Линия выбора микросхемы обеспечивает также подключение линий данных УАПП к шине данных ПК через двунаправленный приемопередатчик шины. Направление потока данных 4ege3 приемопередатчик определяется уровнями сигналов на линиях IOR и IOW. Эти линии подключены ко входам RD и WR микросхемы УАПП соответственно.

Интерфейс прерываний. Для каждого из двух стандартных последовательных портов имеется по одной аппаратной линии запроса на прерывание (IRQ) от выхода INTR УАПП к шине ПК. Фирма ЮМ определила линию IRQ 4 для порта С0М1 и линию IRQ 3 для порта COM2. Позже, когда для портов COM3 и COM4 были стандартизованы адреса ввода-вывода, эти последовательные порты просто использовали линии IRQ, определенные для первых двух портов. Номера линий IRQ для каждого из четырех последовательных портов указал ны в табл. 4.5.

Большинство программ, которые написаны для выполнения процедуры последовательной связи, управляемой прерываниями, предполагают, что линия IRQ находится в их исключительном использовании. Некоторые устройства, например последовательная мышь , работают со столь большим числом прерываний, что совместное использование линии IRQ с другим устройством становится нецелесообразным. Поэтому в общем случае два последовательных порта не могут использовать одну и ту же линию IRQ в одно и то оке время.

Решение этой проблемы отчасти облегчается благодаря возможности использования последовательных адаптеров, которые могут быть сконфигурированы для работы с линиями прерываний, отличными от IRQ 3 и IRQ 4. Чтобы избежать конфликтов с уже существующими последовательными портами или с другими, например сетевыми, адаптерами, эти адаптеры допускают подключение выхода INTR УАПП к линиям IRQ 2, 3, 4, 5 или 7. В конкретном применении используемая конфигурация должна обеспечивать преимущества подключения к нестандартным IRQ-линиям.

Как видно из блок-схемы УАПП, линия INTR соединяется с линией IRQ на шине ПК не непосредственно, а через логический элемент, управляемый сигналом с выхода 0UT2 УАПП. Этот логический элемент используется в качестве переключателя для активизации или блокировки данного соединения. При этом разряд 0UT2 в УАПП-регистре управления модемом выполняет функции главного ключа разрешения прерываний для последовательного адаптера.

Выбор устройства в РС-ХТ. В компьютерах IBM PC-XT любая плата, устанавливаемая в слот (гнездо) 8 (ближайший к источни-ку питания), при своем выборе должна была активизировать линию CARD SLCTD на шине ПК. Линия CARD SLCTD затем использовалась системной платой для указания соответствующим драйверам на считывание с устройства в слоте 8 или запись в это устройство. Чтобы удовлетворить этим требованиям, асинхронный коммуникационный адаптер фирмы IBM включает необходимые логические схемы и перемычку для активизации линии CARD SLCTD при своем выборе.

Интерфейс RS-232. Выводы DTR, RTS и SOUT микросхемы УАПП включаются в интерфейс RS-232 через линейные драйверы. Эти драйверы преобразуют уровни напряжения ОВ/ + 5В на выходах УАПП к уровням - 12В/+ 12В, устанавливаемым стандартом RS-232. Аналогично, сигналы CD, DSR, CTS, RI и RD интерфейса RS-232 подаются на соответствующие входы УАПП через линейные драйверы, осуществляющие обратное преобразование уровней.

По конструктивным соображениям линейные драйверы интерфейса RS-232 обычно реализуются как инвертирующие драйверы. Другими словами, эти драйверы изменяют на обратное логические значения проходящих через них сигналов и в то же время выполняют необходимое преобразование уровней этих сигналов. Поскольку входные и выходные сигналы УАПП уже инвертированы, то эта двойная инверсия восстанавливает соответствие между логическим смыслом функций УАПП и сигналами, появляющимися на линиях интерфейса.

Следует отметить, что последовательные ПК-адаптеры не реализуют полный интерфейс RS-232. Важно понимать, что RS-232 - это рекомендованный стандарт, разработанный для обеспечения самых различных интерфейсных ситуаций. В конкретных применениях (например, при подключении модема к последовательному порту ПК) полный набор возможностей, обеспечиваемых этим интерфейсом, может не понадобиться, и обычно реализуется только часть этих возможностей.

