Модемы: использование в сетях, различия в архитектуре, сравнительные характеристики, особенности эксплуатации. Нештатные ситуации и их разрешение. Диагностика и тестирование

экономических стимулов перехода на новый стандарт. Так в свое время переход

на группу 3 стимулировался экономией графика за счет высокой скорости.

Широкое распространение группа 4 получит только вместе с цифровой

телефонией.

Предусматривает аппараты с различными возможностями в рамках единого

стандарта. Сканирование изображения осуществляется цифровым методом (в

предыдущих стандартах — аналоговым). Поэтому факс сообщение является

растровым (точечным), причем пиксел является черно-белым.

Предусмотрено три уровня разрешения. При передаче изображения

применяется сжатие данных, что позволяет уменьшить размер файла на 80—90%.

Скорость передачи составляет около 30 сек. на 1 страницу.

Заметим, что передача факсов идет, как правило, без коррекции ошибок:

ошибочные строки точек (а не букв) пропускаются или выводятся "как есть".

Считается, что небольшие ошибки в рисунке и тексте некритичны.

Работу факс аппаратов группы 3 регламентируют IТU-Т стандарты Т.4 и

Т.30. Т.4 определяет возможности группы 3 (размер листа, разрешение и

т.д.), а Т.30 — распознавание возможностей аппаратов, согласование

параметров, формирование страниц изображений, алгоритмы сжатия.

Особенностью факсов является полудуплексность передачи. Поэтому все

протоколы для передачи факсов работают в полудуплексном режиме и на

коммутируемой линии.

Таблица 1 – Протоколы передачи факсов группы 3

|Протокол |Скорость |Меньшие |

| | |скорости |

|V.27tеr |4.8 |2.4 |

|V.29 |9.6 |7.2, 4.8 |

|V.17 |14.4 |12, 9.6, 7.2|

|V.17terbo |19.2 |V.17 |

|АТ&Т | | |

Именно эти стандарты вы видите на упаковочной коробке факс модемов,

хотя иногда предпочитают указывать непосредственно скорость.

Фирменный стандарт V.17terbo появился совсем недавно и в точности

повторяет историю с V.32terbo. В частности и авторитетный разработчик тот

же (АТ&Т Раrаdуne) и полная совместимость снизу с предшествующим стандартом

V.17. В настоящее время это стандарт де-факто аппаратно поддержан новыми

модемами, которые используют микросхемы АТ&Т. Дело за софтом: пока с ним

умеет работать еще очень мало программ. На момент написания нам известна

была только одна — FАХ WORKS for ОS/2.

Факс модемы автоматически поддерживают стандарты Т.4 и Т. 30, так что

не обращайте внимания на их наличие на упаковке.

Напомним, что обычно передача факсов идет без коррекции ошибок, а

ошибочные строки точек пропускаются. Точнее в стандарт Т.30 опционально

входит коррекция ошибок ЕСМ (Еrrоr Соrrесtion Моdе), но т.к. это требует

большой памяти для запоминания переданных блоков, то реализуется в очень

дорогих модемах. В факс модемах класса 1 это реализуется софтом (например

Delirina FАХ Рrо, Miсrоsоft FАХ)).

Естественен вопрос, а почему данные передаются со скоростью 33.6, а

факсы – всего 14.4 или 19.2? Действительно, уже давно прошла информация о

разработке стандарта с условным названием V.34FАХ, который позволит достичь

скорости 28.8, но до сих пор время его выхода и появление соответствующих

модемов – в тумане.

Аналогично Hayes-командам, существуют наборы команд по управлению факс

модемами группы 3, только этих наборов целых три. Так же, как и Hayes

набор, они не являются международными стандартами, однако связаны с

достаточно авторитетной американской организацией ЕIА.

Соответственно, если модем поддерживает набор команд класса х

(х=1,2,2.0), то говорят, что это факс модем класса х и иногда пишут,

например, Сlass 1.

Соотношение между классами команд следующее. Сначала был утвержден

класс 1 (документ ЕIА/ТIА-578). Это команды "нижнего уровня". Поэтому сколь-

нибудь необходимые для управления их "макрокоманды" (согласование

параметров, контроль временных задержек и интервалов и т.д.) должен

выдавать софт.

В то время СРU компьютеров были слабенькими и была тенденция разгружать

их посредством сопроцессоров. Поэтому решили для поднятия быстродействия

некоторые макрокоманды реализовать аппаратно в модеме.

