МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ, НАУКИ, МОЛОДІ І СПОРТУ УКРАЇНИ
Національний університет «Львівська політехніка»
Кафедра автоматизованих систем управління
Лабораторна робота №1
з дисципліни:
“ Комп’ютерні мережі ”
на тему: “Дослідження роботи модемів ”
Львів 2011
Мета:
Дослідити роботу модемів.
Теоретичні відомості:
Моде́м (Modem — скорочення від МОдулятор-ДЕМодулятор) — загальний термін, що позначає одну з груп устаткування ліній зв'язку — електронних пристроїв, що здійснюють узгоджене перетворення (базові методи модуляції і демодуляції) для передачі інформаційного сигналу через фізичне середовище відповідних типів і параметрів. Колискою М. вважається задача задіяння існуючих ліній, що вже використовувались для дротового телефонного зв'язку, як ефективний канал трансляції даних між телекомунікаційними електромеханічними пристроями (teleprinter), які до того могли бути з'єднані лише виділеними лініями (вирішено та реалізовано в 1940 р.).
На 2011 рік сфера застосування модемів значно розширилась, це телекомунікаційні системи, системи автоматичного керування та збору інформації, тощо. Фізичним середовищем передачі можуть виступати оптоволоконні лінії, електромережі, смуги ефірних частот та інше. Відповідно до визначення М. проектуються з урахуванням сумісності при встановленні і роботі. Апаратна сумісність регулюється стандартами щодо інтерфейсів підключення (або інтеграції) до системи та до лінії передачі та іншими — загально для електронних пристроїв даного класу. Програмна сумісність передбачає відповідність стандартам (протоколам) узгодженого командного керування модемом, встановленням з'єднання, його контролем, інше.
Щодо застосування модемів у комп'ютерній техніці, то модеми поділяють на внутрішні (що встановлюються усередині системного блока), зовнішні (що встановлюються ззовні системного блока), портативні (застосовуються з портативними комп'ютерами), групові (при об'єднанні відповідних модемних пристроїв в групи).
За сферою застосування модеми можна поділити на такі групи:
для комутованих телефонних каналів
для виділених телефонних каналів
для фізичних з'єднувальних ліній:
модеми низького рівня (лінійні драйвери) або модеми на коротку відстань (англ. short range modems)
модеми основної смуги (англ. baseband modems)
для цифрових систем передачі (CSU/DSU)
для стільникових систем зв'язку
для пакетних радіомереж
для локальних радіомереж
За виконанням:
Зовнішні: підключаються до COM або USB порту, звичайно мають зовнішній блок живлення (існують USB-модеми, що живляться від USB і LPT-модеми).
Переваги:
можливість роботи з будь-яким комп'ютером, що має відповідний інтерфейсний роз'єм;
індикатори стану дозволяють спостерігати за роботою модему ;
власний блок живлення забезпечує мінімум перешкод від внутрішніх устроїв, встановлених в комп'ютері;
зависання модему не викликає необхідності в перезавантаженні комп'ютера – достатньо просто вимкнути і включити повторно живлення модему;
не потрібне розбирання системного блоку ПК, що може бути корисне за наявності гарантійної наклейки на корпусі, а також простота установки.
Недоліки:
вища ціна модему, через наявність корпусу і блоку живлення;
наявність додаткової мережевої розетки для підключення;
необхідність в місці для розміщення корпусу модему, а також кабелі інтерфейсу і блоку живлення, що іноді заважають.
Внутрішні: модеми, що випускаються в даний час, використовують для роботи роз'єм PCI, і виконані у вигляді звичної платні розширення, що вставляється в роз'єм материнської плати ПК.
Переваги:
менша ціна, за рахунок відмови від застосування корпусу, блоку живлення і індикаторів стану;
немає необхідності в додаткових роз'ємах і кабелях живлення і інтерфейсу;
не потрібен вільний порт для підключення.
Недоліки:
модеми не мають індикатора стану і режимів роботи, що приводить до складнощів при визначенні можливих проблем під час роботи;
додатковий порт, який з'являється в системі, вимагає настройки, щоб уникнути можливих конфліктів з іншими пристроями;
блок живлення комп'ютера, а також платня, що є сусідами з внутрішнім модемом , створюють додаткові перешкоди при роботі модему;
для установки модему потрібне зняття кришки корпусу системного блоку;
у разі зависання модему потрібно повний перезапуск комп'ютера, а можливо, і повторне включення живлення.
За принципом роботи:
Апаратні: Всі операції перетворення сигналу, підтримка фізичних протоколів обміну, створються вбудованим в модем обчислювачем (наприклад з використанням DSP, контроллера). Так само в апаратному модемі присутній ПЗП, в якому записана мікропрограма, що управляє модемом.