Расположение выводов последовательного разъема

Хотя 25-контактный разъем D-типа (DB-25) не определялся стандартом RS-232C в качестве рекомендованного к использованию, время (и модификация D стандарта) неразрывно связали его с соединением линий последовательного порта (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Разъем DB-25. Применаиие: NC - не задействован

NC -

Указатель несущей (Указатель принимаемого сигнала) (CD) -

Земля сигналов-

Готовность модема (DSR)- Сброс передатчика (CTS)- Запрос передатчика (RTS)- Принимаемые данные (RD)-Передаваемые данные(ГО)-

6 ~

- Указатель вызовов (RI)

- Готовность терминала (DTR)

Из 25 контактов разъема DB-25 только 9 используются для реализации интерфейса последовательного порта. Когда фирма IBM разра^ батывала свой последовательный/параллельный адаптер для PC AT, она решила сэкономить место на плате путем замены розеточной части разъема DB-25 на розеточную часть разъема DB-9. Заметим, что расположение выводов разъема DB-9, показанное на рис. 4.3, никак не связано с расположением одноименных выводов разъема DB-25.

Рис. 4.3. Разъем DB-9

Указатель несущей (CD)-

Принимаемые данные (RD)- Передаваемые данные (TD)-

Готовность терминала (DTR)~ Земля сигналов-

-Готовность модема (DSR)

- Запрос передатчика(RTS)

- сброс передатчика (CTS) -Указатель вызовов(RI)

Последовательные контроллеры компьютеров PS/2

Фирма IBM определила три типа контроллеров последовательного порта для компьютеров PS/2. Контроллер типа 1 является полным аналогом асинхронного адаптера, реализованного на УАПП 8250. Этот контроллер может быть сконфигурирован только как С0М1 и COM2 с подключением к линиям IRQ 4 или 3 соответственно.

Контроллер типа 2 также допускает адресацию только как С0М1 или COM2, но использует УАПП 16550 и поддерживает FIFO-процедуры. Заметим, что в исходном варианте этого контроллера для персональных компьютеров PS/2 моделей 50, 60 и 80 микросхема УАПП имела дефект, который делал невозможной работу в FIFO-режиме. Этот дефект был устранен в модели 60 этого компьютера и во всех последующих модификациях моделей 50, 60 и 80.

Заметим, что компьютер PS/2 модель 50 не поддерживает FIFO7 режим даже при установке бездефектного последовательного контроллера типа 2. Попытка активизации в нем FIFO-режима может привести к необнаруживаемой потере данных. Для этой модели байт идентификации модели/подмодели имеет значение FCh/04h.

Некоторые контроллеры типа 2 на компьютерах PS/2 модель 55 и системные платы 65SX не отвечают документированным техническим характеристикам. При разрешении FIFO-режима разряд 6 регистра идентификации прерываний (РИП) ошибочно сбрасывается в 0. Попытка использования флагов FIFO-режима для определения типа контроллера не обнаружит возможностей реализации FIFO-

процедур. Заметим, что ABIOS в модели 55 игнорирует эти флаги. Поэтому в применениях, реализующих последовательные операции через ABIOS, можно использовать FIFO-режим.

Контроллер типа 3. Контроллер типа 3 поддерживает как Е1ГО-, так и ПДП-операции, возможные при использовании УАПП 16550, и может быть сконфигурирован для обращения по адресу любого из восьми последовательных портов. Каждый контроллер типа 3, устзг навливаемый в системе, может использовать или линию IRQ 3, или линию IRQ 4. Несколько последовательных портов могут быть приписаны к одной и той же IRQ-линии, и при этом не возникает конфликтных ситуаций.

В табл. 4.6 указаны базовые адреса ввода-вывода регистров, совместимых с регистрами УАПП 8250, и расширенного набора регистров для каждого порта. Заметим, что базовые адреса, определяемые фирмой IBM для портов С0М1 и COM2, не согласуются с промышленным стандартом.

