Введение 3

Терминология и основные понятия 4

Термины 4

Виды модемов 5

Устройство и назначение модема 6

Протоколы обмена физического уровня 11

Стандарты модуляции 11

Протоколы коррекции ошибок 15

Протоколы сжатия 16

Протоколы передачи файлов 16

Установка модема 18

Установка внешнего модема 18

Установка внутреннего модема 19

Подключение модема к телефонной линии 20

Подключение телефонного аппарата. 20

Проверка соединений. 20

Управление модемом 22

Ввод команд 22

Особенности ввода команд 22

Сообщения модема 24

Установление исходящих соединений 26

Установление входящих соединений 31

Использование конфигурационных профилей 32

Описание программы «Виртуальный модем» 35

Описание интерфейса программы 35

Окно выбора режима работы 35

Окно основного режима работы 36

Окно реального режима работы 38

Выполнение лабораторной работы 39

Описание реализованных в программе команд 39

Ход лабораторной работы: 41

Описание S-регистров 42

Порядок выполнения лабораторной работы 43

Введение

Программа «Виртуальный модем» предназначена для проведения лабораторной работы по дисциплине “Сети ЭВМ и телекоммуникации” и ознакомления студентов с основами работы современных Dial-Up модемов. Программа позволяет студентам приобрести теоретические и практически навыки, связанные с устройством, алгоритмами работы, установкой, настройкой и программированием модемов и имеет следующие возможности реальных коммутируемых модемов:

• Выполнение основных AT-команд;

• Ожидание вызова, вызов, установка и разрыв соединения между двумя виртуальными модемами;

• Передача текстовых сообщений между двумя виртуальными модемами, запущенными на двух объединенных в сеть ПК;

• Передача файлов с возможностью анализа зависимости скорости передачи от качества канала связи;

• Программирование параметров и содержимого S-регистров;

• Чтение и запись конфигурационных профилей;

• Чтение и запись номеров встроенной телефонной книги;

• Набор номера записанного в ячейке телефонной книги;

• Звуковое сопровождение импульсного и тонального набора номера, а так же процесса подключения и согласования скоростей;

Кроме этого на интерфейс пользователя выведены индикаторы, аналогичные индикаторам внешних модемов, текущие параметры модема и строка статуса, отображающая информацию о том, какая операция выполняется модемом в данный момент времени.

Продукт разработан и отлажен в среде разработки Microsoft Visual Studio 6.0 на объектно-ориентированном языке программирования Visual Basic 6.0.

Программа состоит из следующих файлов и папок:

Папка, содержащая файлы помощи.

Папка, содержащая NVRAM модема.

Командный файл регистрации библиотек программы

Библиотеки программы

Запускаемый файл

Дополнительные компоненты, необходимые для работы программы

Терминология и основные понятия

Термины

Так как большинство научных терминов, связанных с технологией передачи данных, происходит из английского языка, то при написании данного документа было решено, везде, где перевод мог вызвать затруднения, оставить английские термины. В других случаях использовались общепринятые русские аналоги. Ниже объясняются некоторые из них.

• Модем – сокращение от модулятор-демодулятор. Представляет собой интеллектуальное устройство, предназначенное для передачи цифрового сигнала на значительное расстояние с использованием какой-либо среды передачи сигнала.

• BPS - сокращение от bits per second (бит в секунду). Это единица измерения скорости работы модема.

• IRQ - сокращение от Interrupt request (запрос прерывания) - вход контроллера прерываний IBM - совместимого компьютера. Внутренние модемы и COM-порты используют его для прерывания центрального процессора. Каждый из этих входов имеет свой номер. (Например: IRQ7 - вход, используемый обычно для параллельного порта.)

• NVRAM - сокращение от non-volatile ram (не изменяемая память – перезаписываемое ПЗУ) Модемы хранят телефонные номера и значения некоторых регистров в специальной микросхеме NVRAM, содержимое которой не пропадает при отключении питания.

• Escape (выход) - это слово обозначает команду, по которой модем переключается из режима передачи данных в режим команд, при этом не разрывается установленное соединение.

• Терминал - это приблизительный аналог термина DTE (Data Terminal Equipment), означающий устройство, с которого поступают в модем данные и команды. Им может быть компьютер или просто 'неинтеллектуальный' терминал, работающий по интерфейсу RS-232.

• Dumb-режим (“немой” (неинтеллектуальный) режим) - режим работы модема, в котором он не реагирует на AT-команды.

• DSR (Data Set Ready) Данные готовы.

