Notiuni generale despre Retele de Calculatoare si Protocoale de Comunicatie

Retele de Calculatoare

Definitie: O retea de calculatoare este o reuniune de calculatoare individuale, care comunica intre ele printr-un mediu comun si permit unui calculator sa trimita informatie catre alt calculator.

Retele Zonale (Area Network)

Din punctul de vedere al producǎtorilor de echipamente, toate retelele se incadreazǎ in terminologia generalǎ de "retea zonalǎ" sau "area network". in aceastǎ categorie de structuri hardware-software se pot identifica - prin anumite caracteristici comune - urmǎtoarele tipuri de "retele de calculatoare" cu denumirea consacrata in limba engleza:

Local Area Network (LAN)

Wide Area Network (WAN)

Metropolitan Area Network (MAN

Storage Area Network (SAN)

System Area Network (SAN)

Server Area Network (SAN)

Small Area Network (SAN)

Personal Area Network (PAN)

Desk Area Network (DAN)

Controller Area Network (CAN)

Cluster Area Network (CAN)

In acest context general, Internetul este cea mai complexa materializare a notiunii de "retea de calculatoare" prin care sunt conectate intre ele milioane de calculatoare din intreaga lume.

Intr-o caracterizare globala si simplificata a tipurilor de retele de calculatoare distingem doua categotrii:

Retele locale de calculatoare (LAN- Local Area Network) si

Retele de mare suprafata (WAN-Wide Area Network).

Intr-o comparatie superficiala, LAN-urile sunt mai bine cotate decat WAN-urile in ceea ce priveste viteza de transfer a datelor, securitatea transferului si robustetea comunicatiei.

Progresele contemporane inregistrate in domeniul tehnologiei retelelor de calculatoare pe cele doua componente-hardware si software-complica procesul de evaluare si diferentiere intre retelele LAN si WAN. Cablurile de fibra optica au permis tehnologiilor LAN sa conecteze echipamente aflate la zeci de kilometri departare (distante specifice WAN-urilor) in timp ce s-a marit considerabil viteza si siguranta in comunicatie pentru retelele WAN.

LAN-urile sunt de obicei localizate intr-un spatiu corespunzator unei cladiri sau campus universitar si mai general, la nivelul unei organizatii.

Ca dimensiune LAN-urile pot fi mici, formate, de exemplu din trei calculatoare, sau pot cuprinde prin legaturi intre ele, sute de calculatoare; in afara de faptul ca opereaza intr-un spatiu limitat, LAN-urile sunt in general proprietatea unei singure persoane sau organizatii si sunt administrate exclusiv de proprietar; Ethernet si Token Ring sunt cele mai intalnite tehnologii de implementare a LAN-urilor.

Topologia retelelor locale de calculatoare

Topologia unei retele locale poate fi privitǎ ca un aranjament fizic sau logic de echipamente (calculatoare, imprimante, hub-uri, switch-uri, router-e, etc.) si cablurile de legǎturǎ, ceea ce confera un cadru foarte larg pentru arhitectura unei retele.

Principial exista patru tipuri de topologii pentru LAN-uri:

Topologia magistrala;

Topologia inel;

Topologia Stea;

Topologia arbore.

 Topologia magistrala bus topology toate echipamentele sunt conectate printr-un mediu comun (de obicei un cablu, numit magistrala sau bus).

Tehnica de acces la mediu este de tip competitional si se manifest in intervalele de timp in care nu exist comunicatie intre calculatoarele conectate la mediul comun (de obicei cablul magistralǎ, dar si banda radio din mediul aerian

Un echipament atasat la cablul comun printr-un conector de interfatǎ (mufa sau tap) care doreste s comunice cu altul, trimite un mesaj de difuzare (broadcast) pe cablul sau mediul comun. Mesajul ajunge la toate echipamentele din retea dar dintre toate, numai cel vizat prin adresa continutǎ in mesaj acceptǎ si proceseazǎ mesajul.

Reteaua cu topologie magistrala comuna cea mai cunoscut si cu care deseori se confunda ca denumire, este reteaua Ethernet; retelele locale cu topologie magistralǎ comunǎ de tip Ethernet sunt relativ ieftine, usor de instalat si nu necesitǎ un sistem complicat de cablare; ca dezavantaj este faptul ca o intrerupere oriunde in cablu va cauza inoperabilitatea intregului segment.

Cele mai utilizate retele Ethernet au fost 10Base-2 ("ThinNet" sau "Cheapernet") si 10Base-5 ("ThickNet") pe cablu coaxial dar in prezent majoritatea sunt de tipul

10BASE-T pe cablu format din fire torsadate UTP/STP (Unshilded/Shilded Twisted Pair

Retelele magistralǎ comunǎ Ethernet lucreazǎ cel mai bine in situatia in care sunt putine calculatoare conectate la mediul comun si/sau traficul este scǎzut; aceastǎ comportare este o consecintǎ a tehnicii de acces la mediul comun, care poate genera coliziuni si reluǎri ale procedurii de acces.

Topologia inel Ring ; echipamentele sunt conectate intre ele incat sǎ formeze o bucla inchisa; fiecare echipament este conectat la altele douǎ, unul de o parte si altul de cealalta parte a lui.

Spre deosebire de metoda de acces la mediu folositǎ de Ethernet (competitionalǎ deci probabilisticǎ), in topologia si tehnologia inel se utilizeazǎ o metodǎ de acces la mediu determinstǎ, cu reguli stricte, stiute si respectate de toate calculatoarele; toate mesajele circulǎ prin inel in aceeasi directie (figura 2.2); o defectiune in oricare cablu sau echipament intrerupe bucla si reteaua este compromisǎ.

Cele mai cunoscute tehnologii de implementare a retelelor inel sunt FDDI (Fiber Distributed Data Interface), SONET (Synchronous Optical NETwork) si Token Ring.

Topologiile inel sunt relativ scumpe si dificil de instalat dar ofera o banda de comunicatie (bandwidth) larg si pot acoperi suprafete mari; retelele inel sunt instalate de obicei in

clǎdirile firmelor sau unitǎtilor educationale (scoli, universitǎti).

Topologia Stea Star toate echipamentele sunt conectate la un punct sau echipament central care poate fi un hub propriu-zis sau un "switch" (figura 2.3); echipamentele se conecteazǎ de obicei la hub prin cablu UTP (Unshilded Twisted Pair) Ethernet.

Comparativ cu tehnologia magistralǎ, o retea Stea necesitǎ in general mai mult cablu; o defectiune undeva in cablu sau echipament, scoate din functiune un singur calculator, dar reteaua localǎ rǎmane operationalǎ; dacǎ hub-ul se defecteazǎ, intreaga retea devine ne-operationalǎ.

