دانلود مقاله اینترنت

مقدمه :

انقلابی که در زمینه اینترنت صورت گرفت و چهره ارتباطات , علوم بازرگانی را دگرگون کرد ، منجر به تولید وسیله ای منحصر بفرد و ارزان قیمت بنام مودم گردید. تا سه یا چهار سال پیش استفاده مردم از مودم ضروری و اجتناب نا پذیر نبود ولی امروزه بخش اجتناب ناپذیر تمامی کامپیوترهای غیر شبکه ای شده است . بنابراین تکنولوژی مودم به همراه دیگر جنبه های کامپیوتر پیشرفت بسیار نموده است . این پیشرفتها موجب افزایش سرعت انتقال اطلاعات از طریق خط تلفن و پیدایش قابلیتهای مفیدی برای مودم گردید و این در حالی است که سازندگان نیز سعی در کاهش قیمت مودمها برای تبد یل آن به یک استاندارد جهانی پیشرفته دارند . با افزایش روز افزون استفاده از اینترنت مودمهای جدید می توانند نسبت به پردازنده ها  ، دهها کارایی بیشتر داشته باشند . به علاوه با شناسایی  زنگ تلفن ، (SRD) وجود ویژگی هایی همچون ارسال و دریافت همزمان  داده, صدا ، فاکس و داده های تلفنی استفاده بیشتری از خطوط تلفن به عمل   می آید .

تکنولوژی مودم :

  مودم دستگاهی است که ارتباط میان دو کامپیوتر را از طریق یک خط تلفن ممکن     می سازد . اگر فاصله دو کامپیوتر آنقدر زیاد باشد که نتوان آنها را به کمک یک کابل استاندارد به یکدیگر متصل کرد با استفاده از مودم می توان بین آنها ارتباط برقرارنمود. در محیط یک شبکه مودم ها به عنوان دستگاه هایی برای مرتبط کردن شبکه ها به یکدیگر با اتصال کامپیوترها به دنیای ورای شبکه محلی بکار می روند .

وظایف اساسی مودم ها :

   همانگونه که از مطالب قبلی بر می آید ، کامپیوترها می توانند از طریق خطوط تلفن به وسیله   Modulate – Demodulateیعنی تلفیق سازی و تفکیک سازی با هم ارتباط برقرار کنند.

کامپیوترها نمی توانند به سادگی از طریق خط تلفن به یکدیگر متصل شوند ؛ زیرا کامپیوتر با پالسهای الکترونیکی دیجیتال ( سیگنالهای الکترونیکی ) ارتباط برقرار میکنند در حالی که خط تلفن تنها قادر به ارسال پالسهای آنالوگ (صوت ) است .

 هر سیگنال دیجیتال مترادف با یک رقم پایبندی است و فقط می تواند دارای مقدار 0 یا 1 باشد در مقابل سیگنال آنالوگ یک منحنی است که می تواند بیانگر مقداری در یک محدوده نامتناهی پیوسته باشد  . 

مودم متصل به کامپیوتر فرستنده ، سیگنالهای دیجیتال را به سیگنالهای آنالوگ تبدیل کرده سپس آنها را از طریق خط تلفن انتقال می دهد یا بلعکس .

به عبارت دیگر مودم فرستنده با تبدیل سیگنالهای دیجیتال به آنالوگ عمل مدوله کردن و مودم گیرنده به تبدیل مجدد سیگنالهای آنالوگ به دیجیتال عمل دمدوله کردن را انجام میدهد .

منظور از مدوله کردن ، سوار کردن یک سیگنال (یا یک موج ) به یک سیگنال دیگر به نام سیگنال حامل (carrier) است . با این روش می توان امواج دیجیتال را به یک موج آنالوگ سوار کرد . مدولاسیون خود شامل سه نوع است :

1 – مدولاسیون دامنه (Amplitude   modulation)  

2-مدولاسیون فرکانس (Frequency   modulation)

3- مدولاسیون فاز  (Phase   modulation)

از تفکیک مدولاسیون علاوه بر مودمها در سایر فرستنده ها از جمله فرستنده های رادیویی هم استفاده فراوان می شود دمدولاسیون هم به معنای سیگنال اصلی از یک سیگنال حامل می باشد .

تبدیل بیت ها به صدا :

برای ارسال و دریافت صفر و یک های دیجیتالی از طریق خط تلفن ، مودمها باید  بیتها را بر موجهای صوتی تبدیل نمایند برای انجام این کار مودمها از تکنیک های مدولاسیون استفاده می کنند .

قاعده اصلی این روش انتقال کلیه فرکانس است که طی آن از فرکانسهای آنالوگ استاندارد برای شناسایی بیتهای صفر و یک استفاده می شود .

تصور کنید که دو نوازنده پیانو از بیماری ورم گلو رنج می برند آنها قادر به تکلم نیستند ولی میتوانند با صفحه کلیدهایی که در اختیار دارند با پاسخهای بله یا خیر به سئوالات پاسخ دهند . نوازنده اولی با بکار بردن نت A خیر و نت C به مفهوم بلی و نوازنده دومی نیز برای عدم تداخل با نوازنده اول نت E را به مفهوم خیر و نت G را به مفهوم بلی به کار می برد .

