6.2.3. Лазерные (светодиодные) плоттеры.

Эти плоттеры базируются на электрографической технологии, в основу которой положены физические процессы в нутреннего фотоэффекта в светочувствительных полупроводниковых слоях селеносодержащих материалов и силовое воздействие электростатического поля. Промежуточный носитель изображения (вращающийся селеновый барабан) в темноте может быть заряжен до потенциала в сотни вольт. Луч света снимает этот заряд, создавая скрытое электростатическое изображение, которое притягивает намагниченный мелкодисперсный тонер, переносимый затем механическим путем на бумагу. После этого бумага с нанесенным тонером проходит через нагреватель, в результате чего частицы тонера запекаются, создавая изображение.

Некоторое время назад создание скрытого изображения на барабане осуществлялось исключительно при помощи лазера. Для управления перемещением лазерного луча служила сложная система вращающихся зеркальных многогранников или призм или линз. Вследствие этого плоттеры, использующие лазеры, боятся тряски и ударов, которые могут сбить настройку. Избежать сложностей с оптикой и сделать систему проще, легче и надежнее позволило применение линеек точечных полупроводниковых светодиодов (light-emitting diode - LED).

Лазерные и LED-плоттеры ввиду высокого быстродействия (лист фор- мата А1 выводится менее чем за полминуты) удобно использовать как сетевые устройства, и они имеют в стандартной комплектации адаптер сетевого интерфейса. Не менее важно и то, что эти плоттеры могут работать на обычной бумаги, что сокращает эксплуатационные затраты. LED-плоттеры становятся все более популярными, хотя по стоимости сравнимы с монохромными электростатическими.

Область их применения: сложный технический дизайн, архитектура, картография и другое, т.е. везде, где требования к производительности и качеству результатов высоки, но наличие цвета не требуется. Время от времени предрекается появление цветных лазерных плоттеров, но пока еще это слишком дорого.

5. Телекоммуникация. Устройства связи с объектом 48

7.1. Модемы

Модем (modulator + demodulator = modem) – внешнее или внутреннее устройство, подключаемое к компьютеру для передачи и приема сигналов по разным линиям связи. Сокращение от "модулятор - демодулятор", что указывает на принцип работы этого устройства: преобразование цифрового сигнала, полученного от компьютера, в аналоговую форму для передачи и обратное преобразование принятого сигнала из аналоговой формы в цифровую. Модем - это устройство, которое позволяет компьютеру выходить в Internet и обмениваться данными с другими компьютерами при помощи телефонных линий. мобильном телефоне это возможность использования этого телефона в качестве модема при соединении с компьютером. оединив специальным кабелем мобильный телефон и ноутбук, вы получаете доступ в интернет в любом месте, где есть сотовая связь. В случае, когда в телефоне есть поддержка беспроводной технологии передачи данных Bluetooth, вместо кабеля можно использовать радиосоединение. Ноутбук в этом случае должен быть оснащен Bluetooth-адаптером.

По типу модемы делятся следующим образом:

По исполнению: внешние, внутренние (устанавливаются внутрь компьютера), встроенные (являются внутренней частью устройства, например ноутбука).

По принципу работы: аппаратные; винмодемы; полупрограммные; программные.

По типу: Модемы для коммутируемых телефонных линий; ISDN (модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий); DSL (используются для организации выделенных (некоммутируемых) линий используя обычную телефонную сеть); Кабельные (используются для обмена данными по специализированным кабелям); Радио; Спутниковые;

Модем представляет собой устройство, имеющее, с внешней точки зрения, цифровой интерфейс c компьютером (обычно последовательный порт RS-232) и аналоговый интерфейс с каналом связи (телефонной линией) - разъем для телефонного кабеля (RJ-11). "Внутри" модем представляет собой микрокомпьютер с достаточно мощным процессором (иногда несколькими), постоянной и оперативной памятью, и аналоговой частью, ответственной за сопряжение модема с телефонной сетью - устройство набора номера, усилитель, АЦП и ЦАП - Аналого-Цифровой и Цифро-Аналоговый преобразователи, ответственные за преобразование сигнала из аналоговой формы (непрерывный сигнал-напряжение) в цифровую (отдельные отсчеты сигнала, дискретизованные по времени и квантованные по напряжению), и наоборот, соответственно. Практически все современные модемы производят обработку информации в цифровой форме, без сколь либо сложной аналоговой предобработки, так как это позволяет добиться высокой стабильности и в значительной степени упростить разработку и анализ алгоритмов. При этом обычно частота дискретизации (скорость следования отдельных отсчетов оцифрованного сигнала) находится в пределах 7-12 тысяч отсчетов в секунду (килоГерц, kHz). Теоретически, частота дискретизации должна быть как минимум в два раза выше максимальной частоты сигнала.

Кодировка сигнала.Наиболее популярные ныне протоколы передачи данных - V.34 и V.32 - используют амплитудно-фазовую модуляцию сигнала. Базовый сигнал - несущая синусоида определенной протоколом частоты при передаче модулируется, т.е. подвергаются изменению ее амплитуда, то есть уровень, и фаза (сдвиг фазы сигнала относительно немодулированной "исходной" синусоиды). При этом состояния сигнала, характеризующиеся неизменной амплитудой и фазой, последовательно сменяют друг друга. Каждое такое состояние кодирует небольшое количество битов данных и называется одним символом (не путать с буквами и цифрами). Скорость, с которой символы сменяют друг друга, называется символьной скоростью (Symbol rate в статистике модема). Она определяется протоколом, для V.32 она всегда равна 2400 символов в секунду, для V.34 может достигать 3429 символов в секунду. Когда один символ сменяется другим, происходит изменение (увеличение или уменьшение) амплитуды и сдвиг фазы ("вперед" или "назад") сигнала.