Вінмодеми: Aпаратні модеми, позбавлені ПЗП з мікропрограмою. Мікропрограма такого модему зберігається в пам'яті комп'ютера, до якого підключений модем . Працездатний тільки за наявності драйверів, які звичайно писалися виключно під операційні системи сімейства MS Windows.
Напівпрограмні: Controller based soft-modem) — модеми, в яких частина функцій модему виконує комп'ютер, до якого підключений модем.
Програмні: (Host based soft-modem) — всі операції по кодуванню сигналу, перевірці на помилки і управління протоколами реалізовані програмно і виробляються центральним процесором комп'ютера. При цьому в модемі знаходиться аналогова схема і перетворювачі: АЦП, ЦАП, контроллер інтерфейсу (наприклад USB).
Протоколи модемного зв'язку
При установці зв'язку між двома комп'ютерами модеми повинні домовитися між собою про швидкість зв'язку, коректування помилок і стиснення даних. Для цього і існують протоколи — стандартизовані алгоритми роботи модему.
Список стандартних протоколів:
V.21 - Стандартні протоколи затверджені Міжнародним телекомунікаційним союзом (ITU).
V.22 - Забезпечує швидкість передачі даних 300 бит/с в дуплексному режимі. Допускає також передачу факсимільних повідомлень.
V.22bis - Швидкість складає 1200 бит/с в напівдуплексному режимі.
V.23 - Друга редакція протоколу V.22, відрізняється збільшеною швидкістю 2400 бит/с і допускає дуплексний режим.
V.29 - Асиметричний протокол 75 бит/с у висхідному (від користувача) каналі і 600 або 1200 бит/с- в низхідному. В кінці 1980-х — початку 1990 безліч тих, що випускалися тоді нестандартних модемів, що використали нестандартну, як правило — модуляцію, що реалізовується програмно, маркірувалися як відповідні стандарту «V.23 mode 2». На практиці вони не були сумісні між собою, а реальна швидкість роботи швидшого каналу могла коливатися від 300 до 5600 бит/с. Найбільш відомим представником такого типу модемів були модеми Лександ. Модифікація протоколу V.23 дозволяє міняти висхідний і низхідний канал місцями в процесі роботи використовується у французькій комп'ютерній мережі Мінітель (фр. Minitel)
V.32 - Асиметричний протокол 2400/2400-4800-7200-9600, що дозволяє перемикати напрям в якому працює швидкісніший канал в процесі роботи. Є стандартним для факсів, але в модемах великого розповсюдження не отримав у зв'язку з нижчою перешкодостійкістю, ніж V.32 і поряд проблем з патентами.
V.32bis - Дуплексний режим. швидкість 4800 і 9600 бит/с, допускає автоматичну настройку швидкості передачі.
V.34 - Розширення V.32 до швидкості 14400 бит/с
V.34bis - Дуплексний протокол, максимальна швидкість 28800 бит/с. Може також підтримувати 24000 і 19200 бит/с.
V.42 - Інша назва — V.34+. Максимальна швидкість 33600 бит/с. Знижені швидкості: 31200, 24000 і 19200 бит/с.
V.42bis - Протокол виявлення і корекції помилок для передачі даних з високими швидкостями.
V.44 - Протокол стиснення даних. Допускає перемикання з режиму стиснення в прозорий режим і назад, причому незалежно для кожного напряму.
V.70 - Протокол стиснення даних.
V.80 - Забезпечує одночасну передачу голосу і даних.
V.90 - Протокол відеозв'язку. Забезпечує швидкість передачі відео до 10-15 кадрів в секунду.
V.92 - Дуплексний асиметричний високошвидкісний протокол передачі. Швидкість в прямому напрямі досягає 56000 бит/с, а в зворотному — 33600 бит/с.
Найсучасніший протокол. Швидкість в прямому напрямі 56000 бит/с, а в зворотному — 48600 бит/с.
Нестандартизовані протоколи:
Крім протоколів затверджених ITU, існує множина інших, які були розроблені виробниками устаткування або ж прийняті в якійсь країні. Bell 103 і Bell 212A — застосовувалися в США замість V.21 і V.22 відповідно HST — фірмовий стандарт компанії U.S.Robotics.
K56flex і x2 — Одночасно розроблені компаніями Lucent і Rockwell з одного боку і Motorola з іншою.
V.17 - Підтримують швидкість зв'язку до 56 кбит/с, але взаємно несумісні. Для зв'язку доводилося використовувати V.34.
Протоколи передачі факсимільних повідомлень :
V.27ter - Швидкість до 14400 бит/с, використовується в сучасних модемах, але оскільки більшість факсимільних апаратів розрахована на 9600 бит/с, на практиці переваг не дає.
V.29 - Швидкість 2400—4800 бит/с, зустрічається в старих модемах, але його підтримують і багато сучасних модемів.
Швидкість 7200—9600 бит/с, підтримують всі сучасні модеми.
Встановлення модему
Встановлення модему складається з 2 етапів:
Встановлення пристрою.
