Работа модемов в рамках семиуровневой модели OSI

Функции современных модемов относятся к наиболее “далеким” от пользователя уровням OSI – физическому и канальному.

Физический уровень.

Его задача – это перенос потока двоичных сигналов по конкретной физической среде. Уровень определяет интерфейсы системы с каналом связи, а также описывает процедуры передачи сигналов в канал и получения их из канала.

Модемом выполняются в рамках этого уровня 3 основные функции.

1) Установление и разъединение соединений.

Кроме физического подключения модемы обычно также согласуют (“договариваются”) о режиме работы, способе модуляции, скорости передачи, режимах исправления ошибок и сжатия данных. После этого управление передается более высокому канальному уровню.

2) Преобразование сигналов.

Это главная функция классического модема. Используется для согласования с параметрами применяемого аналогового или цифрового канала.

3) Реализация интерфейса.

Это интерфейс между DTE и DCE (стык С2). Такого рода интерфейсы регламентируются стандартами: RS-232, V.24, V.35 и другими.
Эти стандарты определяют:

· скорость, последовательность передачи;

· номенклатуру и категорию цепей интерфейса;

· величины напряжений, токов и сопротивлений;

· габариты, распределение контактов по цепям.

На рисунке 8.2 показано место модема, работающего только на 1-м уровне модели OSI.

Рис.8.2.

Однако помехозащищенность канала, состоящего из двух таких модемов является недостаточной и не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к достоверности передаваемых данных. По этой причине физический уровень рассматривается как ненадежная система. Задача повышения достоверности решается на более высоких уровнях, в частности, на канальном уровне.

Канальный уровень.

Основные функции данного уровня следующие:

¨ Формирование блоков данных и их размещение в информационном поле кадров;

¨ Кодирование содержимого кадров кодом с обнаружением (или исправлением) ошибок;

¨ Восстановление исходной последовательности кадров на приемной стороне;

¨ Обеспечение кодонезависимой передачи (чтобы обеспечить произвольный выбор кода представления данных);

¨ Управление потоком на уровне канала, т.е. темпом выдачи в DTE получателя;

¨ Устранение последствий потерь, искажений или дублирования передаваемых в канале кадров.

В качестве стандарта для протоколов второго уровня ISO рекомендуется протокол HDLC (High Level Data Link Control). На основе этого протокола разработано множество других, являющихся по сути некоторой адаптацией и упрощением его возможностей по отношению к конкретной области применения (см. рис.8.3.).

Рис.8.3.

Например:

q LAPD применяется в цифровых сетях ISDN;

q LAPM является базовым для стандарта коррекции ошибок V.42;

q LLC (Logic Link Control) реализован практически во всех сетях с множественным доступом.

На рисунке 8.4 показано место модема с расширенными функциями в модели OSI. Предполагается, что модем реализует протокол модуляции V.34 и аппаратную коррекцию ошибок согласно стандарта V.42.

Классификация модемов

По области применения.

Для коммутируемых телефонных каналов. Таких модемов большинство. Они должны уметь работать с АТС (различать их сигналы, передавать сигналы набора номера).

· Для выделенных телефонных каналов.

· Для физических соединительных линий. Здесь нет ограничения в 3, 1 КГц, характерного для телефонных каналов. Поэтому могут быть получены скорости в 100 Кбит/с и более.

· Для цифровых систем передачи (CSU/DSU). Подключение к стандартным цифровым каналам T1/E1 и ISDN.

· Для сотовых систем связи.

Для пакетных радиосетей. Связь в УКВ или КВ диапазоне. Применяется режим множественного доступа к радиоканалу.

· Для локальных радиосетей.

Рис.8.4.

По методу передачи.

¨ Асинхронные.
Каждый символ передается и синхронизируется независимо. Для этого он обрамляется стартовым и стоповым битом (пример: RS-232).

¨ Синхронные.
Символы или байты объединяются в последовательности (блоки, кадры). Тактовые генераторы отправителя и получателя должны быть синхронизированы в течение длительного времени. Необходимо выполнение следующих условий:
Передаваемая последовательность не должна содержать длинных последовательностей нулей и единиц (иначе возможна потеря синхронизации).
Каждый кадр должен иметь зарезервированные последовательности битов или символов, отмечающие начало и конец.
Применяются 2 альтернативных метода организации синхронной связи:

· байт-ориентированный;

· бит=ориентированный.
Различие в том, как определяется начало и конец кадра. При бит-ориентированном методе получатель может определить окончание кадра с точностью до отдельного бита.

По интеллектуальным возможностям.

· Без системы управления.

· Поддерживающие набор AT-команд.

· С поддержкой команд V.25 bis.

· С фирменной системой команд.

· Поддерживающие протоколы сетевого управления.

Стандартом де-факто стало множество AT-команд, разработанных фирмой Hayes и позволяющее пользователю полностью управлять характеристиками модема и параметрами связи. Такие модемы носят еще название Hayes-совместимых.

Промышленные модемы часто поддерживают протокол сетевого управления SNMP (Simple Network Management Protocol), позволяющий администратору управлять элементами сети (включая модемы) с удаленного терминала.

По конструкции.

· Внешние.

· Внутренние.

· Портативные (для Notebooks, часто используется интерфейс PCMCIA).

· Групповые (блок модемов с общим блоком питания и устройством управления).

Рекомендации на модемы.

Все рекомендации МККТТ (ITU-T) относительно модемов относятся к серии V.Наиболее активно разработкой модемов, модемных протоколов и стандартов занимаются фирмы: AT& T, U.S. Robotics, Motorola, ZyXEL.

С функциональной точки зрения модемные протоколы разделяются на следующие группы:

· Определяющие нормы взаимодействия модема с каналом связи — V.2, V.25;

· Регламентирующие взаимодействие модема и DTE — V.10, V.24, V.28;

· Протоколы модуляции — V.17; V.22, V.32, V, 34, HST, Zyx;

· Протоколы защиты от ошибок — V.41, V.42, MNP1–MNP4;

· Протоколы сжатия передаваемых данных — MNP5, MNP7, V.42 bis;

· Процедур диагностики модемов и каналов связи — V.52, V.56;

· Согласования параметров связи на этапе ее установления — V.8.

Ряд протоколов являются многофункциональными, например ZyCELL, MNP10.

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 9 10 111213 14 Следующая ⇒