Retelele Stea sunt relativ usor de instalat si administrat, dar cunosc fenomenul de congestie sau gatuire (bottleneck) in cazul unui trafic intens, deoarece toate datele trec prin hub.

Retelele 10BASE-T Ethernet si Fast Ehernet implementeaza o topologie Stea, in care accesul in retea si comunicatia dintre statii sunt controlate de un echipament central.

Topologia arbore Tree combina caracteristicile topologiilor magistrala liniara si Stea; este o reuniune de grupuri fiecare configurat ca o retea locala Stea (figura 2.4), si

toate grupurile sunt conectate la un cablu magistrala liniara

numit backbone.

In forma cea mai simplǎ de retea Stea, numai echipamentele hub se conecteazǎ direct la magistrala arborelui si fiecare hub functioneazǎ ca rǎdǎcinǎ ('root') a unui arbore de echipamente; aceasta structurǎ hibridǎ magistralǎ-stea permite extensii viitoare comode:

mult mai usor decat topologia magistral (limitat ca num r de echipamente datorit traficului de tip difuzare pe care il implic ) sau

mult mai usor decat o singur retea Stea, datoritǎ numǎrului limitat de porturi dintr-un hub.

Topologiile mentionate mai sus pot fi la randul lor combinate si rezulta sisteme deosebit de complexe asa cum este cazul retelei Internet, care este "o retea de retele"; aceste retele complexe sunt denumite in literatura de specialitate "retele mesh".

Topologia mesh (plasa) implementeazǎ conceptul de rute, incat mesajele trimise intr-o retea mesh pot urma oricare din mai multe cǎi posibile care leagǎ sursa de destinatie. Cel mai bun exemplu de retea mesh este Internetul, care utilizeaza tehnici de rutare complexe dar de acest tip (mesh).

Retele de Calculatoare de mare suprafata

WAN (Wide Area Networks)

Inca de la inceputurile retelelor de calculatoare s-a simtit nevoia comunicatiei intre calculatoarele plasate la distante mult mai mari decat in incinta aceleiasi cladiri sau spatii invecinate.

Retelele de calculatoare de mare suprafata, incorporeaza un numar mare de LAN-uri, separate geografic; LAN-urile se conecteazǎ la un WAN printr-un echipament de retea special numit ruter (Router); in reteaua Internet, Router-ul analizeaza atat adresa LAN-ului cat si adresa WAN-ului in procesul de stabilire a traseului pachetelor.

Spre deosebire de retelele LAN care apartin in intregime unei persoane sau organizatii, cele mai multe WAN-uri (printre care si Internetul) nu au un proprietar anume, ci existǎ ca o entitate colectivǎ si administratǎ distribuit.

Pentru interconectarea LAN-urilor, in cadrul WAN-ului sunt folosite tehnologii specifice cum sunt ATM (Asynchronous Transfer Mode), Frame Relay si X.25 dar si medii si servicii de comunicatie cum sunt:

linii telefonice dedicate

leg turi prin satelit

servicii de transport al pachetelor de date.

In reteaua telefonica publica cu comutatie PSTN (Public Switched Telephone Network) sunt intalnite linii telefonice dedicate (inchiriate) si/sau linii analogice cu comutatie (dial-up) in care se utilizeaza tehnica asincrona sau sincrona de comunicatie.

Avantajul utilizarii sistemului telefonic in comunicatia dintre doua localitati indepartate consta in existenta unei infrastructuri de cabluri si echipamente si disponibilitatea ei imediata.

Principalul dezavantaj al utilizarii sistemului telefonic pentru transmisia de date decurge din faptul ca sistemul telefonic a fost proiectat numai pentru a transmite semnale purtatoare de voce, adicǎ bandǎ si vitezǎ de comunicatie micǎ.

Din punct de vedere al complexitǎtii, WAN-urile pot fi simple si cuprind de exemplu doar un modem la un cap t si un server accesat de la distantǎ la care utilizatorii se conecteaza prin dial-up (Figura 2.5. b) sau deosebit de complexe, formate din sute de trunchiuri locale unite prin echipamente complexe si medii de transport sofisticate, definite prin standarde si protocoale unanim acceptate (Figura 2.5. a).

Transmisia semnalelor vocale este echivalenta cu transmisia de date ("1"-uri si "0"-uri) cu viteza de 64 Kbps (kilo biti pe secund ) mult inferioara vitezei de 10 Mbps (mega biti pe secund ) din reteaua locala Ethernet; de exemplu pentru a transmite un fisier de 1 Mbyte pe cablul Ethernet cu 10 Mbps sunt necesare 0,8 sec.

(1.000.000 x 8 biti) / 10.000.000 bit/s = 0,8 sec.

Acelasi fisier transmis cu 64 Kbps necesit

x 8 biti) / 64. 000 bit/s = 125 s = 2,08 min.

In figura 2.5.b se prezinta elementele esentiale ale unui sistem clasic de comunicatie seriala intre doua calculatoare (A si B) aflate la mare distanta

Presupunem c A trimite un octet catre B; microprocesorul din A transfer octetul in circuitul USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver Transmitter) I8251A in format paralel (8 biti in paralel). USART-ul primeste octetul si il converteste in format serial (intr-un sir de biti) care ajunge la modem. Modemul din A primeste datele in format serial, converteste semnalul digital intr-un semnal analogic si in aceasta forma de semnal analogic este transmis pe linia telefonica

Semnalul analogic ajunge prin sistemul telefonic la modemul din calculatorul B care il converteste intr-un semnal digital serial si il transfera catre USART; USART-ul primeste bitii serial ii impacheteaza intr-un octet si acest octet este transferat microprocesorului din calculatorul B.

Pentru a tine pasul cu nevoia de comunicatie la viteze mari pe sistemul telefonic, companiile telefonice au pus la punct un sistem de comunicatie, sau mai exact o retea, numita SMDS (Switched Multimegabit Data Services). SMDS este un serviciu de comunicatii comutat de mare viteza oferit de companiile de telefonie prin care retele locale dispersate geografic pot fi conectate intr-o singura retea WAN.

Inainte de aparitia in anul 1995 a SMDS-ului, singura metoda de conectare a LAN-urilor era prin linii dedicate private sau inchiriate; si in prezent conectarea prin linii dedicate private sau inchiriate reprezinta tehnica curenta de realizare a WAN-urilor, dar sistemul SMDS se impune deoarece este mai flexibil si in multe cazuri mai economic.

