Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновский государственный технический университет СИСТЕМЫ ДОКУМЕНТАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Системы документальной электросвязи» для студентов дневной формы обучения специальности 200900 «Телекомуникации» Составитель М.В.Марченко Ульяновск 2007
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Ульяновский государственный технический университет
СИСТЕМЫ ДОКУМЕНТАЛЬНОЙ
ЭЛЕКТРОСВЯЗИ
Методические указания
к лабораторным работам по дисциплине
«Системы документальной электросвязи»
для студентов дневной формы обучения специальности 200900
«Телекомуникации»
Составитель М.В.Марченко
Ульяновск 2007
УДК 621.395(076)
ББК 34.9я7
С40
Рецензент доцент кафедры «Многоканальная электропроводная и
Системы документальной электросвязи : методические указания к
С40 лабораторным работам по дисциплине «Системы документальной
электросвязи» для студентов дневной формы обучения специальности
200900 «Телекоммуникации» / сост. М. В. Марченко. — Ульяновск:
УлГТУ,2007. - 4 2 с .
Составлены в соответствии с программой курса «Системы документальной электросвязи».
В методических указаниях приведено описание восьми лабораторных работ. Каждая лабораторная работа снабжена кратким теоретическим материалом. Лабораторные работы включают исследование протоколов модемной связи при передаче данных и неподвижных изображений, а также исследование протоколов прикладного уровня стека TCP/IP.
Указания включают перечень контрольных вопросов к каждой лабораторной работе и список рекомендуемой литературы.
Предназначены для студентов дневной формы обучения специальности 200900 «Телекоммуникации».
2. Лабораторная работа 1. Изучение АТ-команд для 6
управления АКД
3. Лабораторная работа 2. Установление соединения двух 9
АКД, протоколы X, Y, Z-модемов
4. Лабораторная работа 3. Изучение работы АКД при 13
изменении АЧХ линии связи
5. Лабораторная работа 4. Изучение работы АКД при 18
изменении шумовых характеристик линии связи
6. Лабораторная работа 5. Изучение работы протоколов 21
передачи неподвижных изображений
7. Лабораторная работа 6. Работа в сети по стеку протоколов 25
TCP/IP. Протокол telnet
8. Лабораторная работа 7. Работа в сети по стеку протоколов 28
TCP/IP. Протокол FTP
9. Лабораторная работа 8. Работа в сети по стеку протоколов 31
TCP/IP. Протоколы почты SMTP и РОРЗ
10. Приложение 1. Список стандартных АТ-команд 35
11. Приложение 2. Команды протокола FTP 38
12. Приложение 3. Команды протокола РОРЗ 40
13. Приложение 4. Команды протокола SMTP 41
Библиографический список 42
3
Лабораторные работы по исследованию модемной связи
выполняются на установке, состоящей из ЭВМ с управляющими
программами, двух модемов и модели телефонной линии связи. Модель
линии связи представляет собой последовательно соединённые фильтр,
аттенюатор и смеситель для подачи сигнала помехи с генератора. Таким
образом, линия связи моделируется тремя параметрами: полосой
пропускания, ослаблением сигнала и уровнем помехи.
Структурная схема установки изображена на рис. 1. Линия связи в
Рис. 1. Структурная схема установки
установке представлена фильтрами Ф, аттенюаторами А, генератором
помех и смесителем См. Контроль сигналов в моделируемой линии связи и
подаваемых в линию помех осуществляется с помощью осциллографа,
сигнал на который подаётся через согласующие устройства СУ. Модемы
подключаются к стандартным последовательным портам ЭВМ. Для
генерации сигнала помех и наблюдения сигнала в линии связи
используются ЦАП и АЦП звуковой платы ЭВМ с частотой
дискретизации 44,1 кГц.
Терминальная программа представляет собой приложение Windows.
Интерфейс программы изображён на рис. 2. Окно программы разбито на
две части. В каждой части находятся выключатель порта модема,
индикаторы состояния модема и терминальное окно для обмена
сообщениями с модемом. В главном меню находятся пункты настройки
параметров портов для связи ЭВМ с модемами.
Общий порядок работы с лабораторной установкой следующий. В
терминальной программе настраиваются параметры портов связи с
модемами. Производится включение портов. При этом высвечиваются
4
индикаторы, соответствующие состоянию модемов. Установка готова к
работе.
Рис. 2. Терминальная программа
В терминальных окнах вводятся АТ-команды и наблюдается реакция модемов. С помощью последовательности команд ATZ, АТН1, АТОО на первом модеме и команд ATZ, АТА - на втором, устанавливается связь между модемами через моделируемую линию связи. Сигнал в линии можно наблюдать в окне осциллографа. С помощью АТ-команд можно ограничивать скорость передачи данных в установленном соединении и исследовать зависимость скорости передачи от полосы пропускания линии связи и уровня помех в ней.
Лабораторная установка позволяет исследовать протоколы передачи файлов (X, Y, Z-modem) и протоколы передачи неподвижных изображений. При исследовании протоколов передачи файлов или изображений устанавливается зависимость скорости передачи содержимого от его свойств и свойств линии связи.
5
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
Изучение АТ-команд для управления АКД
Вводная часть
Для управления АКД из ООД используется набор АТ-команд.
Список стандартных АТ-команд приведён в приложении 1. Команды
пересылаются в АКД символами кодировки ASCII. Все поступающие из
ООД символы анализируются и записываются в буфер АКД.