Пока ЕIА/ТIА обсуждала и согласовывала новый набор, к моменту его

принятия крупнейший производитель модемных чипов фирма Rockwell выпустила

свыше миллиона факс модемных чипов со своим набором команд. Чаще именно

этот набор, который стал стандартом де-факто, называют классом 2. Если

имеется в виду набор ЕIА, то пишут явно ЕIА Сlass 2 Fах Cоmmand set.

Сейчас ЕIА/TIА приняла новый стандарт 2.0 (ЕIА/TIА-2388), устраивающий

обе стороны, и сейчас он есть в новых модемах.

Проблема заключается в том, что еще используется немало старого софта,

который понимает только класс 2.

Аппаратная реализация класса 2 всегда работает быстрее и надежнее.

Однако добавление функций и обновление стандарта проблематично.

В настоящее время быстродействие СРU резко поднялось и вновь стало

привлекательно использовать класс 1. Дело в том, что в софт легко включить

дополнительные возможности. Новые элементы стандарта Т.30 (обновляется

каждые 4 года) легче учесть программно, чем покупать новый модем.

В частности коррекция ошибок ЕСМ, включенная как опция в Т.30,

реализуется развитыми программами, работающими с классом 1 (Delirina FАХ

Рrо, Miсrоsоft FАХ), редко – в факс аппаратах и пока ни в одном факс модеме

класса 2. Дело в том, что для аппаратной реализации ЕСМ требуется большая

память, что удорожает аппарат или модем.

В продаже есть факс модемы и класса 1, и класса 2. В первом приближении

пользователь вообще может не интересоваться классом команд своего модема,

т.к., во-первых, модем поставляется с соответствующим софтом, а во-вторых,

практически любой софт поддерживает оба класса команд.

Производители часто добавляют к командам класса 1 (реже класса 2) свои

факс команды (как в случае хайес команд) и называют общий набор расширенным

набором АТ факс команд (Ехtеnded FАХ АТ Соmmands).

Заметим, что, в отличие от хайес команд, факс команды предназначены в

основном для выдачи софтом, а не пользователем (кроме команд опроса

возможностей модема и изготовителя). Команды всех классов начинаются с

префикса АТ+.

Голосовой модем

Этот тип модема позволяет:

83. Принимать из телефонной сети голосовые сообщения, записывая их в

файл.

84. Воспроизводить в телефонную сеть ранее сформированные голосовые (в

общем случае звуковые) файлы.

Файл, сформированный голосовым модемом, можно затем проиграть

несколькими способами, например:

85. на динамик компьютера;

86. более качественно звуковой платой;

87. на трубку телефонного аппарата

Никаких специальных подсоединении, как в предыдущем случае, делать не

надо.

Наговорить файлы можно и в динамик телефонной трубки, если подсоединить

ее подходящим образом к модему.

Голосовой модем обычно выполняется как расширение факс модема. В

настоящее время он так же обычен, как в свое время факс модемы.

Термин голосовой точнее, чем звуковой, т.к. телефонная сеть передает

лишь голосовую часть звукового диапазона, отрезая высокие частоты.

В отличие от хайес или факсовых команд для звуковых модемов пока не

существует промышленного стандарта де-факто. Существуют как бы сами по себе

стандарт V.70 (ITU-T) и IS101 (TIA) с Class 8 командами. К тому же

изготовители добиваясь эффективности, вводят свои команды и соответственно

выпускают специализированный софт к таким модемам.

Оцифрованный звук при записи в файл обязательно сжимают. Дело в том что

для приемлемого качества без сжатия получается поток данных в 64 Кбит/с Это

слишком много для СОМ порта. Поэтому применяют алгоритмы сжатия снижающие

"дебит" потока до меньших скоростей. В настоящее время используются так

называемые алгоритмы адаптивной дельта кодоимпульсной модуляции ADPCM и

скорости на выходе, равные скоростям СОМ порта в 28.8 и 19 2 Кбит/с (т.е. в

2-3 раза). Еще больше сжимает поток алгоритм CELP, а именно до 9.6. При

этом истинного сжатия нет, т.е. сжатие сопровождается неизбежной потерей

качества, и чем больше сжатие, тем больше ухудшение. В настоящее время

поиски продолжаются. Так, фирма ZyXEL уже дважды меняла алгоритм сжатия

Заметим, что алгоритм ADPCM давно известен и применяется в

магистральных линиях между АТС. Отсюда следует интересный вывод, что

качество передачи звука через местную АТС всегда выше, чем через цепочку

АТС, Если в телефонии алгоритм ADPCM поневоле стандартен, то производители

модемов используют свои реализации и формат звукового файла получается

свой. Этот хаос несколько сглаживается наличием в прилагаемом софте

конверторов в распространенные форматы звуковых файлов: Windows WAV-файлы

или AVI-файлы популярной звуковой платы Sound Blaster.

