Классификация модемных протоколов

Страница 8

Стандарт V.34 предусматривает амплитудно-фазовую предкоррекцию сигнала передатчика для устранения межсимвольной интерференции. Эта пред-коррекция позволяет получить выигрыш более 3,5 дБ по сравнению с линейной коррекцией, применяемой в протоколе V.32. Предыскажения на передающей стороне вводятся с помощью цифрового фильтра третьего порядка с комплексными коэффициентами, значения которых передаются от удаленного модема на этапе вхождения в связь. В результате этой процедуры передаваемый сигнал имеет искажения, компенсирующие те, которые он приобретает при прохождении по каналу. За счет этого существенно облегчается работа адаптивного эквалайзера на приемной стороне.

Помимо этого в Рекомендации заложена возможность выбора одного из 11 заранее заданных шаблонов для спектра передатчика. Эти шаблоны предусматривают подъем высокочастотных составляющих спектра, что компенсирует искажения, вносимые абонентскими и соединительными линиями.

В стандарте V.34 предусмотрено введение в передаваемый сигнал нелинейных предыскажений. Это позволяет частично скомпенсировать остаточные специфические искажения сигнала, вносимые аппаратурой ИКМ. Предыскажения приводят к неоднозначной трансформации сигнального пространства, увеличивая защищенность его периферийных точек.

Нововведением является использование иерархической кадровой структуры на физическом уровне. Сигнальные кадры, состоящие из 4-х четырехмерных информационных элементов (8 символов), объединяются в кадры данных, которые, в свою очередь, составляют суперкадр. Суперкадр имеет фиксированную длительность 280 мс. Вследствие этого в систему введены средства для поддержания синхронизации по кадрам.

Широкие возможности адаптации предусмотрены и на этапе вхождения в связь.

Вхождение в связь

Процедура-вхождения в связь состоит из четырех фаз. На первой фазе модемы выбирают наивысший протокол ITU-T серии V, реализованный в обоих модемах. На этом этапе соединение устанавливается согласно Рекомендациям V.25 и V.8. Если оба модема поддерживают протокол V.34, то они переходят ко второй фазе, в ходе которой производится классификация канала связи. В течение 3 и 4 фазы происходит обучение адаптивного эквалайзера, эхокомпен-сатора и ряда других систем модема.

После установления соединения процедура адаптации к каналу связи начинается с того, что передатчик модема посылает в линию специальный тестовый сигнал, представляющий собой последовательность из 21 гармонического колебания разных частот в диапазоне от 150 до 3750 Гц. Приемник удаленного модема, принимая этот сигнал, рассчитывает частотную характеристику канала связи, степень нелинейных искажений, сдвиг частот и ряд других характеристик канала. Затем выбирается, номинальная скорость модуляции, значение несу 111ей частоты, уровень передачи, номер шаблона и коэффициенты предкор-рёктора, скорость передачи данных, число состояний решетчатого кодера, тип СКК, параметры нелинейного кодера и другая информация о желаемой конфигурации удаленного передатчика. Такая же процедура выполняется и в противоположном направлении.

Далее оба модема обмениваются этими установками. Для этого используются протоколы V.22 (скорость 600 бит/с, ОФМ в частотно-разделенных каналах на несущих 1200 и 2400 Гц) и V.42.

Преимущества V.34

Рекомендация V.34 реализует системный подход к решению проблемы помехоустойчивости. Поэтому модем V.34 может работать с большей скоростью, чем другие на каналах такого же качества. Оценочное место протокола V.34 относительно других протоколов модуляции и граница Шеннона иллюстрируются рис. 3.4. Здесь значение вероятности ошибочного приема принято равным 10-4.

Рис. 3.4. Место протокола V.34

В Рекомендации V.34 предусмотрена возможность передачи данных со скоростью 33,6 Кбит/с, однако юридически она была закреплена в виде поправки к стандарту в октябре 1996 г. в Женеве на международной конференции по стандартизации в области телекоммуникаций. Модемы, поддерживающие такую скорость, часто называют модемами V.34+ или V.34bis.

3.4. Факс-протоколы модуляции

3.4.1. Протоколы V.27, V.27bis, V.27ter

Из протоколов V.27, V.27bis, V.27ter два первых предназначены для использования на четырехпроводных арендованных линиях, а V.27ter — на двухпроводных коммутируемых каналах связи. В этих протоколах применяется относительная фазовая модуляция с частотой несущей 1800 Гц. Возможна работа на скоростях 2400 и 4800 бит/с. Скорость передачи 2400 бит/с достигается при скорости модуляции 1200 Бод и использовании ОФМ-4 (ДОФМ). Соответствие между дибитами и разностью фаз следующее: 00 — 0°, 01 — 90°, 11 — 180°, 10 — 270°. Скорость 4800 бит/с, в свою очередь, достигается посредством выбора скорости модуляции 1600 Бод и ОФМ-8. Закон кодирования трибитов значением фазы приведен в табл. 3.2.

Протокол V.27 предусматривает применение самосинхронизирующего скремблера с образующим полиномом 1+x-6+x-7. Схема скремблера приведена на рис. 3.5.

Таблица 3.2. Кодирование трибитов в модемах V.27

Трибит	Разность фаз	Трибит	Разность фаз
001	0°	111	180°
000	45°	110	225°
010	90°	100	225°
011	135°	101	315°

Протокол V.27bis позволяет организовать полнодуплексную передачу на четырехпроводных линиях и полудуплексную на телефонных каналах с двухпроводным окончанием. При этом скорость передачи по обратному каналу составляет 75 бит/с.

Протокол V.27ter предусматривает использование автоматического адаптивного корректора. Для настройки корректора применяется специальный генератор двухфазного сигнала.

Рис. 3.5. Скремблер V.27

3.4.2. Протокол V.29

Протокол V.29 предусматривает возможность работы со скоростями 9600, 7200 и 4800 бит/с по четырехпроводным арендованным телефонным каналам. Частота несущего сигнала равна 1700 Гц, а скорость модуляции — 2400 Бод. Применена квадратурная амплитудная модуляция. Сигнальное созвездие протокола изображено на рис. 3.6. При скорости 9600 бит/с поток двоичных символов разделяется на блоки по 4 бита (Ql, Q2, Q3, Q4). Второй (Q2), третий (Q3), четвертый (Q4) биты в блоке определяют изменение фазы сигнала по отношению к фазе предшествующего элемента в соответствии с табл. 3.3, реализуя таким образом закон относительного кодирования. Амплитуда передаваемого сигнального элемента определяется первым битом (Ql) и величиной абсолютной фазы сигнального элемента в соответствии с табл. 3.4.

Принцип формирования сигнала рассмотрим на примере передачи последовательности 1011 0000 1101 0110 0011 0101. Значения амплитуд и фаз сигналов в соответствии с диаграммой на рис. 3.7 представлены в табл. 3.5 (за исходную фазу предыдущей посылки по диаграмме выбрана фаза 135°). Значения фазы 270° и амплитуды 5 первой строки табл. 6.9 получились следующим образом. Для блока Q2Q3Q4=011 по табл. 6.7 находится фаза, равная 135°.