Собственный выход в линию занят
ND
Нет ответа станции
ЕТ
Принят встречный тон
RT
Был зарегистрирован входящий звонок, но связь не установлена из-за истечения установленного времени
NT
Нет ответного тонального сигнала от удаленного модема
DL
Блокировка вызова. В модеме может находится счетчик сообщений об ошибках. Если их число превосходит заданное значение, то автонабор запрещается. Для восстановления этой функции нужно нажать на кнопку "сброс"
RDD
Задержка повторного набора
CNX
Успешное установление соединения с соответствующей скоростью LSN ;
Модем запоминает список телефонных номеров в памяти
Протокол V. 25bis предусматривает свыше 20 типов различных сообщений. В табл. 2. 3 и 2. 4 приведены некоторые из них. Для перевода некоторых модемов в режим V. 25bis рекомендуется следующая последовательность действий. 1. Использовать команду ATS13=n (n=1.... 10) для выбора скорости обмена по последовательному порту. 2. При синхронном режиме передачи по последовательному порту использовать команду АТ&Х для выбора частоты синхронизации. 3. Выдать команду ATS24=n (n=l, 2, 3):
S24=1 — для перехода в асинхронный режим V. 25bis (7 бит данных и 1 бит проверки на четность); S24=2 — для перехода в синхронный режим HDLC;
S24=3 — для перехода в синхронный режим BSC.
4. Записать текущий профиль по команде AT&W.
Возврат из режима V. 25bisможет осуществляться программно или аппаратно. В первом случае необходимо использовать командуRST для возврата в режим передачи АТ-команд и затем - AT&F&W для записи изменения конфигурации модема. Ряд внешних модемов позволяет использовать аппаратный способ возврата из режима V. 25bis путем выполнения следующих операций: перевод в режим ручного управления обычно при помощи переключателя T/D; аппаратный сброс конфигурации модема при помощи нажатия на кнопку RESET; запись измененной конфигурации командой AT&F&W.
2. 3. Протокол V. 8
Современные модемы для коммутируемых телефонных каналов обеспечивают работу в соответствии с целым рядом рекомендаций серии V. При этом предельные скоростные возможности модемов, устанавливающих соединение, могут существенно различаться. Для автоматического определения максимально возможной скорости взаимодействующих модемов в сентябре 1994 г. ITU-T была принята Рекомендация V. 8 "Процедуры начала сеансов передачи данных по коммутируемой телефонной сети общего пользования". Нормируемые этой рекомендацией процедуры позволяют определить функцию вызова (передача данных, факсимильная связь или текстофон) и наличие сотового доступа к КТСОП. При этом возможно взаимодействие с теми модемами, которые не поддерживают Рекомендацию V. 8, и передачу сигналов взаимодействия с устройствами управления работой эхо-компенсаторов телефонной сети, как это предусмотрено Рекомендацией V. 25. Таким образом, Рекомендация V. 8определяет, какими сигналами должны обмениваться два модема по КТСОП только при начальной организации сеанса передачи данных. По окончании выполнения процедур протокола V. 8 обмен сигналами осуществляется в соответствии с выбранным протоколом модуляции серии V.
2. 3. 1. Сигналы взаимодействия
Рекомендация V. 8 предусматривает обмен сигналами в форме одного или нескольких октетов (8 битов). Перед октетом и после него добавляются соответственно стартовый (0) и столовый (1) биты. Перед каждой информационной последовательностью передается преамбула, состоящая из 10 единиц и двух видов 10-разрядной последовательности фазирования: одна — для последовательности сигналов CI, другая — для СМ и JM. Эти информационные сигналы передаются со скоростью 300 бит/с путем модуляции нижнего или верхнего канала согласно Рекомендации V. 21. Для того чтобы не спутать сигналы Рекомендации V. 21 с сигналами, предусмотренными Рекомендацией Т. 30для факсов, выдерживается ограничение для кодирования, запрещающее появление флагов 01111110 протокола HDLC в потоке данных.
