Велика бібліотека української літератури
Популярные материалы
» » Пристрої передачі даних

Пристрої передачі даних

5.1 Типова структура цифрової системи передачі даних
5.2 Аналогові та цифрові канали передачі даних
5.3 Методи передачі даних
5.4 Фізичні основи і стандартизація факсимільного зв’язку
5.5 Класифікація модемів
5.6 Узагальнена структура модему
5.1 Типова структура цифрової системи передачі даних
Будь-яка система чифрової передачі даних (цифрова система зв’язку) може бути змодельована за допомогою трьох основних компонентів. Такими компонентами є: передавальний пристрій, канал передачі даних (канал зв’язку), приймальний пристрій. Додатково в таку структуру можуть входити джерело інформації та одержувач інформації. В реальних системах зв’язку основні компоненти розбиваються на складові частини, тому в в загальному випадку структура цифрової системи зв’язку може мати вигляд (рис.21):
Рис.21 Структура цифрової системи зв’язку
КТП – кінцевий термінальний пристрій, що може бути джерелом інформації або її споживачем (одержувачем), або тим і іншим одночасно. КТП може являти собою персональний комп’ютер, супер ЕОМ, термінал, пристрій (систему) збирання даних (АЦІ), касовий апарат, навігаційний приймач або будь-яку апаратуру, що може приймати, зберігати, обробляти та передавати дані. Часто для визначення КТП застосовують міжнародний термін DTE (date terminal equipment).
Безпосередня передача даних відбувається за допомогою АПД – апаратури передачі даних, за міжнародним позначенням DCE (date communications equipment). Функція DCE полягає в тому щоб забезпечити можливість обміну інформацією між двома (або більше) DTE по каналу певного типу, наприклад, телефонному каналу загального користування (ТКЗК). DCE може являти собою аналоговий модем, якщо використовується аналоговий канал зв’язку або бути пристроєм обслуговування цифрового каналу типу Е1/Т1, або ISDN. У більшості випадків модем – це пристрій, який виконує функції модулятора-демодулятора, кодера-декодера та інші при обміні інформацією між персональними комп’ютерами як безпосередньо, так і в складі інформаційно-обчислювальних мереж (BBS, FIDONET, Internet, Novell і т.д.). Для такого пристрою вхідний сигнал, це, як правило, цифрова послідовність даних, що надходить від DTE, а вихідний сигнал – це аналоговий сигнал, що подається в аналоговий телефонний канал. Однак це вірно для випадку, коли модем працює як модулятор. Якщо ж він працює як демодулятор, то все навпаки: вхідний сигнал має аналогову форму, а вихідний сигнал – це потік цифрових даних.
Важливу роль для взаємодії DTE i DCE відіграє їх інтерфейс, що складається з вхідних/вихідних кіл DTE, DCE, рознімачів та з’єднувальних кабелів (СТКДК).
5.2 Аналогові та цифрові канали передачі даних
Як відомо з теорії інформації, передача в каналах зв’язку відбувається за допомогою сигналів, що можуть мати як безперервну (аналогову) форму, так і дискретну (цифрову). В залежності від характеру сигналу відповідно розрізняють аналогові та цифрові канали зв’язку.
Аналогові канали зв’язку є, в силу історичних причин, більш розвинутими, особливо на рівні телефонних мереж зв’язку. Прикладом аналогового каналу може бути ТКЗК, що складається з багаточисельних комутаційних пристроїв, пристроїв розподілення сигналів, групових модуляторів та демодуляторів. При передачі дискретних сигналів даних по аналоговому каналу на його вході та виході повинен знаходитись спеціальний пристрій, типу DCE, що перетворює цифрові дані від DTE в аналоговий сигнал з відповідним спектром (для ТКЗК від 300Гц до 3,4кГц) і передає його в канал, а сигнал з каналу перетворює з аналогової форми в цифрову. Ці функції, як правило, виконує аналоговий модем, інколи факсмодем.
Цифрові канали зв’язку мають ряд переваг перед аналоговими, але можуть використовуватись лише спеціалізовані лінії або системи зв’язку, наприклад, типу IKM, ISDN (integrated services digital network), канали типу Т1/Е1 та інші. При цьому передача інформації в конкретний канал супроводжується узгодженням параметрів DСE з параметрами конкретного каналу. Для цього використовують спеціальні пристрої, що інколи називають адаптерами ISDN, адаптерами каналів Е1/Т1, лінійними драйверами і таке інше.
Як аналогові, так і цифрові канали зв’язку можуть бути виділеними або комутованими. Виділені канали комутуються один раз при укладанні договору оренди з підприємством зв’язку, або в момент прокладки індивідуальної лінії. Вони більш надійні, аніж комутовані, оскільки не включають комутаційної апаратури, але й більш дорогі. Комутовані канали виділяються за запитом DTE тільки на момент проведення сеансу зв’зку, а тому значно дешевші.
Як правило, канали зв’язку мають двопровідний або чотирипровідний стик з DCE (стик типу С2). Чотирипровідні канали мають два проводи для передачі сигналів і два проводи для приймання. Двопровідні канали дозволяють економити на вартості кабелів зв’язку, однак вимагають вирішення задачі розподілу сигналів за рахунок ускладнення апаратури шляхом введення диференційних систем в канали передачі/приймання. Однак такі диференційні системи приводять до спотворень амплітудно-частотних та фазочастотних характеристик каналу та до виникнення ехо-сигналу.
5.3 Методи передачі даних
Передача даних здійснюється такими методами: комутацією каналів, комутацією повідомлень та комутацією пакетів. Використання того чи іншого методу залежить від характеру даних, що передаються та пропускної спроможності каналу.
Комутація каналів. При передачі даних методом комутації каналів, встановлюється фізичне з’єднання між джерелом і адресатом за допомогою утворення складеного каналу з окремих ділянок. Такий складений канал містить фізичні канали, які мають одну і ту ж швидкість передачі даних. В якості фізичних каналів використовують телефонні або телеграфні лінії зв’язку, а комутацію здійснюють за допомогою апаратури автоматичних станцій телефонного зв’язку (АТС) або автоматичних станцій абонентського телеграфа (АТА).
Комутація повідомлень. Цей метод в основному використовується в інформаційно-обчислювальних мережах, коли фізичні з’єднання встановлюються між двома вузловими станціями мережі тільки на час передачі повідомлення і тільки на одній з ділянок складеного каналу для передачі повідомлення оснащеного ідентифікаційним заголовком, адресою. Це повідомлення транспортується від окремого вузла мережі до іншого, причому в різний час та з різною швидкістю без створення єдиного каналу з’єднання. Такий принцип підвищує гнучкість використання каналів передачі даних за рахунок можливості одночасної передачі інформації по більшості ланок скаденого каналу. Пропускна спроможність каналів при цьому також підвищується.
Комутація пакетів. Це різновид методу комутації повідомлень. Суть цього методу в тому, що тут вже розбиваються на окремі ділянки також і самі повідомлення. Ці ділянки носять назви пакетів повідомлень. Таке розбивання додатково підвищує гнучкість та пропускну спроможність каналів передачі даних за рахунок зменшення часу передачі цих пакетів по каналах з різною конфігурацією та швидкістю передачі.
5.4 Фізичні основи і стандартизація факсимільного зв’язку
Факсимільний зв’язок є логічним розвитком систем фототелеграфу, коли на значні відстані передаються зображення документів або фотоматеріалів. В той же час на відміну від фототелеграфічних каналів, які використовували спеціалізовані лінії передачі інформації з досить щирокою частотною смугою, фассимільний сучасний зв’язок базується на використанні звичайних телефонних каналів з базовою смугою частот від 300Гц до 3400Гц.
Фізична суть факсимільної передачі інформації полягає в скануванні оптичного зображення документа за допомогою оптично-світлової системи. При цьому джерело світла (типу лазера) випромінює вузькообмежений світловий потік, що має форму світлового п’ятна. При попаданні на поверхню документа цей світловий потік відбивається від поверхні обмеженого ним елемента зображення. Відбите елементом зображення документа, частина світлового потоку попадає на фотоелемент, амлітуда сигналу на виході якого пропорційна величині відбитого світлового потоку. В подальшому, шляхом переміщення світлового п’ятна по поверхні документа, проводиться сканування всіх елементів зображення (інакше – фіксація величини світловідбивання кожного з елементів зображення документа). Швидкість такого сканування може бути на рівні 60, 90, 120, 180, або 240 рядків за секунду.
Перші факсимільні апарати використовували аналоговий метод передачі інформації, при якому елементи зображення безпосередньо подавались на модулятор, проходили канал-демодулятор, а потім фіксувались на світлочутливому папері за допомогою модульованого ними джерела світла. Ці апарати належали до першої, другої груп стандартизації Міжнародного союзу зв’язку (ITU). Апарати першої групи стандартизації передавали сторінку тексту за 6 хв., а апарати другої групи – за 3 хв.
