Модем для без провідного обміну даними мації

В даний час виникає проблема створення комп’ютерних мереж з використанням радіоканалу.
Безпровідні комп’ютерні мережі – це технологія, що дозволяє створювати мережі, що цілком відповідають стандартам для звичайних провідних мереж, без використання кабельного зв’язку. Як носії інформації в таких мережах виступають радіохвилі НВЧ - діапазону.
Безпровідні мережі використовуються там, де прокладення кабелю утруднене чи неможливе. Найбільше поширення одержали зовнішні мережі на основі стандарту “RadioEthernet”. Мережа, розгорнута відповідно до цього стандарту, являє собою аналог звичайної кабельної мережі Ethernet з колізійним механізмом доступу до середовища передачі даних. Різниця складається тільки в характері цього середовища. RadioEthernet цілком забезпечує всі потреби безпровідної передачі даних усередині приміщень.
При зовнішнім застосуванні RadioEthernet дуже зручно використовувати мережі на “останній милі” замість кабельної, тобто – для з'єднання між абонентом і найближчим вузлом опорної мережі.
Через особливості поширення радіохвиль, зв'язок на коротких хвилях різко відрізняється від радіозв'язку в інших діапазонах частот. В даному діапазоні радіохвилі зазнають багаторазових відбивань від шарів іоносфери, внаслідок чого з'являється можливість зв'язку на далеких і наддалеких відстанях.
З цією метою можуть бути використані радіомодеми, спектр частот яких лежить в межах 300-3000 Гц.
Радіомодеми - це окремий клас пристроїв, які призначені для передачі даних по радіоканалі. Як і звичайні провідні модеми, радіомодеми працюють в асинхронному чи синхронному режимі, можуть бути оснащені послідовним інтерфейсом (RS-232, V.35, RS-449, EIA-530). Радіомодеми підключаються до моста, маршрутизотора, мультиплексора (для передачі даних, голосу, відеозображення в одному цифровому потоці) і виконують функцію виділеної цифрової лінії високої якості. Працюють на швидкостях від 4800 біт/с до 9600 біт/с на відстані до 50 км. Деякі моделі розраховані на роботу в "режимі точка - багато точка" чи "зірка" , що дає можливість відразу декільком абонентам обмінюватися даними з базовою станцією. Радіомодеми можна розділити по типу випромінюваного сигналу на вузькосмугові і широкосмугові.
потужність може знаходитися в межах від 1 до 800 мвт.
Як правило, майже всі проблеми зв'язані з об'єднанням локальних мереж , організацією останнього метра можна вирішити за допомогою радіомодемів. Але не всі такі рішення будуть досить коректні як за ціною, так і по пропускній здатності. Для приклада візьмемо ситуацію, коли треба об'єднати дві локальні мережі ethernet. Поєднуючи такі мережі за допомогою радіомодемів, постане питання про придбання додаткового устаткування (мости, маршрутизатори).
Отже, з метою вирішення вище приведених питань, мною було розроблено субблок радіомодема СБР, який здійснює передачу і прийом даних по радіоканалу.
1 РОЗРОБКА МОДЕМУ ДЛЯ БЕЗПРОВІДНОГО ОБМІНУ ДАНИМИ
1.1 Аналіз технічного завдання.
Модем призначений для прийому та передачі інформації по радіоканалу на дистанційну відстань.
Аналізуючи технічне завдання слід сказати, що розробка модему відноситься до незалежного класу апаратури групи використання переносна, підгрупа професійна, згідно цієї класифікації
Модем може експлуатуватися в закритих приміщеннях с природною вентиляції без кондиціонування, тобто в приміщеннях які нерегулярно опалюються, або в приміщеннях з штучним кліматом, тобто при кондиціюванні чи опаленні приміщення.
А так як згідно технічного завдання виріб відноситься до виконання ”У” категорії 4.2 по ГОСТ 15150-82. То звідси виникає ряд кліматичних умов експлуатації:
прилад зберігає працездатність і зовнішній вигляд після перебування в умовах температури від -40ОС до +55ОС
межі зміни вологості до 85±3% при температурі +20ОС
межі зміни атмосферного тиску 80 кПа – 100 кПа
механічне навантаження повинне бути незначними і відповідати згідно ГОСТ 20790-82
Аналізуючи технічне завдання слід зауважити, що прилад використовується в технічному приміщенні.