Програмне встановлення і настройки.
Для того щоб пристрій запрацював його необхідно приєднати до комп’ютера. Існує кабель який має 25 чи 9 контактів. В залежності який комп’ютер вибираємо гніздо в комп’ютері і вставляємо кабель, другий кінець кабелю до модему. Зобразимо малюнок:
Після того як ми підключили кабель до комп’ютера, беремо блок живлення і приєднуємо до модему і до розетки з напругою 220 вольт. При цьому комп’ютер має бути виключеним і модем також. Після того ми включаємо модем за допомогою перемикача на задній стінці модему, і тоді підключаємо мережний кабель. Але в даній роботі ми робили з’єднання двох модемів, відповідно ми мережний кабель підключали до гнізда (LINE) другого модему. Включаємо комп’ютер. При включенні комп’ютера ми побачимо що наший комп’ютер побачить невідомий пристрій, почекавши пару хвилин він установить драйвери. Якщо комп’ютер не установив, з модемом має бути диск і за допомогою того диска встановлюємо драйвери на комп’ютері. На модемі, на передній стінці повинні горіти два індикатори (PWR,MR) . Тепер розглянемо передню стінку модему з індикаторними діодами.
RD – індикатор приймання даних.
TD – індикатор передачі даних.
CD – індикатор з’єднання з віддаленим модемом.
OH – індикатор піднята трубка.
AA – індикатор автовідповіді.
HS – Індикатор швидкості DTE (більше 2400 біт/сек. )
DTR – індикатор сигналу DTR.
MR – індикатор готовності до роботи.
PWR – індикатор живлення модему.
Відповідно,коли ми будемо працювати з модемом ми будемо частково отримувати результат на екран коп’ютера і на передню панель модему.
Щоб ми бачили зв'язок модему і комп’ютера ми використовуємо програму HyperTerminal. Відповідно ми її запускаємо і отримуємо вікно в якому ми будемо отримувати результати роботи нашого модему.
Для того щоб ми бачили ті команди що ми набираємо і результати ми користуємося командами, які нижче наведенні. Це – AT&E1, AT&V1.
Щоб здійснити підключення або зробити дзвінок ми повинні набрати наступну команду –ATD ,а на іншому модемі команду –ATA. Після того в вікні появитися повідомлення типу –CONNECT 33600.
Для того щоб подивитися налаштування ми повинні набрати команду – AT&V.
Щоб зберегти налаштування набираємо команду –AT&W.
Щоб скинути налаштування на початок використовуємо команду – AT&Z .
Набір основних команд Hayes Команда:
АТ/:
A0 або A Відповісти на вхідний дзвінок
A/ Повторити останню команду. Не додавайте перед цими командами команду AT. Таке додавання призводить до аварійного завершення роботи.
B0 або B Обробка вхідних дзвінків Послідовність відповіді на вхідний дзвінок у режимі V32/CCITT
B1 Обробка вхідних дзвінків Послідовність відповіді на вхідний дзвінок Bell 212A
B2 Обробка вхідних дзвінків Режим відповіді: докладний/короткий
D Набрати номер
P Імпульсний набір
T Увімкнути тоновий набір
W Очікувати на другий гудок
, Призупинка на проміжок часу, вказаний у регістрі S8 (зазвичай, 2 секунди)
; Залишитися у командному режимі після додзвону.
! Коротке натискання на важіль (повісити слухавку на півсекунди, як під час переведення дзвінка).
L Набрати останній номер
E0 або E Без відлуння Не передавати луну команди на комп’ютер
E1 Відлуння Передавати луну команди на комп’ютер (так, щоб можна було бачити, що набрано)
H0 Стан лінії Лінію зайнято — повісити слухавку
H1 Стан лінії Лінія вільна — слухавку піднято
I0 або I Запити, відомості або опитування Результат цієї команди дуже залежить від моделі модема. I0 зазвичай повертає число або код, команди з вищими номерами часто надають вам кориснішу інформацію.
L0 або L Гучність динаміка. У модемів з регуляторами гучності таких параметрів немає. Вимкнути або знизити гучність
L1 Низька гучність
L2 Середня гучність
L3 Висока гучність
V0 або V Докладний режим Числові коди результатів
V1 Коди результатів англійською (наприклад CONNECT, BUSY, NO CARRIER тощо)
Z0 або Z Скинути Поновлює у модемі збережені налаштування. Щоб визначити декілька профілів, скористайтеся командами Z0, Z1 тощо. Ця команда аналогічна до команди &F для типових даних виробника на модемах без NVRAM (постійної пам’яті)
W Зберігання конфігурацій.
Хід роботи:
1. Встановили модем.
2. Мережний кабель підключали до гнізда (LINE) другого модему.
3. В програмі HyperTerminal дослідили роботу модемів.
Висновок :
На цій лабораторній роботі дослідили роботу модемів, встановили з’єднаннями між ними.