Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO Garant předmětu: Ing. Pavel Šilhavý, Ph.D. Autoři textu: Ing. Pavel Šilhavý, Ph.D. BRNO * 2013 Vznik těchto skript byl podpořen projektem č. CZ.1.07/2.2.00/28.0062 Evropského sociálního fondu a státním rozpočtem České republiky.

2 FEKT Vysokého učení technického v Brně Autor Ing. Pavel Šilhavý, Ph.D. Název Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO Vydavatel Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Ústav telekomunikací Technická 12, 616 00 Brno Vydání první Rok vydání 2013 Náklad elektronicky ISBN 978-80-214-4827-8 Tato publikace neprošla redakční ani jazykovou úpravou

Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO 3 Obsah ÚVOD... 5 1 MODEMY PRO PŘENOS DAT... 6 1.1 ZÁKLADNÍ DATOVÝ ŘETĚZEC...6 1.2 SÉRIOVÉ MODEMY PRO TELEFONNÍ KANÁLY...7 1.3 MODEMOVÁ SÍŤ TAINET INSTALOVANÁ V LABORATOŘI...14 2 MODEMY DLE ITU-T V.34... 22 2.1 INSTALACE MODEMU...22 2.2 NAVÁZÁNÍ SPOJENÍ A PŘENOS DAT...23 2.3 MANAGEMENT MODEMOVÉ SÍTĚ...24 2.4 ZÁLOHOVÁNÍ PEVNÉHO OKRUHU KOMUTOVANÝM...25 3 MODEMY V.34 ODOLNOST PROTI ŠUMU... 26 3.1 TEORETICKÝ ÚVOD MODEM ZYXEL OMNI 288S...26 3.2 INSTALACE MODEMU...28 3.3 DIAGNOSTIKA TELEFONNÍHO MODEMU...29 3.4 VLIV ŠUMU NA RYCHLOST SPOJENÍ...29 4 MANAGAMENT MODEMOVÉ SÍTĚ... 30 4.1 TEORETICKÝ ÚVOD - NETWORK MANAGEMENT SYSTÉM (NMS)...30 4.2 ZADÁNÍ ÚLOHY...32 5 MSDSL MODEMY... 35 5.1 TEORETICKÝ ÚVOD A ZAPOJENÍ ÚLOHY...35 5.2 ZADÁNÍ ÚLOHY...37 6 ENKAPSULAČNÍ PROTOKOLY PRO ZAČLENĚNÍ ADSL DO IP SÍTÍ... 39 6.1 TEORETICKÝ ÚVOD A ZAPOJENÍ ÚLOHY...39 6.2 ENKAPSULAČNÍ PROTOKOLY...40 6.3 ZÁKLADNÍ NASTAVENÍ ZAŘÍZENÍ DSLAM EMUTEL MAESTRO...53 6.4 ZADÁNÍ ÚLOHY...57 7 ANALÝZA MODULACE DMT... 58 7.1 TEORETICKÝ ÚVOD A ZAPOJENÍ ÚLOHY...58 7.2 VÍCETÓNOVÁ MODULACE DMT...59 7.3 EXPERTNÍ REŽIM MODEMU ALCATEL SPEEDTOUCH HOME...60 7.4 ZADÁNÍ ÚLOHY...66 8 MĚŘENÍ SPEKTRÁLNÍCH VLASTNOSTÍ ADSL A VDSL... 67 8.1 TEORETICKÝ ÚVOD...67 8.2 ZADÁNÍ LABORATORNÍ ÚLOHY...69 9 PROGRAMOVÁNÍ GSM MODEMU FASTTRACK M1306... 70 9.1 TEORETICKÝ ÚVOD...70 9.2 SIGNALIZAČNÍ A OVLÁDACÍ MODUL...71 9.3 POPIS VYTVOŘENÍ PROJEKTU PRO MODUL OPENAT...72 9.4 VYTVOŘENÍ VLASTNÍ OPEN AT APLIKACE POMOCÍ OPEN-AT PROJECT WIZARD...73 9.5 POSTUP PRO VYTVOŘENÍ NOVÉ OPEN AT APLIKACE...73

4 FEKT Vysokého učení technického v Brně 9.6 VLASTNOSTI VYTVOŘENÉ APLIKACE... 74 9.7 DATOVÉ TYPY POUŽÍVANÉ PŘI PROGRAMOVÁNI OPEN-AT APLIKACÍ... 74 9.8 KNIHOVNY POUŽÍVANÉ V OPEN-AT... 74 9.9 POPIS VYBRANÝCH FUNKCÍ... 76 9.10 UKÁZKOVÁ APLIKACE - BLIKAJÍCÍ ČERVENÉ LED DIODY... 77 9.11 UKÁZKOVÁ APLIKACE - PÍSKÁNÍ SIRÉNKY... 81 9.12 UKÁZKOVÁ APLIKACE - POSÍLÁNÍ SMS ZPRÁV POMOCÍ TLAČÍTKA... 82 9.13 UKÁZKOVÁ APLIKACE - PŘÍJEM A SIGNALIZACE SMS ZPRÁV... 88 9.14 UKÁZKOVÁ APLIKACE - MULTIFUNKČNÍ APLIKACE... 94 9.15 ZADÁNÍ ÚLOHY... 101 10 KONFIGURACE WLAN A VPN SÍTĚ...103 10.1 TEORETICKÝ ÚVOD... 103 10.2 POPIS PRACOVIŠTĚ... 103 10.3 ZADÁNÍ LABORATORNÍ ÚLOHY... 105 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY...106

Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO 5 Úvod Skripta Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO obsahují laboratorní úlohy zaměřené na technologie přenosu dat. V jednotlivých úlohách se mohou studenti prakticky seznámit s technologiemi ADSL, VDSL, MSDSL, jejich dosahem a vlivem rušení na přenosové vlastnosti, vlastnostmi použité modolace a praktickou konfiguraci, s telefoními modemy, s programovatelnými GSM modemy. V jednotlivých úlohách studenti porovnávají přenosovou rychlost na fyzické a aplikační vrstvě, konfigurují modemy a další síťové prvky, atd. a mohou si tak vytvořit představu o vlastnostech jednotlivých technologii a prostředcích pro jejich konfiguraci, správu a dohled.

6 FEKT Vysokého učení technického v Brně 1 Modemy pro přenos dat 1.1 Základní datový řetězec Základním předpokladem pro přenos datových signálů je vytvoření datového spoje. Členění datového řetězce uvádí Obr. 1. I 3 I 2 I 1 I 1 I 2 I 3 Data PZ KJ UZ PO UZ PJ KZ Data KZ DTE DCE Přenosový okruh DCE KZ DTE Datový okruh Datový spoj Obr. 1: Základní řetězec přenosu dat pomocí modemu. Koncové datové zařízení (KZ) bývá nejčastěji telekomunikační terminál, který se skládá z periferního zařízení (PZ) a komunikační jednotky (KJ). Periferní zařízení zajišťuje vstup a výstup dat (např. klávesnice, zobrazovací jednotka, atd). Úkolem komunikační jednotky je přiřazování periferních jednotek, kódové převody, značková a bloková synchronizace a zabezpečení přenosu dat. Jako koncového zařízení může být použit např. osobní počítač, s příslušným telekomunikačním programovým vybavením. Ukončující datové zařízení (UZ) je obecný název pro různá zařízení jako jsou měniče datových signálů, modemy a ukončující jednotky datových sítí. Jejich hlavním úkolem je přeměnit datový signál, které přichází z KZ (skrz rozhraní I2) na jiný datový signál, který je technicky a ekonomicky výhodný pro přenos po užitém typu přenosového okruhu (PO). Druhým, neméně důležitým úkolem je vytváření interaktivních vazeb mezi blízkým KZ a vzdáleným UZ i KZ, které umožňují automatizované zahájení, kontrolu a ukončení datového přenosu. 1.1.1 Ukončující datové zařízení Hlavním úkolem UZ je přeměnit původní digitální signál, jež přichází z KZ, na takový signál, který je vhodný pro přenos po daných telekomunikačních kanálech. Proto se takováto UZ často označují jako měniče datového signálu nebo zkráceně datové měniče. Měniče v přeloženém pásmu jsou charakterizovány tím, že původní digitální datový signál v základním pásmu přecházející z KZ převádějí na jiný signál v přeloženém frekvenčním pásmu, který je vhodný pro přenos daným telekomunikačním kanálem. Metodou je nejčastěji modulace harmonického nosiče. Podobně musí zajistit i opačný převod demodulaci. Měniče v přeloženém pásmu jsou často nazývaný MODEMy (MODulace-DEModulace).

Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO 7 1.2 Sériové modemy pro telefonní kanály Používá-li se pro přenos dat telefonních kanálů o šířce pásma 300 až 3400 Hz, je UZ nejčastěji telefonní modem se sériovým přenosem dat. Jeho hlavním úkolem je jednak přeměnit datový signál, přicházející z KZ a obsahující stejnosměrnou složku, na modulovaný analogový signál, který již lze přenášet telefonním kanálem, a dále zprostředkovat vytvoření, udržování a zrušení datového okruhu. 1.2.1 Stavba modemů Konkrétní modemy jsou řešeny buď jako samostatné přístroje nebo jako přídavné zásuvné desky do počítače a nebo jsou přímo umístěny v jednom konstrukčním celku s koncovými zařízením. Nová obvodová i technologická řešení umožnila nejen zvýšit přenosové rychlosti a zmenšit konstrukční rozměry, ale i zvýšit spolehlivost a efektivitu datových přenosů na telefonních okruzích. Moderní modem je v podstatě specializovaný řídící počítač, vybavený vhodnými periferiemi a programovým vybavením. Obr. 2 uvádí základní blokové uspořádání modemů. Vysílač upravuje datový signál, který přichází z KZ, do podoby vhodné pro přenos kanálem. Základní činností vysílače je modulace. Kromě toho se zde vykonávají funkce, které vedou ke zlepšení provozních parametrů modemu (kódování, skramblování, ). Vysílač KZ Řízení Linková jednotka Telefonní vedení Přijímač Obr. 2: Zjednodušené blokové schéma modemu. Přijímač zajišťuje proces opačný k procesu vykonanému ve vysílači, tj. hlavně demodulaci spojenou s úpravou vstupní úrovně signálu na velikost potřebnou pro zpracování signálu. Dále pak inverzní funkce k funkcím zajišťujícím definované provozní parametry (dekódování, deskramblování, ). Linková jednotka zajišťuje vysílací úroveň signálu, galvanické oddělení vlastního kanálu od modemu, rozdělení vysílacího a přijímacího směru (kmitočtové dělení, potlačování ozvěn) a možnost připojení dorozumívací jednotky. Řízení zajišťuje řízení jednotlivých částí modemu a komunikace s KZ, případně kompresi dat, korekci chyb a další funkce.

8 FEKT Vysokého učení technického v Brně 1.2.2 Rozhraní I2 Funkční charakteristiky I2 jsou normalizovány dle doporučení ITU-T V.24 (v počítačovém světě RS232). Definováno je 42 vazebních obvodů pro všeobecné použití (obvody řady 100). Každý z obvodů řady 100 je připojen k definovanému kontaktu konektoru a plní určenou funkci. 1.2.3 Standardy a doporučení Proto, aby modemy různých výrobců mohly spolupracovat, vznikla postupem času celá řada doporučení, které specifikují, jaké by modemy měli mít vlastnosti. Doporučení definují především způsob komunikace a parametry rozhraní (I1, I2). V Evropě platí pro modemy doporučení řady V. dle ITU-T (International Telecommunication Union). 1.2.4 Datové standardy Datové standardy definují parametry pro fyzickou realizaci spojení, jako jsou pracovní frekvence a způsoby modulace dat. Tyto standardy nedefinují algoritmy pro korekci chyb a kompresi dat (viz dále). Datové standardy: V.21 Přenosová rychlost 300 b/s. Používá se frekvenční modulace s modulační rychlostí 300 Bd. Standard umožňuje synchronní i asynchronní přenos dat, plný duplex, frekvenční oddělení kanálů. Frekvence nosných kmitočtu jsou 1080 Hz a 1750 Hz. Standard je určen pro komutované linky. V.22 Přenosová rychlost 1200 b/s s možností snížení na 600 b/s. Používá se fázová modulace s modulační rychlostí 600 Bd. Standard umožňuje synchronní i asynchronní přenos dat, plný duplex, frekvenční oddělení kanálů. Frekvence nosných kmitočtů jsou 1200 Hz a 2400 Hz. Standard je určen pro pevné i komutované linky. V.22bis Přenosová rychlost 2400 s možností přechodu na standard V.22. Používá se QAM s modulační rychlostí 600 Bd. Standard umožňuje synchronní i asynchronní přenos dat, plný duplex, frekvenční oddělení kanálů. Frekvence nosných kmitočtů jsou 1200 Hz a 2400 Hz. Standard je určen pro komutované i pevné linky. Je spolehlivý i na rušených linkách. V.23 Přenosová rychlost 1200 b/s se zpětným kanálem o rychlosti 75 b/s. Je možné snížení přenosové rychlosti na 600 b/s. Používá se frekvenční modulace s modulační rychlostí 1200 Bd (600 Bd při přenosové rychlosti 600 b/s). Frekvence nosných kmitočtů jsou 1300 Hz a 2100 Hz (1300 Hz a 1700 Hz při snížení přenosové rychlosti na 600 b/s). Standard umožňuje synchronní i asynchronní přenos dat. Požívá se pouze pro komutované linky. V.26 Přenosová rychlost 2400 b/s. Používá se fázová modulace s modulační rychlostí 1200 Bd. Standard umožňuje plný duplex, synchronní i asynchronní přenos dat. Frekvence nosného kmitočtu je 1800 Hz. Je určen pro pevné čtyřdrátové okruhy. V.26bis Přenosová rychlost 2400 b/s s možností snížení na 1200 b/s. Používá se fázová modulace s modulační rychlostí 1200 Bd. Standard umožňuje poloduplex a synchronní přenos dat. Frekvence nosného kmitočtu je 1800 Hz. Je určen pro komutované okruhy. V26ter Přenosová rychlost 2400 b/s s možností snížení na 1200 b/s. Používá se fázová modulace s modulační rychlostí 1200 Bd. Standard umožňuje poloduplex i plný duplex, synchronní i asynchronní přenos dat, oddělení kanálů technikou potlačení ozvěn. Frekvence nosného kmitočtu je 1800 Hz. Je určen pro pevné i komutované linky.

Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO 9 V.27 Přenosová rychlost 4800 b/s.používá se fázová modulace s modulační rychlostí 1600 Bd. Standard umožňuje synchronní přenos dat, poloduplex i plný duplex. Frekvence nosného kmitočtu 1800 Hz. Je určen pouze pro pevné linky. V.27bis Přenosová rychlost 4800 b/s s možností snížení na 2400 b/s. Používá se fázová modulace s modulační rychlostí 1600 Bd (1200 Bd při přenosové rychlosti 2400 b/s). Standard umožňuje synchronní přenos dat, poloduplex i plný duplex. Frekvence nosného kmitočtu 1800 Hz. Je určen pouze pro pevné linky. V.27ter Přenosová rychlost 4800 b/s s možností snížení na 2400 b/s. Používá se fázová modulace s modulační rychlostí 1600 Bd (1200 Bd při přenosové rychlosti 2400 b/s). Standard umožňuje synchronní přenos dat, poloduplex i plný duplex. Frekvence nosného kmitočtu 1800 Hz. Je určen pouze pro komutované linky. Tento standard je využíván i při faxovém přenosu. V.29 Přenosová rychlost 9600 b/s s možností snížení na 7200 b/s a 4800 b/s. Používá se QAM (pro přenosovou rychlost 9600 b/s) a fázová modulace (pro přenosové rychlosti 7200 b/s a 4800 b/s). Standard umožňuje poloduplex i plný duplex. Frekvence nosného kmitočtu je 1700 Hz. Je určen pouze pro čtyřvodičové pevné linky. V.32 Přenosová rychlost 9600 b/s s možností snížení na 4800 b/s. Provoz je interně synchronní. Standard umožňuje poloduplex i plný duplex, oddělení kanálů technikou potlačení ozvěn. Frekvence nosného kmitočtu 1800 Hz. Relativně spolehlivý protokol určený pro komutované i pevné linky V.32bis Přenosová rychlost 14000 b/s s možností postupného snižování rychlosti na 12000 b/s, 9600 b/s, 7200b/s, 4800b/s. Provoz je interně synchronní. Standard umožňuje plný duplex. Při plné rychlosti je na rušených linkách méně spolehlivý než V.32. V.33 Přenosová rychlost 14000 b/s s možností snížení. Plně synchronní provoz. Modulace128st. TCM. V.34 Přenosová rychlost 33600 b/s s možností postupného snižování rychlosti na 31200b/s, 28000b/s, 26400 b/s, 24000 b/s, 21600 b/s, 19200 b/s, 16800 b/s, a 14400 b/s. Modulace 960 TCM, modulační rychlost 2400 3429 Bd. V.90 Definuje dvojici modemů, analogový a digitální, asymetrický přenos. Vysílaná data (upstream) 33,6kb/s stejné jak V.34. Přijímaná data 56kb/s (downstream). Modulace PCM G.711, modulační rychlost 8000Bd. V.92 Rozšíření specifikace V.90. Modulace PCM je využita i pro vysílaná data (upstream) s rychlostí až do 48kb/s. Dále umožňuje zkrácení času, jež je potřeba pro inicializaci. Umožňuje funkci Modem-on-Hold, která umožňuje přerušit online relaci kvůli příchozímu hovoru a opět ji obnovit po ukončení hovoru bez nutnosti opět vytáčet číslo a s podstatně kratším časem potřebným pro inicializaci. Pro tuto funkci je však nezbytné, aby telekomunikační operátor umožňoval službu Call Waiting. 1.2.5 Detekce a korekce chyb u modemů Zabezpečení přenosu dat je úkolem především KZ (Koncového zařízení), přesto z důvodu zlepšení odolnosti především vůči impulsnímu rušení bývají implementovány do moderních duplexních modemů speciální protokoly, jež zabezpečují signál proti chybám při přenosu uvnitř datového okruhu.

10 FEKT Vysokého učení technického v Brně Užívá se protokolů: protokol MNP 1-4 (Microcom Networking Protocol) protokol LAP-M (Link Access Protocol for Modems) protokol podle V.42 (Postupy opravování chyb pro UZ používající konverze asynchronního signálu na synchronní) kód TCM (Trellis Coded Modulation) Protokol MNP je definován v deseti úrovních. Úrovně 1 až 4 zajišťují pouze detekci a korekci chyb, úrovně 5 až 10 zavádějí do přenosu i kompresy dat. Pro detekci chyb v přijatém bloku dat se užívá zabezpečení cyklickým kódem. Úrovně 1 a 2 používají asynchronní znakově orientované metody s protokolovou účinností 70% a 84%. Protokol MNP-3 užívá bitově orientovaný protokol, kde asynchronní tok je změněn na synchronní dle ITU-T V.14. Odstraněním rozběhových a závěrných prvků se zvyšuje protokolová účinnost na 108%. Protokol MNP-4 navíc umožňuje tzv. adaptivní tvorbu bloků, kdy modemy průběžně monitorují chybovost na úseku mezi nimi, a podle toho automaticky řídí délku zabezpečovaných bloků. Dále optimalizuje vlastní přenos dat tak, že redukuje služební doprovodné údaje, které mají často mnoho redundance. Těmito prostředky se protokolová účinnost zvyšuje až na 120%. Protokol LAP-M vychází z protokolu HDLC. Pro detekci chyb v přijatém bloku dat se užívá zabezpečení cyklickým kódem. Protokol dle V.42 se užívá pro duplexní modemy a jakýmsi zastřešujícím protokolem, protože obsahuje protokoly MNP i LAP-M a tzv. alternativní protokol, vycházející z protokolů NP 1-4. Doporučení V.42 určuj předepsané procedury navazování spojení, při nichž se zjišťuje, zda vzdálený modem podporuje LAP-M nebo MNP. Detekční a korekční schopnost má i mřížový kód tzv. TCM (Trellis Code Modulation). Jedná se o rozšíření QAM modulace. Korekční schopnost této modulace se dosahuje přidáním redundantního bitu k sekvenci signálových prvků. Zavedení předpisu, který s přijaté sekvence určí zda ji lze považovat za platnou čí nikoli, umožní detekci chyby a nahrazení nejbližší platnou datovou sekvencí. 1.2.6 Komprese dat v modemech Komprese dat má za účel snížit nadbytečnost (redundanci) původní datové sekvence a tak dosáhnou lepší využití poskytnuté přenosové rychlosti. Účinnost kompresního algoritmu je popsána tzv. kompresním poměrem, jež vyjadřuje poměr přenosové rychlosti komprimovaných dat ku přenosové rychlosti dat nekomprimovaných. Nejznámější typy redundance a prostředky k její snižování: Znaková redundance kompresní algoritmus nahrazuje nejčastěji se vyskytující znaky kratším bitovým vyjádřením. Bloková redundance kompresní algoritmus nahrazuje často se opakující skupiny znaků zkráceným vyjádřením. Poziční redundance kompresní algoritmus nahrazuje skupiny znaků, jež se vyskytují na předem odhadnutelné pozici. Nejznámější metody komprese v modemech jsou protokoly MNP 5-10 a protokol dle doporučení ITU-T V.42bis. Protokol MNP 5 je asynchronní algoritmus datové komprese, který vychází z adaptivního Huffmanova kódování. Jde především o snížení znakové redundance. Každý byte je nejprve podroben kompresy a poté je zabezpečen dle MNP 4. Protokol MNP 6 je navržen pro rychlé poloduplexní modemy a jeho hlavní výhoda

Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO 11 spočívá ve zrychlení obracen směru přenosu. Protokol MNP 7 má účinnější kompresní algoritmus snižující dále blokovou a poziční redundanci a dosahuje kompresního poměru až 3:1. Další protokoly MNP vyšších úrovní přinášejí relativně malé zlepšení na úkor relativně velkého zvýšení složitosti. Protokol MNP 8 je určen opět pro poloduplexní provoz. Protokol MNP 9 vylepšuje rozhodovací procesy pro volbu optimálních metod. Protokol MNP 10 je určen pro zvláště nekvalitní datové okruhy a jeho přenosová rychlost je řízena v závislosti na chybovosti. Doporučení V.42bis vzniklo v době, kdy už existovala řada kompresních metod (MNP 5, MNP 7 atd.), které však nebyly mezinárodně standardizovány. Při rozhodování nakonec tehdejší CCITT založilo tento standard na tzv. Lempel-Ziv-Welch algoritmu, modifikovaném firmou British Telecom. Jeho hlavní výhody jsou: Dynamický slovník komprese (zkrácené znakové řetězce, nejnižší potřeba paměti), Automatické rozpoznávání náhodného charakteru vstupních dat (ta nejsou komprimována a komprese se vypíná), Vyšší průměrný kompresní poměr. Kompresní metody V.42bis a MNP 5-10 jsou vzájemně nekompatibilní. 1.2.7 Navazování spojení mezi modemy V.8 Doporučení V.8 specifikuje signály, které jsou použity během navazování spojení. Komunikace mezi modemy probíhá v protokolu V.21 (300bit/s). Během této inicializační sekvence dochází zejména k výměně následujících informací: 1.2.8 Řízení toku dat Typ spojení (např. data V serie, Videotext T.101, PSTN Multimedia Terminal - H.324, atd. ) Dostupné modulační mody a podporované standardy Způsob protichybové korekce Po navázání spojení oznámí modem počítači informaci o přenosové rychlosti. Pokud modem nepodporuje korekci chyb nebo kompresi dat, je při tzv. "přímém spojení" nutné sladit rychlost přenosu dat mezi modemy s rychlostí přenosu dat z modemu do počítače. Opakem jsou modemy s "řízením toku dat" které nepotřebují sladit rychlost datové propustnosti s rychlostí komunikace modemu s počítačem. Počítač pak může vyzvedávat data z modemu vyšší rychlostí (např. 38 400), než data přicházejí z druhého modemu (např. 9 600). Opačný poměr rychlostí není možný. Větší rychlost přenosu dat z modemu do počítače je výhodná, pokud modem používá kompresi dat. Data přicházejí do modemu z jeho protějšku konstantní rychlostí, ale po dekompresi v modemu nabudou na objemu (až 4 krát u V.42bis). V tomto případě oceníme rychlejší přenos dat z modemu do počítače. Pokud se v takovémto případě ovšem špatný program pokouší sladit rychlost spojení s rychlostí odesílání dat do počítače, dojde ke ztrátě či znehodnocení dat. V tomto případě modem umožňuje tuto situaci vyřešit oznamováním "falešných" rychlostí rovných maximální teoretické datové propustnosti. 1.2.9 Metody řízení toku dat (flow control) Metody řízení toku dat umožňují přenášet mezi modem a počítačem informace o možnosti přenosu dat nebo o nutnosti vyčkat, až bude protějšek data schopen přijmout. Umožňuje tak řešit situaci při komprimaci dat, kdy data sice přicházejí do modemu konstantní

12 FEKT Vysokého učení technického v Brně rychlostí, ale po dekomprimaci se dynamicky mění jejich objem a tak i potřebná frekvence jejich odesílání do počítače. Tok dat z modemu do počítače lze řídit dvěma způsoby. První je označován jako softwarový (tzv. software handshaking) a je realizován pomocí posílání speciálních řídících znaků Xon/Xoff. Druhý je označován jako hardwarový (tzv. hardware handshaking) a je realizován dvěma řídícími signály RTS/CTS rozhraní RS232). Hardwarová metoda řízení toku dat je obecně více používána, je rychlejší a spolehlivější. Softwarové řízení toku dat nelze používat při přenosu binárních dat (mohou obsahovat speciální znaky Xon/Xoff a narušit tak řízení toku dat mezi modemem a počítačem), hodí se tedy pouze pro terminálovou emulaci a tak patří trochu historii. Hardware handshaking (označováno také jako RTS/CTS) pracuje s dvěma signály RTS a CTS. Když je jedna strana připravena odeslat data, nastaví signál RTS (Request to Send - žádost o povolení k odeslání dat), na který protější strana odpoví signálem CTS (Clear to Send - připraven přijmout data), až když je schopna data přijmout. Takto se zařízení chrání před zasláním více dat, než jsou schopna přijmout. Uvedený postup platí u obou směrů komunikace. 1.2.10 Nastavení parametrů modemů Modemy obvykle umožňují změnu nastavení řady provozních parametrů. Současné modemy umožňují nastavení parametrů programově přímo z klávesnice terminálu pomocí tzv. AT příkazů. Metodu AT příkazů aplikovala poprvé firma Hayes. Jde o soubor příkazů začínajících většinou dvojznakem AT (attention) a umožňuje zejména nastavení parametrů modemu, ale i jiné funkce. Používání AT příkazů se rychle rozšířilo a stalo se de facto standardem. Nyní je využívá většina výrobců a jsou podporovány v určité modifikaci téměř každým modemem. Některé standardní AT příkazy: ATA-modem okamžitě zvedne telefon a naváže spojení (pokud někdo volá). ATD-Vytáčení čísla. Za tímto příkazem následuje řetězec znaků tvořící zpravidla telefonní číslo. V tomto řetězci se mohou vyskytovat i speciální symboly, jež mohou vytáčení čísla ovlivňovat. Jsou to např. následující znaky: T- tónová volba, P- pulsní volba, ; - po vytočení se modem vrátí do příkazového režimu,, -vloží pauzu mezi dvě vytáčená čísla, atd. ATE-Zapínání a vypínání opisu znaků (echo). AT&F-Nastavení modemu dle doporučení výrobce. ATH-Příkaz, aby modem zavěsil telefonní linku. Vynucené zavěšení ATH0. ATO-Přepnutí modemu zpět do režimu přenosu dat. Typicky byl li přepnut pomocí sekvence +++ do příkazového režimu. ATS-Manipulace s vnitřními S-registry viz. v další kapitole. Nastavení S registru ATS<číslo>=hodnota, zjištění hodnoty ATS<číslo>?. ATZ-Inicializace modemu. Modem zavěsí telefonní linku, zinicializuje modem a přepne modem do příkazového režimu. +++ -Žádost o přerušení režimu přenosu a návrat do příkazového režimu tzv. escape sekvence.

Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO 13 1.2.11 S-registry Část paměti RAM modemu tvoří tzv. S-registry, v nich se uchovávají informace pro nastavení modemu. Počet registrů se liší podle výrobce, prvních 11 jich bývá standardních, ostatní registry výrobci přidávají podle konkrétních požadavků. Obsah registrů lze zobrazit a jejich hodnotu měnit pomocí AT příkazů. Některé S-registry: S0-Počet zvonění po kterých modem zvedá telefon (S0=0 -nezvedne). S1-Počítá kolik bylo zvonění. S2-Určuje kód znaku pro přerušení Standardně nastaven na 43 (+). S3-Kód znaku konec řádků. Standardně nastaven na 13 (tj. skutečné CR v ASCI). S4-Kód znaku odřádkování. Standardně nastaven na 10. S5-Kód znaku smazání posledního znaku (Backspace). Standardně nastaven na 8. S6-Počet sekund, které má modem čekat na vytáčecí tón. Standardně 2. S7-Počet sekund, které má modem po vytočení čísla čekat na nosný signál. (30s). S8-Délka pauzy, kterou modem vkládá při vytáčení čísla narazí li na,. Standardně 2s. S9-Minimální délka trvání oznamovacího, čí obsazovacího tónu. Standardně 6 (tj. 0,6s). S10-čas mezi ztrátou nosného signálu a zrušení spojení. Standardně 14 (tj. 1,4s). S11-Nastavení rychlosti tónové volby. Standardně 70-95. 1.2.12 Ovládací programy Pro komunikaci modemů navzájem a k jejich ovládaní se používají komunikační programy (Telix, BitCom, DataTalk, Qmodem, ). Někdy mohou být komunikační programy přímo součástí operačních systému (Windows, UNIX, ). Některé komunikační programy umožňují uživateli ovládat modem buď pomocí příkazového módu, kdy se AT příkazy odesílají modemu z klávesnice, nebo nepřímo, kdy uživatel nastaví parametry přenosu zvolením nabízených možností. Uživatel pak nemusí nutně AT příkazy znát, neboť konverzi zvolených parametrů provede program sám. 1.2.13 Přenosové protokoly Zmodem Má vysokou efektivní rychlost přenosu, umožňuje kontinuální přenos více souborů, používá bloky variabilní velikosti, Ymodem Umožňuje kontinuální přenos více souborů. Xmodem Protokol s jednoduchou detekcí chyb, bloky o velikosti 128 bajtů, Kermit Bývá implementován v různých prostředích je ho možné využít v případě nouze při přenosu souborů mezi různými operačními systémy,