Некоторый софт позволяет добиться еще большего сжатия путем учета

характера звука, например, в речи, записываемой на автоответчик, можно

опускать паузы. Однако для общего случая найти улучшенные решения нелегко.

Хорошие голосовые модемы должны отказаться от СОМ портов и использовать

существенно более скоростной интерфейс с компьютером.

SVD модемы

Обычно модемы не предполагают передачу одновременно данных и голосовых

сообщений, исключение составляют только цифровые сети. Однако не так давно

была предпринята попытка разработки подобного устройства – SVD модемы – для

аналоговых коммутируемых телефонных сетей.

SVD модемы (Simultaneous Voice and Data — одновременно голос и данные)

позволяют одновременно (а не чередуя) с передачей данных вести разговор с

помощью телефонной трубки, подключенной к модему, причем в дуплексном

режиме (см.). При поднятии трубки одним пользователем у другого раздается

звуковой сигнал.

Это сравнительно новый вид модемов, но считается, что скоро это будет

стандартной возможностью. Задержка была за единым стандартом компрессии

звука. Совсем недавно он был принят под названием V.70. Модемы выполнены

как расширение обычных.

У SVD модемов компании Multi-Tech применяется временное

мультиплексирование, причем для передачи голоса достаточно скорости 9.6, а

остальные ресурсы используют блоки данных. Можно даже применять для

одновременной передачи видеоизображения с рассказом. Кроме того фирмы Hayes

Microcomputer и ее дочерняя компания Practical Periferals выпустили модемы,

где одновременно с передачей голоса можно посылать еще и факсы, а разговор

вести не снимая трубки (через спикерфон).

Еще применяется (альтернативная к Multi-Tech) технология Radish Voice

View фирмы Radish Communications.

В настоящее время SVD модемы не получили широкого распространения.

Кроме того обычные модемы позволяют при переходе в режим команд

использовать телефон для голосового общения не разрывая связь (но и не

передавая данных). Возврат в режим передачи данных восстанавливает модемную

связь.

Самые известные производители обычных модемов: ZyXEL, U.S. Robotics,

Inpro.

2.4.1.2 LD-модемы

[pic]

Рисунок 8 – SR-модем АSМ-24 фирмы RAD

Модемы "последней мили" или LD модемы – Limited Distance Modems – это

устройства, используемые для связи между компьютерами, терминалами,

контроллерами и другой аппаратурой передачи данных на сравнительно коротких

расстояниях, например, внутри зданий, в пределах территории кампуса или в

границах города. Эти устройства проектируются с целью преодоления

ограничений в дальности действия интерфейсов канала передачи данных.

Подобные модемы используются тогда, когда есть возможность соединить

два терминальных устройства прямым кабелем. В этом случае нет необходимости

"втискиваться" в стандартную ширину телефонного канала, а можно

использовать всю доступную ширину линии. В результате доступны значительно

более высокие скорости, чем на телефонных линиях.

Известные реализации представляют отдельный вид проводных модемов, т.к.

используют совсем другие протоколы передачи, чем на телефонных линиях.

Чем больше расстояние, тем меньше скорость. Например для расстояний до

15 км. обеспечивается скорость примерно в 80 Кбит/с, а для хорошего кабеля

типа витой пары и меньших расстояний скорость может доходить до 2 Мбит/с.

Типичные случаи применения:

88. соединение прямым кабелем между разными этажами внутри здания;

89. арендованная физическая линия, которая кроссируется (соединяется) на

АТС и не проходит через аппаратуру уплотнения.

LD-модемы делятся на:

SR модемамы — Short Range Modems, буквально модем для малых расстояний;

ER модемамы — Extended Range Modems, для бо’льших расстояний;

MR модемамы — Medium Range Modems, для средних расстояний;

Интересно, что в ISDN адаптер входит SR модем.

LD-модемы могут иметь настольное (п.2.3.1), миниатьрное и

микроминиатюрное (иначе портативное п.2.3.4) исполнение. Бывают синхронными

и асинхронными, 2-проводными и 4-проводные. Скорости передачи от 1.2 Кбит/с

до 768Кбит/с; для поддерживающих xDSL стандарт Nx64Кбит/с (до 2.048Мбит/с -

Е1).