Protocoale de comunicatie

Pentru a stabili legatura si a realiza comunicatia intre calculatorul A si B din figura 2.5. b, ambii parteneri trebuie mai intii sa cada de acord asupra protocolului pe care il vor respecta in timpul sesiunii; protocolul defineste printre altele, formatul datelor si rata de transfer; de exempu, USART-ul 8251 transmite bitii in ordinea "cel mai putin semnificativ primul".

Protocoalele de comunicatie se impart in doua mari categorii:

protocoale asincrone si

protocoale sincrone

In Transmisia asincrona informatia este transferat ca un sir de caractere, cu intervale de timp variabile intre ele.

Transmisia asincrona nu se bazeaza pe un ceas comun care sa permita unitatilor emitatoare si receptoare sa separe caracterele prin anumite intervale de timp; din acest motiv, fiecare caracter transmis este format dintr-un numar de biti de date (caracterul in sine), precedati de un bit de start si urmati de un bit de paritate (optional) si de 1; 1,5 sau 2 biti de stop.

Transmisia sincrona se bazeaz pe o schema de temporizare si coordonare intre doua dispozitive, pentru a separa grupuri de biti si a-i transmite in blocuri numite cadre; in vederea sincronizarii si verificarii periodice a transmisiei, sunt folosite caractere de control speciale.

Deoarece bitii sunt transmisi si receptionati in mod controlat (sincron), nu sunt necesari biti de start si de stop.

Figura 2.8. Transmisia numarului binar 01001011000100 pe linia telefonica bit dupa bit prin tehnici diferite.

Transmisia sincrona se incheie la sfarsitul transferului unui bloc si reincepe cu tansferul unui alt bloc; transmisia sincrona este o modalitate de transfer start/stop mult mai eficienta decat transmisia asincrona, deoarece raportul intre numarul de biti de informatie utila si numarul de biti de informatie transmisa este mult mai mare decat in cazul transmisiei asincrone (in care sunt multi biti de start si stop)

Daca exista vreo eroare in transmisie, schema de detectare si corectie sincrona impune retransmiterea intregului bloc eronat.

Modemuri

Cea mai ieftina metoda pentru interconectarea calculatoarelor aflate intre ele la distanta, este utilizarea liniilor telefonice; liniile telefonice nu asigura o calitate superioar comunicatiei daca informatia numerica este transmisa ca un sir de impulsuri cu nivelul de 5 V pentru "1" si 0 V pentru "0".

Un semnal sinusoidal cu frecventa intre 1000 si 2000 Hz poate fi si transmis cu distorsiuni relativ mici pe liniile telefonice normale, incat un astfel de semnal este folosit de majoritatea sistemelor de telecomunicatii. Prin modificarea acestui semnal (numit carrier sau purtatoare) ca amplitudine,

frecventa sau faza, se poate transmite o secventa de "1'-uri si "0'-uri; acest proces se numeste modulatie (figura 2.8).

In modulatia in amplitudine, se folosesc doua nivele diferite de tensiune pentru '0' si respectiv '1'; o persoana care asculta o transmisie numerica la o viteza foarte scazuta aude un zgomot puternic pentru '1' si nimic pentru '0'.

In modulatia in frecventa, nivelul de tensiune este constant dar frecventa carrier pentru '1' este diferita de cea pentru '0'; o persoana care asculta o transmisie numerica cu modulatie in frecventa aude doua tonuri corespunzatoare lui '1' si '0'.

In modulatia de faza simpla amplitudinea si frecventa nu se schimba, dar faza purtatoarei este modificat la 180 de grade (inversata) cand data comuta de la '0' la '1' sau de la '1' la '0'. in sistemele cu modulatie de faza mai sofisticate, la inceputul fiecarui interval de timp indivizibil, faza purtatoarei este brusc deplasata cu 45, 135, 225 sau 315 grade pentru a codifica 2 biti pe intervalul de timp; sistemul este numit codificare in faza dibit.

Exista diferite scheme pentru transmisia a 3 sau mai multi biti pe intrevalul de timp; numarul intervalelor de timp este denumit baud rate si cu 2 sau mai multi biti pe interval, bit rate va fi mai mare decat baud rate.

Modemul transmitator trimite bitii care formeaza un caracter la intervale de timp egale; de exemplu 1200 baud schimba semnalul la fiecare 833 msec.

Modemul de la receptie transforma purtatoarea modulata intr-un numar binar; deoarece bitii ajung la receptor la momente egal departate, de indata ce modemul receptor a determinat inceputul caracterului, clock-ul sau precizeaza cand sa esantioneze linia pentru a citi valorile individuale ale bitilor.

Unitate de control a Mediului Redundant

Mediu redundant

Modem

Modem

Figura 2.9. Solutie redundanta cu dublarea modemurilor si a sistemului de cabluri.

Catre / de la Statie

Figura 2.10. Modem extern, placa si chip.

Modemul transfera in reteaua telefonica datele cu aceeasi viteza cu care le primeste de la USART si ofera datele digitale catre USART cu aceeasi viteza cu care primeste semnalul analogic din sistemul telefonic.

Figura 2.11. Pozitia modemului intre statie si mediu.

Receptie

Transmisie

Jabber inhibit

"1"-uri, "0"-uri si simboluri non-data

Modem

Statie

Mediu

Muf (Tap)

Marimea BER (Bit Error Rate ) este definita ca raportul dintre numarul de biti eronati primiti si numarul total de biti transmisi; BER nu trebuie sa fie mai mare de 1/miliard in conditiile in care zgomotul la receptor este mai mic decat

-10 dBmV si amplitudinea semnalului este mai mare decat 10 dBmV.

Desi modemul este un echipament fiabil si respecta performantele prezentate mai sus, este posibil totusi ca el sau sistemul de cabluri sa se defecteze; acest eveniment nedorit duce la izolarea statiei sau mai rau a intregii retele daca se defecteaza sistemul de cabluri.

Anumite sisteme si/sau aplicatii nu pot accepta starea de nefunctionare a retelei si s-au imaginat diferite scheme de imbunatatire a fiabilitatii; una din cele mai simple consta in dublarea modemurilor si a sistemului de cabluri; tehnica se numeste "Medii redundante" (Redundant Media) (figura 2.9); daca un sistem de cabluri sau un modem se defecteaza, reteaua pe ansamblu cat si fiecare statie continua sa functioneze corect.

Cele mai multe modem-uri accepta functionarea full-duplex (transmisie si receptie simultana

Modemurile pot sa transmita si sa primeasca simboluri non-data care nu sunt nici "1"-uri nici "0"-uri; simbolurile non-data reprezinta continutul campului "Start delimiter" din cadrul (frame), care urmeaza dupa "preambul"; in campul de date al cadrului nu se gasesc niciodata simboluri non-data.