Указанные в таблице базовые адреса усовершенствованных регистров формируются просто путем добавления величины 8000h к адресам совместимых регистров. Дополнительные адреса ввода-вывода обеспечивают доступ к регистрам управления и идентификации контроллера типа 3, перечисленным в табл. 4.7.

Таблица 4.6. Адреса ввода-вывода для контроллера типа 3 в PS/2

Таблица 4.7. Усовершенствованные регистры контроллера типа 3

Номер усовершенствованного регистра

Название регистра

0 Усовершенствованный регистр команд

1 Резервный регистр

2 Усовершенствованный регистр идентификации

прерываний

3 Усовершенствованный функциональный регистр 1

4 Усовершенствованный функциональный регистр 2

5 Усовершенствованный функциональный регистр 3

6 Регистр сравнения символов

7 Регистр счетчика принимаемых символов

Конфигурации кабельных соединений

Теоретически, подключение стандартного ООД-устройства к стандартному ООЛ-устройству сводится к соединению каждого вывода ООД-разъема с соответствующим выводом ООЛ-разъема. Однако в большинстве случаев можно исключить из кабеля многие соединительные провода без нарушения функций, выполняемых данным кабельным соединением. Как было показано выше, для последоваг тельного порта ПК требуется максимум девять проводов для работы со всеми стандартными последовательными периферийными устройствами. В некоторых случаях можно подключить ПК к модему, используя всего три провода.

Другая типичная ситуация возникает, когда 9-контактное ООД-устройство (например, последовательный порт IBM AT) нужно подключить к 25-контактному ООЛ-устройству, такому, как модем. Для соединения этих устройств приходится использовать специальный заказной кабель или адаптер (к счастью, имеется большой выбор таких адаптеров). И наконец, при соединении двух ООД-устройств- как в случае, когда два персональных компьютера соединяются без промежуточного модема - нужно использовать специальные кабели, сконструированные таким образом, чтобы обмануть интерфейс RS-232. В данном разделе обсуждаются специальные конфигурации кабельных соединений для некоторых из этих ситуаций.

ООД и ООЛ

Проще всего осуществляются кабельные соединения, которые подключают ООД-устройство (например, последовательный порт ПК) к ООЛ-устройству (например, модему) с помощью разъемов одного и того же размера. При использовании разъемов DB-25 нужно соединить выводы 2-8, 20 и 22. В кабелях с разъемами DB-9 на каждом конце просто соединяется каждая пара одноименных выводов. ЕЗсли одно устройство использует разъем DB-9, а другое - разъем DB-25, то соединение выполняется по схеме, представленной на рис. 4.4.

Некоторые из сигнальных линий, поддерживаемые последовательным портом (например, RTS/CTS сигнальная пара), были задуманы для управления примитивными модемами. Когда более популярны-

Рис. 4.4. Соединение разъемов DB-25 и DB-9 DB-9

DTR Общий DSR RTS CTS RI

DB-25

Общий

Рис. 4.5. Упрощенное кабельное соединение ООД и ООЛ с использованием двух разъемов DB-25

TD RD RTS

CTS DSR Общий CD DTR RI

У

7 *

с 6

TD RD RTS

Общий

МИ стали интеллектуальные модемы, многие фирмы, выпускающие кабели, исключили эти линии для удешевления стоимости кабеля. Коммерческие связные программы также стали менее жестко зависеть от аппаратных линий состояния модема, таких, как DSR и CD.

Каждая сторона кабеля с разъемом DB-25 (рис. 4.5) задает свои собственные входные условия, которым должны удовлетворять сигналы, генерируемые устройствами. Заметим, что этот кабель не удовлетворяет ряду функций (например, аппаратное управление потоком данных), используемых многими высокоскоростными модемами и связным программным обеспечением.

ООД и ООД (нуль-модем)

Соединение последовательных портов двух ПК друг с другом ставит ряд проблем перед интерфейсом RS-232. Например, при использовании разъемов DB-25 оба компьютера должны передавать данные с вывода 2 и принимать данные на выводе 3. При непосредственном соединении одноименных выводов (2 к 2, 3 к 3) оба компьютера осуществляют передачу с одного и того же вывода и не могут услышать друг друга. Аналогичным образом, линии квитирования устгшовле-ния связи неправильно соединяют вход со входом и выход с выходом. Для решения этой проблемы необходимо использовать кабель нуль-модема.

