Блоки бесперебойного питания

Блоки бесперебойного питания

_ 21.ВВЕДЕНИЕ

Развитие вычислительных сетей потребовало передачи при межмашин-ном обмене

данными больших объемов цифровой информации с высокой ско-ростью и

верностью.

Именно поэтому возникла проблема проектирования средств организа-ции

каналов передачи данных эффективно использующих пропускную способ-ность

существующих непрерывных каналов электросвязи и базирующихся на

современной технике и технологии цифровых интегральных схем.

Базовые функции по согласованию источников и приемников данных с

непрерывными частотно-ограниченными каналами возложена на 1устройства

1преобразования сигналов 0 (УПС) , которые в значительной мере определяют

такие характеристики цифровых каналов , как скорость и верность. Поэ-тому

разработка УПС , обеспечивающих требуемые информационные характе-ристики

систем передачи сигналов данных между территориально удаленны-ми оконечными

пунктами , является одной из актуальных задач , входящих в комплекс проблем

технического обеспечения межмашинного обмена инфор-мацией в вычислительных

сетях.

_ 22.УСТРОЙСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ

Основной задачей создания УПС было сделать такой «переводчик» , который

позволил бы преобразовывать 1цифровой 0 сигнал , более понятный ЭВМ или

терминалу , в используемый в телеграфных , телефонных и неко-торых других

каналах связи 1аналоговый 0 сигнал.

Когда устройства ООД ( 1Оконечное Оборудование Данных 0 - им может

быть ЭВМ, терминал и пр.) обмениваются данными друг с другом с исполь-

зованием, например, телефонной линии , сигнал должен приспособиться к

ориентированному на речь аналоговому миру. Однако устройства ООД взаи-

модействуют посредством цифровых ( 1дискретных 0) сигналов. Форма цифрово-

го сигнала существенно отличается от формы аналогового сигнала. Сходс-тво

состоит в том , что сигнал непрерывен , повторяет самого себя и

периодичен , но он очень отличается тем, что дискретен - изменения

состояния (уровня электрического напряжения) очень резкие. ЭВМ и тер-

миналы используют цифровые , двоичные формы , поскольку полупроводни-ковые

транзисторы в своей основе - дискретные приборы с двумя состоя-ниями.

Цифровая передача реализована в настоящее время во многих систе-

мах , к примеру - в 1локальных сетях 0 , где машины не удалены на большое

расстояние, и есть возможность связать их общей шиной. Также она широ-

ко используется при непосредственной связи между компьютерами через

асинхронные порты (так называемые 1нуль-модемы 0). Цифровая передача име-

ет ряд явных преимуществ по сравнению с аналоговыми системами связи.

Однако аналоговые каналы все еще доминируют в местных системах подклю-чения

устройств ООД к каналам телефонных служб.

Различают несколько типов УПС :

. 3 Устройства преобразования сигналов телеграфного типа;

. 3 Устройства преобразования сигналов низкого уровня;

. 3 Модемы;

. 3 Автовызывные устройства (АВУ),

а также, возможно, некоторые другие, специфические, устройства.

В реферате более подробно рассмотрены наиболее известные и часто

используемые из них - 1 модемы 0, а также 1автовызывные устройства 0,

как возможное (и весьма ценное) дополнение (а для самых современных моде-

мов - неотъемлемая часть)

_ 23.МОДЕМ

В последнее время модемы становятся неотъемлемой частью компьюте-ра.

Установив модем на свой компьютер , вы фактически открываете для себя

новый мир. Ваш компьютер превращается из обособленного компьютера в звено

глобальной сети.

Модем позволит вам, не выходя из дома, получить доступ к базам данных,

которые могут быть удалены от вас на многие тысячи километров, разместить

сообщение на 1BBS 0 (электронной доске обьявлений), доступной другим

пользователям, скопировать с той же BBS интересующие вас файлы,

интегрировать домашний компьютер в сеть вашего офиса, при этом (не

считая низкой скорости обмена данными) создается полное ощущение рабо-ты в

сети офиса. Кроме того, воспользовавшись глобальными сетями ( 1Rel 0-1Com,

FidoNet 0) можно принимать и посылать электронные письма не только внутри

города , но фактически в любой конец земного шара. Глобальные сети дают

возможность не только обмениваться почтой, но и участвовать во

всевозможных конференциях , получать новости практически по любой

интересующей вас тематике.

Модем ( 1модулятор-демодулятор 0) является устройством, преобразующим

последовательные цифровые сигналы в аналоговые сигналы и наоборот.