14 FEKT Vysokého učení technického v Brně ASCII Pro přenos textových dat, nenabízí žádnou detekci a ochranu proti chybám 1.2.14 Diagnostické funkce modemů Řada modemů je vybavena možnostmi diagnostikovat některé přenosové funkce a vlastnosti. V nejjednodušších případech je to kontrola stavů nejdůležitějších obvodů rozhraní I2 pomocí světelných indikátorů, dále je možno iniciovat vytváření diagnostických smyček. Základním předpisem pro provádění tzv. smyčkových zkoušek modemů je doporučení V.54. Tyto smyčkové zkoušky slouží ke snadné lokalizaci poruch, umožňují místní nebo dálková měření, analogová nebo digitální. Moderní modemy umožňují celou řadu dalších diagnostických i dálkových nastavovacích funkcí a měření digitálních či analogových parametrů přenosového okruhu. 1.3 Modemová síť Tainet instalovaná v laboratoři Základem modemové sítě jsou dvě dvojice modemů, které vytváří dvě samostatné datové cesty. První dvojicí modemů jsou modemy pro běžné telefonní vedení, T-336Cx v externím provedení a T-336NDx v roštovém provedení, s maximální přenosovou rychlostí 33,6 kb/s. Navzájem jsou propojeny pomocí jednoho měděného páru a to buď přímo (pevný spoj) a nebo přes pobočkovou ústřednu (komutovaný spoj). K počítačům jsou modemy připojeny skrze sériové rozhraní RS-232. Druhou dvojicí modemů jsou MDSL modemy, XSTREAM 1300 v externím provedení a XSTREAM 1320 v roštovém provedení. Modemy v roštovém provedení T-336NDx a XSTREAM 1320 jsou umístěny v roštu TRS-32. Ten je pro využití systému vzdálené správy NMS (Network Management System) připojen rozhraním 10Base-T vestavěného komunikačního serveru do školní sítě LAN. PC PC Ethernet PC připojeno na T-336NDx PbÚ PC pev ný spoj 33.6 kb/s WANpro 2000 připojeno na XSTREAM 1320 pev ný spoj 2048 kb/s T-336Cx PC připojeno na LAN NMC Modemov ý rošt TSR-32 XSTREAM 1300 + modul WANpro 2000 PC TMW - konf igurace modemov é sítě Obr. 3: Struktura modemové sítě Tainet.

Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO 15 1.3.1 Modemový rošt TRS-32 Je to standardní devatenácti-palcový rošt, disponující 16 volnými pozicemi, ve kterých je možné současně provozovat jak standardní faxmodemy tak i novější DSL modemy. Rošt se skládá z rámu, napájecího zdroje a řídící jednotky NMC (Network Management Control Unit). V roštu je umístěna řídící jednotka NMC-9000, s integrovaným komunikačním serverem CS (Communication Server). Ta slouží k správě vložených zařízení, konfiguraci alarmu a nastavení parametrů systému síťové správy NMS (Network Management System). K ovládání lze použít tlačítka a displej na předním panelu řídící jednotky, nebo systém vzdálené správy NMS, případně službu TELNET. Pro vzdálenou správu roštu lze použít sériové rozhraní (RS-232, RS-485), nebo síťové rozhraní (LAN, WAN). Přední panel řídící jednotky je doplněn tlačítkem pro zapnutí a vypnutí akustické signalizace alarmu a pěti LED diodami indikujícími stav napájení, stav alarmu, sledování roštu systémem NMS a připojení CS do LAN či WAN. V roštu TRS-32 jsou umístěny: XSTREAM 1320, duální MSDSL modemová karta 2 Mb/s T-336NDx, duální modemová karta 33,6 kb/s řídící jednotka NMC-9000 1.3.2 Modem T-336Cx/NDx V laboratorní síti jsou zařazeny dvě varianty modemu, externí T-336Cx a duální modemová karta T-336NDx umístěná v roštu. Jedná se o multi-standardní, synchronní i asynchronní, plně duplexní modem. Je navržen pro použití na 2-vodičových komutovaných nebo na 2/4-vodičových pevných spojích. Obr. 4: Čelní panel modemu T-336Cx. Vlastnosti: možnost ovládání a nastavení z předního panelu pomocí tlačítek a LCD panelu indikace provozních stavů pomocí LED vzdálená konfigurace přes hlavní, nebo sekundární kanál automatické zálohování pevné linky komutovanou, s automatickým či manuálním obnovením diagnostické schopnosti, autotest po zapnutí, analogová smyčka, digitální smyčka a vzdálená digitální smyčka, BER test konfigurovatelné profily automatické snižování a zvyšování rychlosti monitorování stavu vedení

16 FEKT Vysokého učení technického v Brně Popis: Doporučení: V.34+ 336, V.34+ 312, V34 288, V32b 144T, V32 96T, V22b 24,... Datový protokol: V.42bis, V.42, MNP-5, Normal, Direct,... Typ spoje: D (Dial Line), L (Leased Line). Mód: ANS-Answer Mode, ORG-Originate Mode. Stav modemu: Stanby, Handshaking, Connect, Retrain, Ring... SQ: Kvalita signálu 9,8,7,6...,0 Technické parametry: Plná kompatibilita s ITU-T: V.33, V.27bis, V.26, V.24, V.28, V.25bis, V.54, V.52, V.14, V.13, V.8. Tab. 1: Podporované doporučení modemem T-336Cx. Doporučení Přenosová rychlost (bit/s) V.34 + 33600, 31200 V.34 28800, 26400, 24000, 21600, 19200, 16800, 14400, 12000, 9600, 7200, 4800, 2400 V.32bis 14400, 1200, 7200 V.32 9600, 4800 V.26bis 2400, 1200 V.23 1200/75 V.22bis 2400 V.22 1200 V.21 0-300 BELL 212A 1200 BELL 103 0-300 V.17 14400, 12000, 9600, 7200 V.29 9600, 7200 V.27ter 4800, 2400 V.21 channel 2 300 Rychlost DTE: Asynchronní: 75, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 7200, 9600, 12000, 14400, 16800, 19200, 21600, 24000, 26400, 28800, 31200, 33600, 38400, 57600, 76800, 115200 bit/s Synchronní: 1200, 2400, 4800, 7200, 9600, 12000, 14400, 16800, 19200, 21600, 24000, 26400, 28800, 31200, 33600 b/s Korekce chyb: MNP4, V.42 Komprese dat: MNP5, V.42bis

Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO 17 Kontrola toku dat: RTS/CTS, CTS ONLY, XON/XOFF Ovládací příkazy: Rozšířená sada příkazů AT a V.25bis Linkové rozhraní: Externí verze: RJ-11 pro komutovanou linku, JM8 pro pevnou linku Roštová verze: svorkovnice DTE rozhraní: ITU-T V.24/V.28, EIA RS-232C 1.3.3 TAINET Manager for Windows Jedná se o software, prostřednictvím něhož probíhá vlastní správa modemové sítě. Je určen pro platformu PC (IBM kompatibilní), s operačním systémem MS Windows. Nabízí plně grafické prostředí, ve kterém jsou veškeré funkce dostupné buď pomocí myši, nebo klávesnice. TAINET MANAGER FOR WINDOWS ovládá obvyklé činnosti jako je monitoring, konfigurace, testování, vytváření statistických zpráv pro všechny modemy v síti a množství dalších přídavných funkcí. Obr. 5: Program Tainet for Windows. AT příkazy a návratové kódy modemu Tainet T-336CX: Každá příkazová řádka musí začínat znaky AT (ATtention code). Oba znaky musí být buď velkými, nebo malými písmeny, ale můžete psát příkazy v jakékoliv kombinaci. Příkazy zadávejte po hlášení OK. Modem ignoruje mezery mezi znaky. Jestliže uděláte chybu, stiskněte klávesu <BACKSPACE> (<CONTROL><H>) a napište správně. K vykonání příkazu stiskněte <Enter>.

