Információs adatátviteli rendszerek
8.3.1. Általános rendelkezések
A modemek fő jellemzőit a V sorozatú ITU-T Ajánlások határozzák meg, amelyeket a fizikai vagy csatorna szintű modem protokollok is neveznek.
Mielőtt megfontolná a konkrét ajánlásokat, fontoljuk meg a számukra megadott modemek fő jellemzőit és paramétereit.
Emlékezzünk arra, hogy a moduláció (lásd a 6.1.1. Alpontot) a hordozó egyik paraméterének (amplitúdó, frekvencia vagy fázis) megváltoztatásával vagy közös paraméterekkel változtatható meg az információs bitek értékétől függően.
A vivőjel idődiagramján meg lehet különböztetni az egyenlő időtartamot, amelyen a vivőjelnek bizonyos állandó értékei vannak. Ezeket az időintervallumokat baud intervallumoknak nevezzük. Az időegységenkénti baud intervallumok száma határozza meg a modulációs sebességet (lineáris vagy baud üzemmódnak is nevezik). A modulációs sebességet baudokban mérik.
Ha a kódolt elem egy adatbillentyűnek felel meg (0 vagy 1), akkor a baud intervallumon a jelparaméterek két meghatározott amplitúdó-, frekvencia- és fázisérték-készlet egyikét vehetik igénybe. Ebben az esetben a modulációs sebesség megegyezik az információsebességgel, azaz 1 baud = 1 bit / s. A kódolt elem nem egy, hanem például két bit információnak felel meg. Ebben az esetben az információsebesség kétszerese lesz a baud-sebességnek, és a jel paraméterei a baud intervallumban a 00, 01, 10 vagy 11-nek megfelelő négy értékkészlet egyikét vehetik igénybe.
Ha az N bitek baud intervallumon vannak kódolva, akkor az információsebesség N-szeres sebességgel haladja meg a baud-sebességet. A számos lehetséges jelállapotok három-dimenziós térben - az amplitúdó, frekvencia, és a fázis - egyenlő 2 N. Ez azt jelenti, hogy a demodulátor modem adatátviteli időköz egy jel vételére, meg kell képest 2 N hivatkozási jelek és pontosan válassza ki az egyik közülük a dekódoláshoz a szükséges N bitek. A növekvő kódolási kapacitással és a bitsebességgel kapcsolatos információsebesség növelésével a két szomszédos pont közötti jeltávolságban lévő távolság csökken a teljesítményi progresszióban. Ez viszont egyre szigorúbb követelményeket támaszt a csatorna minőségével szemben. Elméletileg a valódi csatorna lehetséges sebességét a Shannon-képlet határozza meg:
ahol # 68; F a csatorna sávszélessége, # 114; - a jelerősség és a zajhatás aránya.
A második tényező határozza meg a csatorna képességeit hangerejét tekintve egy olyan jel megbízható továbbításával, amely egynél több bit információt hordoz a baudintervallumban. Például, ha a jel-zaj arány 20 dB, azaz a távoli modemhez érkező jel erőssége 100-szor nagyobb, mint a zajteljesítmény ( # 114; = 100), és a hangfrekvenciás csatorna teljes sávszélességét (3100 Hz) használják, a maximális Shannon határ 20640 bps.
A párhuzamos kétirányú kommunikáció (duplex) c problémája a modem demodulátor azon képessége, hogy felismeri a bemenő jelet a visszavert saját kimeneti jel háttérén, ami valójában a modem zajt okoz. Ugyanakkor a teljesítménye nemcsak összehasonlítható, de a legtöbb esetben jelentősen meghaladja a kapott hasznos jel erősségét.
A kétirányú kommunikáció egyik módja a CRM módszer. A csatorna teljes sávszélessége két frekvenciás alcsatornára oszlik, amelyek mindegyike egy irányba továbbítja. Az átviteli alcsatornát a kapcsolat beállítási fázis alatt választják ki, és rendszerint egyedileg kapcsolódik a modem szerepéhez a kommunikációs munkamenetben: a hívó vagy a válaszadó.
Nyilvánvaló, hogy ez a módszer nem teszi lehetővé a csatorna teljes kapacitásának használatát a sávszélesség jelentős szűkülése miatt. Az átviteli irányok kölcsönös hatásának elkerülése érdekében jelentős védelmi intervallumot vezetnek be, aminek következtében a frekvencia alcsatornák kevesebb, mint a teljes csatorna sávszélességének fele. A duplex kommunikáció biztosításának ez a módja korlátozza az információátvitel sebességét. Az FDM-t használó meglévő fizikai réteg-protokollok szimmetrikus duplex kommunikációt biztosítanak, amely nem haladja meg a 2400 bps sebességet.
Számos protokoll biztosítja a gyorsabb kommunikációt, de egy irányban, míg a hátsó csatorna sokkal lassabb. Ebben az esetben a frekvenciaelkülönítés az alcsatornákon az áthaladó sáv szélességében egyenlőtlen. Ezt a duplex kommunikációt aszimmetrikusnak nevezik.
Egy másik módszer a szimmetrikus duplex létrehozására, amelyet minden nagysebességű protokollban használnak, a visszhang-visszavonási technológia (visszhang-visszavonás). Ennek lényege abban rejlik, hogy a modemek, amelyek információkat saját kimeneti jel lehet használni ezt a tudást, hogy kiszűrje „saját” hang (visszhang) a vett jelet. Lépésben előfordulása kommunikáció minden modem által küldött hangzású jel határozza meg a paramétereket a visszhang :. száma tükröződések, a késleltetési idő és a teljesítmény az egyes visszavert jel, stb A kommunikáció során visszhangtörlő modem kivonja a vett jel bemeneti saját kimeneti jelet megfelelően korrigálni a kapott a visszhang paraméterei.
Ez a technológia lehetővé teszi a teljes duplex adatátvitelhez a csatorna teljes sávszélességét, de ehhez jelentős számítási erőforrások végrehajtása szükséges a jelfeldolgozáshoz.
Végül érdemes megjegyezni, hogy sok protokoll nem próbál kétoldalas kommunikációt biztosítani. Ezek az úgynevezett fél-duplex protokollok. Különösen a fax kommunikációra szánt összes protokoll fél-duplex. Ebben az esetben az információ csak egy oldalra továbbítható. Egy bizonyos információ vételének / átvitelének végén mindkét modem (fax) szinkronban váltja az adatátvitel irányát. Hiánya miatt problémák összefonódása részcsatornából átvitel, valamint a visszhang, fél-duplex protokollok általában a nagyobb zaj immunitást és a képesség, hogy az egész csatorna sávszélesség.
Ebben az esetben azonban a csatorna adatátvitelének hatékonysága a duplex protokollokhoz képest kisebb. Ennek oka elsősorban az, hogy gyakorlatilag az összes adatot protokollok, mint például az adatkapcsolati réteg (MNP, V.42), és a fájlátvitel szint (X, Y, Zmodem, nem is beszélve a kétirányú típusú protokollok) megkövetelik a kétirányú kommunikáció, legalább a kapott információk megerősítésére. És minden fogaskerék a változás irányát, amellett, hogy a lehetetlen ezen a ponton át a következő része a felhasználói adatok igényel további általános időben kölcsönös újraszinkronizálási fogadó és továbbító oldalon.