Команды начинаются с латинских символов «АТ», которые
являются сокращением слова «attention» (англ.- «внимание»). Кроме того,
существуют две специальные команды: «А/» и команда «escape», которые
используются без префикса «АТ». В одной командной строке может
содержаться несколько команд. Каждая команда может отделяется от
другой символом пробела (020Н), причём префикс «АТ» должен
содержаться только в начале командной строки. Все символы в командной
строке должны быть из одного регистра. Завершением командной строки
является символ «Возврат каретки» (0DH). Максимальная длина
командной строки с учётом префикса, пробелов и окончания - 40
символов. После получения символа окончания строки командный
процессор АКД пытается выполнить сохранённую в буфере команду. При
успешном выполнении назад в ООД отправляется результат и сообщение
«ОК», в противном случае отправляется сообщение об ошибке «ERROR».
Если в строке содержится более одной команды, то при обнаружении хотя
бы одной ошибки в любой из них выдаётся сообщение об ошибке.
Команды после ошибочной игнорируются.
Формат командной строки определяется необходимостью АКД
автоматического распознавания по первым двум получаемым символам
свойств последовательного порта. Скорость передачи данных от ООД к
АКД вычисляется по символу «А», по символу «Т» определяется формат
передачи каждого символа.
АКД может работать в двух режимах. Командный режим
предназначен для управления АКД из ООД, к которому она подключена. В
командном режиме возможно программирование, выбор режимов работы
и просмотр сохранённых данных.
Пример самого простого диалога в командном режиме выглядит
следующим образом:
ООД > АТ<ВК> (команда отправляется в АКД)
АКД > ОК (команда успешно выполнена).
Второй режим - передача данных между удалёнными АКД через
линию связи. При этом все данные, поступающие от ООД, передаются
АКД в линию связи. Режим передачи данных устанавливается после
успешного выполнения команды соединения с удалённой АКД. Возврат в
6
командный режим происходит при разрыве соединения или по команде
«escape». По команде «escape» соединение не разрывается.
Для хранения констант и переменных, использующихся в
алгоритмах работы АКД, резервируется память АКД, доступ к которой из
ООД осуществляется через обращение к S-регистрам.
Порядок выполнения работы
1. Включить АКД, ЭВМ.
2. На ЭВМ запустить на исполнение программы генератора,
осциллографа и терминала.
3. В терминальной программе настроить параметры
последовательных портов.
4. Включить в терминальной программе последовательные порты.
При этом должны загореться индикаторы, соответствующие состоянию
АКД.
5. В терминальном окне АКД набрать команду «АТ» и убедиться в
её исполнении.
6. Выполнить команды в соответствии с полученным вариантом.
7. Составить отчёт по проделанной работе. В отчёте дать объяснение
выполнению каждой команды.
Таблица 1
Варианты заданий к работе
В 1 В 2 B 3 B 4 B 5
ATZ ATZ ATZ ATZ ATZ
АТЕО AT&V ATS3=32 ATT ATS1?
АТ ATS0=2 AT ATD434; ATSO?
АТЕ1 AT&V ATS3=13 ATP ATS0=5
АТ AT AT ATD434; ATSO?
AT AT
В 6 B 7 B 8 B 9 В 10
ATZ ATZ ATZ ATZ ATZ
ATS0=5 AT&F1 ATS6=2 ATP ATS8=2
AT&F0 AT&V ATDP434; ATD<434; ATDP4„34;
ATS0? AT&FO ATS6=150 ATD>434; ATS8=150
AT AT&V ATDP434; AT ATDP4„34;
AT AT AT
7
Контрольные вопросы
1. Подключение АКД к ООД.
2. Способ управления АКД из ООД.
3. Принцип построения и назначение АТ-команд.
4. Режимы работы АКД.
5. Назначение и принцип работы с S-регистрами АКД.
Литература
1. Хелд Г. Технологии передачи данных: Пер. с англ. - 7-е изд. - СПб. и
V.22bis. В данном протоколе используется квадратурная амплитудная
модуляция, формирующая четырёх- или шестнадцатисигнальное
13
созвездие, т.е. кратность модуляции может быть либо два, либо четыре.
При двойной кратности сигнал с квадратурной амплитудной модуляцией
вырождается в сигнал с двойной относительной фазовой модуляцией, чем
обеспечивается совместимость с протоколом V.22. Так как скорость
модуляции для протокола V.22bis остаётся равной 600 Бод, как и для
протокола V.22, то информационная скорость может принимать значение
1200 бит/с для двукратной модуляции или 2400 бит/с для четырёхкратной
модуляции.
Рис. 5. Несущие частоты в протоколе V.22
На максимальной скорости каждые четыре бита определяют сигнал,
передаваемый в линию. Первые два бита из четырёх указывают изменение
фазового квадранта текущего сигнала по отношению к предыдущему.
Оставшиеся два бита указывают место сигнала в выбранном фазовом
квадранте.
Протокол V.32 позволяет передавать данные со скоростью до
9600 бит/с. В протоколе полоса пропускания канала связи используется
полностью как вызывающей, так и отвечающей стороной. С этой целью
используется технология эхо-подавления. В результате скорость
модуляции в протоколе составляет 2400 Бод. Несущая частота выбрана
равной 1800 Гц. На максимальной информационной скорости может
применяться треллис-кодирование или 16-позиционная квадратурная
амплитудная модуляция. Всего протокол поддерживает три
информационные скорости передачи: 2400 бит/с, 4800 бит/с, 9600 бит/с.