Одна из распространенных конфигураций кабеля нуль-модема при использовании разъемов DB-25 представлена на рис. 4.6. Самая важ-п&я деталь этой схемы соединения - перекрещивание проводов, связывающих выводы 2 и 3. При этом выход одного порта подключается ко входу другого, благодаря чему обеспечивается возможность связи. В некоторых применениях с использованием кабеля нуль-модема достаточно соединить только выводы 2,3 и 7. Дополнительные соединения, позволяющие осуществлять аппаратное квитирование установления связи, показаны на рис. 4.6 штриховыми линияьш. В некоторых применениях выводы 22 (Ы-сигнал) и 8 (CD-сигнал) в разъеме можно также соединить друг с другом.

ООД и последовательный принтер

Попытка подключения принтера с последовательным интерфейсом к ПК часто оказывается неудачной. Это происходит потому, что интерфейс RS-232 не предназначен явно для поддержки принтера. В нем нет никаких линий для сигналов типа нет бумаги . Поэтому каждый изготовитель таких принтеров, вообще говоря, волен приписывать сигналы к выводам разъема в совершенно произвольном порядке.

Принтеры семейства HP LaserJet оснащены, например, розеточной частью разъема DB-25 для поддержки последовательного интерфейса, что, казалось бы, должно указывать на их принадлежность к ООЛ. Но эти принтеры конфигурируются как ООД, а не ООЛ. И хотя с помощью кабеля, который используется для подключения модема, можно, конечно, подключить принтер LaserJet к ПК, но такое соединение работать не будет.

Физический интерфейс последовательного порта ПК (с разъемом

Рис. 4.6. Конфигурация кабеля нуль-модема при соединении ООД и ООД с помощью разъемов DB-25

DB-25 ООД

DB-25) и принтера LaserJet реализуется с помощью кабельного соединения, показанного на рис. 4.7. Обратите внимание на перекрещивание линий, связывающих выводы 2 и 3, как в кабеле нуль-модема. Детальную информацию по соединению других принтеров с последовательным портом лучше всего получать у изготовителей принтеров.

Связь, управляемая прерываниями

Преимущество процедуры связи, управляемой прерываниями, заключается в том, что микропроцессор при этом освобождается от текущего контроля процесса передачи данных. Вместо этого каждый раз, ко-

Рис. 4.7. Конфигурация кабеля для подключения принтера LaserJet к ПК через разъемы DB-25

Лазерный принтер DB-25

TD RD RTS CTS DSR Общий CD DTR RI

b.-J\

Общий

гда требуется вмешательство процессора, генерируется прерывание. О такой процедуре связи обычно говорят как о связи, управляемой прерываниями.

Прежде чем использовать на ПК процедуру связи, управляемую прерываниями, необходимо предпринять меры для согласовгшия конкретной аппаратной реализации последовательного порта ПК с аппаратным обеспечением прерываний. Соответствующие требования описываются ниже.

Программируемый контроллер прерываний

УАПП может выстраивать свои собственные прерывания в приоритетном порядке. В микропроцессорах семейства 80x86 нет встроенных схем, выполняющих аналогичные функции. Эти функции выполняет внешняя микросхема - программируемый контроллер прерываний 8259А. Один контроллер 8259А, которому в компьютерах типа IBM PC и IBM XT назначается адрес 20h, обслуживает до восьми различных (определяемых пользователем) прерываний и направляет запросы на эти прерывания на INTR-вход микропроцессора.

В случае IBM AT и совместимых компьютеров семейств 386 и 486 возникает необходимость в поддержке более восьми периферийных прерываний. При каскадном соединении двух контроллеров прерываний может быть обеспечена поддержка 15 различных прерываний. Основной контроллер, доступ к которому осуществляется по исходному адресу 20h, обслуживает IRQ-линии О, 1 и 3-7. Дополнительный контроллер (по адресу AOh) принимает на свои входы IRQ-линии

Разрешение УАПП-прерываний

Как описывалось в гл. 3, УАПП 8250 может быть запрограммирован на разрешение или запрещение по отдельности прерываний, соответствующих перечисленным ниже ситуациям на линии связи.