In ceea ce priveste viteza de transmisie/receptie a modemurilor, evolutia lor a fost rapida si anume:

300 biti/secund (bps) intre anii 1960 si 1983;

1200 bps intre anii1984 si 1985;

9600 bps incepand cu anul 1990, apoi 19,2 kilobit/secund (Kbps), 28,8 kbps, 33,6 kbps;

56 Kbps a devenit standard in anul 1998

ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line) cu viteza de transfer teoretic de pan la 8 Megabiti pe secund (Mbps) incepand cu 1999.

O actiune specifica modemurilor este numita Jabber Inhibit si permite modemurilor sa identifice starea de transmisie continua care ar avea ca efect blocarea retelei; pentru a evita acest fapt, modemul isi inceteaza activitatea de

ISP Mondial (Internet)

ISP local

Linie telefonica Digital Subscriber Line; Cable Modem Line

Linie T1

Fibra optica

ISP regional

ISP local

ISP local

Calculator individual

Retea Locala

Figura 2.12. Accesul la reteaua Internet.

transmisie dupa o transmisie continua de 0,5 secunde. Jabber

Inhibit previne blocarea retelei de catre un modem (defect) care emite excesiv (figura 2.11) .

Modemurile se intalnesc sub diferite forme, ca echipamente de sine statatoare (externe), sub forma de placa care se introduce in calculator sau sub forma unui chip plasat pe o placa cu functiuni multiple (figura 2.10).

In general modemul nu este o cutie separata ci este parte fizica din statie si aflat in interiorul statiei; numai conectorul iese afar din statie.

Interfata dintre modem si restul electronicii din statie se numeste Interfata DTE-DCE (Data Terminal Equipment-Data Communications Equipment) si este definita in Standardul IEEE 802.4.

Un calculator personal aflat la domiciliul unui utilizator de Internet este de obicei legat prin modem si linia telefonicǎ normalǎ la un ISP (Internet Service Provider) local .

Un calculator aflat in reteaua local a unei organizatii, firme sau unitate de invatǎmant are o plac de retea (NIC- Network Interface Card) care il conecteaz la reteaua local respectiv . Reteaua local se conecteaz la un ISP printr-o linie telefonic de mare vitez , asa cum este linia T1; linia T1 suport aproximativ 1,5 milioane de biti pe secund in timp ce o linie telefonic normal conectat la modem suport rate de transfer intre 30 kilo-biti pe secunda (Kbiti/sec) si 56 Kbiti/sec.

ISP-urile locale se conecteaza la ISP-uri mai mari, iar cele mai mari ISP-uri administreaz magistrale (backbones) de fibr opticǎ, cabluri submarine, sau legǎturi prin satelit. In acest fel, fiecare calculator din lume este legat prin Internet cu oricare alt calculator din lume (figura 2.12).

Modemurile folosite in sistemele de comunicatie f r fir transform la emisie semnalul digital in semnal radio si la receptie din semnal radio in semnal digital.

Terminale RS-232-C

Pentru a compatibiliza echipamentele produse de diferite firme de calculatoare sau terminale, s-a conceput o interfatǎ standard computer-terminal, numita RS-232-C; orice terminal care suporta interfata RS-232-C poate fi conectat la orice calculator care suport aceast interfat

Terminalele RS-232-C au un conector standardizat cu 25 de pini; standardul RS-232-C defineste marimea si forma conectorului, nivelele de tensiune si semnificatia fiecarui pin si semnalul corespunzator lui.

Terminal

ab

Keyboard

Linie telefonica (analogica)

Conector RS-232-C

Semnale (pin): Protective ground (1);Transmit (2); Receive (3); Request to send (4); Clear to send (5); Data set ready (6); Common return (7); Carrier detect (8); Data terminal ready (20)

Modem

USART

Placa Serialǎ I/O

ab

Figura 2.13. Conectarea unui terminal RS-232-C la un  PC.

Modem

Memorie

CPU

PC

Cand calculatorul se afla la distanta de terminal, singura cale de conectare a lor este de multe ori numai prin sistemul telefonic; din pacate, sistemul telefonic nu este capabil sa transmita semnalele conform standardului RS-232-C incat este necesar sa fie inserat un modem intre calculator si linia telefonica si intre linia telefonica si terminnal pentru a realiza conversia necesara. Figura 2.13 arata plasarea calculatorului, modemurilor si terminalului cand este folosita linia telefonica

Daca terminalul este suficient de aproape de calculator, nu este necesar modemul, dar cuplarea intre ele se face tot prin conectori RS-232-C si cablu corespunzator.

Standardul RS-232-C defineste 25 de semnale dar in practica numai cateva sunt folosite (si majoritatea pot fi omise cand terminalul este cuplat direct la calculator fara modem); pinii 2 si 3 sunt pentru transmisie, respectiv receptie de date si fiecare dirijeaz un sir de biti in directii opuse.

Cand terminalul sau calculatorul este alimentat (pornit) fixeaza la nivel "1" semnalul Data Terminal Ready pentru a informa modemul ca este pregatit pentru comunicatie; la fel si modemul fixeaza la nivel "1" Data Set Ready pentru a semnala prezenta sa. Cand terminalul sau calculatorul doreste sa transmita date, fixeaza la "1" semnalul Request to Send pentru a cere permisiunea; daca modemul ofera permisiunea, seteaza Clear to Send ca raspuns; alti pini din interfata sunt folositi pentru diferite functii de stare, test si timing.

Pentru a intelege cum lucreaz configuratia de echipamente din figura 2.13 s consider m cazul simplu in care modemurile au rata de transfer de 300 bps; modemul de 300 bps foloseste tehnica FSK (Frecquency Shift Keying) pentru a transmite informatie digital pe linia telefonic

In tehnica FSK se folosesc dou frecvente (tonuri) diferite pentru cei doi biti "0" si "1"; presupunem c terminalul din figura 2.13 prin modemul s u apeleaz modemul PC-ului aflat la distantǎ si transmite tonul de 1,070 Hertz pentru "0" si tonul de 1,270 Hertz pentru "1".

Modemul PC-ului transmite un ton de 2,025 Hertz pentru "0" si un ton de 2,225 Hertz pentru "1";

Modemul terminalului (care initiaz comunicatia) se numeste "originate modem", iar modemul PC-ului care primeste semnalul se numeste "answer modem".

Deoarece modemurile "originate" si "answer" transmit tonuri diferite, ambele modemuri pot folosi linia simultan, adic opereaz duplex integral (full duplex).