18 FEKT Vysokého učení technického v Brně Zadávání příkazů při nastavené rychlosti: Když zapnete modem, můžete zadávat příkazy z jakékoliv nastavené rychlosti na sériovém portu do 115 200 b/s. Ukládání více uživatelských souborů nastavení (profile): Uživatelský soubor nastavení je skupina upravených AT příkazů. Můžete vytvořit a uložit až 2 tyto soubory (0 a 1). Příkaz &Yn vybere soubor k užívání. Příkazy &Wn tyto soubory nastavení ukládá; Zn je resetuje. K nastavení uživatelských souborů nastavení: napište AT&Yn <Enter> k vybrání souboru nastavení, který chcete, aby byl aktivní po zapnutí. (Např. AT&Y1 <Enter> pro užití souboru nastavení 1) napište všechny příkazy, které potřebujete pro tu, či kterou aplikaci napište buď AT&Wn <Enter> pro uložení příkazů. (Např. pro soubor nastavení 2 napište AT&W1 <Enter>.) když změníte některé příkazy a potřebujete obnovit uložený soubor nastavení, napište ATZn. (Např. pro soubor 1 napište ATZ1 <Enter>.) Pro vrácení k továrním hodnotám napište AT&F <Enter> a následovně &Wn. (Např. napište AT&F&W1 pro uložení základních hodnot do souboru nastavení 1.) Důležité: Příkaz ATZ vždy vymaže jakákoliv data uložená v bufferu. Návratové kódy: Po odeslání příkazů modem odpovídá návratovými kódy. Tyto kódy poukazují na stav modemu nebo spojení. Pro slovní návratové kódy zadejte ATV1 (tovární nastavení), pro číselné návratové kódy zadejte ATV0. Pro potlačení návratových kódů zadejte ATQ1. Tab. 2 reprezentuje návratové kódy modemu a jejich význam. Následující Tab. 3 obsahuje klíčové AT příkazy a jejich základní nastavení. Tato základní nastavení pracují ve většině instalací a pravděpodobně je nikdy nebudete muset měnit. Návratový kód Tab. 2: Číselné kódy Návratové kódy modemu T-336Cx. Popis BUSY 07 Modem detekoval obsazovací signál CARRIER xxxx 40-58 Nosná rychlost xxxx b/s COMPRESSION nn 66-69 Zvolená komprese typu nn CONNECT xxxx 01 Spojení vytvořeno na rychlosti xxxx ERROR 04 Chyba v zadání příkazu NO ANSWER 08 V režimu tzv. tiché odpovědi NO CARRIER 03 Modem nedetekoval nosnou NO DIALTONE 06 Modem nedetekoval oznamovací tón OK 00 Úspěšné vykonání příkazu PROTOCOL: nn 70,77,80 Spojení vytvořeno pod protokolem nn RING 02 Modem detekoval přicházející hlášení

Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO 19 Tab. 3: AT příkazy modemu T-336Cx. AT Název A Zvedne modem v režimu odpovědi nezávisle na registru S0 A/ Opakuje poslední příkaz Bn ITU-T/Bell mód B0 Užívá ITU-T V.22 a V.21 standardy pro rychlosti 1200 a 300 b/s B1 Užívá Bell 212A a 103 standardy pro rychlosti 1200 a 300 b/s &Cn Řízení CD na sériovém portu C0 CD vždy vypnuto C1 CD sleduje stav nosné od vzdáleného systému D Vytáčení En Příkazové echo E0 Echo vypnuto na lokálním zařízení (potlačen výpis zadávaných znaků) E1 Echo zapnuto na lokálním zařízení (zapisované znaky se budou zobrazovat) Hn Zavěšení (Hang Up) H0 Odpojení od vzdáleného systému a zavěšení telefonní linky H1 Odpojení od vzdáleného systému a vyvěšení v příkazovém režimu Ln Hlasitost reproduktoru L0 Reproduktor vypnut L1 Hlasitost malá L2 Hlasitost střední L3 Hlasitost velká Mn Řízení reproduktoru M0 Reproduktor vypnut M1 Zapne reproduktor, dokud modem nepřijme nosnou M2 Zapne reproduktor, kdykoliv je modem vyvěšen M3 Vypne reproduktor, když modem vytáčí a zapne, dokud modem nepřijme nosnou On Přepnutí z příkazového režimu do CONNECT stavu Qn Odpověď modemu Q0 Posílá odpovědi do počítače Q1 Neposílá odpovědi do počítače P Pulsní volba Sn? Zobrazí registr (např. ATS0=?)

20 FEKT Vysokého učení technického v Brně Sn=v Nastaví registr na hodnotu v T Tónová volba Vn Forma návratových kódů V0 číselný kód V1 slovní kód Wn Hlášení připojovací rychlosti W0 Zobrazí připojovací rychlost na sériovém portu W1 Zobrazí připojovací rychlost na sériovém portu, protokol, carrier W2 Zobrazí připojovací rychlost na modemovém portu Xn Rozšířené návratové kódy Yn Odpojení s dlouhou mezerou Y0 Vypíná odpojení s dlouhou mezerou Y1 Zapíná odpojení s dlouhou mezerou Zn Reset Z0 Provede reset s načtením z 0 profilu Z1 Provede reset s načtením z 1 profilu &Dn Řízení DTR &D0 Ignoruje DTR. DTR není potřeba pro automatickou odpověď &D1 Zapne příkazový režim při shození DTR; DTR není potřeba pro automatickou odpověď &D2 Zavěsí při shození DTR a připraví sériový port k přijímání &D3 Zavěsí a resetuje při shození DTR a připraví sériový port k přijímání &F Obnov základní tovární nastavení &Gn Zabezpečovací tón (Guard Tone) &G0 Potlačuje zabezpečovací tón &G1 Nastavuje zabezpečovací tón na odpovídajícím modemu na 550 Hz &G2 Nastavuje zabezpečovací tón na odpovídajícím modemu na 1800 Hz &K Řízení toku na sériovém portu &Pn Poměr pro pulsní volbu (&P0 39/61 poměr a 10 pulsů za 1s) &Rn RTS/CTS volby &Sn DSR volby &V Čti aktuální stav &Wn Ulož aktuální konfiguraci (n daný profil)

Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO 21 &Xn &Yn \An \Bn %Cn %En \Gn \Kn \Nn *Hn Hodiny synchronního přenosu Vyber aktivní uživatelský soubor nastavení (n daný profil) Maximální délka bloku MNP \A0 Nastaví maximální délku bloku MNP na 64 znaků \A1 Nastaví maximální délku bloku MNP na 128 znaků \A2 Nastaví maximální délku bloku MNP na 192 znaků \A3 Nastaví maximální délku bloku MNP na 256 znaků Přenosový "break" Řízení komprese %C0 Potlačuje kompresi dat %C1 Povoluje pouze kompresi MNP5 %C2 Povoluje pouze kompresi V.42bis %C3 Povoluje obě V.42bis i MNP5 komprese dat,využije schopností vzdáleného modemu. Auto-Retrain %E0 Potlačuje sekvenci automatické re-inicializace. %E1 Povoluje sekvenci automatického re-inicializace. (při 2400 b/s nebo výše) %E2 Povoluje sekvenci automatického re-inicializace. (při 2400 b/s nebo výše) fallback/fall forward Řízení toku modemového portu \G0 Potlačuje řízení toku modemového portu \G1 Nastavuje řízení toku modemového portu na XON/XOFF Řízení Break Operační mód \N0 Nastaví normální (normal) mód \N1 Nastaví přímý (direct) mód \N2 Nastaví spolehlivý (reliable) mód \N3 Nastaví auto-reliable mód \N4 Nastaví V.42 spolehlivý mód \N5 Nastaví MNP spolehlivý mód s přepnutím na normální mód Připojovací vyjednávací rychlost *H0 Připojování probíhá na nejvyšší podporované rychlosti *H1 Připojování probíhá na rychlosti 1200 b/s