Очередной, еще несчитанный символ нгьходится в буферном регистре приемника

РХП пуст

Возникает ошибка на линии (ошибка четности, кадрирования, переполнения или сигнал BREAK)

УАПП обнаруживает изменение состояния линий CTS, DSR или DCD или регистрирует задний фронт указателя вызовов

Когда в регистре разрешения прерываний ргизряд, соответствующий одной из этих ситуаций, установлен в 1, то возникновение самой ситуации приводит к активизации INTR-линии УАПП.

Однако линия INTR не имеет непосредственного соединения с линией запроса на прерывание IRQ на шине ПК. Она подключается к линии IRQ или отключается от нее с помощью ключа на ло-гическом элементе, который управляется сигналом с выхода 0UT2 УАПП. Этот ключ является главным элементом, разрешающим прерывания. Поэтому запрос прерывания попадает на шину только в том случае, если разряд 3 УАПП-регистра управления модемом (РУМ) установлен в 1.

8 -15, а его выход подключен ко входу IRQ 2 основного контроллера. Линия шины компьютера, которая в IBM PC соединена со входом IRQ 2, теперь подключена ко входу IRQ 9 дополнительного контроллера. BIOS в IBM PC перенаправляет соответствующее прерывание к исходному обработчику прерывания IRQ 2 для обеспечения совместимости сверху вниз.

По умолчанию сигнал запроса на прерывание, генерируемый устройством С0М1, выдается на линию IRQ 4 шины компьютера. Эта линия подключается к контроллеру прерываний. Но сигнал, появляющийся на этой линии, будет получен микропроцессором только при определенной установке разрядов регистра маски прерываний (РМП) в программируемом контроллере.

РМП - это 8-разрядный регистр для записи и считывания, каждый разряд которого контролирует одну из входных линий прерываний. В основном контроллере разряд 3 РМП контролирует линию IRQ 3, а разряд 4 - линию IRQ 4. Когда какой-либо разряд РМП установлен в 1, блокируется соответствующая IRQ-линия (маскируется соответствующее прерывание). Чтобы сигнал запроса на прерывание прошел от С0М1 к процессору, соответствующий разряд РМП должен быть сброшен в 0. Значения разрядов РМП, которые не должны изм^нятмя по техническим условиям, следует сохранять.

В компьютерах IBM PC и IBM XT на основе процессора 8088 ис-пол1зЗуется только один программируемый контроллер прерываний. В этих компьютерах единственному рабочему РМП назначается адрес ввода-вывода 21h. В IBM PC/AT и компьютерах более высокого класса роль линии IRQ 2 выполняет линия IRQ 9. Чтобы соответствующее прерывание не маскировалось, и разряд 2 основного контроллера (вход IRQ 2 каскада), и разряд 1 дополнительного контроллера (вход IRQ 9) должны быть сброшены в 0.

Когда программируемый контроллер прерываний получает сигналы запросов на прерывания, он выстраивает их в приоритетном порядке и направляет к процессору. Прерывание по линии IRQ О имеет наивысший приоритет, прерывание по линии IRQ 7 - наинизший. Запрос на прерывание с более высоким приоритетом, поступающий во время обслуживания прерывания с более низким приоритетом, вызывает прекращение процедуры обработки последнего. Запрос на прерывание с более низким приоритетом, поступающий во время обслуживания прерывания с более высоким приоритетом, не подтверэада-ется до тех пор, пока не закончится процедура обработки последнего. Обработчик прерывания с более высоким приоритетом по завершении этой процедуры должен выдать контроллеру команду неособый конец

Номер IRQ-лл- га

2 3 4 5 7

Int Ah) Int Bh Int Ch Int Dh IntFh

* Может быть перенаправлена BIOS от bt 71h для совместимости.

прерывание (nonspecific end-of-inierrupt (EOIJ) путем записи величины 20h по адресу ввода-вывода 20h (или по адресу AOh для дополнительного контроллера).

Программа обработки прерывания

К счастью, если прерывание разрешено, то процедура обработки прерывания осуществляется автоматически. Прикладная программа не должна выполнять никаких других задач, пока ей не передано упрэг вление по команде на прерывание, генерируемой процессором. В табл. 4.8 указано соответствие между аппаратными IRQ-линиями, обычно используемыми при последовательной связи, и командами процессора на прерывание.

В IBM AT и более поздних моделях компьютеров запрос на прерывание по линии IRQ 9 (выполняющей роль IRQ 2) фактически генерирует команду Int 71h. Об этом сообщается BIOS, которая выдает команду EOI дополнительному контроллеру, а затем выполняется команда Int Ah. В результате создается впечатление, что линия IRQ 2 работает точно так же, как в компьютерах типа PC и XT.

Таблица 4.8. Прерывания микропроцессора и аппаратные IRQ-линии

КлмацдА на прерьг&шге

Глава 5 Модемы

Персональные компьютеры и другие ООД-устройства - типичные представители мира цифровых устройств; предполагается, что они вырабатывают и получают информацию в цифровой форме. Последовательный коммуникационный адаптер, описанный в гл. 4, преобразует уровни напряжения сигналов персональных компьютеров, но не изменяет их цифровой природы. Напротив, коммутируемая телефонная сеть общего пользования с теоретической точки зрения является аналоговой сетью. Информация передается по этой сети с использованием принципов, которые почти не изменились со времен Александра Грэхема Белла.

По сути, модем - это устройство, которое обеспечивает интерфейс между цифровым миром ООД и аналоговым миром телефонной сети, как показано на рис. 5.1. Модем получает цифровую информацию от персонального компьютера и преобразует ее в аналоговые звуковые тональные сигналы. Эти тональные сигналы передаются по телефонным линиям к другому модему, который преобразует их обратно в цифровую форму. С этим процессом л<одуляции и последующей 5ел<одуляции сигнала как раз и связано название мо-дем, присвоенное реализующему этот процесс устройству.

Глава начинается с общего обзора характеристик модемов, после чего излагаются основные принципы работы этих устройств. Описываются важнейшие методы модуляции, применяемые в модемах. В конце главы представлен обзор некоторых более совершенных технических приемов, испол11зуемых в модемах, включая стандарты сжатия данных MNP-5 и V.42bis.

Классификация модемов

Сказать, что не все модемы одинаковы - ничего не скгьзать. В настоящее время существует почти столько же различных типов модемов, сколько различных проблем решается в технике связи - другими

словами, невообразимое число. Чтобы охарактеризовать модем, необходимо выяснить, для каких применений он предназначен, какова его физическая конфигурация и какие требования предъявляются к интерфейсу, а также, как он реагирует на изменяющиеся условия. Основная цель классификации модемов - обеспечение гарантий совместимости двух концов линии связи.

Модемы разбиваются на два больших класса, определяемых типом канала связи, для соединения с которым они предназначены. Модемы первого типа работают с арендуемой телефонной линией, которая выделена из общей сети (такие телефонные линии называются также частными линиями). Модемы выделенных (арендуемых) линий могут

Рис. 5.1. Типичная схема связи на больших расстояниях

Информация в цифровой форме

Центральная станция телефонной компании

Модем

ЧААЛ/, I

Информация в аналоговой форме

Аналоговые, цифровые микроволновые, волоконно-оптические, спутниковые и др. линии связи

Центральная станция телефонной компании

Информация в аналоговой ПК

Модем

JUT-TLi Информация в цифровой форме

работать в синхронном или асинхронном режимах с использованием полудуплексной или дуплексной связи. Для выделенной линии типичным является наличие двух двухпроводных пар, каждая из которых используется для передачи данных только в одном направлении.

Отличительная особенность использования выделенной линии заключается в том, что модемы на каждом из ее концов, как правило, связываются только друг с другом. Поэтому для таких модемов фирмы-изготовители обычно используют собственные методы модуляции и наборы команд с целью улучшения их рабочих характеристик и обеспечения максимального отличия от продукции других фирм. Широкая совместимость модемов выделенных линий оказывается не столь важной и, как результат, она не очень характерна для коммерческих модемов данного типа.