Presupunem c utilizatorul aflat in fata terminalului tasteaz caracterul "a" care are codul ASCII in zecimal 97 si in binar 0110 0001; USART-ul din terminal serializeaz octetul si trimite bitii unul dup altul prin portul serial RS-232; modemul terminalului este conectat la portul RS-232, astfel c primeste bitii unul dup altul si ii trimite pe linia telefonic codificati FSK c tre modemul din PC. Modemul din PC primeste date analogice de pe linia telefonica, le transforma in date numerice si prin interfata RS-232-C ajung la USART-ul din PC. USART-ul din PC impacheteaza sirul de biti intr-un octet care este livrat mai departe si depus in memeoria PC-ului.

Modemuri rapide

Pentru a m ri viteza de transfer a modemurilor, s-au imaginat tehnici mai complexe de codificare a informatiei binare decat tehnica FSK si anume PSK (Phase-Shift Keying) si QAM (Quadrature Amplitude Modulation); aceste tehnici superioare de codificare folosesc aceeasi bandǎ (vocalǎ) de 3 Khz pentru a atinge viteza standardizatǎ de 56 Kbps. Supuse la o asemenea restrictie de bandǎ, toate modemurile rapide implementeazǎ intr-o formǎ sau alta conceptul "degradǎrii treptate" sau "gradual degradation" in sensul cǎ pot adapta viteza de transmisie in functie de calitatea de moment sau permanentǎ a liniei telefonice.

Tehnicile de codificare in banda audio (3 Khz) si-au epuizat resursele pentru mǎrirea vitezei de comunicatie, astfel cǎ atentia a fost indreptatǎ asupra suportului fizic de comunicatie- firele de cupru ce leagǎ abonatul de centrala telefonicǎ.

In telefonia vocalǎ traditionalǎ, pe traseul abonat-centralǎ este folositǎ numai banda de frecventǎ cuprinsǎ inte 0 si 4 KHz; restul, adicǎ partea superioara a benzii rǎmane neutilizatǎ. Aceastǎ parte superioarǎ a benzii de frecventǎ este folositǎ acum de cǎtre tehnologiile pentru transmisia

datelor DSL (Digital Subscriber Line sau Digital Subscriber Loop).

Familia notatǎ generic "xDSL" cuprinde printre altele ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) , SDSL, VDSL, s.a.

Dintre toate tehnologiile xDSL, cea mai utilizatǎ este ADSL; cuvantul asymmetric care apare in nume se referǎ la faptul cǎ modemul ADSL are lǎrgime diferitǎ de bandǎ pentru cele douǎ sensuri de comunicatie (transmite date mai rapid intr-o directie decat in cealaltǎ).

Capacitatea de transmisie in conditii ideale este aproximativ 1 milion de biti pe secundǎ (1 Mbps) intre abonat si centrala telefonicǎ (fluxul tur) si 8 Mbps intre centralǎ si abonat (fluxul retur).

De retinut cǎ:

Ø      Pe aceeasi linie de cupru se realizeaz simultan conversatie telefonic si transmisia de date digitale, dar in benzi diferite;

Ø      Banda liniei telefonice intre 24 Khz si 1,5 Mhz este imp rtit in benzi de 4 Khz si fiec rei benzi i se aloc un "modem virtual";

Ø      Fiecare din cele 249 modemuri virtuale aplic conceptul "degrad rii treptate" in banda care ii revine;

Ø      Rata de transfer pe ansamblu este suma ratelor de transfer a celor 249 de modemuri virtuale;

Ø      Serviciul DSL r mane tot timpul la dispozitia abonatului (ideal, abonatul este cuplat permanent).

Varianta ADSL

In momentul de fatǎ exist dou standarde ADSL, dar sunt incompatibile intre ele:

Standardul ADSL numit "Carrierless amplitude/phase" sau CAP, mai vechi si mai usor de implementat.

Standardul ADSL oficial ANSI numit "Discrete multitone" sau DMT, mai recent si dominant pe piata echipamentelor de profil;

Sistemul CAP

Banda de frecventǎ a liniei telefonice este imp rtit in trei domenii distincte:

Conversatia vocal intre 0 si 4 KHz (banda traditional

Canalul tur (fluxul de la abonat spre central intre 25 KHz si 160 KHz;

Canalul retur (fluxul de la centrala telefonic spre utilizator) intre 240 KHz si maxim 1,5 MHz.

voce

Canal tur

Canal retur

1,5 MHz

240 KHz

160 KHz

25 KHz

4 KHz

0

Figura 2.14. Benzi de frecventǎ in sistemul CAP.

Prin zonele largi de band neutilizat se asigur o izolare a canaleleor ceea ce micsoreaz interferentele.

Sistemul DMT

Sistemul DMT este caracterizat de urm toarele proprietǎti:

Banda de frecventǎ este imp rtit in 247 de canale separate, fiecare de 4 KHz l rgime dar f r a preciza care sunt pentru fluxul tur si cele care sunt pentru fluxul retur;

Fiec rui canal i se asociaz un modem virtual;

247 canale, fiecare de 4 KHz

Figura 2.15. Canale de comunicatie in sistemul DMT.

Fiecare canal in parte este supravegheat si cand calitatea transmisiei scade sub o anumit valoare, semnalul este comutat pe alt canal;

Cateva canale din prima parte a benzii (incepand cu 8 KHz) sunt folosite bidirectional atat pentru traficul tur cat si pentru traficul retur;

Sistemul DMT este mai complex dar asigur o flexibilitate mai mare decat sistemul CAP.

Tehnici de detectare a erorilor in transmisia seriala

Indiferent de schema de comunicatie implementata, totdeauna sunt posibile erori in transmisia datelor; desi erorile produse de zgomotul termic pot fi reduse la rate foarte mici, impulsurile zgomot tip rafala pot produce erori substantiale.

Toate tehnicile de detectare a erorilor in transmisia serialǎ utilizeazǎ urmǎtorul principiu: cadrului ii sunt adaugati la transmisie biti aditionali care constituie un cod de detectie a erorilor si care se calculeazǎ in functie de ceilalti biti transmisi. Receptorul realizeazǎ aceleasi calcule, comparǎ cele doua rezultate si constatǎ starea de eroare dacǎ si numai dacǎ cele doua valori nu coincid.

Vom expune trei dintre cele mai cunoscute tehnici, de la simplu la complex:

bit de paritate;

verificarea redundantei orizontale si vertcale;

verificarea redundantei ciclice;

Sesizarea unei erori nu serveste la nimic daca nu se iau masuri pentru a corecta erorile, astfel incat devine necesara o tehnica de identificare a erorilor si care sa genereaza suficiente informatii pentru ca erorile sa poata fi corectate de catre receptor; aceasta tehnica este cunoscuta sub numele detectia si corectia erorilor.