استفاده از این روش سرعت انتقال داده ها را کاهش می دهد . مودمها برای تغییر هر نت 3 سیکل زمانی ، زمان مصرف می کنند و این کار حد اکثر سرعت انتقال اطلاعات را به مقدار  300 bit / sec محدود می کند .(یعنی میزان سرعتی که در استاندارد قدیمی BELL   103   قابل دسترس بود ) برای جای دادن بیشتر بیتها در یک مرحله انتقال ، مودمهای جدید از روش Key modulation  فازی استفاده میکنند که در آن انتقال به صورت موجی انجام می گیرد و یک رقم ،صفر یا یک به این کار اختصاص می یابد  با کنترل و شتاب دادن انتقال فرکانس سرعت مودمها به 9600 بیت بر ثانیه ارتقاء یافته است .

در طرحهای قبلی برای انتقال بیتهای اضافی از تغییر دامنه استفاده می گردد در نتیجه مودمهایی ساخته شده اند که در سرعت انتقال اطلاعات آنها به میزان8/28و 6/36 کیلو بیت بر ثانیه یعنی 100 برابر استاندارد اولیه BELL  LOZ  ارتقاء یافته است .

انواع مودم : 

از آنجا که محیطهای ارتباطی با هم فرق دارند ، لازم است مودمهای مختلف وجود داشته باشند تا بتوانند داده ها را با روشهای متفاوت ارسال کنند،محیطهای ارتباطی را با توجه به زمانبندی ارتباطات می توان به دو گروه تقسیم کرد :

 1 – آسنکرون    2 – سنکرون

نوع مودمی که در یک شبکه استفاده می شود ، به محیط آن و کاری که شبکه باید انجام دهد بستگی دارد .

ارتباطات آسنکرون (Async)  :

اتصالات آسنکرون ، رایج ترین نوع اتصال در جهان هستند ، زیرا به گونه ای طراحی شده اند که می توانند از خطوط تلفن استفاده کنند .

در محیط آسنکرون ، داده ها به صورت یک جریان سریال ارسال می شوند .

هر کاراکتر ( حرف ، عدد یا نشانه ) به رشته ای از بیت ها تبدیل می شود ، هر یک از این رشته ها توسط یک بیت شروع و یک بیت پایان از سایر رشته ها مجزا می شود ، دستگاه گیرنده و دستگاه فرستنده باید بر سر ترتیب بیت پایان توافق داشته باشند ، کامپیوتر گیرنده از بیت شروع و پایان برای تفکیک داده ها از یکدیگر و هم زمان شدن با جریان داده ها استفاده میکند .

باید توجه داشت که این نوع ارتباط سنکرون نیست ، زیرا از هیچ ساعت یا روشی برای هماهنگ کردن عمل ارسال بین کامپیوتر فرستنده و گیرنده استفاده نمی شود  کامپیوتر فرستنده تنها داده ها را ارسال می کند و کامپیوتر گیرنده هم آنها را دریافت  می نمایند ، سپس کامپیوتر گیرنده صحت داده های دریافتی را با مقایسه آنها با داده های ارسالی کنترل می کند، 25 درصد ترافیک داده ها در ارتباطات آسنکرون مربوط به کنترل ترافیک داده ها و هماهنگی آنهاست .

ارسال آسنکرون از طریق خطوط تلفن باسرعت حد اکثر 28800 bps   انجام       می شود ، هر چند روش های جدید فشرده سازی داده ها میتوانند این سرعت   (28,800 bps ) را در سیستم هایی که به طور مستقیم به هم متصل شده اند تا 115200 bps افزایش دهند .

کنترل خطا :

از آنجا که در ارتباطات آسنکرون همیشه احتمال خطا وجود دارد ، در این نوع ارتباطات از یک بیت خاص به نام توازن برای کنترل خطاها و تصحیح آنها استفاده     می شود .

درعمل کنترل توازن تعداد بیتهای ارسالی باید با تعداد بیت های دریافتی یکسان باشد،  مودم(V . 32  ) اولیه امکان کنترل خطا را نداشت ، به منظور کنترل خطا در ارتباطات آسنکرون شرکت(Microcom  ) استانداردی به نام MNP  تدوین کرد این روش تا اندازه ای  مؤثر و مفید بود که شرکتهای دیگرنه تنهانسخه اولیه پروتکل،بلکه نسخه جدیدتر آن با نام کلاسهای MNP  را نیز پذیرفتند، در حال حاضرچندین سازنده مودم از MNP  کلاسهای 2،3و4 پیروی می کنند .

در سال 1989 CCTTT   استاندارد(V.42) را برای کنترل خطا در مودمهای آسنکرون انتشار داد ، این استاندارد سخت افزاری دارای دو پروتکل کنترل خطا بود، پروتکل اصلی کنترل خطا LAPM   ( روال دسترسی پیوندی برای مودمها ) است ، ولی از MNP   کلاس 4 نیز استفاده می کند. پروتکل LAPM برای ارتباط بین دومودم سازگار با استانداردV . 42  استفاده می شود. اگر یکی از این مودمها سازگار با 4MNP   باشد ، پروتکل مناسب  MNP 4 خواهد بود .