22 FEKT Vysokého učení technického v Brně -Kn S0 *H2 Připojování probíhá na rychlosti 4800 b/s MNP Rozšířené služby -K0 Potlačuje MNP Rozšířené služby -K1 Povoluje MNP Rozšířené služby -K2 Povoluje MNP Rozšířené služby bez indikace MNP během odpovídací detekční fáze Počet zazvonění před zvednutím 2 Modemy dle ITU-T V.34 2.1 Instalace modemu Seznamte se s ovládacími a indikačními prvky modemu a s AT příkazy pro ovládání modemů (popis naleznete v přílohách a uživatelském manuálu), Připojte modemy k počítačům a k telefonní ústředně, zapněte napájení, 21 PC1 připojeno na T-336Cx PC2 T-336NDx Modemový rošt TRS-32 BbÚ 22 Obr. 6: Zapojení úlohy modem dle ITU-T V.34. Na obou modemech zvolte firemní profil číslo 0: AS-DL-AT-AUTO Na externím modemu T-336Cx prostřednictvím ovládacího panelu modemu: potvrďte dvakráte klávesu ENTER a zobrazí se menu modemu L MENU Select. Pomocí šipekvyberte položku PROFILE, dále zvolte LOAD. Z nabízených profilů vyberte 0: AS-DL-AT-AUTO. na modemu umístěném v modemovém roštu je potřeba nejprve zvolit modem pomocí následné volby NMC Setup NMC Panel Card Control. Nyní pomocí šipek proveďte výběr karty T-336NDx (pozice 3), na vybrané kartě svítí LED select, potvrďte volbu. Další postup je shodný s externím modemem. k ovládání modemu použijte program HyperTerminal, modemy jsou připojeny pomocí COM2, přenosovou rychlost portu zvolte 115200 b/s, HyperTerminal spusťte na obou očítačích. v hlavním okně programu můžete přímo pomocí klávesnice zadávat AT příkazy. 2.1.1 Nastavení modemu po zadání AT&V a Enter se zobrazí aktuální nastavení modemu. Prostudujte význam jednotlivých zobrazovaných položek, jejich popis naleznete v uživatelském manuálu.

Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO 23 2.2 Navázání spojení a přenos dat Prostudujte tvar příkazu pro vytáčení čísel a zadáním tohoto příkazu navažte spojení s druhým modemem, Čísla telefonních přípojek jsou 21 a 22, použijte tónovou volbu pokud nemá modem nastavené automatické přihlášení je nutné příchozí volání převzít manuálně pomoci příkazu ATA, Ověřte funkci jak manuálního tak automatického přihlášení Automatické přihlašování souvisí se stavem registru S0, pro S0 = 0, modem se automaticky nepřihlásí, po nastavení registru např. ATS0 = 2 - se modem přihlásí po dvou zvoněních, zjištění stavu registru např. ATS0?, - Ukončit spojení (zavěšení) lze zadáním ATH (v příkazovém režimu modemu + + + ). Pozn. Zadávat AT příkazy při navázaném spojení lze až po přepnutí modemu do příkazového režimu. Přepnout modem do příkazového režimu při navázaném spojení lze pomocí + + + (zadávat v rychlém sledu za sebou), v tomto režimu nelze přenášet soubory, návrat z příkazového režimu do přenosového při navázaném spojení lze příkazem ATO. 2.2.1 Přímý přenos textu Pokud jsou modemy v přenosovém režimu, lze psát text přímo na monitor protějšího počítače. 2.2.2 Zobrazení základních údajů o spojení Základních informace o kvalitativních a kvantitativních parametrech vytvořeného okruhu lze v průběhu navázaného spojení zobrazit pomocí příkazu AT%S0 (zadávat v příkazovém režimu + + + ). Prostudujte a zapište si význam důležitých parametrů. 2.2.3 Přenos souborů Soubor odešlete druhému počítači tak, že v menu Přenos zvolíte položku Odeslat soubor a v okně této položky si vyberete soubor, který chcete odeslat. Porovnejte doby přenosu a efektivní rychlosti přenosu v b/s textového a komprimovaného souboru při: a) přenosu s kompresí a korekcí chyb podle V.42bis nastaví se pomocí AT%C1 před vytvořením spojení, b) přenosu bez použití komprese modemem nastaví se pomocí AT%C0 a to před vytvořením spojení. Údaje o přenosu zaznamenejte do tabulky. Pro přenos využijte připravené soubory test.txt a test.zip. Ověřte funkci datové komprese. Potřebné údaje je třeba odečítat a odhadovat z informací zobrazovaných při přenosu souboru.

24 FEKT Vysokého učení technického v Brně Tab. 4: Měření vlivu datové komprese na přenosovou rychlost modemu. textový soubor velikost: zip soubor velikost: přenos bez komprese V.42.bis bez komprese V.42.bis použitý protokol t (s) Zmodem Xmodem Ymodem cps (zn/s) v ef (b/s) cps (zn/s) t (s) v ef (b/s) t (s) cps (zn/s) v ef (b/s) t (s) cps (zn/s) Kermit v ef (b/s) -efektivní rychlost přenosu vyjadřuje rychlost jakou se přenášejí dat mezi počítači, jsou v ní zahrnuty i použité kompresní a zabezpečovací metody, může se tedy značně lišit od přenosové rychlosti v p (b/s) modemu, která vyjadřuje jak rychle se přenášejí data mezi modemy (např. v p = 33600b/s). t (s) - doba přenosu souboru. cps (znacích/s, (byte/s)) ( chars per second ) - propustnost udává počet přenesených znaků mezi počítači za sekundu. Propustnost přepočítejte na v ef. (cps (B/s), v ef (b/s)). Pozn. Pozor, soubory lze přenášet jen v datovém režimu do nějž se z příkazového dostanete zadáním ato. U protokolů Kermit, Xmodem a Ymodem je nutné připravit modem na příjem souboru zadáním Přijmout, výběrem přenosového protokolu a zadáním názvu souboru do kterého se přenášená dat uloží. Protokoly YModem a ZModem umožňují přenášet více souborů najednou a přenesou se i jejich názvy proto se již název souboru nezadává. v ef (b/s) 2.3 Management modemové sítě Zapojte pracoviště podle následujícího obrázku. Modemy propojte přímo, připojení na pobočkovou ústřednu zachovejte. 21 BbÚ 22 připojeno na T-336NDx vedení PC1 T-336Cx PC2 Modemový rošt TRS-32 Obr. 7: Zapojení úlohy modem dle ITU-T V.34 - managment. U počítače zapojeného na modemový rošt spusťte program TAINET Manager for Windows (WNM). Zadejte Username = MANAGER Password = TAINET V menu File příkazem New vytvořte nové schéma. V menu Edit příkazem Add shelf přidejte modemový rošt. Zadejte ID 1:1 a název. Dále přidejte modem ID např. 2:1:1,

Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO 25 název např. T 336, line ID např. 1, line type 2WLL. Nyní proveďte propojení modemu s modemovým roštem pomocí příkazu Connect v menu Edit (Nejprve označte modem poté Edit Connect poté dvakrát klikněte na ikonu modemového roštu, otevře se Vám obrázek modemového roštu, poté jednou klikněte na kartu modemu (pozice 3) a opět Edit Connect. Nyní můžete provádět konfiguraci a dohled obou modemů. Prostudujte další možnosti programu Tainet Manager. Podrobnější návod je k dispozici na pracovišti. 2.4 Zálohování pevného okruhu komutovaným Zvolte firemní profily: Roštový modem 4 AS 2L ORG V34 Externí modem 3 AS 2L ANS V34 Poznámka: Postup je shodný jako v první části úlohy. U roštového provedení lze profil zvolit pomocí programu WNM (na záložce modemu tlačítko Line->Load->Factory profile a 4 AS 2L ORG V34) Dvojitým poklepáním na ikonu roštu si otevřete okno, znázorňující čelní pohled roštu. Opětovným dvoj-klikem na modemovou kartu (pozice 3 první modem) otevřete stavové okno modemu. Stavové okno obsahuje základní nastavení modemu, provozní údaje, stavové LED indikátory a tlačítka: Threshold nastavení funkce alarmu Dial práce s telefonními čísli uloženými v paměti modemu a přímé vytáčení telefonního čísla Test testování modemu a telefonní linky S Register práce s obsahem S Registrů DTE, Command, Line, Dial, Protocol, MODEM totožné s menu modemu Nastavte modemy tak, aby při poruše pevného okruhu automaticky provedly spojení přes komutovaný spoj. Postup: Pomocí WMNS nastavte ve stavovém okně modemu u LINE: Leased to Dial Auto Backup Tel 0 (pod 0 je uloženo číslo 21, možno zkontrolovat v Dial ) Dial to Leased Auto D > L Timer 1 min Uložení nastavte do uživatelského profilu 0. Obdobně nastavte externí modem, včetně Backup Tel (22)!!! Vyzkoušejte funkci zálohování, tím že rozpojíte pevný okruh. Po opětovném připojení pevného okru se modemy musí po 1 min opět spojit prostřednictvím pevného spoje. Po skončení práce u obou modemů aktivujte tovární nastevení podle profilu 0: AS-DL-AT-AUTO!!!!

26 FEKT Vysokého učení technického v Brně 3 Modemy V.34 odolnost proti šumu 3.1 Teoretický úvod Modem ZyXEL Omni 288S Jedná se o modem dle doporučení ITU-T V.34 s přepojením k počítači prostřednictvím sériového portu. Obr. 8: Modem ZYXEL OMNI 288S. Tab. 5: Modem ZYXEL OMNI 288S - indikace přenosového režimu. V.34, V.32b Režim Nesvítí nesvítí V.22bis, V.22 a ostatní režimy do 9600bs-1 Nesvítí svítí V.32bis nebo V.32 Svítí nesvítí V.34 Svítí svítí ZyX režim Bliká Bliká navazování spojení Význam dalších diagnostických LED diod: AA - indikace režimu automatické odpovědi, svítí je-li modem v režimu automatické odpovědi, bliká při vyzvánění CD - indikace nosné, svítí, je-li na lince přítomná nosná frekvence TXD - indikace vysílání dat, svítí při vysílání dat z počítače do modemu RXD - indikace přijímání dat, aktivní přijímá-li počítač data od modemu DTR - indikace připravenosti počítače (příslušný signál RS232C) DSR - indikace připravenosti modemu RTS - indikace výzvy k odeslání (příslušný signál RS232C) CTS - indikace uvolnění pro vysílání (příslušný signál RS232C) EC - indikace korekce chyb, bliká při opětovném přenosu SQ - indikace kvality signálu, svítí při dostatečné kvalitě signálu, bliká je-li kvalita signálu na hranici únosnosti OH - indikace připojení na linku, svítí při vyzvednutí, po ukončení spojení zhasne

Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO 27 Prvky zadního panelu: ON/OFF - síťový vypínač POWER - vstupní konektor pro připojení napájení TO DTE - sériový port pro připojení k počítači MIC - mikrofonní vstup pro připojení externího mikrofonu SPK - vstup k připojení externího reproduktoru LINE - konektor pro připojení komutované linky PHONE - konektor pro připojení telefonu Diagnostické funkce modemu Modemy ZyXel Omni 288S mají celou řadu diagnostických možností, jednotlivé testy si podle možností a času vyzkoušejte. Informace o stavu linky AT#E1 příkaz lze zadat po navázání spojení a přepnutí modemu do příkazového režimu. Na terminálu se budou průběžně zobrazovat údaje o stavu linky. Význam jednotlivých položek: SN - poměr signál/šum je udáván (db) RX - přijímací úroveň signálu (dbm) RG - povolený retrain udává počet žádostí vzdáleného modemu o retrain (vlivem špatné kvality signálu) RT - žádost o retrain udává počet žádostí vyslaných k vzdálenému modemu FG - počítadlo požadavků na změnu rychlosti od vzdáleného modemu FR - počítadlo požadavků na změnu rychlosti od lokálního modemu Informace o stavu linky a průběhu spojení ATI2 příkaz lze zadat v průběhu spojení (modem v příkazovém režimu) nebo po ukončení spojení. Na monitoru se zobrazí protokol o stavu linky a průběhu přenosu. Význam jednotlivých položek: Chars Sent - počet znaků vyslaný od PC modemu Chars Received - počet znaků přijatých modemem z linky a vyslaných PC Octets Sent - počet oktetů vyslaných k vzdálenému modemu Octets Received - počet oktetů přijatých od vzdáleného modemu Blocks Sent - počet bloků vyslaných k vzdálenému modemu Blocks Received - počet bloků přijatých od vzdáleného modemu Blocks Resent - počet opakovaně vyslaných bloků Max Outstanding - maximální počet vyslaných nebo přijatých bloků bez potvrzení Max Block Size - maximální počet oktetů v bloku Retrains Requested - počet žádostí místního modemu o retrain Link Duration - čas trvání spojení Retrains Granted - počet žádostí vzdáleného modemu o retrain FCS Errors - počet přijatých bloků s chybným kontrolním součtem Round Trip Delay - zpoždění mezi modemy v jednotkách T (1/2400s) Xmitter Underrun - určuje kolikrát modem neposkytl včas datový oktet k vysílání Receiver Overrun - určuje kolikrát modem nepřevzal včas datový oktet z přijímače Last Speed/Protocol - poslední rychlost linky a použitý protokol před přerušením spojení Disconnect Reason - důvody rozpojení Test analogové zpětné vazby AT&T1 u tohoto testu se prověří všechny části modemu a kabelu RS232 mimo zakončení tlf. linky. Kontrolu provádíte opticky znaky, které zadáváte

28 FEKT Vysokého učení technického v Brně z klávesnice prochází přes kabel rozhraní RS232 do vysílače modemu modulují se na analogový signál, potom zpětnou vazbou přicházejí do přijímače, demodulují se na digitální signál a vrací se zpět do PC přes RS232, je li někde chyba budou se zobrazovat jiné znaky než vyslané. Test analogové zpětné vazby s auto-testem AT&T8 se provede obdobný test jako předchozí s tím rozdílem že vysílaná data se generují automaticky. 3.2 Instalace modemu Seznamte se s ovládacími a indikačními prvky modemu a s AT příkazy pro ovládání modemů, Zapojte pracoviště podle následujícího obrázku. Modemy připojte k modelu telefonního kanálu, u kterého použijte funkční generátor jako externí zdroj šumu. Generátor před připojením přepněte do funkce generátoru šumu (tlačítko Noise ) a jeho výstupní amplitudu nastavte na minimum 50mV pp. Pro kontrolu průběhu připojte osciloskop, K ovládání modemu použijte program HyperTerminal, modemy jsou připojeny pomocí COM2, přenosovou rychlost portu zvolte 115200 b/s, HyperTerminal spusťte na obou počítačích, V hlavním okně programu můžete přímo pomocí klávesnice zadávat AT příkazy. Umělé vedení PC1 modem modem PC2 Osciloskop Generátor šumu Obr. 9: Schéma zapojení úlohy Modem ITU-T V.34 odolnost proti šumu. Nastavení modemu Nastavte modem podle doporučení výrobce AT&F Sestavení a ukončení spojení Spojení se naváže zadáním příkazu ATD a u protějšího modemu zadáním ATA, Zrušit spojení (zavěšení) lze zadáním ATH (v příkazovém režimu modemu +++ ). Ověřte že navázané spojení je funkční (např. přenesením souboru). Poznámka Zadávat AT příkazy při navázaném spojení lze až po přepnutí modemu do příkazového režimu. Přepnout modem do příkazového režimu při navázaném spojení lze pomocí +++ (zadávat v rychlém sledu za sebou), v tomto režimu nelze přenášet soubory, Návrat z příkazového režimu do přenosového při navázaném spojení lze příkazem ATO.