Устройство модема. Сведения" о внутреннем устройстве и архитектуре современных модемов не настолько доступны, как, например, информация об устройстве персональных компьютеров. Одной из причин этого является отсутствие каких бы то ни было промышленных стандартов на конструкцию модемов. Другая причина состоит в том, что современные модемы, как правило, строятся на наборах специализированных микросхем, которые реализуют основные модемные функции. Число производителей наборов модемных микросхем значительно меньше числа производителей собственно модемов. Однако все же их недостаточно для того, чтобы можно было вести речь о какой-либо унификации модемных комплектующих. Основными производителями специализированных наборов являются фирмы Rockwell, Intel, AT&T, Sierra Semiconductor, National Semiconductor, Motorola, Exar и некоторые другие. Ряд известных компаний, таких как U. S. Robotics, Telebit, ZyXEL, самостоятельно занимается разработкой и производством модемных микросхем для своих нужд. Некоторые производители при построении модемов используют микросхемы общего назначения — цифровые процессоры и микроконтроллеры.

Казалось бы каждый производитель модемов волен делать, что хочет и как хочет. Однако, это не так. В рамках такой "свободы" производитель должен создать конкурентоспособный продукт, удовлетворяющий множеству стандартных модемных протоколов, которые, в свою очередь, налагают определенные требования на количество и качество его функций. Эти требования приводят к тому, что в отличных по конструкции модемах одни и те же методы и протоколы реализованы различными способами. Один из вариантов исполнения модема можно представить в виде, изображенном на рис. 2. 1.

Рис. 50. Устройство современного модема

Модем состоит из адаптеров портов канального и DTE—DCE интерфейсов; универсального (PU), сигнального (DSP) и модемного процессоров; постоянного (ПЗУ, ROM), постоянного энергонезависимого перепрограммируемого (ППЗУ, ERPROM) оперативного (ОЗУ, RAM) запоминающих устройств и схемы индикаторов состояния модема.

Порт интерфейса DTE—DCE обеспечивает взаимодействие с DTE. Если модем внутренний, вместо интерфейсов DTE—DCE может применяться интерфейс внутренней шины компьютера ISA. Порт канального интерфейса обеспечивает согласование электрических параметров с используемым каналом связи. Канал может быть аналоговым или цифровым, с двух- или четырехпроводным окончанием.

Универсальный процессор выполняет функции управления взаимодействием с DTE и схемами индикации состояния модема. Именно он выполняет посылаемые DTE АТ-команды и управляет режимами работы остальных составных частей модема. Также универсальный процессор может реализовывать операции компрессии/декомпрессии передаваемых данных.

Схема ERPROM позволяет сохранять установки модема в так называемых профайлах или профилях модема на время его выключения. Память RAM интенсивно используется для временного хранения данных и выполнения промежуточных вычислений как универсальным, так и цифровым сигнальным процессорами.

На сигнальный процессор, как правило, возлагаются задачи по реализации основных функций протоколов модуляции (кодирование сверточным кодом, относительное кодирование, скремблирование и т. д.), за исключением разве что собственно операций модуляции/демодуляции. Последние операции обычно выполняются специализированным модемным процессором.

Описанное распределение функций между составными частями модема может быть, и скорее всего будет, совсем не таким, какое реализовано в вашем конкретном модеме. Однако внутренней начинкой современного модема все эти функции в той или иной мере должны выполняться.

Ниже подробнее остановимся на устройстве аналоговых (для телефонных каналов) и цифровых модемах и основных их функциях, связанных с обработкой сигналов. Согласно рис. 50 эти функции реализуются цифровым сигнальным процессором, модемным процессором и собственно канальным интерфейсом.

Телефонный модем.

Данные по линиям пеpедаются двуполяpными посылками напpяжения +/ - 12 В относительно общего пpовода (GND). Допускается снижение амплитуды нап - pяжения на входах модема до +/ - 5 В. Активный уpовень напpяжения - положительный, кpоме линий TxD и RxD.

Пpактически все телефонные модемы общего назначения имеют унифициpованный набоp команд, пpедложенный и закpепленный фиpмой Hayes, по имени котоpой назван и сам набоp. Дpугое название набоpа - AT-набоp (AT-set), поскольку большинство команд начинается с пpефикса AT (ATtention - внимание). Ряд специализиpованных модемов имеет собственные набоpы команд, несовместимые с Hayes и между собой.

Различаются два основных pежиме pаботы модема: pежим команд и pежим данных. В пеpвом pежиме DTE пеpедает модему команды и получает сообщения, во втоpом модем пpозpачно пеpедает данные между DTE и удаленным модемом.

Факс-модем

Это модем со встpоенными факсовыми пpотоколами установления связи, модуляции и пеpедачи изобpажений. Такой модем может pаботать как с обычными модемами посpедством пpотоколов пеpедачи данных, так и с факс-машинами чеpез пpотоколы пеpедачи изобpажений.

Голосовой модем

Это модем с возможностью голосового (voice) контакта между абонентами. Пеpвые модемы с поддеpжкой голоса имели только микpофонный и телефонный усилитель с возможностью подключения наушников с микpофоном, что добавляло к модему функции обычного телефонного аппаpата. Совpеменные модемы, кpоме этого, способны одновpеменно пеpедавать по каналу данные и голос, отчего эта гpуппа модемов имеет общее обозначение SVD (Simultaneous Voice and Data), и часто позволяет делать это пpи помощи подключенного к модему телефонного аппаpата.