Аналізуючи технічне завдання з точки зору конструкції слід зауважити, що конструкція повинна мати прямокутну форму, всі елементи індикації, а також органи управління повинні бути винесені на передню панель і чітко відображати той чи інший режим.
Щодо умов зберігання, то зберігання проводиться по ГОСТ 15150-82
по групі умов зберігання “Л” в сухих і періодично провітрюваних приміщеннях при відносній вологості не більше 80% з температурою від +1 до +40ОС, при відсутності в повітрі пилюки парів кислот, лугів, газів що вибивають корозію металів.
Проводячи аналіз технічного завдання з точки зору електричних параметрів необхідно сказати, що електрична схема має забезпечувати наступні режими роботи прийом та передавання аналогових сигналів, а також прийом та передавання даних зі швидкістю 56,2 кбіт/с
1.2 Огляд існуючих систем для передачі даних
Історія модемів почалася задовго до комп'ютерної ери, у 30-х роках, коли з'явилася апаратура, що дозволяла передавати людську мову на великі відстані, офіційно названа “апаратурою тонального телеграфування” і лише особливо просунутими фахівцями названа "модемом". Взагалі говорячи, людська мова передається по телефонних проводах у виді коливань електричної напруги. Для того щоб якість була бездоганною, треба передавати коливання з частотами від 50 до 10.000 Гц. Але забезпечити передачу такого широкого діапазону частот занадто дорого, тому обмежуються діапазоном частот, що забезпечують задовільну розбірливість мови, – від 310 до 3400Гц.
Сигнал на виході телеграфного апарата має коливання частот від 0 Гц (тобто постійного струму) до 200 Гц, такий діапазон частот не може бути переданий через телефонну апаратуру, призначену для далекого зв'язку, а створювати спеціальні лінії для телеграфу було економічно невигідно. Тоді був придуманий пристрій для приєднання телеграфного апарата до телефонного каналу.
На виході телеграфного апарату напруга може приймати два фіксованих значення, на зразок двійкової логіки в сучасних обчислювальних машинах. Звичайно одне з цих значень є позитивним, інше – негативним. Створення пристрою, що для негативної напруги передавало в телефонний канал сигнал однієї частоти, наприклад 500 Гц, а для позитивної напруги – сигнал іншої частоти, наприклад 1000 Гц, дозволило вписати сигнал у частотний діапазон телефонного каналу. На іншому кінці стояв пристрій, що визначав частоту прийнятого сигналу і перетворював сигнали різної частоти в сигнали різної полярності. Перший із процесів називається модуляцією, а другий, зворотний йому – демодуляцією. Так як по телефонному каналі можливий одночасний зв'язок у двох напрямках, то на кожнім з кінців каналу ставилися пристрої, що здійснювали як модуляцію, так і демодуляцію. Від скорочення слів “модуляція” і “демодуляція” і було утворене слово “модем” .Честь випуску першого модему для ПК належить компанії Hayes Microcomputer Products, що у 1979 р. розробила пристрій за назвою Micromodem II для популярних тоді персональних комп'ютерів Apple II. Модем коштував $380 і працював зі швидкістю 110/300 bps. До цього на ринку існували тільки спеціалізовані пристрої, що поєднували "великі" ЕОМ. До речі, фірма Hayes випустила в 1981 р. і перший модем Smartmodem 300 bps, система команд якого стала галузевим стандартом і залишається таким донині(Hауеs сумісність). Перші модеми з "комерційною" швидкістю передачі 2400 bps були представлені декількома компаніями в грудні 1981 р. на виставці Comdex за ціною $800-900. А потім прийшов час U.S. Robotics. У 1985 р. ця компанія початку випуск своєї знаменитої серії Courier, істотно знизивши планку вартості модемів 2400 bps. На початку наступного року з'явився перший модем Courier HST зі швидкістю передачі 9600 bps, а в 1988 р. модеми Courier Dual Standard, що підтримував протоколи зв'язку HST і V.32 ($1600), і Courier V.32 ($1500). Ще через два роки був випущений модем Courier V.32bis, у 1994 р. Sportster V.34 зі швидкістю передачі 28,8 Kbps ($349), а в 1995 р. Courier V.Everything 33,6 Kbps. До протоколів передачі даних відносяться: _ V.22 передача зі швидкістю 1200 bps з можливістю її зниження до 600 bps при поганій якості передачі на більш високій швидкості;–
V.32 9600 bps/4800 bps; –
V.32bis14400 bps4800 bps;–
V.3428800 bps2400 bps.