Иначе говоря, модем обеспечивает цифровой/аналоговый интерфейс, позво-

ляющий двум устройствам общаться друг с другом посредством телефонной

сети. Он изменяет либо 1 амплитуду 0 , либо 1частоту 0или 1фазу 0,

чтобы пред-

ставить цифровые данные в виде аналоговых сигналов.

Чтобы быть точным , определение 1модуляции 0 таково: это

1модификация

1частоты для представления данных 0. Эта частота называется 1несущей час-

1тотой 0. Данные , которые модулируют несущую (то есть данные , передава-

емые терминалом или ЭВМ) называются 1 модулирующим сигналом 0. Термин «мо-

дулирующий» относится обычно к немодулированному сигналу.

Модем видоизменяет сигнал несущей (амплитуду, частоту, или фазу) для того

, чтобы он мог нести модулирующий сигнал.

Модем с амплитудной модуляцией ( 1АМ-модем 0) меняет амплитуду своей

несущей в соответствии с последовательностью битов , которые должны быть

переданы. Обычно более высокая амплитуда представляет ноль, а бо-лее низкая

- единицу. Более распространенный модем - это 1ЧМ-модем 0 (мо-дем с

частотной модуляцией ).Здесь амплитуда сохраняется постоянной, а меняется

частота. Двоичная единица представлена одной частотой , а двоичный ноль

- другой частотой. Еще один тип модемов - это 1ФМ-модем (модем с фазовой

модуляцией). Этот модем , для того , чтобы предста-вить изменение с 1 на

0 или с 0 на 1, резко меняет фазу сигнала.

Модем имеет два интерфейса (рис.1):

. Интерфейс между АПД и аналоговой линией;

. Многопроводный цифровой интерфейс между АПД и ООД.

_ 1Рис.1 . 0 |

|-----------Сеть-----------

+----------+---+ 4 Интерфейсный 0 |+-----------+

| | | 5 кабель 0 || |

| | С | V.24/V.28 ++ ++ | 4 Аналоговая 0

| _ ЭВМ . | +==================++ || _ Модем . +--------------

| | К | ++ ++ | 5 цепь 0

| | | 4 Цепи 0 || |

+----------+---+ 5 обмена 0 |+-----------+

2ООД 0 | 2 АПД 0

4Связной 0 |

5контроллер 0

1. 1Организации по стандартизации используют общепринятые аббревиату-

1ры АПД (DCE) для модема и ООД (DTE) для ЭВМ, терминала или любого дру-

1гого устройства отображения , подключенного к модему.

2. 1В обозначениях организаций по стандартам каждый проводник в мно-

1гопроводном цифровом интерфейсе называется «цепью обмена». «Цепь обме-1на»

используется для передачи данных , управления и синхронизации.

Работу модема можно легче представить , если рассматривать моду-

лятор и демодулятор , составляющие в модеме одно целое , в виде от-

дельных устройств. Будем рассматривать широко известное и простое

1двухпроводное соединение 0 ( также существует 14-проводное соединение 0

-

этот тип соединения используют ,например, на АТС ).

При подключении модема к двухпроводной линии необходимо два про-

вода подключить сразу и к линейному выходу модема (модулятору), и к

линейному входу (демодулятору). Они подключаются не параллельно, а че-

рез 1гибридный трансформатор 0 (рис.2). В идеальном гибридном трансформа-

торе аналоговые сигналы из модулятора проходят через трансформатор в

двухпроводную линию , а аналоговые сигналы из линии проходят через

трансформатор в демодулятор. Однако в реальном гибридном трансформато-ре

возникает обратная связь в форме слабых аналоговых сигналов от мо-дулятора

к демодулятору. Гибридный трансформатор является частью моде-ма. Два

провода выводятся наружу в виде двухконтактной колодки или двухжильного

шнура и могут быть подключены непосредственно к телефон-ной розетке.

_ 1Рис.2

+ - - - - - - - - - - - - - - +

+-----+ 4передача 0| +------+ +---------+ |

| +---------+--+ мод. |----|- | | |

| С | 5 данных 0| +------+----|- | -|------- 42-проводная

| | | (*) | | | | 5линия

| К | 4 прием 0 | +------+----|- | -|-------

| +--------+---+демод.|----|- | | |

+-----+ 5 данных 0| +------+ +---------+ |

| Гибридный | (*) - 1 Нежелательная

| трансформатор | 1 обратная

+ - - - - - - - - - - - - - - + 1 связь.

_ 24.ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБОРУДОВАНИИ

_4.1. Каналы

Простейшей сетью , в которой используются модемы , является двух-точечный

канал , в котором два модема соединены с помощью одной линии связи. В

примере (рис.3) «канал» соединяет ООД-ЭВМ с ООД-терминалом, в то время ,

как «линия» соединяет АПД-модем с другим АПД-модемом. Поэ-тому «канал»

состоит из «линии» и двух модемов.

_ 1Рис.3 . 0 |--------------Сеть---------------|

| | _ 4Терминал

+-----+---+ |+-------+ +-------+| +---+-----+

| | С | ++ | 4Аналоговая цепь 0 | ++ | С | |

| _ЭВМ . | +------+| _Модем . +-------/ /-------+ _Модем . |+-----+

| _ Т . |

| | К | ++ | | ++ | К | |

+-----+---+ |+-------+ 4 Двухточечная 0 +-------+| +---+-----+

2ООД 0 | 2 АПД 0 5 линия 0 2 АПД 0 |

2 ООД

| |

При выборе модема важное значение имеет тип связи , обеспечивае-мый

комбинацией модема с линией. Дуплексный канал позволяет передавать

одновременно последовательные данные в обоих направлениях, в то время, как

полудуплексный - в каждый момент времени только в одном из двух.

Существует также симплексный канал, где данные передаются всегда толь-

ко в одном направлении. Передаваться могут отдельные знаки , блоки

данных или последовательности битов/знаков , используемые в протоколах

канала данных.

При скоростях передачи до 20 Кбит/с большинство модемов использу-

ют интерфейс V.24/V.28 МККТТ (или , аналогичный, RS-232-C ) осущест-

вляемый с помощью 25-контактного гнездового разъема на задней стенке

модема. При скоростях передачи от 48 до 168 Кбит/с требуются широкопо-

лосные модемы, которые используют интерфейс V.35 МККТТ, осуществляемый

с помощью 34-контактного разъема на задней стенке модема.

_4.2. О синхронизации

При скоростях передачи до 20 Кбит/с используются три основных ти-па

модемов:

. 3 Асинхронный модем 0(только для асинхронной передачи).

Эти модемы являются низкоскоростными и работают в режиме асинхронной

стартстопной позначной передачи. Они не генерируют сигна-лов

синхронизации. Кстати , это именно те модемы которые мы привыкли видеть

возле своих PC , ведь все COM-порты персональных компьютеров, отвечающие

стандарту RS-232-C , асинхронные.

. 3 Синхронные модемы 0(для синхронной передачи).

Эти модемы работают в режиме синхронной блоковой передачи и генерируют

сигналы синхронизации. Чаще используются на больших маши-нах.

. 3 Асинхронно-синхронные модемы 0(для асинхронной и синхронной пе-

редачи).

Эти синхронные модемы при использовании специальных форматов

знаков могут работать в режиме асинхронной стартстопной передачи дан-ных.

Общее число бит в стартстопном знаке должно быть от 8 до 11.Модем удаляет

стартстопные биты перед передачей и восстанавливает их после приема.

Модемы этого типа генерируют сигналы синхронизации и имеют встроенный

1асинхронно-синхронный преобразователь 0.

Асинхронные модемы могут работать с любой скоростью передачи в пределах

установленных для них скоростей. Синхронный и асинхронно--синхронный

модемы могут работать только с фиксированными скоростями передачи.

_4.3. Модемы с коррекцией ошибок.

Чтобы избежать ошибок , возникающих вследствие шумов в линии ,

используются:

. асинхронные модемы для двухточечной связи , которые обеспечива-ют

отдельный асинхронный канал с коррекцией ошибок. Они используют

протокол типа ARQ и хранят в буферной памяти переданные данные до тех

пор , пока не получат подтверждение или запрос на повторную передачу

от принимающего модема.

. синхронные модемы , работающие со скоростями от 9600 до 19200 бит/с

, использующие « 1перекрестную модуляцию 0» для прямой коррекции

ошибок синхронных данных. Эта модуляция основана на использовании за-

щитной системы чередующихся (перекрестных) избыточных кодов в потоке

передаваемой информации . Избыточные коды позволяют приемному устройс-

тву выбрать те данные , которые наиболее точно соответствуют передан-

ным оригиналам.

_4.4. Устройства сжатия данных

Имеющиеся устройства сжатия данных выполнены в виде отдельных

блоков или встроены в синхронные модемы. Они используют адаптивные ал-

горитмы для сжатия данных перед передачей и восстановления после прие-ма.

Они могут работать с байт-ориентированными или с бит-ориентирован-ными

синхронными протоколами или с асинхронными данными. Степень сжа-тия лежит

в пределах от Ѕ до 1/3. Например , 19200 бит/с могут быть посланы (или

приняты) модемом , работающим со скоростью 9600 бит/с.

_4.5. Автовызывные устройства

Ручной метод установки соединения при передаче данных через теле-фонную

сеть общего пользования заключается в том , что первый абонент вручную

набирает номер телефона второго человека. Он, в свою очередь, отвечает на

вызов , снимая телефонную трубку , после чего , связь меж-ду этими

абонентами считается установленной. После словесного удосто-верения , что

связь установлена правильно , оба человека нажимают кнопки «данные» на

своих телефонных аппаратах (или модемах), чтобы включить модемы в линию

ТФОП.

Вместо набора телефонного номера вручную при установке соединения для

передачи данных может быть использована ЭВМ , автоматически наби-рающая

нужный номер. Это называется операцией автовызова , которая до недавних

пор требовала специального программного обеспечения и обору-дования.

Оборудование состояло из специального интерфейса ЭВМ ( 1интерфейс

1автовызова 0 V.25) и отдельного устройства автовызова , подключенного ,

как показано на (рис.4)

_ 1Рис.4 . 0 +----------+

+---+2-пр.модем+-----+

| +----------+ |

+--+ |

+-------+-+----------+ +-----+-------------+ |

| |г| АСИ | 4Серия 100 0 ++ | | |

| |л|V.24/V.28 +---------++ -- Устройство +--+---+

| 2 ЭВМ 0 |а| RS-232C | | автовызова | 4 Линия основания

| _(ООД) . |в|- - - - - + | ===== ----------------

| |н| АСИ | 4Серия 200 0 | +-----------+ | 5 аппаратуры

| |ы|V.25/V.28 +---------++ --+блок набора++ | (ЛОА)

| |й| RS-233C | ++ +-----------+ |

+-------+-+----------+ +-------------------+

4Связной 0 АПД

5контроллер

Ситуация с АВУ изменилась после появления модемов с возмож-ностью

1автовызова 0. ЭВМ , подключенная к одному из таких модемов , ис-пользует

единственный интерфейс V.24/V.28 (RS-232-C) и для оперативно-го автовызова

, и для передачи данных. Первые модемы с автовызовом бы-ли асинхронными и

использовали процедуры для автовызова , предложенные поставщиками модемов.

Новая рекомендация V.25 bis стандартизует проце-дуру автовызова для

асинхронно-синхронных модемов с возможностью авто-вызова.

Некоторые синхронные модемы содержат встроенную схему автомати-ческого

вызова , которая устанавливает дополнительное соединение через ТФОП с целью

резервирования. Процедура включается при обнаружении мо-демом повреждения

в линии. Эта операция называется 1операцией автовосс-1тановления 0.

Для окончательного установления связи между машинами , оборудова-ние в

месте назначения обычно пересылает автоматический ответ на авто-вызов со

стороны вызывающей аппаратуры.

* * *

В заключение можно сказать , что уже сейчас появились современные

многофункциональные модемы , которые объединяют в себе практически все

достижения в области компьютерной связи. Характерным примером такого

принципиально нового подхода могут служить довольно мощные и совершен-ные

модемы американской фирмы ZyXEL - одного из мировых лидеров в про-изводстве

средств коммуникации. Типичный модем ZyXEL - интеллектуаль-ный (то есть

практически полностью контролируемый и управляемый компь-ютером , и заодно

умеющий определять наиболее оптимальную скорость об-мена данными перед

сеансом связи во избежание ошибок , которые могут возникнуть при слишком

большой скорости передачи из-за случайных помех на линии), большой

диапазон допустимых скоростей обмена, а также при-менение техники сжатия

позволяет считать этот модем наиболее быстрым и универсальным. Одновременно

с этим наличие определенных внутренних устройств и различных

обслуживающих программ обеспечивает возможность использования модема ZyXEL

и в качестве факса, и в качестве автоответ-чика(на плате имеется встроенный

динамик), и даже в качестве определи-теля номера. Одним словом , модемы

постепенно превращаются из обычных УПС в маленькие , но мощные рабочие

станции на телефонных линиях.

Список Литературы :

Ю.Блэк «Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, инерфейсы»;

В.И.Васильев и др. «Методы и средства организации каналов переда-чи

данных»;

Ф.Дженнингс «Практическая передача данных:модемы,сети,протоколы;

«Вычислительные машины, системы и сети» Учебник под редакцией

А.П.Пятибратова;

Руководство по модему ZyXEL U-1496E.