In general procedura nu implica corectia datelor primite de cǎtre receptor ; receptorul doar anunta emitatorul ca a fost sesizata o eroare si emitǎtorul initiazǎ retransmisia; aceasta

operatie se realizeaza la nivelul legaturii de date (Data Link Layer- DLL).

Verificarea paritatii: cea mai simpla schema de detectare a bitilor eronati consta in adaugarea unui bit de paritate la sfarsitul fiecarui cuvant din cadrul de date

(tabelul 2.1).

Tabelul 2.1. Metoda bitului de paritate bit 1 bit 2 bit n bit de paritate Caracter 1 b11 b21 bn1 R1 Caracter 2 b12 b22 bn2 R2 Caracter m b1m b2m bnm Rm Caracter de verificare a paritǎtii C1 C2 Cn Cn+1

Un exemplu tipic este transmisia caracterelor codificate ASCII in care bitul de paritate este atasat fiecarui caracter reprezentat pe 7 biti; valoarea acestui bit este aleasa astfel incat cuvantul sa aiba un numar par de '1'-uri (paritate para) sau un numar impar de '1'-uri (paritate impara); de obicei se utilizeaza paritatea para pentru transmisia asincrona si cea impara pentru transmisia sincrona.   De exemplu, daca emitatorul transmite caracterul ASCII "c" (0110 0011) si utilizeaza paritatea impara atunci se adauga un '1' si se transmite 011000111. Receptorul examineaza caracterul primit si daca numarul total de '1'-uri este impar presupune cǎ nu existǎ erori; dacǎ un bit sau oricare numar impar de biti

este in mod eronat inversat pe durata transmisiei atunci receptorul va sesiza eroare; daca doi (sau oricare numar par) biti sunt inversati nu se detecteaza eroare.

Deficientele metodei bitului de paritate se datoreaza faptului ca impulsurile de zgomot sunt suficient de lungi pentru a distruge mai mult de un bit, in special la rate mari de transfer a datelor.

Tabelul 2. 2. Tehnicile VRC si LRC. VRC <--LRC

Daca se utilizeaza un al doilea set de biti de paritate dispusi ca in tabelul 2.2 se obtine o imbunatatire substantiala; in aceasta tehnica, cadrul este vǎzut ca un bloc bidimensional de caractere; pentru fiecare caracter este adaugat un bit de paritate si suplimentar este generat un caracter aditional; primul bit din caracterul aditional este un bit de paritate pentru primul bit al tuturor celorlalte caractere din bloc, si la fel in continuare (va fi exprimat matematic utilizand operatorul SAU - exclusiv)

Exemplu: daca bitul de paritate de la sfarsitul fiecarui caracter il numim bit de paritate linie, atunci:

R_j = b_1j Å b_2j Å Å b_nj unde

R_j = bitul de paritate al caracterului de pe pozitia j;

b_ij = al i-lea bit din caracterul de pe pozitia j;

n = numarul de biti dintr-un caracter;

Aceasta ecuatie genereaza paritatea para; pentru caracterul de verificare a paritatii:

C_i = b_i1 Å b_i2 Å Å b_im unde

C_i = al i-lea bit al caracterului de verificare;

m = numarul de caractere in cadru;

In acest fel, bitii de paritate de la sfarsitul fiecarui caracter formeaza VRC (Vertical Redundancy Check) si caracterul de verificare a paritatii constitue LRC (Longitudinal Redundancy Check).

Masuratorile indica faptul ca utilizarea ambelor metode (VRC si LRC) reduce rata erorilor nedetectate comparativ cu VRC de la 2 la 4 ordine de marime; totusi, nici chiar aceasta schema nu este satisfacatoare (cateva erori ale numerelor pare raman nedetectate).

Tehnica CRC (Cyclic Redundancy Check)

CRC este o metoda puternica si usor de implementat din punct de vedere tehnic si poate fi explicat astfel: fiind dat un cadru sau un mesaj de k biti, emitatorul genereaza o secventa de n biti cunoscuta ca secventa de verificare a cadrului (FCS: Frame Check Sequence); cadrul rezultat contine (k+n) biti si se imparte binar exact la cateva numere binare predeterminate. Receptorul imparte binar cadrul care soseste prin acelasi numar si daca nu exista rest, presupune ca nu exista erori.

Polinoamele divizor standardizate sunt:

CRC-12 = X¹² + X¹¹ + X³ + X² + X + 1;

CRC-16 = X¹⁶ + X¹⁵ + X² + 1;

CRC-CCITT = X¹⁶ + X¹² + X⁵ + 1;

CRC-32 = X³² + X²⁶ + X²³ + X²² +X¹⁶ + X¹² + X¹¹ + X¹⁰ +

X⁸ + X⁷ + X⁵ + X⁴ + X² + X + 1

Polinomul CRC-12 este folosit pentru transmisia sirurilor de caractere de 6 biti si genereaza FCS (Frame Check Sequence) de 12 biti.

CRC-16 si CRC-CCITT sunt de obicei folosite pentru caractere reprezentate cu 8 biti si ambele genereaza FCS de 16 biti; desi sunt eficiente pentru majoritatea aplicatiilor, totusi CRC-32 este recomandat in transmisiile sincrone punct la punct standard.

Standardul pentru retele locale (IEEE 802) specifica folosirea polinomului CRC-32 care genereaza FCS pe 32 de biti.

Circuit cu registre de deplasare pentru impartire prin polinomul ( x 5 + x 4 + x 2 + 1 )

Biti de transmis

A

B

C

D

E

Figura 2.16. Generarea restului prin schema hardware.

registru de deplasare cu 1 bit

Poarta XOR (SAU EXCLUSIV)

x 5

x 4

x 2

Unde:

Figura 2.16 arata ca procesul de generare a bitilor CRC poate fi usor implementat ca un circuit de impartire format din porti XOR si registre de deplasare si anume:

registrul contine n biti (n este egal cu lungimea FCS);

sunt maxim n porti XOR;

prezenta sau absenta portii corespunde cu prezenta sau absenta termenilor in polinomul divizor P(x).

In exemplul prezentat in tabelul 2.3 si care foloseste schema din figura 2.16 s-a utilizat:

Mesajul M = 1010001101;

M(X) = X⁹ + X⁷ + X³ + X²+ 1

Polinomul generator P = 110101;

P(X) = X⁵ + X⁴ + X²+ 1;

Procesul incepe cu anularea continutului registrului de deplasare; mesajul, sau deimpartitul, este apoi introdus serial incepind cu bitul cel mai semnificativ (cel mai din stanga);

dupa ce ultimul bit este procesat, registrul de deplasare contine restul (FCS) care poate fi transmis in continuare ca parte integranta a mesajului.

