? МОДЕМ @
Немного
истории
Вы,
очевидно, знаете, что модем -
это устройство, предназначенное для
работы компьютера во Всемирной компьютерной сети Интернет.
Появление
модемов стало следствием появления глобальных компьютерных сетей. Когда были
созданы пер- вые
такие сети, то, естественно, возник вопрос о возможности использования
телефонных линий для передачи информации
от одного компьютера к другому (ведь они уже тогда "опутывали"
практически весь земной шар). Реализации
этой возможности мешала следующая проблема:
в компьютерах информация представлена в цифровой (двоичной) форме, а телефонные линии являются
аналоговыми (по ним передается ток).
Понадобилось устройство, которое
бы преобразовывало сигналы из цифровой
формы в аналоговую и наоборот. И такие устройства были созданы, а поскольку
только что упомянутые процессы преобразования сигналов в технике называют модуляцией и демодуляцией сигнала, то их назвали
модемами (МОдуляция/ДЕМодуляция).
Первый модемы
передавали данные с ничтожно малой скоростью
(300-2400 бит/с), не "умели" сжимать данные и корректировать ошибки.
Однако свое основное назначение они выполняли исправно. Современные модемы
обеспечивают гораздо большую скорость передачи данных.
Применяемые в них протоколы передачи данных и коррекции ошибок обеспечивают
надежную связь даже на не очень хороших телефонных линиях.
Под термином модем понимаются устройства, которые служат для
организации связи между
компьютерами через кабельные каналы и радиолинии. Из огромной номенклатуры модемов наиболее массово выпускаются телефонные
модемы, предназначенные для подключения компьютера к Глобальной сети Интернет.
В отличие от линий цифровых интерфейсов, по которым
передаются двоичные данные и которые
компьютеру не надо ни с кем делить, телефонные линии принадлежат телефонным
компаниям и предназначены для передачи голоса. А поскольку телефон изобретен
значительно раньше компьютера, то все телефонное оборудование, установленное на
АТС и линиях связи, предназначено для телефонной связи человека с
человеком. Соответственно, внедрение цифровых
технологий в мир телефонии затрагивает только внутренние (служебные)
сервисы телефонной инфраструктуры, а "последняя миля" - кабель от АТС
к обычному телефону - остается до сих пор простым
медным проводом. Впрочем, иногда "последняя миля" - это не закопанный
в землю кабель, а стальные провода, висящие на деревянных столбах, установленных
вдоль дороги.
Из-за такой "древности" телефонной связи при
передаче информации по проводам гарантируется пропускание только аналоговых
сигналов с частотой от 0 до 3300 Гц. Причем
амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) большинства телефонных каналов
довольно неравномерна, а уровень помех, в ряде случаев, даже серьезно мешает
понимать, что же говорит собеседник.
Из-за таких проблем телефонные модемы не только
должны уметь устанавливать цифровую связь с удаленным модемом, но и успешно
справляться со всеми видами
помех, которыми изобилует традиционная телефония.
Принцип работы
модемов
Как известно, обычный домашний телефон
подключается к телефонной станции посредством двух проводной линии связи
(возможно также подключение с использованием четырех проводов, хотя оно менее
популярно). Электрическая схема телефонного аппарата обеспечивает передачу
сигнала по такой линии в двух направлениях,
поэтому по телефону можно слушать и говорить одновременно.
В процессе передачи
компьютерных данных по большинству линий связи выполняется двойное их преобразование:
поток данных из компьютера побайтно преобразуется в последовательность отдельных
бит, которая далее превращается в сигнал, пригодный для передачи по телефонным
линиям. Принимаемые данные претерпевают обратное преобразование: из входного сигнала,
приходящего по телефонной линии, они превращаются в последовательность отдельных
битов, из которых впоследствии
собираются байты
данных.
Этот механизм иллюстрируется на рисунке, где показан процесс передачи через телефонную линию файла с именем report.doc.
Виды модемов
Существует несколько разновидностей
модемов, которые значительно отличаются по потребительским свойствам, хотя и выполняют одни и
те же функции. Причем покупка и установка
того или иного типа модема лежит целиком
на совести покупателя, а правильность выбора можно подтвердить только после практической проверки модема в том
месте, где модем будет использоваться.
Короче говоря, универсального модема на все случаи жизни не существует.
Наиболее старый тип модемов, но в то же время и наилучший по своим возможностям - внешний модем. Внешние модемы, которые подключаются к компьютеру через СОМ-порт, обязательно имеют отдельный блок питания, а модемы с интерфейсом USB чаще всего получают напряжение питания от компьютера.
Почти все современные модемы имеют в
названии приставку "факс" - факс-модем. Это означает, что модем можно
использовать для отправки и приема факсимильных сообщений по телефону. Каких-либо конструктивных особенностей, кроме программных,
факс-модемы не имеют, т. к. принцип работы
модема и факса одинаков. Различие
только в том, что при использовании факс-модема образ документа для отправки
надо получить с помощью сканера, а полученный документ распечатать на
компьютере.
Дополнительно в названии модема может
присутствовать префикс Voice, означающий, что модем поддерживает
голосовые функции. В этом случае модем может
обрабатывать входящие аналоговые сигналы, что позволяет использовать его в
качестве АОН и автоответчика. Но, следует помнить, что воспользоваться в
полной мере функциями АОН можно только в том случае, если ваша АТС относится к
электронному типу.
Иногда
стандартный внешний модем дорабатывают, вводя функцию автоответчика, добавляют дисплей для индикации состояния
. Подобные модемы могут в ночное
время функционировать самостоятельно без включенного компьютера.
Внутренние модемы выполняются в виде обычной платы периферийного устройства, которая устанавливается в слот PCI .
Конструкции модемов
Современный модем, несмотря на кажущуюся
простоту конструкции, представляет собой маленький компьютер, в котором
работают два микропроцессора:
обычный - для общения с компьютером и управления функциями модема и цифровой
сигнальный процессор (DSP - Digital Signal Processor, или Data Pump), преобразующий по сложному алгоритму
двоичные данные в аналоговый сигнал и
обратно. В последнее время функции обоих микропроцессоров конструктивно
объединяются в одной большой интегральной микросхеме.
В качестве блока согласования с телефонной линией
обычно применяется трансформатор, который обеспечивает гальваническую
развязку между телефонной
линией и модемом.
Внешний модем представляет собой самостоятельный прибор в виде небольшой коробочки (иногда весьма замысловатой
формы), у которой на лицевой панели расположен ряд индикаторов, мигающих во
время приема и передачи информации. Если модем не имеет расширенных
функций, например, автоответчика, то никаких кнопок и регуляторов в
большинстве случаев у него нет.
Для индикации состояния внешнего модема используются от 2 до 8 светодиодов.
Иногда изготовитель модема может оставить всего один универсальный индикатор, который и будет показывать, что
модем "что-то делает". Профессиональные модемы дополнительно
имеют индикаторы, показывающие, например, состояние линий СОМ-порта.
Внутренний модем, несмотря на внешние отличия,
может по схемотехнике полностью соответствовать такой же модели внешнего
модема, и отличия будут заключаться только в
том, что он устанавливается в PCI-слот на системной
плате. Соответственно, технические характеристики модемов, одинаковых по схемотехнике, но конструктивно выполненных в виде внешнего блока и PCI-платы, будут практически одинаковы.
К софт-модемам также
относятся модемы, интегрированные с материнской платой. К сожалению, разработчики
плат идут по пути удешевления производства, поэтому чаще всего такие
модемы мало подходят для работы с нецифровыми АТС (к тому же, у этих модемов плохая защита от
электрических перегрузок в линии). Часто схема такого модема делится на две
части - на материнской плате остаются узлы обработки сигнала, а входная часть (узлы согласования с телефонной линией)
выполняется в виде внешней платы (как внутренний модем). Увы, такие дополнительные
платы редкая вещь, да и, к тому же,
подходят только для конкретной материнской платы.
Так как софт-модемы имеют
привлекательную для многих пользователей цену-в два-три
раза ниже, чем у аппаратного модема с аналогичными функциями, то они
выпускаются практически всеми производителями модемов. Правда, при
покупке софт-модема следует учитывать, что под этим
термином скрывается
огромное разнообразие конструкций со своими достоинствами и недостатками.
При покупке современного модема
следует обращать внимание только на два протокола:
V.90. В основе
стандарта лежит технология K56Flex фирмы Rockwell, несовместимая с х2 фирмы U.S. Robotics. Пропускная
способность канала от провайдера к
пользователю увеличена до уровня 56 Кбит/с, что превышает теоретический
предел пропускной способности телефонной линии. Достижение такой скорости
возможно только при работе через цифровую АТС, внутри которой есть скоростная магистраль,
позволяющая с помощью специального оборудования
передавать данные быстрее, чем обычно. Кроме того, при передаче в направлении
от пользователя к провайдеру скорость ограничена прежним пределом 33 600
бит/с.
V.92. Этот протокол, появившийся в
Согласно принятым стандартам все модемы должны работать с более ранними протоколами, т. е. если модем не может
подключиться на самом скоростном протоколе, то он выбирает более медленный. Перечень
всех используемых ныне протоколов следующий: V.92, V.90, V.34, V.32bis, V.32, V.22bis, V.22, V.23, V.21,
Так как телефонные линии связи отличаются высоким уровнем помех, то для коррекции ошибок используется ряд специальных
протоколов, которые называются протоколами коррекции ошибок. Дополнительно
на эти протоколы возлагается задача по сжатию передаваемой по линии
связи информации.
Первым был разработан протокол MNP1, который мог осуществлять контроль
ошибок (сегодня из-за низкой эффективности он не применяется). В дальнейшем
появились и остальные протоколы MNP, которые, кроме исправления ошибок,
брали на себя и другие функции. Современный модем на аппаратном уровне
поддерживает все эти протоколы, с помощью которых можно достичь получения достоверной информации даже при использовании
очень плохих, зашумленных линий связи.
![]() |
![]() |
![]() |