Модемы второго типа предназначены для использования с коммутируемой телефонной сетью общего пользования. Такие модемы, обычно называемые л<одел<ал4и колшутируемых линий (dial-up modems), работают в условиях, отличных от условий работы модемов выделенных линий. Поскольку обычная телефонная сеть предназначена для соединения любых двух точек в системе, то, теоретически, в этом случае модем никогда не знает наверняка, с каким типом оборудования на другом конце соединения ему придется работать. Поэтому для модемов коммутируемых линий более важным является согласование с общепринятыми стандартами. Рабочие характеристики модемов и стандарты, в соответствии с которыми работают эти устройства, обсуждаются ниже.

Физические характеристики

В свое время Американская телефонная и телеграфная компания (АТ&Т) почти полностью монополизировала сеть местных и междугородных телефонных линий в США. В результате компания AT&T в большинстве случаев сама определяла технические характеристики любого оборудования, подключадмого к этой сети, создавала и владела этим оборудованием. Еще совсем недавно для передачи данных пользователь должен был вручную набрать номер нужного телефона, дождаться ответного тонального сигнала от вызываемого модема и затем вставить микротелефонную трубку в акустический соединитель или установить в соответствующее положение переключатель речь/данные . По окончании сеанса связи пользователь просто вешал телефонную трубку.

К счастью, модемы, основанные на таком способе связи, почти полностью исчезли. В настоящее время даже самые дешевые мо-

демы непосредственно подключаются к телефонной сети через стандартный модульный соединитель. У большинства модемов имеется дополнительное гнездо, к которому можно подключить телефон для осуществления как речевой, так и цифровой связи по одной телефонной линии.

Внутренние модемы вставляются в один из слотов расширения ПК и широко используются как в настольных, так и в портативных компьютерах. Такие модемы обычно изготавливаются на половине платы адаптера и получают питание непосредственно от ПК. УАПП-интерфейс на самой плате обеспечивает непосредственный обмен данными с компьютером, благодаря чему отпадает необходимость в интерфейсе RS-232.

По функциональным характеристикам внешний модем идентичен своему внутреннему собрату . Но, поскольку для внешнего модема нужен корпус, источник питания, устройство отображения, интерфейс R5-232 и другое аппаратное обеспечение, отсутствующее у внутреннего модема, то внешние модемы - более дорогие устройства.

Обработка данных

Функциональные возможности модема по обработке данных определяются теми методами модуляции, контроля ошибок и сжатия данных, которые поддерживает данный модем. Могут, например, использоваться самые различные методы модуляции, начиная от простой схемы на 300 бит/с, описываемой стандартом 103 фирмы Bell, и кончая стандартом V.FAST на 28,8 Кбит/с, разрабатываемым в настоящее время МККТТ. Для многих применений скорость передачи данных стала самой критичной характеристикой модема.

Вместе с увеличением скорости передачи данных возрастает чувствительность модема к шумам линии связи и другим помехам. Шумовой выброс с длительностью, равной длительности передачи одного бита информации при скорости 300 бит/с, при скорости передачи 9600 бит/с будет разрушать 32 бита информации! Для компенсации таких потерь информации во всех модемах с быстродействием 9600 бит/с и выше (а также во многих модемах С меньшим быстродействием) осуществляется контроль ошибок. Естественно, что такой контроль будет эффективен только в том случае, когда в модемах на обоих концах канала связи используется один и тот же метод контроля.

Увеличение быстродействия модема - лишь один из способов увеличения пропускной способности канала связи. Другой возможный способ - использование методов сжатия (уплотнения) данных, по-

зволяющих передавать ту же самую информацию за меньший промежуток времени. Именно эту функцию осуществляют модемы со сжатием данных. Концепция сжатия данных не нова. Однако возрастающая потребность во все более высоких скоростях передачи информации и наличие стандартизованных алгоритмов сжатия данных выдвинули проблему использования этого приема на передний край всех дискуссий, касаюпщхся применений модемов. Обширная информация по методам модуляции, контроля ошибок и сжатия данных представлена ниже в данной главе.