Tabelul 2.3. Continutul registrelor de deplasare A B C D E Intrare Iinitial 0 0 pasul 1 0 1 mesaj de transmis pasul 2 0 0 pasul 3 1 1 pasul 4 0 0 pasul 5 1 0 pasul 6 1 1 pasul 7 1 0 pasul 8 1 1 pasul 9 1 1 pasul 10 1 1 pasul 11 0 1 cinci biti adaugati pasul 12 1 0 pasul 13 0 1 pasul 14 1 1 pasul 15 1 0

La receptie este folosita aceeasi logica; daca nu au fost modificari pe traseu ale mesajului (erori), registrul de deplasare trebuie sa contina la incheierea receptiei mesajului M, configuratia binara a restului R. Bitii transmisi din R incep sa soseasca si anuleaza continutul celulelor, astfel incat la incheierea receptiei, registrul de iesire contine zerouri.

In coloana E din tabel, bitii determinati la pasul 11 pana la pasul 15 reprezinta restul care se ataseaza mesajului util ca cinci biti pentru verificare.

Protocoale standardizate pentru controlul erorilor in comunicatia seriala de date; Seria V

Figura 2.17. Seriile V pentru controlul erorilor.

Seria V de protocoale pentru Controlul Erorii

V.40

V.41

V.42

V.42bis

Masuri suplimentare pentru controlul erorilor se pot lua la orice nivel al arhitecturii ISO-OSI si pana nu de mult aceasta actiune era specifica nivelelor aflate deasupra celui fizic.

Ca rezultat al dezvoltarii tehnologiei VLSI si a micsorarii pretului componentelor integrate pe scara larga, operatiile de

control al erorilor sunt acum plasate in Nivelul Fizic al arhitecturii ISO-OSI (in hardware).

Organismele internationale de standardizare au elaborat un pachet de recomandari cu privire la controlul erorilor, cuprinse in cele 4 componente ale seriei V (figura 2.17): V.40, V.41, V.42 si V.42bis.

Tehnicile de control a erorilor specificate de seria V sunt incorporate in toate produsele oferite in prezent de catre firmele de specialitate.

V.40 publicat in 1968 precizeaza tehnici de sesizare a erorilor pe echipamente electromecanice vechi (de exemplu banda perforata).

V.41 publicat in anul 1968 si actualizat in 1972 precizeaza locul unde se poate plasa controlul erorilor: in DTE (Data Terminal Equipement) sau in DCE (Data Communications Equipement); se adreseaza modemurilor vechi si lente cu viteze cuprinse intre 200-4800 biti/sec, in special celor din seria V.23.

V.42 completat de CCITT in anul 1988, se refera la protocolul de compatibilizare a transmisiilor asincrone si sincrone si defineste un proces mult mai sofisticat de sesizare (detectie) a erorilor decat recomandarile anterioare; V.42 s-a bucurat inca de la inceput de interes, deoarece rezolva doua mari probleme puse de echipamentele asincrone (mai ales calculatoarele personale asincrone):

Protocolul de conversie asincron-sincron;

O tehnica perfectionata de identificare a erorilor in

sistemele asincrone, superioara verificarii prin ecou si paritate.

V.42 este conceput sa realizeze la Nivelul Fizic operatiile de conversie asincron-sincron, sesizarea erorii si retransmisia datelor distruse (figura 2.18).

V.42 ofera urmatoarele servicii:

protocol de control al legaturii de date pentru secventierea si supravegherea fluxului de date ;

schema de sesizare a erorii bazata pe CRC (Cyclic Redundancy Check);

operatii de conversie asincron-sincron bazate pe tehnica V.41;

transmisia sincrona a datelor pe legatura de comunicatie .

Mediu Fizic

Nivelul Legatura de Date

Nivelul Fizic

Nivelul Legatura de Date

Nivelul Fizic

V.42 Sesizarea erorii si Retransmisia

Sesizarea erorii si Retransmisia

Figura 2.18. Sesizarea erorilor de transmisie la Nivelul Fizic.

Un DCE tip V.42 contine 4 componente principale:

un convertor de semnal ;

o functie de control a erorii ;

o functie generala de control ;

interfata V.24;

In terminologia adoptata de Modelul OSI, furnizorul de servicii este functia de control a erorii iar utilizatorul serviciului este functia de control.

Interfata V.24 permite conectarea la DTE, cu care comunica in format start/stop; convertorul de semnal este interfata cu linia telefonica si este proiectat sa lucreze pe un circuit inchiriat cap la cap pe doua fire.

Functia generalǎ de control este "sistemul de operare" al lui V.42 si realizeaza:

un dialog de tip "handshake" cu DCE indepartat pentru a identifica implementarea in el a schemei de corectie a erorilor prevazute de V.42;

Circuite V.24

Functie generala de control

Functie de control a erorii

Convertor de semnal

Legatura de Date

DTE Asincron

Figura 2.19. Modem cu facilitati de control a erorilor.

instalarea modului de lucru " fara corectarea erorilor", daca DCE nu este prevazut cu scheme de corectie a erorilor sau scheme de conversie asinsron-sincron;

negocierea procedurilor de dialog intre DCE-uri ;

supravegherea transferului datelor intre functia de control a erorii si interfata V.24;

Tabelul 2.4. Primitiva Functie L-ESTABLISH Stabileste o conexiune intre entitati cu facilitati de corectie a erorilor L-DATA Transfera date L-RELEASE Elibereaza conexiunea dintre entitati L-SIGNAL Trimite semnalul "break" L-SETPARM Fixeaza sau negociaza parametri sesiunii L-TEST Initiaza o procedura de test a entitatii pereche

conversia sincron-asincron intre interfata V.24 si functia de control a erorii ;

testul in bucla inchisa si daca este necesar, renegociaza parametrii care guverneaza operatiile DCE-urilor pe timpul conexiunii.

Functia de control a erorii se implica in :

transmisia fara erori prin interfata;

negocierea parametrilor operationali la nivelul legaturii;

corectia erorilor si retransmisia datelor corupte;

testul in bucla inchisa;

eliberarea conexiunii in conditiile stabilite de functia de control;

Protocolul de Control al Legaturii in V.42- LAPM

Pentru controlul legaturii, V.42 implementeaza protocolul LAPM (Link Access Procedure for Modems) bazat pe familia de protocoale HDLC (High-level Data Link Control) si pe specificatia LAPD (Link Access Procedure on D chanel) care este parte integranta din ISDN (Integrated Services Digital Network).