Усі протоколи з буквою "V" з'являються як галузеві стандарти Міжнародним союзом по електрозв'язку (International Telecommunications Union ITU).
TurboPEP (Telebit) і ZyXel розробки однойменної компанії. До протоколів стиску даних відносяться V.42bis і MNP5, до протоколів корекції помилок V.42. V.34 був прийнятий ITU ще в 1994 р., і ця технологія, що дозволяє обмінюватися даними зі швидкістю передачі до 28,8 Kbps, вже обкачана "по повній програмі". Але в жовтні минулого року ITU вніс виправлення до документації, що описує цей протокол, одержавши фактично новий V.34, завдяки якому швидкість передачі піднята до 33,6 Kbps. Незважаючи на те, що багато виробників називають цей протокол V.34+, офіційна його назва залишилася колишнім V.34. Технології не стоять на місці, і через два роки після появи на ринку модемів 28,8 Kbps вийшли нові зі швидкістю передачі майже в два рази вище 56 Kbps. І усе було б просто чудово, якби не той факт, що майже одночасно з'явилися дві альтернативні технології передачі даних зі швидкістю 56 Kbps. І в даний час ринок "тремтить" під дією війни стандартів, що вибухнула, між компаніями U.S. Robotics з її протоколом х2 і альянсом Lucent/Rockwell/Motorola з K56flex. Як неважко догадатися, ці технології несумісні між собою, однак навіть у випадку з'єднання модемів, що використовують два різних протоколи, теоретично вони повинні працювати на максимальній швидкості, що підтримується ними обома, тобто на 33,6 Kbps. Отже, індустрія знаходиться в очікуванні, поки Союз ITU, по своїй природі надзвичайно забюрократизований, визначиться у виборі остаточного варіанта стандартного протоколу 56 Kbps. Відбудеться це, як видно, тільки в першій половині наступного року. Важко припустити, чия візьме в цій сутичці гігантів, однак уже зараз можна з упевненістю сказати, що технологія K56flex підтримується великою кількістю незалежних виробників модемів, чим х2. А на стороні U.S. Robotics досвід і міць мережного "монстра" корпорації 3Com, частиною якої вона є. Отже, які ж переваги дають ці технології? Звичайно ж, зростає швидкість передачі даних нові модеми працюють у 1,5 1,75 рази швидше, ніж їхній "побратими" від тих же виробників зі швидкістю передачі 28,8 Kbps. Однак не всі так просто. Модеми 56 Kbps тільки приймають дані з цією швидкістю, а пропускна здатність каналу від приймаючої сторони до передавального складає 33,6 Kbps. Це не дивно, оскільки нові модеми розроблялися в першу чергу для нестатків Internet, і при роботі в мережі середньостатистичний користувач приймає на свій комп'ютер даних набагато більше, ніж передає. Іншими словами, основний обсяг трафіка при роботі з Internet приходиться в напрямку від передавальної сторони до приймаючого, від провайдера до користувача. Якщо ж, приміром, два таких модеми з'єднаються між собою, вони будуть працювати по протоколі V.34 33,6 Kbps. Яким же образом провайдери Internet забезпечують зв'язок 56 Kbps? Адже на їхній стороні теж повинні знаходитися модеми? Справа в тім, що провайдер, що, до речі, повинний для користування технологіями 56 Kbps мати підключення до Internet по цифровому каналі, встановлює в себе не прості клієнтські модеми, а спеціальні цифрові серверні пристрої. Двома словами, ці пристрої "продовжують" цифровий канал, за допомогою якого провайдер підключений до Internet, до клієнтського модему. Перші модеми 56 Kbps з'явилися на ринку по дуже низькій ціні, порівнянної з вартістю дорогих моделей модемів 33,6 Kbps. Багато виробників у даний час пропунують провести апгрейд моделей 33,6 Kbps і 28,8 Kbps шляхом відновлення версій внутрішніх програм у Flash ROM. Деякі компанії прямо таки змушують користувачів купувати модеми саме в них. Так, компанія Hayes гарантує покупцям модемів Hayes і Practical Peripherals 56 Kbps безкоштовний апгрейд ПО відповідно до остаточного стандарту, що буде прийнятий ITU. Такої ж політики дотримує U.S. Robotics, що розгорнула рекламну кампанію, присвячену подібному апгрейду за назвою "х2 delivers". Крім безкоштовного апгрейда ПО, компанія пообіцяла навіть замінити апаратну частину в разі потреби. Аналогічний підхід застосовує і Motorola. І на закінчення, "ложка дьогтю". Справа в тім, що технологія 56,6 Kbps навряд чи з'явиться на нашому ринку в доступному для огляду майбутньому. Поки користування мережею не стане понастоящому масовим явищем, як у США, провайдерам навряд чи буде вигідно встановлювати в себе дороге устаткування для забезпечення швидкості передачі 56 Kbps. Крім того, провайдер, як сказано вище, повинний мати цифровий канал зв'язку з Internet.