Интеллектуальность

Первые модемы чаще всего использовались для связи терминалов вводэгвывода ( немых терминалов) с большой ЭВМ. Как правило, пользователь должен был вручную набирать номер телефона и затем с помощью переключателя (или через акустический соединитель) подключать модем к телефонной линии. При этом к модему не предъявлялось никаких требований по реализации автоматического вызова или выполнению каких-либо протокольных действий. Такие модемы обычно называют иемьши или тглупьши модемами (dumb modems).

Напротив, почти все модемы, используемые в настоящее время с ПК, известны как разумные модемы (smart modems). Термин Smartmodem был введен (и зарегистрирован в качестве торговой марки) корпорацией Hayes Microcomputer Products Inc. в качестве названия для своего (революционного по тем временам) модема с быстродействием 300 бод. Smartmodem отличался от большинства первых модемов тем, что он работал в двух различных режимах. В командном режиме символы, посылаемые к модему от ООД-устройства (например, от ПК), интерпретировались как команды для самого модема, а не как данные, которые должны быть переданы. Этот модем мог также отвечать на запросы, сообщая свое состояние ООД-устройству. Все модемы этого типа теперь называют разумными или интеллектуальными модемами.

Команды, под управлением которых работает Smartmodem, всегда начинаются с двухсимвольной последовательности AT (сокращение от ATtention - Внимание!). Эти символы должны быть или оба строчными, или оба прописными. Поскольку модем ожидал получения дайной АТ-последовательности, то при ее приеме модем определял скорость передачи и формат данных, с которыми работает ООД. Эта система была скопирована другими изготовителями модемов и стала de facto стандартом. Типичными АТ-командами являются команды автоматического набора номера, включения или выключения встроенного громкоговорителя, ответа на приходящий вызов.

Еще одно широко эмулируемое свойство этого модема - использование внутренних регистров. Величины, записываемые в эти регистры, используются для установки специальных программируемых рабочих характеристик модема. К таким программируемым характеристикам модема относятся, например, число вызывных звонков, после которых модем отвечает на приходящий вызов, или число попыток установления связи до прекращения вызова.

Исходный набор АТ-команд был очень мал в полном соответствии с теми возможностями, которыми обладал исходный Smartmodem. Когда возможности модемов расширились, для обеспечения дополнительных функций управления был расширен и набор АТ-команд. Для того чтобы сделать свои модемы Hayes-совместимыми , многие изготовители копировали базовый набор АТ-команд и затем определяли свои собственные расширенные наборы команд для своих модемов. Поэтому, хотя большинство модемов работает под управлением наборов команд, включающих базовые АТ-Команды, очень редко можно встретить два модема, использующих одни и те же команды или синтаксис для реализации усовершенствованных функций.

Набор АТ-команд более подробно обсуждается в гл. 6. Исчерпывающее справочное руководство по общепринятым АТ-командам ш АТ-командам, используемым только некоторыми производителями модемов, приведено в Приложении А. Дальнейшее расширение набора АТ-команд, необходимое для поддержки факсимильной связи, описывается в гл. 8.

Основные методы модуляции

Для представления цифровых величин О и 1 модем может модулировать амплитуду, частоту или фазу звукового сигнала. На рис. 5.2 показан цифровой сигнал и результирующие звуковые тональные сиг-шалы при амплитудной, частотной и фазовой модуляции.

На рис. 5.2(a) показаны исходные цифровые данные, представляющие собой двоичную последовательность 1011001. Этот сигнал называется модулирующим сигналом. На рис. 5.2(6) представлен аналоговый сигнал, который получается в результате использования этого модулирующего двоичного сигнала для модуляции амплитуды звукового сигнала. Когда входной цифровой сигнал равен 1, амплитуда выходного тонального сигнала велика (большая громкость). Наоборот, когда входной цифровой сигнал равен О, то амплитуда выходного тонального сигнала мала. Этот метод называется амплитудной модуляцией (AM).

На рис. 5.2(b) иллюстрируется пример частотной модуляции. Ко-