V.42 contine o anexa care defineste o procedura bazata pe protocolul MNP Microcom, diferita de LAPM; aceast variant a fost acceptat deoarece exist multe PC-uri care poseda software pentru MNP.

Primitive tip OSI in LAPM

Comunicatiile intre functia generala de control si functia de control a erorii se realizeaza prin primitive de tip OSI (Tabelul 2.4).

Stabilirea comunicatiei intre DCE-uri

Stabilirea sesiunii V.42 cuprinde doua etape:

faza de detectare a protocolului;

faza de instalare a protocolului ;

Faza de detectare

Faza de detectare este realizata in mod tansparent de catre functia generala de control; DTE utilizator si functia de control a erorii nu participa la operatie.

ADP

F r corectia erorii

(b)

X

Nu r spunde

(c)

Trimite cerere leg tur MNP

Confirm leg tura MNP

ADP

V. 42 este acceptat

(a)

Sursa T400=on

Destinatar ODP

"Accepti V42 ?"

X

Nu r spunde

(d)

Cerere leg tur MNP

Nu r spunde

X

Figura 2.20. Faza de detectare a protocolului.

DCE initiator (sursa) incepe operatiile de "handshaking" dupa incheierea actiunii de stabilire a legaturii telefonice (dial-

and answer) adica circuitele de transmisie si receptie sunt active.

Fnctia generala de control din sursa trimite un sir de biti cu structura speciala numit ODP (Originator Detection Pattern), format dintr-un caracter ASCII cu paritate para urmat de 8 pina la 16 de "1', apoi un alt caracter cu paritate impara urmat 8 pina la 16 de "1'; acest mesaj este interpretat de DCE destinatie drept "hello". Daca DCE sursa nu primeste un raspuns, poate trece sau nu intr-o functionare fara corectare de erori, dar stie ca DCE destinatie nu are instalat V.42.

Dupa ce primeste ODP, DCE indepartat devine emitator si trimite un ADP (Answer Detection Pattern) sa indice :

a)      Daca "V.42 este acceptat";

b)      Daca "nu este dorit un protocol de corectare a erorilor"

Sa presupunem ca transmite "accept V.42', ceea ce inseamna ca cele doua DCE-uri au incheiat faza de detectare si se intra in faza a doua; figura 2.20 arata si operatiile daca :

c)      Destinatarul nu raspunde la primul mesaj, dar raspunde la o cerere MNP ;

d) Destinatarul nu raspunde nici la cerere MNP, situatie in care faza de detectare nu este finalizata.

Faza de instalare a protocolului

Dupa incheierea fazei de detectare se parcurge etapa de stabilire a legaturii logice si negociere a parametrilor pentru operare, prin utilizarea primitivelor V.42; sunt parcursi 18 pasi intr-un scenariu obisnuit de stabilire a conexiunii, parametrilor si transferului de date propriu-zis (figura 2.21.).

Primii sase pasi stabilesc conexiunea logica intre doua DCE-uri (sursa si destinatia) si conexiunea la nivelul legaturii de date.

Functia de control (CF-Control Function) a transmisiei trimite primitiva L-ESTABLISH.req. catre functia de control a erorii (ECF- Error Control Function) printr-un cadru de comanda;

acest cadru este transmis catre ECF indepartat care

il transforma intr-o primitiva de stabilire a legaturii

(L-ESTAB.ind).

functia de control din DCE-ul destinatie raspunde cu primitiva de stabilire a legaturii (L-ESTAB.res.);

ECF

L-ESTAB req.

L-ESTAB. conf .

L-SETPARM. req.

L-SETPARM. conf.

L-DATA. req.

L- DATA. ind

2

8

14

3

L-ESTAB. ind.

L-ESTAB. res .

4

9

L-SETPARM. ind.

L-SETPARM. res.

15

L-DATA. ind.

L- DATA. res

DCE sursa

CF

CF

ECF

DCE destinatie

Legatura

Figura 2.21. Instalarea protocolului LAPM.

ECF-ul sau ataseaza aceasta primitiva la un cadru UA (Unnumbered Acknowledgement) din LAPM; acest cadru este transmis pe legatura catre ECF sursa.

Cadrul UA este atasat la primitiva de confirmare a stabilirii legaturii (L-ESTAB.conf); in acest moment se incheie prima faza de handshaking.

In continuare, functia de control din DCE sursa poate incepe negocierea parametrilor pentru sesiunea initiata: se trimite primitiva de cerere a parametrilor

L-SETPARM.req;

ECF-ul sau o foloseste pentru a crea un cadru XID LAPM (LAPM eXchange IDentification frame); parametrii din acest cadru sunt folositi de DCE destinatie pentru a stabili conditiile in care se va desfasura sesiunea; cum se vede in figura 2.21,

ECF destinatie primeste cadrul XID si il atasaza la primitiva de indicare a parametrilor L-SETPARM.ind, dupa care

raspunde cu L-SETPARM.res,

care se atasaza cadrului XID de raspuns; in incheierea acestei faze, cadrul este transmis catre

ECF sursa, care il atasaza cadrului XID cu primitiva de confirmare a parametrilor L-SETPARM.conf.

Daca toti pasii au fost parcursi corect si parametrii comunicatiei au fost stabiliti, se intra in faza de transfer a datelor folosind primitivele corespunzatoare (pasii 13,14,15,16,17,18).

In concluzie, V.42 pur si simplu transporta datele pe linia V.24 incapsulate in campul de informatie al cadrului LAPM pentru un transfer sigur pe legatura catre DCE destinatie.

Protocolul V.42bis

V.42bis introduce o operatie suplimentara fata de V.42 si anume compresia datelor.

Pentru includerea facilitatilor de compresie a datelor in modemuri, grupul XVII de studiu din cadrul CCITT a analizat cele mai performante scheme de compresie si a ales pentru implementare in V.42bis algoritmul BTLZ al firmei British Telecom.

Algoritmul de compresie nu se bazeaza pe substitutia caracterelor, ci codifica un sir de caractere cu un cuvant de cod de lungime fixa, prin consultarea si imbogatirea unui dictionar de siruri de caractere carora le sunt atasate coduri; dictionarul este o structura de tip arbore TRIE.

Fiecare radacina este un caracter al alfabetului si fiecare arbore consta din ramuri care leaga noduri care reprezinta caractere; fiecarui nod ii este atasat un cuvant de cod si evident codificatorul si decodificatorul folosesc dictionare echivalente.

Circuite V.24

Functia generala de control

Functia de control a erorii

Convertor de semnal

Legatura de Date

DTE Asincron

Figura 2.22. Modelul V.42bis

Functia pentru compresia datelor