1.3 Розробка структурної схеми
В даному розділі виходячи з вимог до апаратів та потреб розв’язання поставлених задач, результатів моделювання: встановлюються основні функціональні блоки і зв’язки між ними, вирішується спосіб реалізації функцій блоками-апаратурно; визначається об’єми та вигляд представлених даних, потреб та спосіб їх буферизації і зберігання, особливості вводу-виводу чи передачі даних між блоками, а також питання синхронізації роботи блоків, засоби і методи досягнення при цьому необхідної швидкодії, і на цій стадії отримується функціональна блок-схема (графічний результат проектування). На основі цього побудуємо структурну схему для даного апарату, яка включає в себе основні вузли.
На рисунку 1.1 зображено структурну схему модему для без провідного обміну даними.
Рисунок 1.1 Структурна схема
1 - Антена
2 - Фільтр
3 - Вузол узгодження
4 - Прийомопередавач
5 - Мікроконтролер
6 - Вузол індикації
7 - Формувач рівня сигналу
8 - Персональна електронна обчислювальна машина
ВИСНОВКИ
При виконані дипломного проекту розроблено модем для без провідного обміну даними мації.
Описано етапи розробки, а саме розроблено структурну схему, на основі якої було розроблено схему електричну принципову, а також для вибору елементної бази проведено розрахунок певних вузлів.
В конструкторському розділі приведено вибір елементної бази, вибрано конструкцію приладу, приведено розрахунки механічної міцності конструкції приладу, а саме ударної міцності та вібростійкості, і, також проведено тепловий розрахунок приладу і надійності.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
Белинский В.Т., Гондюф В.П. Практическое пособие по учебному конструированию РЭА - М.: Радио и связь, 1992.
Бердій Я.І., Джигерей В.С., Кидисюк А.І. та ін. Основи екології та охорона навколишнього середовища. Навчальний посібник для вузів. – Львів, 1999.
ГОСТи радіостанції.
Губський А.І. Цивільна оборона, К: Міністерство освіти, 1996, 216с.
Дональд Чайт Электромагнитная совместимость РЭ средств и непреднамеренные помехи. М.: Советское радио, 1977
Кочан В.В. Коснспект лекцій з дисципліни “Аналогова та цифрова схемотехніка”
Методичні рекомендації до виконання дипломного проекту з освітньо-кваліфікаційного рівня “Спеціаліст”. Спеціальність 7.091501 – Комп’ютерні системи та мережі /Укл. О.М. Березький, І.А. Білоусов, Н.М. Васильків, І.В./Васильцов, В.О. Турченко /Під ред. І.А..Білоусова..– Тернопіль: ТАНГ, 2002.-37с.
Методичні вказівки до виконання курсової роботи на тему “Визначення економічної ефективності та техніко-економічних показників при виготовленні РЕА”. – Тернопіль, ТДТУ, 1998
Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги.: Справочник. М., РадиоСофт, 2000.
Симметрон-Промсервис: все электронные компоненты. Каталог 9-98.
Интегральные микросхемы: Микросхемы до АЦП и средств мультимедиа. В.1. – М.: ДОДЭКА, 1996.
Терещук Р.М. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: Справочник радиолюбителя. К.: Наук. думка, 1989
Фрумкин Г.Д. Расчёт и конструирование радиоаппаратуры. М.: Высшая школа, 1989.
Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов, М.: Наука, 1964
8-bit Microcontroller with 8k Bytes FLASH AT89C52. – ATMEL, 1998.
10 ms, 10 - bit DAC AD5310. - Analog Devises Data Sheet, 1998

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать