодированием в режиме исправления ошибок. Перед началом работы модемы обмениваются настроечными сообщениями на скорости 4800 бит/с.

Рекомендация V.22bis

Дуплексный модем на скорость 2400 бит/с с применением метода частотного разделения, стандартизированный для использования на коммутируемой телефонной сети общего пользования и двухточечных двухпроводных арендованных каналах телефонного типа.

Рекомендация V.24

Перечень определений цепей стыка между оконечным оборудованием данных (ООД) и аппаратурой окончания канала данных (АКД).

Рекомендация V.32bis

Стандартизируется дуплексный модем для работы со скоростями 14400, 12000, 9600, 7200 или 4800 бит/с по двухпроводному телефонному каналу (коммутируемому или арендованному). Каналы передачи и приема разделяются методом эхокомпенсации. Применяется 128-кратная амплитудно-фазовая модуляция с использованием помехоустойчивого кодирования.

Рекомендация V.34

Стандартизируется дуплексный модем для работы по КСОП со скоростями до 28800 бит/с. Причем соединение начинается по рекомендации V.21 (300 бит/с), что позволяет такому модему поддерживать соединение практически со всем спектром модемов, находящихся в эксплуатации.

Рекомендация V.42bis

Сжатие данных, наряду с защитой от ошибок, является той функцией, введение которой в модемы позволило значительно повысить их эффективность и тем самым продлить существование модемов на этапе перехода к полностью цифровым сетям. В то время как протокол MNP (класс 5) стал фактически промышленным u1089 стандартом на сжатие данных в модемах, МККТТ в качестве рекомендации V.42bis принял метод сжатия данных BTLZ (British Telecom Lempel-Ziv), разработанный компанией British Telecom. Первым отличием алгоритма BTLZ от других алгоритмов является способ организации справочника, в котором хранятся более короткие коды, используемые для передачи вместо повторяющихся длинных отрезков данных.

Другим преимуществом протокола BTLZ является его способность распознавать наличие последовательностей данных, близких к случайным. При обнаружении таких последовательностей алгоритм выключает механизм сжатия, продолжает контроль и включает этот механизм при пропадании случайного характера последовательности данных. Другие рассмотренные протоколы в такой ситуации снижают пропускную способность до величины, меньшей номинальной скорости модема. При сжатии текстов с помощью протокола BTLZ могут быть получены коэффициенты сжатия до 3, в то время как для более регулярных данных, таких как файлы электронных таблиц и некоторые графические файлы, коэффициент сжатия может достигать значений 4.