Протокол V.32bis отличается от V.32 расширением скоростей до
14400 бит/с, включая скорости 7200, 9600 и 12000 бит/с. Для повышения
помехоустойчивости при передаче используется избыточное кодирование
информации с помощью треллис-кода. При треллис-кодировании или
решётчатом кодировании к каждой группе информационных разрядов
добавляется один избыточный разряд, вычисляемый по определённому
алгоритму. Первые два разряда каждой группы используются как для
дифференциального кодирования фазового квадранта, так и для
вычисления избыточного разряда (рис. 6). В результате число сигналов в
фазовой плоскости получается в два раза больше по сравнению с
безызбыточным кодированием, но часть сигналов считается запрещённой,
благодаря чему на приёмной стороне с помощью алгоритма Витерби по
критерию максимального правдоподобия определяется переданный
сигнал.
14
Порядок выполнения работы
1. Включить АКД, ЭВМ.
2. На ЭВМ запустить на исполнение программы генератора,
осциллографа, анализатора спектра и терминала.
3. В терминальной программе настроить параметры
последовательных портов.
4. Включить в терминальной программе последовательные порты.
При этом должны загореться индикаторы, соответствующие состоянию
АКД.
5. В терминальном окне АКД набрать команду «АТ» и убедиться в
её исполнении.
6. Установить полосу пропускания линии в соответствии с
вариантом задания.
7. На осциллографе наблюдать сигнал в линии.
8. Выполнить следующие команды на первой АКД:
«ATZ»,
«АТН1»,
«АТОО».
После выполнения последней команды АКД пытается установить
соединение с удалённой АКД.
9. На осциллографе наблюдать сигнал в линии. На анализаторе
спектра наблюдать спектр сигнала.
10. Выполнить следующие команды на второй АКД:
«ATZ»,
«АТА».
После выполнения последней команды АКД принимает входящий
вызов и при успешном соединении АКД друг с другом происходит
переход в режим передачи данных.
11. Зафиксировать скорость соединения АКД.
12. На осциллографе наблюдать сигнал в линии. На анализаторе
спектра наблюдать спектр сигнала.
13. В соответствии с вариантом задания установить полосу
пропускания и передать через канал связи файл с помощью разных
протоколов (X, Y и Z - модем). Зафиксировать время передачи файлов с
помощью встроенного в терминальную программу секундомера.
14. Установить стандартную полосу пропускания линии связи (300-
3400 Гц).
15. Произвести переустановку соединения с помощью разрыва
соединения. Для этого перейти в командный режим с помощью escape-
последовательности, провести инициализацию АКД. Связь при этом
разорвётся. После этого установить новое соединение с удалённой АКД.
16. На осциллографе наблюдать сигнал в линии. На анализаторе
спектра наблюдать спектр сигнала.
17. Повторить передачу того же файла и измерить время передачи.
16
Рис. 6. Схема решётчатого кодирования
Протокол V.34 описывает методы передачи данных со скоростями до 28800 бит/с. В протоколе предусмотрено шесть скоростей модуляции. Информационная скорость может принимать одно из двенадцати значений в диапазоне от 2400 бит/с до 28800 бит/с. При формировании сигналов используется решётчатое кодирование, причём сигнал формируется в координатах фаза-амплитуда-время и передаётся за две посылки. Таким образом, одному сигналу может соответствовать 18 разрядный символ с одним избыточным разрядом треллис-кода.
Несущая частота в протоколе V.34 не является фиксированной и может принимать одно из 9 значений в зависимости от скорости модуляции. Большое число изменяемых параметров передачи позволяет максимально эффективно использовать полосу частот канала связи. Кроме того, эффективность передачи повышается также за счёт введения в сигнал линейных и нелинейных предыскажений. Выбор конкретных параметров происходит при установлении соединения. На первом этапе соединение устанавливается по протоколу V.8 (основан на V.21), после чего выясняется, поддерживают ли оба модема протокол V.34. На втором этапе происходит исследование линии связи с помощью зондирующего сигнала, состоящего из последовательности синусоидальных колебаний с частотами в диапазоне 150...3750 Гц. Приёмник отвечающей стороны определяет характеристики линии связи и пересылает их вызывающей стороне, по которым она выбирает параметры сигнала протокола V.34. Такое зондирование линии производит и отвечающая сторона. В результате скорости передачи данных в противоположные стороны могут отличаться друг от друга. Обмен выбранными параметрами обеих сторон между собой происходит по протоколу V.22.
Протокол V.34bis отличается от V.34 расширением максимальной информационной скорости до 33600 бит/с.
15
18. Перейти в командный режим без разрыва соединения с помощью
escape-последовательности.
19. Составить отчёт по проделанной работе. В отчёте дать
объяснение выполнению каждой команды. Изобразить осциллограммы.
Сравнить время передачи файлов разными протоколами через линию
связи с разными полосами пропускания. Дать объяснение полученной
разнице.
Таблица 3
Варианты заданий к работе
В 1 В 2 В З В 4 В 5
file001.dat
Полоса 1
file002.dat
Полоса 2
file003.dat
Полоса 3
file004.dat
Полоса 1
file005.dat
Полоса 2
В 6 В 7 В 8 В 9 В 10
file006.dat
Полоса 3
file007.dat
Полоса 1
file008.dat
Полоса 2
file009.dat
Полоса 3
file010.dat
Полоса 1
Контрольные вопросы
1. Влияние полосы пропускания канала связи на скорость передачи
информации.
2. Методы увеличения скорости передачи данных через канал связи с
ограниченной полосой пропускания.
3. Выбор протокола при установке соединения между АКД.
4. Спектр сигнала передаваемого АКД в линию.
5. Виды модуляции, используемые при передаче сигнала в линию связи.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 Изучение работы АКД при изменении шумовых характеристик линии
связи
Вводная часть
При распространении сигнала в канале связи на практике всегда приходится считаться с некоторым уровнем помех, который определяет максимальную скорость передачи информации через данный канал связи. Теоретический предел пропускной способности С тах канала связи с полосой пропускания ∆F, уровнем мощности шумов N и распространяющимся по нему сигналу мощностью S определяется теоремой Шеннона:
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +∆=
NSFC 1log 2max
(*)
Поскольку для стандартного канала тональной частоты полоса
пропускания ∆F составляет 3100 Гц, отношение сигнал-шум NS в среднем
не превышает 1000-1200, то по теореме Шеннона (*) максимальная пропускная способность не превышает 30000-36000 бит/с.
Кроме шумовых помех, ограничению пропускной способности канала тональной частоты способствуют вносимое линией затухание сигнала и наводимые помехи от соседних линий связи. Затухание сигнала в линии связи носит частотно-зависимый характер, что эквивалентно прохождению сигнала через ФНЧ. Чем больше длина линии, тем большее затухание вносится в сигнал. Кроме того, в местах спайки или скрутки проводов линии, а также при импульсно-кодовом преобразовании могут возникать нелинейные искажения сигнала. В результате линейных и нелинейных искажений может происходить существенное изменение формы передаваемого сигнала, что в конечном итоге приводит к появлению ошибок передачи и снижению надёжности канала передачи данных.
Для снижения влияния факторов, уменьшающих пропускную способность и надёжность канала связи используются методы пред- и посткоррекции сигнала. Коррекция может быть адаптивной к конкретной линии связи. С этой целью перед установкой соединения производится исследование характеристик линии связи, после чего осуществляется настройка фильтров передатчика и приёмника. Для снижения ошибок передачи в информацию вводится избыточность, которая на приёмной стороне позволяет с высокой вероятностью верности восстанавливать передаваемую информацию.
1
При обеспечении дуплексного режима работы по одной линии связи
возникает проблема разделения каналов передачи вызывающей и
отвечающей сторон. Для решения данной задачи может использоваться
несколько способов. Наиболее простым методом разделения является
выделение каждому направлению передачи своей подполосы в общей
полосе пропускания канала связи. Для уменьшения взаимных помех от
сигналов соседнего подканала между подканалами вводится защитная
полоса. Таким образом, часть полосы при такой организации дуплексной
связи используется неэффективно. Более полное использование полосы
пропускания канала связи позволяет выполнить метод эхокомпенсации.
Его реализация заключается в вычитании из сигнала,
распространяющегося в линии, своего собственного сигнала. В результате
в приёмнике можно получить сигнал, передаваемый в эту же линию
противоположной стороной.
Порядок выполнения работы
1. Включить АКД, ЭВМ.
2. На ЭВМ запустить на исполнение программы генератора,
осциллографа и терминала.
3. В терминальной программе настроить параметры
последовательных портов.
4. Включить в терминальной программе последовательные порты.
При этом должны загореться индикаторы, соответствующие состоянию
АКД.
5. В терминальном окне АКД набрать команду «АТ» и убедиться в
её исполнении.
6. На осциллографе наблюдать сигнал в линии.
7. Включить на генераторе помеху в соответствии с вариантом
задания.
8. На осциллографе наблюдать сигнал в линии.
9. Выполнить следующие команды на первой АКД:
«ATZ»,
«АТН1»,
«АТОО».
После выполнения последней команды АКД пытается установить
соединение с удалённой АКД.
10. Выполнить следующие команды на второй АКД:
«ATZ»,
«АТА».
После выполнения последней команды АКД принимает входящий
вызов и при успешном соединении АКД друг с другом происходит
переход в режим передачи данных.
11. Зафиксировать скорость соединения АКД.
12. На осциллографе наблюдать сигнал в линии.
19
13. В соответствии с вариантом задания передать через канал связи
файл с помощью разных протоколов (X, Y и Z - модем). Зафиксировать
время передачи файлов с помощью встроенного в терминальную
программу секундомера.
14. Выключить сигнал помехи.
15. Разорвать соединение АКД. Произвести новое соединение.
16. На осциллографе наблюдать сигнал в линии.
17. Повторить передачу того же файла и измерить время передачи.
18. Перейти в командный режим без разрыва соединения с помощью
escape-последовательности.
19. Составить отчёт по проделанной работе. В отчёте дать
объяснение выполнению каждой команды. Изобразить осциллограммы.
Сравнить время передачи файлов разными протоколами с помехой и без
помехи в линии связи. Дать объяснение полученной разнице.
Таблица 4
Варианты заданий к работе
В 1 В 2 В З В 4 В 5
file001.dat
noise001.wav
file002.dat
noise002.wav
file003.dat
noise003.wav
file004.dat
noise004.wav
file005.dat
noise005.wav
В 6 В 7 В 8 В 9 В 10
file006.dat
noise006.wav
file007.dat
noise007.wav
file008.dat
noise008.wav
file009.dat
noise009.wav
file010.dat
noise010.wav
Контрольные вопросы
1. Виды помех в телефонных линиях связи.
2. Принудительное ограничение скорости передачи в АКД.
3. Протоколы V.21 и V.22.
4. Способы устранения ошибок, возникающих при передаче данных.
5. Шумовые характеристики линий связи.
Литература
Шварцман В.О., Емельянов Г.А. Теория передачи дискретной
информации. - М.: Связь, 1979. - 424 с.