SR модемамы – от 1.75 до 10 км;

ER модемамы – от 8 до 9 км;

MR модемамы – до 14км.

Производитель: RAD, TAINET.

2.4.1.3 xDSL-модемы

В последние годы рост объемов передачи информации привел к тому, что

наблюдается дефицит пропускной способности каналов доступа к существующим

сетям. Если на корпоративных уровнях эта проблема частично решается

(арендой высокоскоростных каналов передачи), то в квартирном секторе, и в

секторе малого бизнеса эти проблемы существуют.

На сегодняшний день основным способом взаимодействия оконечных

пользователей с частными сетями и сетями общего пользования является доступ

с использованием телефонной линии и модемов, устройств, обеспечивающих

передачу цифровой информации по абонентским аналоговым телефонным линиям.

Скорость такой связи невелика, максимальная скорость может достигать 56

Кбит/с. Этого пока хватает для доступа в Интернет, однако насыщение страниц

графикой и видео, большие объемы электронной почты и документов в ближайшее

время снова поставит вопрос о путях дальнейшего увеличения пропускной

способности.

Наиболее перспективной в настоящее время является технология ADSL

(Asymmetric Digital Subscriber Line). Это новая модемная технология,

превращающая стандартные абонентские телефонные аналоговые линии в линии

высокоскоростного доступа. Технология ADSL позволяет передавать информацию

к абоненту со скоростью до 6 Мбит/с. В обратном направлении используется

скорость до 640 Кбит/с. Это связанно с тем, что все современный спектр

сетевых услуг предполагает весьма незначительную скорость передачи от

абонента. Например, для получения видеофоильмов в формате MPEG-1 необходима

полоса пропускания 1,5 Мбит/с. Для служебной информации передаваемой от

абонента, вполне достаточно 64-128 Кбит/с.

Услуга ADSL организуется с помощью модема ADSL, и стойки модемов ADSL,

называемой DSL Access Module. Практически все DSLAM оснащаются портом

Ethernet 10Base-T. Это позволяет использовать на узлах доступа обычные

концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.

Ряд производителей начали снабжать DSLAM интерфейсами АТМ, что

позволяет напрямую подключать их к ATM-коммутаторам территориально-

распределенных сетей. Также ряд производителей создают пользовательские

модемы, которые представляют собой ADSL модем, но для программного

обеспечения являются адаптерами ATM.

На участке между ADSL модемом и DSLAM функционируют три потока:

высокоскоростной поток к абоненту, двунаправленный служебный и речевой

канал в стандартном диапазоне частот канала ТЧ (0,3-3,4 Кгц). Частотные

разделители (POTS Splitter) выделяют телефонный поток, и направляют его к

обычному телефонному аппарату. Такая схема позволяет разговаривать по

телефону одновременно с передачей информации и пользоваться телефонной

связью в случае неисправности оборудования ADSL. Конструктивно телефонный

разделитель представляет собой частотный фильтр, который может быть как

интегрирован в модем ADSL, так и быть самостоятельным устройством.

Согласно теореме Шеннона, невозможно с помощью модемов достичь

скоростей выше 33,6 Кбит/с. В ADSL технологии цифровая информация

передается вне диапазона частот стандартного канала ТЧ. Это приведет к

тому, что фильтры, установленные на телефонной станции отсекут частоту выше

4 кГц, поэтому необходимо на каждой телефонной станции установить

оборудование доступа к территориально-распределенным сетям (коммутатор или

маршрутизатор).

Передача к абоненту осуществляется на скоростях от 1,5 до 6,1 Мбит/с,

скорость служебного канала составляет от 15 до 640 Кбит/с. Каждый канал

может быть разделен на несколько логических низкоскоростных каналов.

Скорости, предоставляемые модемами ADSL кратны скоростям цифровых

каналов T1, E1. В минимальной конфигурации передача ведется на скорости 1,5

или 2,0 Мбит/с. В принципе, сегодня существуют устройства, передающие

данные со скоростью до 8 Мбит/с, однако в стандартах такая скорость не

определена.

Таблица 2 – Скорость модемов ADSL в зависимости от числа каналов

|Базовая скорость |Количество каналов |Скорость |

|1,536 Мбит/с |1 |1,536 Мбит/с |

|1,536 Мбит/с |2 |3,072 Мбит/с |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11