Таблица 2. 5. Сигналы, применяемые в протоколе V. 8
Название сигнала
Определение и некоторые параметры сигнала
CI
Сигнал индикации вызова. Передается вызывающим модемом для указания общей функции связи. Последовательность С1 состоит из 10 единиц, за которыми следуют 10бит фазирования и октет функции вызова. Интервалы "включено" должны содержать не менее трех отрезков последовательности CI и иметь продолжительность не более 2с; интервалы "выключено" (сигнал не передается) должны иметь продолжительность не менее 0, 4 с и не более 2с. Интервалы "включено" содержат повто-ряющуся последовательность битов со скоростью 300 бит/с, которые модулируют нижний канал, определенный в Рекомендации V. 21 CNQ
Вызывной тон, определенный а Рекомендации Т. 30
СТ
Любой вызывной тон, допускаемый Рекомендацией V. 25
CV
Сигнал меню вызова. Передается вызывающим модемом для указания доступных в нем режимов модуляции. Содержит повторяющуюся последовательность битов, которые передаются со скоростью 300 бит/с и модулируют нижний канал, определенный в Рекомендации V. 21 CJ
Завершение сигнала меню вызова. Подтверждает обнаружение сигнала JM и указывает на завершение сигнала СМ. Сигнал JM содержит три последовательных октета из одних нулей со стартовым и стоповыми битами; эти октеты модулируют нижний канал V. 21 со скоростью 300 бит/с
JM
Сигнал совместного меню Передается отвечающим модемом для указания режимов модуляции, доступных как вызывающему, так и отвечающему модемам. Сигнал JM содержит повторяющуюся последовательность битов, которые передаются со скоростью 300 бит/с и модулируют верхний канал, определенный в Рекомендации V. 21 ANS
Ответный тон, определенный в Рекомендации V. 25
ANSam
Модифицированный ответный тон, представляющий собой синусоидальный сигнал с частотой 2100 Гц и переворотами фазы через каждые 450 мс, модулированный по амплитуде синусоидальным колебанием частотой 15 Гц. Модулированная огибающая должна изменяться по амплитуде в диапазоне 0, 8-1, 2 от ее средней амплитуды SigC
Передаваемый вызывающим модемом сигнал, специфический для рекомендаций серии V на модем SigA
Передаваемый отвечающим модемом сигнал, специфический для рекомендаций серии V на модем Таким образом, формат октета имеет вид:
(0)
B0
b1
b2
b3
0
b5
b6
b7
(1)
Биты перечислены слева направо в том порядке, в котором они передаются. Для исключения появления флага протокола HDLC бит b4 всегда равен нулю. В рекомендации введены следующие специальные функциональные сигналы взаимодействия:
сигнал меню вызова CM (Call Menu);
сигнал совместного меню JM (Joint Menu);
сигнал CJ (сигнал завершения JM);
сигнал индикации вызова CI (Call Indicator).
Определения и параметры этих, а также ряда других сигналов, использованных в Рекомендации V. 8, приведены в табл. 2. 5. 2. 3. 2. Информационные сигналы
Октеты передаваемых сигналов распределяются по нескольким категориям: функции вызова;
режим модуляции;
протокол;
вид доступа к КТСОП (через сотовую сеть или нет).
Используемый метод кодирования позволяет расширить перечень категорий информации для специального применения, причем в большинстве случаев сохраняются короткие сигналы (сохраняющие минимальное число октетов). Первой категорией информации в последовательности должна быть функция вызова, для последующих категорий очередность следования может быть произвольной. Вся информация одной категории передается в одном октете, либо, если это необходимо, в определенной последовательности октетов (с помощью так называемых октетов расширения). Биты b0-b3 первого октета указывают категорию информации, а биты b5-b7 определяют ее возможные варианты. Если все возможные варианты Данной категории информации не могут быть определены с помощью битов b5-b7, используются октеты расширения, в которых для задания вариантов отводится 5 бит. В табл. 2. 6 приведены варианты, определенные для каждой категории информации. Для совместимости со следующими версиями Рекомендации V. 8приемники должны игнорировать все биты, коды и октеты, зарезервированные для будущих расширений.
Таблица 2. 6. Варианты категорий информации сигналов протокола V. 8 Категория информации
Варианты
Функция вызова: октет "callff0"
Текстофон согласно Рекомендации V. 18
Передача и прием данных
Функция вызова указана в октете расширения
Режимы модуляции:
октет "modn0"
октет "modn1" (октет расширения)
октет "modn2" (октет расширения)
Дуплекс V. 34
Полудуплекс V. 34
V. 32bls/V. 32
V. 22bis/V. 22
V. 17
Полудуплекс V. 29
V. 27ter
V. 26ter
V. 26bis
Дуплекс V. 23
Полудуплекс V. 23
V. 21
Протокол: октет "prot0"
Соединение согласно Рекомендации V. 42
Соединение по протоколу, указанному в октете расширения
Доступ к КТСОП: октет"access0"
Вызывающий модем находится в сотовом соединении
Отвечающий модем находится в сотовом соединении
Примечание: Отсутствие октета протокола не исключает использования альтернативных средств согласования протокола. Категория доступа к КТСОП указывает на возможность сотового доступа к КТСОП; в отсутствие октета этой категории нет и информации о типе доступа к КТСОП.
2. 3. 3. Процедуры вызывающего модема
На рис. 2. 3. схематически изображен обмен сигналами между вызывающим и отвечающим модемами в начале сеанса передачи данных согласно Рекомендации V. 8. Вызывающий модем после установления соединения и паузы длительностью 1 с начинает передачу сигнала вызова CI, СТ или CNG, либо не передает никаких сигналов, так как в большинстве рекомендаций на модемы передача и обнаружение сигналов вызова являются необязательными. Независимо от того, используется или нет эта функция, работа модема, соответствующего Рекомендации V. 8, при получении CI нарушаться не должна. Использование сигнала CI в качестве сигнала вызова является необязательными. Для обеспечения совместимости с некоторыми существующими отвечающими терминалами требуется использование сигналов CNG или СТ.
Далее модем приступает к обнаружению сигнала ANS, ANSam или sigA, характеризующего приемлемый протокол модуляции. Рис. 2. 3. Обмен сигналами в начале сеанса передачи данных
Если обнаружен подходящий сигнал sigA, то дальнейший режим работы модема будет определяется этим сигналом. При обнаружении сигнала ANS модем работает согласно Рекомендации V. 32bis, Рекомендации Т. 30, или другой подходящей Рекомендации. В случае обнаружения сигнала ANSamмодем не передает никаких сигналов в течение интервала Те, длящегося до начала передачи сигнала СМ. Интервал Те является интервалом молчания, позволяющим нейтрализовать работу устройств управления эхо-компенсаторами. Он начинается по окончании сигнала вызова, а при отсутствии сигнала вызова — после обнаружения сигнала ANSam. Минимальное значение Те составляет 0, 5с. Однако, если нужно обеспечить нейтрализацию сетевого эхо-компенсатора способом, определенным в РекомендацииV. 25, выбирается Те 1 с. По окончании интервала Tе вызывающий модем начинает передачу сигнала СМ и настраивает свой приемник на обнаружение сигналаJM.
Получив не менее двух идентичных последовательностей сигнала JM, вызывающий модем завершает передачу текущего октета и связанных с ним стартового и стопового битов, а затем передает сигналCJ. После этого вызывающий модем не передает никаких сигналов в течение (75±5) мс, затем передаетsigC и далее работает согласно выбранному протоколу модуляции серии V. Если в JM указаны нули для всех режимов модуляции, то вызывающий модем после передачи CJ может отключиться. 2. 3. 4. Процедуры отвечающего модема
После подключения к линии в течение 0, 2 с отвечающий модем "молчит затем, если он поддерживает обмен сигналами CM/JM, передает сигнал ANS Если во время передачи ANSam обнаружен подходящий сигнал sigC, модем не должен передавать сигналы в течение (75±5) мс, потом передать соответствующий sigA и продолжить работу согласно соответствующей Рекомендациции на модем. Если во время передачи ANSam не обнаружено сигнала СМ или подходящего сигнала sigC, модем не передает сигналы в течение (75±5) мс, а затем продолжает работу согласно Рекомендации V. 32bis, Рекомендации Т. 30 или другой подходящей Рекомендации. Передача сигнала ANSam продолжается в течение (51) с, если она не прекращена при получении СМ или подходящего sigC. Получив не менее двух идентичных последовательностей СМ, модем передает последовательность JM. Если предложенная вызывающим модемом функция вызова доступна, то сигнал JMкодируется для указания той же функции вызова, что и в сигнале СМ, и режимов модуляции, доступных как для вызывающего, так и для отвечающего модемов. Если функция вызова не доступна, то отвечающий модем может указать другую, доступную ему функцию вызова, которая отличается от имеющейся в СМ. При этом сигнал JM должен содержать столько же октетов режимов модуляции, сколько их в СМ, и для всех режимов указать нули. При отсутствии общих режимов модуляции у вызывающего и отвечающего модемов последовательность JMдолжна содержать столько же октетов режимов модуляции, сколько СМ, где для всех режимов модуляции установлены нули .
Пересылка JM должна продолжаться до обнаружения сигнала CJ и получения всех трех октетов CJ. Если CJ не принят правильно, для завершения передачи JM может быть использован другой критерий, например обнаружение сигнала sigC, отвечающего выбранному режиму модуляции, или отсутствие СМ в течение приемлемого интервала времени.
Передача JM может быть завершена до того, как будет полностью передана последовательность JM. В этом случае в течение (75±5) мс модем не передается никаких сигналов. Далее передается сигнал sigA, удовлетворяющий выбранному режиму модуляции. Если в JMдля всех режимов модуляции указаны нули, то отвечающий модем может отключиться после приема CJ.
В следующем за процедурами Рекомендации V. 8 сеансе передачи данных должен использоваться заданный в сигнале JM режим модуляции с наименьшим номером пункта кодовой таблицы, соответствующий максимально доступной обоим модемам скорости передачи. Во время начала сеанса передачи данных согласно Рекомендации V. 8 никаких специфических требований на связь между DTE и модемом не предъявляется. Поэтому состояние цепей стыка DTE—DCE может определяться процедурами, которые выполняются до и после процедур Рекомендации V. 8.
3. ПРОТОКОЛЫ МОДУЛЯЦИИ
3. 1. Общие сведения
Основная функция модема —преобразование несущего гармонического колебания (одного или нескольких его параметров) в соответствии с законом изменения передаваемой информационной последовательности. Такое преобразование аналогового сигнала называетсямодуляцией. Способ модуляции играет основную роль в достижении максимально возможной скорости передачи информации при заданной вероятности ошибочного приема. Предельные возможности системы передачи можно оценить с помощью известной формулы Шеннона, определяющей зависимость пропускной способности С непрерывного канала с белым гауссовским шумом от используемой полосы частотF и отношения мощностей сигнала и шума PS / PN: C=F log2 ( 1+ PS / PN ),
где PS = Eb V — средняя мощность сигнала; Eb — энергия, затрачиваемая на передачу одного бита информации; V — скорость передачи информации PN =N0 /2 — средняя мощность шума в полосе частот DF; N0 /2 — спектральная плотность мощности шума. Пропускная способность определяется как верхняя граница реальной скорости передачи информации V. Приведенное выше выражение позволяет найти максимальное значение скорости передачи, которое может быть достигнуто
Рис. 3. 1. Зависимость удельной скорости передачи от отношения сигнал/шум в гауссовском канале с заданными значениями DF и PS / PN . Например, если отношение сигнал/шум равно 20 дБ, т. е. мощность сигнала на входе модема в 100 раз выше мощности шума, и используется полная полоса телефонного канала тональной частоты (3100 Гц), то максимально достижимая скорость не может превышать 20640 бит/с. Вероятность ошибочного приема бита в конкретной системе передачи определяется отношением Eb / No . Из формулы Шеннона следует, что возрастание удельной скорости передачи V/AF требует увеличения энергетических затрат (Eb) на один бит (рис. 3. 1). Любая система передачи может быть описана точкой, лежащей ниже приведенной на рисунке кривой (область В). Эту кривую часто называют границей или пределом Шеннона. Для любой точки в области В можно создать такую систему связи, вероятность ошибочного приема у которой может быть настолько малой, насколько это требуется. История развития как систем связи в целом, так и модемной техники, в частности, представляет собой непрекращающуюся серию попыток приблизить их к границе Шеннона, сохраняя при этом низкую вероятность ошибочного приема информационного бита (такие системы используют современные способы модуляции и кодирования). Современные системы передачи данных требуют, чтобы вероятность необнаруженной ошибки была не выше величины 10-7 .... 10-12 . Эти значения обеспечивают протоколы исправления ошибок типа MNP1 — MNP4 и V. 42, которые будут рассмотрены ниже.
3. 2. Способы модуляции
В модемах для телефонных каналов, как правило, используются три вида модуляции: частотная, относительная фазовая (фазоразностная) и квадратурная амплитудная модуляция, часто называемая многопозиционной амплитудно-фазовой. 3. 2. 1. Частотная модуляция
При частотной модуляции (ЧМ, FSK — Frequency Shift Keying)значениям "0" и "1" информационной последовательности соответствуют определенные частоты аналогового сигнала при неизменной амплитуде. Частотная модуляция весьма помехоустойчива, поскольку помехи телефонного канала искажают в основном амплитуду, а не частоту сигнала. Однако при частотной модуляции неэкономно расходуется ресурс полосы частот телефонного канала. Поэтому этот вид модуляции применяется в низкоскоростных протоколах, позволяющих осуществлять связь по каналам с низким отношением сигнал/шум. 3. 2. 2. Относительная фазовая модуляция