20
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
Изучение работы протоколов передачи неподвижных изображений
Вводная часть
Для передачи неподвижных изображений через каналы тональной
частоты используют три протокола V.27, V.29 и V.17.
Протокол V.27 использует относительную фазовую модуляцию.
Допускаются две скорости работы 2400 и 4800 бит/с. Скорость 2400 бит/с
обеспечивается использованием двойной ОФМ с несущей частотой
1800 Гц и скоростью модуляции 1200 Бод. Скорость 4800 бит/с
обеспечивается тройной ОФМ с несущей частотой 1800 Гц и скоростью
модуляции 1600 Бод. Скремблирование данных осуществляется по закону
1+х-6
+х-7
.
Протокол V.29 предназначен для четырёхпроводных телефонных
каналов. В протоколе используется квадратурная амплитудная модуляция
с несущей частотой 1700 Гц. Скорость модуляции в протоколе составляет
2400 Бод. Информационная скорость может принимать одно из трёх
значений: 4800, 7200 и 9600 бит/с. Протокол V.29 поддерживает
многоканальный режим передачи информации с максимальным числом
каналов равным четырём. В общем случае каналы могут иметь скорости,
кратные 2400 бит/с и сумма которых должна составлять 4800, 7200 или
9600 бит/с. При передаче данных осуществляется их скремблирование, а
частотная характеристика канала связи исправляется с помощью
эквалайзера.
Протокол V.17 представляет собой аналог протокола V.32bis. Так же
как и в протоколе V.32bis используется квадратурная амплитудная
модуляция с несущей частотой 1800 Гц и скоростью модуляции 2400 Бод.
При формировании сигналов используется избыточное решётчатое
кодирование с числом позиций 16 для скорости 7200 бит/с, 32 для
скорости 9600 бит/с, 64 для скорости 12000 бит/с и 128 для скорости
14400 бит/с.
Процесс передачи изображения через канал тональной частоты
регламентируется протоколом сигнализации Т.30, а формат изображения -
протоколами Т.4 и Т.6.
Протокол Т.4 определяет способ представления и кодирования
изображения заданного формата в виде непрерывной двоичной
последовательности. Протокол Т.4 устанавливает размер изображения и
его разрешение, направление сканирования изображения, а также методы
сжатия графической информации.
Протокол Т.30 определяет способ управления сеансом связи при
передаче неподвижных изображений, а также согласование конфигураций
АКД с помощью управляющих кадров. Протокол Т.30 описывает
процедуры установления и завершения соединения и согласования его
параметров, а также процедуру передачи графической информации.
21
Протокол обеспечивает синхронизацию передаваемых данных,
обнаружение ошибок и их коррекцию.
Для управления АКД из ООД разработана специальная система
команд, которая является дополнением к стандартным АТ-командам. В
настоящее время утверждёнными считаются команды классов 1 и 2.0, на
утверждении находится класс 3. Класс команд определяет место
реализации протоколов Т.30 и Т.4 или Т.6 между ООД и АКД. Команды
класса 1 подразумевают, что данные протоколы должны быть реализованы
в ООД. Класс 2.0 определяет, что протокол Т.30 реализуется в АКД, а
протокол Т.4 или Т.6 - в ООД. Класс 3 предусматривает реализацию всех
протоколов в АКД. Синтаксически команды представляют собой префикс
«АТ+F», после которого следует конкретная команда.
Поскольку графическая информация в большинстве случаев
обладает существенной избыточностью, то при передаче изображений
применяются различные методы сжатия информации. Эффективность
метода сжатия оценивается коэффициентом сжатия, который определяется
отношением объёмов информации, соответствующих несжатому и
сжатому представлению изображения.
Метод кодирования длин серий предполагает, что изображение
представляется построчно в виде двоичной последовательности. Причём,
нулю соответствуют белые элементарные участки, а единице - чёрные.
Поскольку в общем случае длины участков с чёрным заполнением
намного короче белых, то для кодирования длин белых участков
выделяется больше разрядов, чем для чёрных. Строка кодируется всегда с
белого отрезка. Начало строки определяется последовательностью из
девяти нулей. Метод обладает низкой помехоустойчивостью. При
появлении ошибки неправильно может быть принята вся строка.
Адресно-позиционное кодирование подразумевает, что изображение
представляется совокупностью переходов из белого в чёрное и обратно.
Множество координат переходов яркости в каждой строке со служебной
информацией, в которой указывается начало строки и первый элемент
строки, и образуют передаваемую графическую информацию. Данный
метод обеспечивает низкий коэффициент сжатия текстового изображения,
но приемлемый - при передаче контурных рисунков. Метод является более
помехоустойчивым по сравнению с кодированием длин серий.
вычитается из кодовой комбинации опорной строки, и полученная
разность кодируется, в результате чего устраняется избыточность.
Порядок выполнения работы
1. Включить АКД, ЭВМ.
2. На ЭВМ запустить на исполнение программы генератора,
осциллографа и Fax Lab.
3. В программе приёма-передачи факсов Fax Lab настроить
параметры последовательных портов.
4. В программе Fax Lab нажать кнопку «Отправка».
5. В открывшемся диалоговом окне выбрать графический файл
согласно варианту задания. Изображение отобразиться в левом окне
предварительного просмотра факса.
6. Нажать кнопку «Приём». После этого произойдёт попытка
установки связи. В случае успеха в окнах состояния будет отображаться
процесс передачи и приёма факса.
7. После окончания приёма факса принятый факс можно
просмотреть в правом окне предварительного просмотра. Также
необходимо зафиксировать время передачи изображения, которое
отображено в окне состояния.
8. С помощью передачи изображения клиньев определить
разрешающую способность системы передачи неподвижных изображений.
9. Составить отчёт по проделанной работе. В отчёте дать объяснение
выполнению каждой команды. Изобразить передаваемые изображения.
Сравнить оригинал с копией. Сравнить время передачи изображений. Дать
объяснение полученной разнице.
Таблица 5
Варианты заданий к работе
В 1 В 2 В З В 4 В 5
img001.bmp
img002.bmp
img003.bmp
img004.bmp
img005.bmp
img006.bmp
img007.bmp
img008.bmp
img009.bmp
img010.bmp
В 6 В 7 В 8 В 9 В 10
img011.bmp
img012.bmp
img013.bmp
img014.bmp
img015.bmp
img016.bmp
img017.bmp
img018.bmp
img019.bmp
img020.bmp
23
Контрольные вопросы
1. Основные характеристики системы передачи неподвижных
изображений.
2. Скорость передачи неподвижных изображений.
3. Сжатие информации при передаче неподвижных изображений.
4. Протоколы передачи неподвижных изображений.
5. Методы анализа и синтеза изображений.
Литература
1. Шувалов В.П. и др. Передача дискретных сообщений. М. Радио и связь,
1980, 462 с.
2. Копничев Л.Н., Алешин B.C. Оконечные устройства документальной
электросвязи. М. Радио и связь, 1986, 248 с.
3. Фролов А.В., Фролов Г.В. Модемы и факс-модемы. Программирование
для MS-DOS и Windows, 1994.
24
Л А Б О Р А Т О Р Н А Я РАБОТА №6
Работа в сети по стеку протоколов TCP/IP . Протокол telnet
Вводная часть
Протокол telnet предназначен для осуществления дуплексной связи с удалённой ЭВМ посредством виртуального терминала. Связь по протоколу telnet устанавливается между клиентом и сервером telnet через TCP соединение. Для telnet сервера выделяется стандартный порт с номером 23.
Рис. 7. Протокол telnet
Связь по протоколу telnet осуществляется с помощью двух сетевых виртуальных терминалов (рис. 7). Каждый терминал состоит из устройства ввода - клавиатуры и устройства вывода - экрана дисплея. Устройство ввода каждого терминала соединяется с устройством вывода терминала противоположной стороны. Кроме того, каждый терминал может отображать информацию на своём дисплее, вводимую местной клавиатурой.
Взаимодействие терминалов сервера и клиента определяется командами, которые делятся на конфигурирующие и редактирующие. Причём обмен информацией между сервером и клиентом может быть построчный, посимвольный или полудуплексный.
Программное обеспечение клиента предлагает пользователю свой набор команд в соответствии с реальным терминалом, то есть обеспечивает преобразование информации, поступающей от устройства ввода сервера к виду, удобному для чтения на дисплее клиента и, наоборот, информацию, вводимую с клавиатуры клиента, преобразует в формат дисплея сервера. Таким образом, программное обеспечение клиента скрывает от пользователя реальные команды, отправляемые на сервер и получаемые от него ответы.
В общем случае, программное обеспечение клиента позволяет подключаться и к другим сетевым службам, таким как почтовые, передачи файлов, и действует как удалённый терминал.
25
Порядок выполнения работы
1. Включить ЭВМ.
2. На ЭВМ запустить на исполнение программу-сервер telnet.
Убедиться, что сервер настроен на прослушивание порта №23 .
3. Запустить на исполнение терминальную программу-клиент telnet.
4. Установить соединение с сервером telnet по команде:
«ореn localhost».
5. На запрос «login:» ввести имя пользователя.
6. На запрос «password:» ввести пароль пользователя. При
правильном вводе имени пользователя и его пароля установится
соединение с сервером. Сервер готов к выполнению команд клиента.
Пользователь и пароль должны быть заданы в списке пользователей
операционной системы машины-сервера. В зависимости от прав,
которыми наделён пользователь, может быть ограничен доступ к
некоторым командам сервера или доступ к серверу полностью
заблокирован.
7. Вывести на дисплей список доступных команд по команде «help».
Для постраничного вывода списка использовать модификатор вывода
информации на дисплей «тоге», например, «help | mоrе».
8. Просмотреть текущий каталог с помощью команды «dir».
9. Перейти в каталог на уровень выше с помощью команды «cd..».
10. Перейти в корневой каталог по команде «cd с:\».
11. Просмотреть каталог по команде «dir».
12. Создать новый каталог, например, «test» с помощью команды
«md test».
13. Просмотреть текущий каталог на наличие в нём вновь
созданного.
14. Вывести справку по команде копирования файлов по команде
«help сору».
15. Просмотреть каталог по команде «dir» и выбрать в нём файл для
копирования, например, «test.tst».
16. Скопировать выбранный файл в созданный каталог по команде
«сору test.tst c:\test».
17. Убедиться, что файл скопировался по команде «dir test».
18. Просмотреть содержимое файла по команде «type c:\test\test.tst».
19. Аналогичным образом изучить команды в соответствии с
вариантом задания.
20. Отсоединиться от сервера telnet по команде «exit». При этом на
машине сервере произойдёт завершение сеанса работы командного
процессора и соединение разорвётся.
21 . Составить отчёт по проделанной работе. Записать выполненные
диалоги между клиентом и сервером. В отчёте дать объяснение
выполнению каждой команды.
26
Таблица 6
Варианты заданий к работе
В 1 В 2 В З В 4 В 5
rеn del time ver vol
В 6 В 7 В 8 В 9 В 10
date cls color attrib move
Контрольные вопросы
1. Протокол telnet.
2. Организация клиент-серверных приложений.
3. Подключение к telnet-серверу клиентской программой.
4. Стандартные порты протокола TCP.
5. Адресация протокола IP.
Литература
1. Семенов Ю. А. Протоколы и ресурсы Internet. - М.: Радио и связь, 1996.
Работа в сети по стеку протоколов ТСРЯР . Протокол F T P
Вводная часть
FTP протокол (File Transfer Protocol - протокол передачи данных) предназначен для организации доступа к одному из информационных ресурсов Интернета. Данный ресурс представляет собой распределенный архив файлов произвольной структуры. Протокол FTP обеспечивает надёжную передачу информации между ЭВМ с различной архитектурой и программным обеспечением.
Протокол FTP не обеспечивает секретности передаваемых данных. При установке соединения происходит передача имени пользователя и его пароля открытым текстом. Передача информации происходит по технологии "клиент-сервер" с использованием TCP соединения.
Схема работы по протоколу FTP изображена на рис. 8. Сервер находится в режиме прослушивания TCP порта 21. При получении запроса от клиента, устанавливается соединение, образуя тем самым канал передачи команд. По каналу осуществляется обмен командами и ответами на них в стандарте протокола telnet.
Рис. 8. Протокол FTP
Если при выполнении какой-либо команды возникает необходимость в передаче данных, то сервер инициирует организацию нового канала - канала передачи данных. В этом случае клиент должен прослушивать порт, на наличие запросов соединения. У клиента номер порта выбирается из диапазона свободных динамических портов с номерами 1024...65535. Если для командного канала выделяется порт с номером N, то для канала передачи данных выделяется порт с номером N+1. Если порт N у клиента должен находится в активном состоянии, то
28
порт N+1 должен быть пассивным. На сервере для канала передачи
данных выделяется порт 20. Канал передачи данных открыт только на
время передачи данных. После передачи данных происходит закрытие
канала данных.
Протокол FTP поддерживает также такую организацию канала
передачи данных, при которой сервер находится в пассивном режиме, а
клиент - в активном. При этом канал также существует только на время
передачи данных. Параметры канала передачи данных передаются
клиенту по командному каналу.
В любом случае командный канал должен оставаться открытым до
окончания передачи всех данных. Если командный канал разрушается, то
передача данных прерывается. Закрытие канала передачи данных
сервером происходит в следующих случаях: от клиента получена команда
о разрыве соединения, закончена передача данных с требованием
закрытия соединения, произошло изменение параметров порта канала
передачи данных на стороне клиента, разрушен командный канал,
обнаружены неисправимые ошибки. Сессия с FTP сервером считается
закрытой только после разрушения командного канала.
Протокол FTP также поддерживает организацию передачи данных
между двумя серверами под управлением одного клиента. В таком случае
канал передачи данных образуется между серверами, а клиент формирует
командный канал с каждым сервером.
Порядок выполнения работы
1. Включить ЭВМ, загрузить операционную систему.
2. На ЭВМ запустить на исполнение программу-сервер ftp.
Убедиться, что сервер настроен на прослушивание порта №21 .
3. Запустить на исполнение терминальную программу-клиент telnet.
4. Запустить программу tcpview просмотра установленных tcp-
соединений на машине.
5. Установить соединение с сервером ftp по команде:
«ореп localhost 21».
6. Программой tcpview определить порт клиента, по которому
произошло соединение.
5. Ввести команду «user» с именем пользователя.
6. Ввести команду «pass» с паролем пользователя. При правильном
вводе имени пользователя и его пароля установится соединение с
сервером. Сервер готов к выполнению команд клиента. Пользователь и
пароль должны быть заданы в списке пользователей сервера ftp. В
зависимости от прав, которыми наделён пользователь, может быть
ограничен доступ к некоторым командам сервера по управлению файлами.
Например, может быть запрещена закачка файлов на диск машины сервера
или удаление файлов с диска машины сервера.
29
7. Перевести сервер в пассивный режим передачи данных командой
«pasv». В ответе сервера будет содержаться адрес и номер порта для
передачи данных в десятичном виде побайтно. Чтобы определить номер
порта, предназначенного для передачи данных, необходимо два последних
числа перевести в шестнадцатеричный вид. Полученное двухбайтное
число необходимо вновь перевести в десятеричное число.
8. Программой tcpvew проверить действительно ли сервер
прослушивает данный порт.
9. Выполнить команду запроса каталога сервера «list».
10. Запустить другой экземпляр telnet. Подключиться к порту,
указанному в результате выполнения пункта 7. После подключения на
терминал будет выведен каталог сервера.
11. Командой «pasv» перевести сервер в пассивный режим передачи
данных.
12. Командой «retr» запросить получение текстового файла.
13. Другим экземпляром telnet подключиться к «пассивному» порту
и получить файл.
14. Просмотреть текущий каталог клиента на наличие в нём вновь
созданного.
15. Аналогичным образом изучить команды в соответствии с
вариантом задания.
16. Отсоединиться от сервера ftp по команде «quit».
17. Составить отчёт по проделанной работе. Записать выполненные
диалоги между клиентом и сервером. В отчёте дать объяснение
выполнению каждой команды.
Таблица 7
Варианты заданий к работе
В 1 В 2 В З В 4 В 5
stor rnfr, rnto abor dele mkd
В 6 В 7 В 8 В 9 В 10
rmd rein port cwd nlst
Контрольные вопросы
1. Протокол ftp.
2. Режимы работы сервера ftp.
3. Подключение к ftp-серверу клиентской программой.
4. Клиентские приложения ftp.
5. Настройка сервера ftp.
30
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8
Работа в сети по стеку протоколов TCP/IP. Протоколы почты SMTP и РОРЗ
Вводная часть
Протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol - простой протокол
передачи почты) предназначен для передачи электронной почты. Основой
работы протокола является технология клиент-сервер. Сервер
прослушивает порт 25. Обмен сообщениями между клиентом и сервером
происходит так же, как и в протоколе telnet.
Сессия связи состоит из нескольких частей: процедуры передачи
(получения) почты, процедуры доставки почты, проверки имени
почтового ящика. Командная строка, как и в telnet, состоит из
четырёхсимвольной команды и параметров. Параметры отделяются от
команды и друг от друга символами пробела. Окончание командной
строки определяется сочетанием символов возврат каретки <ВК> и
перевод строки <ПС>. Ответ сервера включает код из трёх десятичных
сервера указывает на какой ЭВМ в сети располагается почтовый сервер,
имя пользователя является идентификатором почтового ящика на данном
сервере. При отправке сообщения почтовый сервер ищет маршрут
доставки с помощью системы DNS. По получаемому от DNS списку узлов,
принимающих почту для заданного домена, сервер пытается отправить
почту в соответствии с приоритетом конкретного узла.
Протокол РОРЗ предназначен для организации доступа клиентской
почтовой программы к почтовому ящику. Работа протокола выполняется
по технологии клиент-сервер. Сервер работает в пассивном режиме и
прослушивает порт 110. После создания клиентом канала связи с сервером
происходит обмен командами и ответами на них аналогично протоколу
telnet.
Сессия связи между клиентом и сервером состоит из трёх частей.
Первая часть сессии, авторизация, указывает серверу, к какому именно
почтовому ящику клиент пытается получить доступ. После выполнения
процедуры авторизации почтовый ящик блокируется и используется
монопольно авторизованным клиентом. Вторая часть сессии, передача,
открывается при успешном завершении первой части. В этой части сессии
сервер исполняет команды клиента. Если клиент не отправляет серверу
никаких команд в течение заданного времени, то сервер разрушает
установленное соединение. Последняя, третья часть сессии, обновление,
открывается после исполнения сервером команды «quit». Происходит
обновление свойств почтового ящика, включая удаление помеченных для
этого писем, после чего канал связи разрушается.
31
Ответы РОРЗ сервера включают индикатор состояния (положительный - «+ок» и отрицательный - «-err»), ключевое слово и необязательную дополнительную информацию. Например:
+ОК РОРЗ Server ready.
Общая структурная схема электронной почты приведена на рис. 9. Подготовка сообщения, его отправка, получение и просмотр осуществляется в клиентской почтовой программе. Отправка сообщений происходит по протоколу SMTP, получение - по протоколу РОРЗ. Если сервер, с которым связывается клиентская программа, не является адресатом, то происходит запрос маршрута доставки у DNS сервера. Промежуточные узлы, через которые передаётся сообщение, добавляют в него свою служебную информацию о времени и направлении пересылки письма. После того, как сообщение достигнет домена адресата, локальная служба доставки письма переправляет его в хранилище писем по протоколу LMTP. Для доступа к хранилищу со стороны пользователя используются протоколы РОРЗ или IMAP4.
Рис. 9. Структурная схема электронной почты
32
Порядок выполнения работы
1. Включить ЭВМ, загрузить операционную систему.
2. На ЭВМ запустить на исполнение программу-сервер smtp.
Убедиться, что сервер настроен на прослушивание порта №25.
3. Запустить на исполнение терминальную программу-клиент telnet.
4. Запустить программу tcpview просмотра установленных tcp-
соединений на машине.
5. Установить соединение с сервером smtp по команде:
«ореп localhost 25».
6. Программой tcpview определить порт клиента, по которому
произошло соединение.
5. Ввести команду «helo» с именем домена «localhost».
6. Ввести команду «mail from:» с именем пользователя отправителя.
7. Ввести имя получателя сообщения командой «rcpt to:».
8. После ввода команды «data» набрать на консоли текст сообщения.
9. В конце текста ввести две последовательности <ВК><ПС>,
разделённые точкой.
10. Завершить сеанс работы с сервером командой «quit».
11. Открыть соединение с рорЗ сервером: «ореп localhost 110».
12. Ввести имя пользователя почтового ящика командой «user» и его
пароль командой «pass».
13. Проверить ящик на наличие новых писем командой «stat».
14. Вывести список хранящихся в ящике писем командой «list».
15. Получить тестовое письмо командой «retr 1».
16. Удалить из ящика прочтённое письмо командой «dele 1».
17. Завершить работу с почтовым ящиком командой «quit».
18. Изучить команды в соответствии с вариантом задания.
19. Составить отчёт по проделанной работе. Записать выполненные
диалоги между клиентом и сервером. В отчёте дать объяснение
выполнению каждой команды.
Таблица 8
Варианты заданий к работе
В 1 В 2 В З В 4 В 5
ТОР NOOP VRFY SEND UIDL
В 6 В 7 В 8 В 9 В 10
RSET HELP SOML SAML STAT+DELE
33
Контрольные вопросы
1. Принцип работы электронной почты.
2. Протоколы smtp и рорЗ.
3. Клиентские почтовые программы.
4. Команды протокола smtp.
5. Команды протокола рорЗ.
Литература
1. Семенов, Ю. А. Протоколы Internet: Энцикл. - М.: Горячая линия-