Фактична революція в області факсимільного зв’язку сталась в 1980році, з введенням стандарту 3, що базувався на цифрових методах передачі даних. Цей стандарт перевидавався в 1984, 1988 роках, та модифікувався в 1990році. В модифікації 1990 р. були визначені схеми кодування для групи 4 та більш високі щвидкості передачі для групи 3=14400біт/секунду. Використовуючи методи стискання даних, факс апарати групи 3 передають сторінку тексту за 30, 60 секунд. Факс апарати 1, 2, та 3 груп працюють церез аналогові телефонні канали. В 1988 році ITU ввів стандарт для факс апаратів групи 4, для яких необхідно використовувати спеціальні широкосмугові канали зв’язку. Група 4 забезпечує підвищену чіткість зображення документів (400 * 400 елементів/дюйм).
Найбільш поширеними є факси групи 3, структурна схема яких наведена нижче і складається з світлооптичного розгортувального пристрою (СОРП), фотоприймача (ФП), підсилювача рівня (ПР), аналогово-цифрового перетворювача (АЦП), пристрою кодування та модуляції (ПКМ), каналу зв’язку (КЗ), пристрою декодування та демодуляції (ПДД), цифроаналогового перетворювача (ЦАП), відтворювально-розгортувального пристрою (ВРП) та пристрою синхронізації (ПС) приймальної сторони, ПП- підсилювач потужності.
Рис. 22 Структурна схема факсапарата групи 3
Світлове сканування кожного з елементів документа відбувається за допомогою СОРП, який рухає вузький струмінь світла з певною швидкістю (60 – 240 рядків/сек.). Кожний рядок для факсів групи 3 складається з 1728 світлових елементів зображення горизонтально при 100 рядках на дюйм (2,4 см.) по вертикалі. Частина світлового потоку, відбиваючись від елемента зображення документа попадає на фотоприймач, в якому відбувається перетворення амплітуди світлового потоку в аналоговий відеосигнал. В подальшому цей відеосигнал перетворюється в дискретну (цифрову) форму за допомогою АЦП та кодується і модулюється у відповідності одним із протоколів факс модуляції (V27, V42, V29, V17). При цьому спектр цифрового відеосигналу переноситься в область частот каналу зв’зку. Синхронізація розгортки світлооптичного пристрою та інших пристроїв відбувається за допомогою пристрою синхронізації. На приймальній стороні процес перетворення відбувається у зворотному напрямку. Спочатку, за допомогою ПДД, сигнал декодується та демодулюється, перетворюючись у цифровий відеосигнал, потім за допомогою ЦАП – у аналоговий відеосигнал, потім, за допомогою світлооптичного відтворювального пристрою на термочутливий папір наноситься поелементне зображення первинного документа.
5.5 Класифікація модемів
Існує ряд класифікаційних ознак за якими можна класифікувати модеми: за областю використання, за методом передачі, за інтелектуальними можливостями, за конструкцією, за підтримкою протоколів модуляцій, за корекцією помилок, за стисканням інформації, за взаємодією. За областю використання сучасні модеми можна розподілити на такі групи:
· Модеми для комутованих телефонних каналів;
· Модеми для виділених телефонних каналів і фізичних з’єднувальних ліній;
· Модеми для цифрових систем передачі;
· Модеми для стільникових систем зв’язку;
· Модеми для пакетних радіомереж;
· Модеми для локальних радіомереж.
Найбільша кількість модемів призначена для використання на комутованих телефонних каналах. Такі модеми повинні вміти працювати з автоматичними телефонними станціями (АТС), розрізняти їх сигнали та передавати свої сигнали набору номера тональним або імпульсним методом.
Основна відмінність модемів для виділених і фізичних ліній полягає в тому, що смуга частот фізичної лінії не обмежена смугою 300Гц – 3,4кГц телефонного каналу. З точки зору сигналів модеми для фізичних ліній поділяються на модеми низького рівня (лінійні драйвери), що використовують цифрові сигнали, та модеми основної смуги, в яких використовую
© 2014 - 2019 BigLib.info — это сокращение от Big Library (большая библиотека).
Целью создания этого сайта было сделать украинскую литературу доступной для всех, кто желает ее читать.
Использование любых материалов сайта без согласования с администрацией запрещено.
Обратная связь