بهبود کارایی انتقال :

کارایی ارتباط به دو پارامتر بستگی دارد :

1 – سرعت ارسال سیگنال یا سرعت کانال ارتباطی:

این پارامتر بیانگر سرعتی است که داده های رمز گذاری شده به سوی کانال ارتباطی ارسال می شوند . 

2 – عبوردهی:

این پارامتر میزان اطلاعاتی را که از کانال ارتباطی عبور می کنند ، اندازه گیری     می نماید .

سرعت کانال ارتباطی و عبوردهی ممکن است با هم اشتباه شوند ، اما با تغییر آنها به طور مجزا می توان کارایی را بهبود بخشید، به عنوان مثال می توانید با فشرده سازی داده ها عبور دهی را دو برابر کنید ، بدون اینکه مجبور باشید تا برای خرید یک کانال ارتباطی سریعتر پولی بپردازید .

روش فشرده سازی با حذف عناصر اضافی یا بخشهای خالی باعث بهبود زمان لازم برای ارسال داده ها می شود یکی از استانداردهای رایج فشرده سازی داده ها پروتکل MNP  کلاس 5 شرکت Microcom  است .

اگر در دو انتهای خط ارتباطی از پروتکل MNP   کلاس 5  استفاده شود ، زمان انتقال داده ها به نصف تقلیل می یابد .

حتی با استفاده از استاندارد V . 42 bis  می توان میزان کارآیی را افزایش داد ، زیرا این استاندارد روش مؤثر فشرده سازی داده ها را بسته به نوع سخت افزار تعیین      می کند . به عنوان مثال ، یک مودم با سرعت 9600 bps  ، با استفاده از استاندارد V.42 bis  می تواند به عبوردهی 38400 bps  دست یابد .

هماهنگ کردن استانداردها :

از آنجا که استانداردهای گوناگون دارای کارآیی های متفاوتی هستند ، این امکان وجود دارد که کارآیی مودم را با استفاده از ترکیبی از پروتکل های ارسال سیگنال و کنترل خطا بهبود بخشید .

به عنوان مثال ، برای اتصال آسنکرون دو شبکه LAN   به یکدیگر از طریق مدارهای آنالوگ ، ترکیب زیر سرویسهای سریع و قابل اطمینانی را ارائه می دهد .

·        ارسال سیگنال V.32  bis

·        کنترل خطا V . 42

·        فشرده سازی V 42 bis

مودم های آسنکرون یا سریال، از مودمهای سنکرون ارزانتر هستند ، زیرا این مودمها نیازی به مدارها و اجزای لازم برای زمان بندی در ارتباطات سنکرون ندارند .

 ارتباط سنکرون :

 ارتباط سنکرون از یک برنامه زمان بندی هماهنگ میان دو دستگاه برای مجزا کردن گروه های متشکل از بیت ها و ارسال آنها به صورت بلوکهایی با نام قاب استفاده       می کند، برای همزمانی و دقت این ارتباط از کاراکترهای خاصی به صورت متناوب استفاده می شود .

از آنجا که بیت ها بر اساس یک روش زمان بندی شده و کنترل شده ( سنکرون ) ارسال و دریافت می شوند ، در این نوع ارتباط نیازی به بیت های شروع و پایان نیست، عمل ارسال در انتهای هر قاب داده ها پایان می یابد بسیار مؤثرتر از ارسال آسنکرون است .

اگر در حین انتقال خطایی رخ دهد ، طرح تشخیص و تصحیح خطای سنکرون به راحتی اقدام به ارسال مجدد قاب داده ها می کند .

پروتکل های سنکرون بر خلاف پروتکل های آسنکرون کارهای مختلفی انجام می دهند.

پروتکل های سنکرون :

1- داده ها را به صورت بلوک ها قالب بندی می کنند .    

2- به بلوک ها اطلاعات کنترلی اضافه می نمایند .

3-برای کنترل خطا اطلاعات را بررسی می کنند .

  پروتکلهای اولیه در ارتباطات سنکرون عبارتند از :

·        SDLC  یاکنترل پیوند داده های سنکرون

·        HDLC  یا کنترل سطح بالای پیوند داده ها

·        BISYNEC  یا پروتکل ارتباطات سنکرون باینری

ارتباطات سنکرون تقریباَ در تمام ارتباطات دیجیتال و شبکه ای استفاده می شوند . به عنوان مثال ، اگر می خواهید از طریق خطوط دیجیتال کامپیوترهای راه دور را به یکدیگر متصل کنید، به جای مودمهای آسنکرون باید از مودم های سنکرون برای اتصال کامپیوترها به خطوط دیجیتال استفاده کنید، به طور کلی از مودم های سنکرون در خانه به علت پیچیدگی و قیمت بالای آنها استفاده نمی شود .