• DTR (Data Terminal Ready) Готовность терминального оборудования (компьютера)

• CPS (character per second) - символов в секунду.

• CTS (Clear To Send) Свободно для передачи.

• MNP (microcomm networking protocol) - протокол коррекции ошибок и сжатия данных для модема.

• RTS (Request To Send) Запрос на передачу.

• RXD (Receive Data) Принимаемые данные.

• TXD (Send Data) Передаваемые данные.

Виды модемов

Все существующее многообразие модемов делят на три больших класса:

1. Модемы для коммутируемых линий (dial-up modems). Это самые дешевые и поэтому наиболее распространенные в быту модемы, предназначенные для связи компьютеров через телефонную сеть. Это самые медленные из модемов, так как телефонный тракт накладывает очень значительные ограничения на скорость передачи информации. Особенно характерно это для России, где к качеству телефонных линий исторически не предъявлялось особых претензий. Хотя в последние пять лет ситуация стала улучшаться.

2. Модемы для выделенных линий (leased-line modems). Эти модемы предназначены для создания соединения посредством постоянно подключенной линии. Данный вид модемов отличается лучшими по сравнению с предыдущим классом скоростными характеристиками, ибо выделенная линия (несмотря на то, что проходит порой через нескольких операторов связи) не нагружена на напряжение станционной батареи, проходящий сигнал не подвергается уплотнению и т.д. Стоимость на эти устройства выше по сравнению с модемами для коммутируемых линий, в основном из-за специфики применения и больших скоростей передачи данных. Хотя часто модемы для выделенных линий схемно гораздо проще, нежели более интеллектуальные модемы для телефонных сетей. Необходимо отметить, что аренда выделенной линии также весьма дорога.

3. Радиомодемы. Предназначены для создания соединения посредством радиоэфира. Здесь имеет место разброс скоростных характеристик устройств – от всего десятка тысяч бит/с до мегабит/с. Соответственно меняется и цена, которая выше цены на модемы для физических линий. Следует отметить одно несомненное достоинство данных модемов – они не требуют никакой физической линии связи между ними, требуется лишь разрешение ГосСвязьНадзора для работы на используемой радиополосе.

В отдельный класс нередко выделяют также прочее модемное оборудование: цифровые магистральные мультиплексоры, модемные стойки (так называемые «корзинки» или «пулы», используемые на узлах глобальных сетей) и т.д.

Устройство и назначение модема

Слово "модем" (modem) происходит от сочетания "модулятор/демодулятор" и используется для обозначения широкого спектра устройств передачи цифровой информации при помощи аналоговых сигналов путем их модуляции - изменения во времени одной или нескольких характеристик аналогового сигнала: частоты, амплитуды и фазы. При этом модулируемый аналоговый сигнал называется несущим (carrier) и обычно представляет собой сигнал постоянной частоты и амплитуды (несущая частота).

Количество модуляций в секунду называется скоростью модуляции и измеряется в бодах (Бод); количество переданной при этом информации измеряется в битах в секунду (бит/с или BPS - Bits Per Second). Одна модуляция может передавать, как один бит, так и большее или меньшее их количество. В новых модемных протоколах единица информации, передаваемая за одну модуляцию, называется символом (character). "Модемный" символ может в общем случае иметь любой размер.

Исходный цифровой сигнал подается на модулятор, преобразующий его в серию изменений несущего аналогового сигнала, по линии связи передаваемого демодулятору, который по этим изменениям воссоздает исходный цифровой сигнал. Для получения симметричной двунаправленной линии связи модулятор и демодулятор объединяются в одном устройстве - модеме.

Несмотря на то, что модуляторы/демодуляторы применяются во множестве устройств - сетевых адаптерах, дисководах, CD-рекордерах и т.п., термин "модем" (modem) закрепился для обозначения в основном интеллектуальных модемов для телефонных линий. Такой модем является сложным устройством, в который собственно модулятор и демодулятор входят лишь в качестве основных по смыслу функциональных узлов.

Модемы применяются там, где линия связи не позволяет надежно передавать цифровой сигнал простым изменением амплитуды. Наиболее надежно передаются изменения частоты - частотная модуляция, однако для фиксации такого изменения на приемном конце требуется несколько периодов сигнала, что требует использования несущих частот, значительно больших частоты цифрового сигнала. Для увеличения количества информации, передаваемой за одну модуляцию, используются параллельная фазовая и амплитудная модуляции.

Типовая схема организации связи двух цифровых устройств при помощи модемов имеет вид: