Чем отличается внутренний модем от внешнего. Какие виды и типы модемов бывают

Достоинства.

S Не занимают дополнительного места

S Не требуют отдельного подключения к электрической сети

S Несколько дешевле внешних S Не занимают стандартные

последовательные порты компьютера

S Установленный в компьютере модем труднее унести без вашего ведома

Недостатки.

Отсутствие светодиодной индикации не

позволяет оперативно получать

информацию о состоянии модема

Для установки модема требуется

вскрывать системный блок

Часто возникающие конфликты с другим

оборудованием, например, с

видеоадаптером или мышью

Управление исключительно программами,

и при возникновении ошибки для ее

устранения, возможно придется

выключить весь компьютер

Модем всегда включен, даже если и не

компьютера __________________

Внешние модемы.

Достоинства.

Предельно простое подключение модема к

компьютеру

Светодиодная индикация позволяет

оперативно узнавать о состоянии модема

Возможность быстрого переноса модема с

одного компьютера на другой

При ошибке можно просто выключить

питание модема, не выключая компьютер

Модем можно подключить практически к

любому компьютеру _____________

Недостатки.

Занимает дополнительное место на рабочем столе

Требует дополнительного подключения к электрической сети.

Имеется два типа телефонных линий.

а) Коммутируемые линии - это, по сути, обычные телефонные линии связи. Пользователи сами осуществляют соединение. Связь устанавливается через ГТС. Скорость передачи данных не превосходит, как правило, 28800 бод.

б) Выделенные линии - обеспечивают постоянное соединение с сетью, выделены специально для данного

пользователя.

Использование выделенных линий очень дорого, так как пользователь подсоединен к сети постоянно, скорость

передачи по таким линиям очень высокая, а возникновение ошибки маловероятно.

Телефонные линии имеют плохое качество. Это приводит к искажению передаваемой информации. Иногда один искаженный бит может обесценить всю информацию. Выделяют:

1) Неинтеллигентные модемы - выполняют только функции модуляции и демодуляции.

2) Интеллигентные модемы - построены на основе микропроцессоров, выполняют более сложные функции: контроль и коррекцию ошибок, возникающих при передаче данных, сжатие и шифрование данных и др.

Одной из важнейших характеристик модема является скорость передачи данных. Она измеряется в бодах -количество бит в секунду. Большинство современных модемов могут работать на скорости 14400 бод и выше

После скорости следует обратить внимание на фирму-производителя. Более половины пользователей модемов в нашей стране используют модемы фирмы US Robotics. Прекрасные модемы выпускают также следующие фирмы: Motorola (однако, они достаточно дороги), ZyXEL, GVC, MultiTech, ИНПРО (выпускающая модемы IDC).

4. Мост делит сеть на части, передавая информацию из одной части в другую, только в том случае, если такая передача действительно необходима, то есть, если адрес компьютера назначения принадлежит другой подсети. Таким образом, мост изолирует трафик одной подсети от трафика другой, что:

1) увеличивает общую производительность передачи данных в сети

2) уменьшает возможность несанкционированного доступа к данным, так как данные без необходимости не выходят из своей подсети.

Итак, модемы и модуляция-демодуляция...

Понятие "модем" является сокращением от известного компьютерного термина модулятор-демодулятор. Модем - это устройство, которое преобразовывает цифровые данные, исходящие из компьютера, в аналоговые сигналы, которые могут передаваться по телефонной линии. Все это дело называется модуляцией. Аналоговые сигналы затем вновь преобразовываются в цифровые данные. Это дело называется демодуляцией.

Схема весьма простая. В модем из центрального процессора компьютера поступает цифровая информация в виде нулей и единиц. Модем анализирует эту информацию и преобразовывае.т ее в аналоговые сигналы, которые и передаются через телефонную линию. Другой модем получает эти сигналы, преобразовывает их опять в цифровые данные и посылает эти данные назад в центральный процессор удаленного компьютера.

Modulation type (Тип модуляции), которая позволяет выбирать частотную или импульсную модуляцию. На всей территории России используется импульсная модуляция.

Аналоговый и цифровой сигналы

Телефонная связь осуществляется через так называемые аналоговые (звуковые) сигналы. Аналоговый сигнал идентифицирует информацию, которая передается непрерывно, в то время как цифровой сигнал идентифицирует только те данные, которые определены на кокретном этапе передачи. Преимущество аналоговой информации перед цифровой есть способность полностью представить непрерывный поток \ информации.

С другой стороны на цифровые данные менее сказываются разного рода шумы и скрежеты. В компьютерах данные хранятся в индивидуальных битах, суть которых есть 1 (начать) или О (закончить).

Если все это дело представить графически, то аналоговые сигналы есть синусоидальные волны, в то время как цифровые сигналы представляются в виде прямоугольных волн. Например, звук является аналоговым сигналом, поскольку звук всегда изменяется. Таким образом, в процессе пересылки информации по телефонной линии, модем получает цифровые данные от компьютера и преобразовывает их в аналоговый сигнал. Второй модем, находящийся на другом конце линии, преобразовывает эти аналоговые сигналы в исходные цифровые данные.

Интерфейсы

Вы можете использовать модем в вашем компьютере с помощью одного из двух интерфейсов. Ими являются:

MNP-5 Последовательный интерфейс RS-232.

MNP-5 Четырехконтактный телефонный кабель RJ-11.

Например, внешний модем подключается к компьютеру посредством кабеля RS-232, а к телефонной линии - с помощью кабеля RJ11.

Сжатие данных

В процессе передачи данных необходима скорость большая, чем 600 битов за секунду (bps или бит\сек). Связано это с тем, что модемы должны собрать биты информации и передавать их далее через более сложный аналоговый сигнал (весьма мудреная схема). Сам процесс подобной передачи допускает передачу многих битов данных в одно и то же время. Понятно, что компьютеры более чувствительны к передаваемой информации и поэтому воспринимают ее намного быстрее, чем модем. Это обстоятельство порождает дополнительное время модема, соответствующее тем битам данных, которые необходимо как-то сгруппировать и применить к ним те или иные алгоритмы сжатия. Так появились два так называемых протокола сжатия:

MNP-5 (протокол передачи, имеющий степень сжатия 2:1).

V.42bis (протокол передачи, имеющий степень сжатия 4:1).

Протокол MNP-5 обычно используется при передаче тех или иных уже сжатых файлов, в то время, как протокол V.42bis применятся даже к несжатым файлам, так как он может ускорять передачу именно таких данных.

Нужно сказать, что при передаче файлов, если протокол V.42bis вообще недоступен, то лучше всего отключить и протокол MNP-5.

Коррекция ошибок

Коррекция ошибок - метод, с помощью которого модемы тестируют пересылаемую информацию на предмет наличия в ней тех или иных повреждений, возникших в течение передачи. Модем разбивает подобную информацию на маленькие пакеты, которые называются фреймами. Передающий модем присоединяет так называемую контрольную сумму к каждому из этих фреймов. Модем получения проверяет, соответствует ли контрольная сумма посланной информации. Если - нет, то фрейм опять пересылается.

Фрейм является одним из ключевых терминов передачи данных. Под фреймом понимают базовый блок данных с заголовком, присоединенной к этому заголовку информацией и данными, которые и завершают сам фрейм. Добавленная информация включает номер фрейма, данные о размере передаваемого блока, синхронизирующие символы, адрес станции, код коррекции ошибок, данные переменного объема и так называемые индикаторы Начало передачи (стартовый бит)/Конец передачи (стоп-бит). Это означает, что фрейм является пакетом информации, который передается ^как одно целое.

Например в Windows 98 в параметрах настройки модема существует опция Stop bits (Стоповые биты), которая позволяет установить количество стоповых битов. Стоповые биты данных являются одной из разновидностей так называемых граничных служебных битов. Столовый бит определяет конец цикла при асинхронной передаче (промежуток времени между передаваемыми символами меняется) данных в кратковременном цикле.

Протоколы MNP2-4 и V.42

Несмотря на то, что коррекция ошибок может замедлять передачу данных на шумных линиях, этот метод обеспечивает надежную связь. Протоколы MNP2-4 и V.42 являются протоколами коррекции ошибок. Эти протоколы определяют, каким образом модемы проверяют данные.

Как и протоколы сжатия данных, протоколы коррекции ошибок должны поддерживаться как передающим, так и принимающим модемами.

Управление потоком или Flow Control

В процессе передачи один модем может пересылать данные намного быстрее, чем другой модем может принимать эти данные. Так называемый метод управления потоком позволяет сообщить принимающему модему информацию о том, чтобы этот модем в какие-то моменты времени приостанавливал прием данных. Управление потоком может быть реализовано как на программном (XON/XOFF - Старт-сигнал/Стоп-сигнал), так и на аппаратном (RTS/CTS) уровнях. Управление потоком на программном уровне осуществляется через пересылку определенного знака. После того, как сигнал получен, передается другой символ.

Например, в Windows 98 в параметрах настройки модема существует опция Data bits (Биты данных), которая позволяет установить информационные биты данных, используемые системой для выбранного последовательного порта. Стандартный набор символов компьютера состоит из 256 элементов (8 бит). Поэтому опция по умолчанию есть 8. Если ваш модем не поддерживает псевдографику (работает только со 128 символами), сообщите об этом выбором опции 7.

Там же в Windows 98 в параметрах настройки модема существует и опция Use flow control (Управление потоком),

которая позволяет определить способ реализации обмена данных. Здесь вы можете исправлять возможные ошибки, возникающие при передаче данных от компьютера в модем. Принятая по умолчанию, установка XON/XOFF означает, что управление потоком данных осуществляется программными методами через стандартные управляющие символы ASCII, которые и посылают в модем команду приостановить/ возобновить передачу.

Управление потоком на программном уровне возможно лишь в том случае, если используется последовательный кабель. Так как управление потоком на программном уровне регулирует процесс передачи посредством пересылки некоторых символов, то может возникнуть сбой или даже окончание сеанса связи. Объясняется это тем, что тот или иной шум в линии может сгенерировать совершенно аналогичный сигнал.

Например, при управлении потоком на программном уровне, бинарные файлы не могут пересылаться, поскольку подобные файлы могут содержать управляющие символы.

Через управление потоком на аппаратном уровне RTS/CTS предана информации осуществляется намного быстрее и безопаснее, чем через управление потоком на программном уровне.

Буфер FIFO и микросхемы универсального асинхронного интерфейса UART

Буфер FIFO чем-то похож на перевалочную базу: пока данные поступают в модем, часть их отправляется в емкость буфера, что дает некоторый выигрыш при переключении с одной задачи на другую.

Например, операционная система Windows 98 поддерживает только микросхемы универсального асинхронного интерфейса (Universal Asynchronous Receiver Transmitter, UART) серии 16550 и позволяет управлять самим буфером FIFO. С помощью флажка Use FIFO buffers requres 16550 compatible UART (Использовать буферы FIFO) вы можете заблокировать (не позволять системе накапливать данные в емкости буфера) или разблокировать (дать возможность системе накапливать данные в емкости буфера) буфер FIFO. Нажав кнопку Advanced, вы обратитесь к диалогу Advanced Connection Settings (Дополнительные параметры соединения), опции которой позволяют настроить соединение вашего модема.

S-регистры

S-регистры находятся где-то внутри самого модема. Именно в этих самых регистрах хранятся установки, которые тем или иным образом могут влиять на поведение модема. В модеме присутствует масса регистров, но только первые 12 из них считаются стандартными регистрами. S-регистры устанавливаются таким образом, что посылают в модем команду ATSN=xx, где N соответствует номеру устанавливаемого регистра, а хх определяет сам регистр. Например, через регистр SO вы можете задать количество звонков для ответа.

Прерывания IRQ

Периферийные устройства связываются с процессором компьютера через так называемые прерывания IRQ. Прерывания являются сигналами, которые заставляют процессор приостановить ту или иную операцию и передать ее выполнение так называемому обработчику прерываний. Когда центральный процессор получает прерывание, он просто приостанавливает процесс и перепоручает прерванную задачу программе-посреднику с именем Interrupt Handler. Все это дело работает независимо от того, была ли обнаружена ошибка в работе того или иного процесса или нет.

Информационный порт связи или просто СОМ-порт

Последовательный порт узнать весьма просто. Вы можете это сделать, просто посмотрев на разъем. СОМ-порт использует 25-контактный разъем с двумя рядами контактов, один из которых длиннее других. При этом, практически все последовательные кабели имеют именно 25-контактные разъемы с обеих сторон (в остальных случаях требуется специальный адаптер).

СОМ-порт (последовательный порт) является портом, через который компьютеры связываются с устройствами, такими как модем и мышь. Стандартные персональные компьютеры имеют четыре последовательных порта.

Порты СОМ 1 и СОМ 2 обычно используются компьютером в качестве внешних портов. По умолчанию все четыре последовательных порта имеют два прерывания IRQ:

СОМ 1 привязан к IRQ 4 (3F8-3FF).

СОМ 2 привязан к IRQ 3 (2F8-2FF).

СОМ 3 привязан к IRQ 4 (3E8-3FF).

СОМ 4 привязан к IRQ 3 (2E8-2EF).

Тут-то как раз и могут возникать конфликты, так как внешние порты других устройств ввода-вывода 1/0 или контроллеров могут использовать те же прерывания IRQ.

Поэтому, назначив модему СОМ-порт или IRQ, вы должны проверить другие устройства на предмет наличия у них

тех же последовательных портов и прерываний.

Нужно сказать, что подключенные к телефонной линии параллельно модему устройства (особенно АОН) могут очень ощутимо ухудшат* качество работы вашего модема. Поэтому рекомендуется подключать телефоны через предназначенное для этого гнездо в модеме. Только в этом случае он будет отключать их от линии при работе.

Флэш-память вашего модема

Флэш-память - постоянная память или ППЗУ (постоянное перепрограммируемое запоминающее устройство), которая может быть стерта и вновь запрограммирована.

Перепрограммированию подлежат все модемы, в названии которых пристуствует строка "V. Everything". Кроме того, модемы "Courier V.34 dual standart" подлежат программной модернизации в случае, если в строке Options в ответе на команду ATI7 присутствует протокол V.FC. Если же в модеме нет этого протокола, то модернизация в "Courier V. Everything" производится заменой дочерней платы.

Существуют две модификации модемов Courier V. Everything - с так называемой частотой супервизора 20.16 MHz и 25 MHz. Для каждого из них существуют свои версии прошивок, и они не являются взаимозаменяемыми, т.е. прошивка от модели 20.16 MHz не подойдет для модели 25 MHz, и наоборот.

Программируемая пользователем память NVRAM

Все настройки модема сводятся к правильной установке значений регистров NVRAM. NVRAM - программируемая пользователем память, сохраняющая данные при выключении питания. NVRAM используется в модемах для хранения конфигурации по умолчанию, загружаемой в RAM при включении. Программирование NVRAM производится в любой терминальной программе с помощью АТ-команд. Полный перечень команд может быть получен из документации на модем, или получен в терминальной программе по командам АТ$ АТ&$ ATS$ AT%$. Запишите в NVRAM фабричные настройки с аппаратным контролем данных - команда AT&F1, затем внесите коррективы по настройке модема в совокупности с конкретной телефонной линией и запишите их в NVRAM по команде AT&W. Дальнейшую инициализацию модема нужно производить через команду ATZ.4.

Прикладное программное обеспечение для передачи данных

Программы для передачи данных позволяют вам соединиться с другими компьютерами, BBS, Internet, Intranet идругими информационными службами. В вашем распоряжении может быть весьма обширный набор подобных программ. Например, в Windows 98 в ваше распоряжение предоставляется весьма неплохой терминальный клиент Hyper Terminal.

Если у вас появились проблемы, связанные с установкой связи с другими модемами

Для начала необходимо оценить характер линии связи. Для этого после удачного сеанса до переинициализации модема введите команды ATI6 - диагностика связи, ATI11 - статистика соединения, ATY16 - амплитудо-частотная характеристика. Полученные данные необходимо записать в файл. После анализа полученных данных необходимо произвести изменения текущей конфигурации и затем записать их в NVRAM по команде AT&W5.

Российские телефонные линии и импортные модемы

Выбор модемов сегодня достаточно велик, и разница в их стоимости весьма значительна. Скорость передачи более 28 800 бит/с на российских телефонных линиях обычно недостижима. Выше 16 900 бит/с можно получить лишь в том случае, если провайдер услуг Internet имеет линии на той АТС, к которой подключен ваш телефон. В других случаях, работа в Internet слишком утомительна, поскольку при типовой (и даже не всегда достижимой) скорости 9 600 бит/с она превращается в сплошное ожидание. Поэтому для устойчивой передачи данных при помехах в телефонной линии нужен высококлассный модем, который стоит не менее 400 долларов США.

Какой модем лучше - внутренний или внешний?

Внутренний модем устанавливается в свободный слот расширения на материнской плате компьютера и подключается к встроенному блоку питания, а внешний представляет собой автономное устройство, соединенное с компьютером через стандартный последовательный порт.

Каждая из конструкций имеет свои достоинства и недостатки. Внутренний модем занимает слот системной шины (а их, как правило, не хватает), следить за его работой трудно из-за отсутствия индикаторов, к тому же описываемые модели принципиально не пригодны для портативных компьютеров типа notebook, имеющих узкопрофильный корпус и в большинстве случаев не обладающих разъемами расширения. В то же время внутренний модем на несколько десятков долларов дешевле внешних аналогов, не занимает места на столе и не создает путаницу проводов. Использование же внешнего модема подразумевает, что в компьютере, к которому он подсоединен, установлены наиболее современные микросхемы управления последовательным портом (UART). Микросхемы UART появились еще в первых ПК, поскольку уже тогда стало ясно, что обмен данными через последовательный порт - слишком медленная и сложная операция и лучше поручить ее специальному контроллеру. С той поры выпущено несколько моделей UART. В компьютерах типа IBM PC и XT, а также в полностью совместимых с ними, использовалась микросхема 8250, в AT ее сменила UART 16450. Большинство компьютеров на базе процесоров i386 и i486 до последнего времени комплектовались контроллером 16550, в котором появились внутренние аппаратные буферы типа "очередь", а сегодня стандартом становится UART 16550A - микросхема, аналогичная предыдущей, но с устраненными недоработками. Отсутствие буферов во всех микросхемах, кроме последней, приводит к тому, что передача данных через последовательный порт на скорости выше 9600 бит в секунду становится неустойчивой (использование MS Windows снижает этот порог до 2400 бит/с).

Если необходимо подключить высокоскоростной внешний модем к компьютеру, использующему устаревшую микросхему UART, следует либо сменить мультикарту, либо добавить специальную карту расширения (что займет один слот шины и лишит внешний модем важнейшего преимущества). У внутренних модемов такая проблема не возникает - они СОМ-порт не используют (точнее, они его содержат). Сейчас у внутренних модемов появляется еще одно преимущество, также связанное со скоростью работы. Согласно спецификации V.42bis, данные при передаче могут быть сжаты примерно в четыре раза, следовательно модем, работающий на скорости 28800 бит/с, должен получать данные из компьютера или отправлять их в него со скоростью 115600 бит/с, что является пределом для последовательного порта ПК. Однако 28800 бит/с - не предел для телефонной линии, где максимум лежит где-то в районе 35000 бит/с, а на цифровых линиях (ISDN) пропускная способность превышает 60000 бит/с. Следовательно, в данной ситуации последовательный порт станет "узким горлом" всей системы, и потенциальные возможности внешнего модема не будут реализованы. Сейчас производители модемов разрабатывают модели, которые могли бы подключаться к более быстродействующему параллельному порту, однако очевидно, что устройства, проданные сейчас, к этому приспособить будет невозможно.

В то же время многие модемы можно модернизировать для работы на больших скоростях, вплоть до способности работать на ISDN. Но все упирается в ограничительный барьер со стороны компьютера, который для внутреннего модема существенно выше 4 Мбайт/с (пропускная способность шины ISA). Кстати, все ISDN-модемы внутренние. Правда, все это будет завтра (а может и послезавтра), а сегодня можно сказать одно: выбирайте устройство того типа, который нравится вам - никаких функциональных различий между внутренними модемами и их внешними аналогами нет.

Какой модем выбрать и как его выбрать

Модем не может быть уникальным. Ваш модем должен быть понят другими модемами. Это означает, что модем должен поддерживать максимальное количество стандартов, то есть исправление ошибок, методы обмена данными и их сжатие. Самый распространенный стандарт - V.32bis для модемов со скоростью обмена 14000 бит/с. Для модемов со скоростью работы 28800 бит/сек стандартизованным протоколом является V.34.

Кроме этого, необходимо подчеркнуть, что модемы, имеющие скорость обмена данными 16800, 19200, 21600 или 33600, не являются стандартными.

Никакая коррекция ошибок не должна быть программной. Все должно быть вшито в модем его производителем.

О внешности и о внутренности. Внешний модем через специальный шнур подключается к вашему последовательному порту. Такой модем, как правило, имеет регулятор громкости, информационные индикаторы, блок питания и другие, иногда полезные прйблуды. Если вы профессионал, то вам должно быть все равно, какой модем выбрать - внутренний или внешний. Обычно, хороший внутренний модем через специальный софт неплохо эммулирует всю наглядность внешнего модема.

Не покупайте чисто импортные модемы. Эти железяки не уживаются на наших древних линиях. Приобретайте только сертифицированные модемы, то есть железо, специально прошитое под наши грязные телефонные станции.

В России такой выбор весьма невелик. Этот рынок забили две компании: ZyXEL из солнечного Тайваня и U.S. Robotics из США. Модемы последней фирмы выбирают профессионалы (Courier), первой - все остальные, то есть все те юзеры, которые выбирают так называемый сверхнадежный протокол ZyCell.

Итак, выбирайте Courier. И, поверьте, это не реклама.

Внутренний модем — это устройство, установленное внутри настольного компьютера или ноутбука, позволяющее компьютеру обмениваться данными по сети с другими подключенными компьютерами. Существует два типа внутренних модемов: коммутируемый и WiFi® (беспроводной). Первый работает по телефонной линии и требует телефонного номера для доступа к сети и учетные данные для входа в систему. Последний может подключаться по беспроводной сети и в некоторых случаях без учётных данных.
Термин «внутренний модем» обычно относится к коммутируемому модему, поскольку последующие технологии используются с классификаторами для их дифференциации. Текущий внутренний модем, также доступный как внешнее устройство, использует протокол v.92 для связи по медным телефонным линиям. Модем отправляет и принимает данные с использованием модулированных звуковых частот, которые он преобразует в цифровые биты данных. Слово модем объединяет слова модулятор и демодулятор, относящиеся к этой функции.

Внешние модемы предшествовали внутренним моделям и использовались в проприетарных целях в течение десятилетий до 1981 года, что знаменует собой выпуск первого доступного и практичного модема для общественного использования. Hayes® Smartmodem® был революционным из-за своего встроенного контроллера, который позволял устройству принимать, хранить и выполнять сгенерированные пользователем команды. Этот модем мог не только набирать номер самостоятельно, но и принимать входящий вызов от другого модема. До появления Smartmodem модемы были предназначены для работы либо в качестве сервера, либо в качестве клиента (отправителя или получателя), но не одновременно, и телефонный номер должен был быть набран вручную на телефонной базе, а затем приемник размещен на акустическом соединителе.

Недорогой Smart-модем со скоростью 300 бод работал со скоростью 300 бит/с и порождал множество клонов. Бесплатные сервисы досок объявлений стали повсеместным явлением, к которому быстро присоединились частные сетевые сервисы, которые создали графические среды, где люди могли указывать и нажимать свой путь через закрытый контент. В течение следующего десятилетия, когда онлайновый контент перешёл с текстовых досок объявлений на полностью графические среды, стали очевидны недостатки работы на более медленных скоростях.

Модемы не только стали быстрее, они стали стандартным оборудованием, доступным как внутренние модели, которые вскоре были включены в каждый новый компьютер. Текущие модемы с коммутируемым доступом — 9600 бод, работающие на максимальной скорости 56 килобит (кбит/с), использовали комбинацию методов, чтобы максимизировать ограничения технологии. Сжатие на стороне сервера, которое включает дополнительный протокол, известный как v.44, может обеспечить теоретическую скорость передачи текста до 320 кбит/с.

Несмотря на постоянное улучшение, ограничения внутреннего модема коммутируемого доступа уступили место модемам цифровой абонентской линии (DSL), кабельным модемам и оптоволоконным модемам, которые используют преимущества новейших технологий для доставки контента в десятки-сотни раз быстрее, чем подключение по телефонной линии. Тем не менее, внутренний модем по-прежнему является стандартным оборудованием в качестве запасного устройства, встроенного в каждый настольный компьютер и ноутбук. Несмотря на свою древность, дозвон по-прежнему считается наиболее надежным средством онлайн-доступа, поскольку телефоны обычно доступны даже тогда, когда высокоскоростной доступ отсутствует.

Телекоммуникационные средства в современном компьютерном мире

I. Введение

Очень часто в компьютерной литературе мы сталкиваемся с таким понятием, как модем.

В мире существует огромное количество персональных компьютеров. Логично подумать и о быстром и удобном способе соединения между ними. Такой способ стал возможен благодаря модему. Он позволяет передавать информацию от одного компьютера к другому в закодированном виде через телефонную линию. Компьютеры обмениваются сигналами определённой частоты и громкости.

Что же возможно благодаря модему?

Можно связаться с другим пользователем модема, и обменяться с ним файлами, в независимости от его местоположения. Или сыграть с ним в компьютерную игру, поддерживающую модем.

Если ваш модем - факс-модем, то можно обмениваться факсимильными сообщениями.

Вы можете пользоваться услугами BBS - Bulletin Board System (Англ. - Электронная доска объявлений), получить и принимать файла, пообщаться с другими пользователями, и сыграть в on-line игры, т.е. в игры по модему в режиме реального времени.

Вы можете подключиться к глобальным сетям. Например FidoNet, или Internet/Relcom. Подключившись к ним вы сможете стать участником множества телеконференций, что дает возможность обмениваться информацией с людьми вашего круга интересов.

Если вы бизнесмен, то с помощью модема вы всегда будете в курсе последних событий и новостей.

II. Как работает модем.

Немного общих сведений

Так когда же придумали первую модемную плату?

В 80-х годах американская фирма Hayes наконец-то выпустила первый модем для компьютера IBM PC.

Конечно же телефонные линии разрабатывались для передачи на расстояние только звуков человеческого голоса. Вообще говоря, естественные звуки характеризуются переменной высотой тона и непрерывно изменяющейся интенсивностью. Для передачи по телефонной они преобразовываются в электрический сигнал с непрерывно и соответственно изменяющейся частотой и силой тока. Такой сигнал называется аналоговым.

Компьютер же в отличие от модема понимает только цифрой сигнал, т.е. ток только двух уровней. Каждый из них обозначает одно из двух понятных компьютеру значений - логические “0” и “1”. Чтобы передать цифровой сигнал по телефонной линии, ему нужно придать приемлемый для неё аналоговый вид.

Именно этой работой занимается модем. Так же он выполняет обратную процедуру, т.е. переводит аналоговый сигнал в понятный компьютеру цифровой. Слово модем” - происходит от сокращения двух терминов: МОдулятор/ДЕМодулятор. Модем организует мостик между выдаваемым компьютером цифровым сигналом и аналоговым сигналом, который, как было сказано выше понимает телефонная линия.

При передаче данных из компьютера в модем, первый выдает последовательность нулей и единиц, а последний преобразовывает их в аналоговый сигнал. Затем данные отсылаются в телефонную линию, и их принимает модем, стоящий на другом конце провода. Когда модем принимает данные, то он отфильтровывает полезную информацию от шумов в линии. Для этого существуют специальные протоколы коррекции ошибок. Самый продвинутый из них - MNP10. Кроме этого существуют MNP1, MNP2, MNP3, MNP4, MNP5, MNP7. В настоящее время более всего распространен MNP5, т.к. MNP7 и MNP10 устанавливаются на специальных модемах, которые работают по выделенным линиям. Например в глобальной сети Internet. После того, как модем отделил полезную информацию от шумов в линии он отбирает перекачиваемые данные от служебной информации. И уже прошедший такую многоступенчатую обработку перекачиваемый файл записывается на жесткий диск компьютера. Так происходит обмен данными при соединении на протоколе Zmodem, Sealink, Ymodem и многих других однонаправленных протоколах.

Конечно, оба компьютер может одновременно принимать и отсылать данные. Потому что они используют определённые соглашения о частотах, различных для входных и выходных сигналов.. Для этого существуют специальные двунаправленные протоколы. Например Bimodem, Puma, Janus, Zedzap.

MNP- протоколы

MNP (Microsoft Network Protocols) - серия наиболее распространенных аппаратных протоколов, впервые реализованная на модемах фирмы Microsoft. Эти протоколы обеспечивают автоматическую коррекцию ошибок и компрессию передаваемых данных. Сейчас известны 10 протоколов:

MNP1 . Протокол коррекции ошибок, использующий асинхронный полудуплексный метод передачи данных. Это самый простой из протоколов MNP.

MNP2 . Протокол коррекции ошибок, использующий асинхронный дуплексный метод передачи данных.

MNP3 . Протокол коррекции ошибок, использующий синхронный дуплексный метод передачи данных между модемами (интерфейс модем - компьютер остается асинхронным). Так как при асинхронной передаче используется десять бит на байт - восемь бит данных, стартовый бит и стоповый бит, а при синхронной только восемь, то в этом кроется возможность ускорить обмен данными на 20%.

MNP4 . Протокол, использующий синхронный метод передачи, обеспечивает оптимизацию фазы данных, которая несколько улучшает неэффективность протоколов MNP2 и MNP3. Кроме того, при изменении числа ошибок на линии соответственно меняется и размер блоков передаваемых данных. При увеличении числа ошибок размер блоков уменьшается, увеличивая вероятность успешного прохождения отдельных блоков. Эффективность этого метода составляет около 20% по сравнению с простой передачей данных.

MNP5 . Дополнительно к методам MNP4, MNP5 часто использует простой метод сжатия передаваемой информации. Символы часто встречающиеся в передаваемом блоке кодируются цепочками битов меньшей длины, чем редко встречающиеся символы. Дополнительно кодируются длинные цепочки одинаковых символов. Обычно при этом текстовые файлы сжимаются до 35% своей исходной длины. Вместе с 20% MNP4 это дает повышение эффективности до 50%. Заметим, что если вы передаете уже сжатые файлы, а в большинстве это так и есть, дополнительного увеличения эффективности за счет сжатия данных модемом этого не происходит.

MNP6 . Дополнительно к методам протокола MNP5 протокол MNP6 автоматически переключается между дуплексным и полудуплексным методами передачи в зависимости от типа информации. Протокол MNP6 также обеспечивает совместимость с протоколом V.29.

MNP7 . По сравнению с ранними протоколами использует более эффективный метод сжатия данных.

MNP9 . Использует протокол V.32 и соответствующий метод работы, обеспечивающий совместимость с низкоскоростными модемами.

MNP10 . Предназначен для обеспечения связи на сильно зашумленных линиях, таких, как линии сотовой связи, междугородними линиями, сельские линии. Это достигается при помощи следующих методов:

Многократного повторения попытки установить связь

Изменения размера пакетов в соответствии с изменением уровня помех на линии

Динамического изменения скорости передачи в соответствии с уровнем помех линии

Все протоколы MNP совместимы между собой снизу вверх. При установлении связи происходит установка наивысшего возможного уровня MNP-протокола. Если же один из связывающихся модемов не поддерживает протокол MNP, то MNP-модем работает без MNP-протокола.

Режимы MNP-модемов

MNP-модем обеспечивает следующие режимы передачи данных:

Стандартный режим. Обеспечивает буферизацию данных, что позволяет работать с различными скоростями передачи данных между компьютером и модемом и между двумя модемами. В результате для повышения эффективности передачи данных вы можете установить скорость обмена компьютер-модем выше, чем модем-модем. В стандартном режиме работы модем не выполняет аппаратной коррекции ошибок.

Режим прямой передачи. Данный режим соответствует обычному модему, не поддерживающему MNP-протокол. Буферизация данных не производится и аппаратная коррекция ошибок не выполняется.

Режим с коррекцией ошибок и буферизацией. Это стандартный режим работы при связи двух MNP-модемов. Если удаленный модем не поддерживает протокол MNP, связь не устанавливается.

Режим с коррекцией ошибок и автоматической настройкой. Режим используется, когда заранее не известно, поддерживает ли удаленный модем протокол MNP. В начале сеанса связи после определения режима удаленного модема устанавливается один из трех других режимов.

Внутренние и внешние модемы

Модемы бывают внутренние и внешние(Существуют так же специальные типы модемов в виде PC- карт (PCMCIA), но они предназначены для компьютеров типа ноутбуков, и по этому они здесь не рассматриваются.). Внутренние модемы выполнены в виде платы расширения, вставляемый в специальный слот расширения на материнской плате компьютера. Внешний модем, в отличие от внутреннего, выполнен в виде отдельного устройства, т.е. в отдельном корпусе и со своим блоком питания, когда внутренний модем получает электричество от блока питания компьютера. Так какие же достоинства и недостатки у внешних и внутренних модемов?

Внутренний модем

Достоинства

Все внутренние модели без исключения(в отличие от внешних) имеют встроенное FIFO. (First Input First Output - первым пришел, первым принят). FIFO это микросхема, обеспечивающая буферизацию данных. Обычный модем при прохождении байта данных через порт каждый раз запрашивает прерывания у компьютера. Компьютер по специальным IRQ(Interrupt Request) линиям прерывает на некоторое время работу модема, а потом опять возобновляет её. Это замедляет работу компьютера в целом. FIFO же позволяет использовать прерывания в несколько раз реже. Это имеет большое значение при работе в многозадачных средах. Таких как Windows95, OS/2, Windows NT, UNIX и других.
При использовании внутреннего модема уменьшается количество проводов, натянутых в самых неожиданных местах. Так же внутренний модем не занимает драгоценное место на рабочем столе.
Внутренние модемы являются последовательным портом компьютера и не занимают существующих портов компьютера.
Внутренние модели модемов всегда дешевле внешних.

Недостатки

Занимают слот расширения на материнской плате компьютера. Это очень неудобно на мультимедийных машинах, на которых установлено большое количество дополнительных плат, а также на компьютерах, которые работают серверами в сетях.
Нет индикаторных лампочек, которые при имении определённого навыка позволяют следить за процессами происходящими в модеме.
Если модем завис, то восстановить работоспособность можно восстановить только клавишей перезагрузки компьютера “RESET”.

Внешние модемы

Достоинства

Они не занимают слот расширения, и при необходимости их можно легко отключить и перенести на другой компьютер.
На передней панели есть индикаторы, которые помогают понять, какую операцию сейчас производит модем.
При зависании модема не нужно перезагружать компьютер, достаточно выключить и включить питание компьютера.

Недостатки

Необходима мультикарта со встроенным FIFO. Без FIFO модем конечно будет работать, но при этом будет падать скорость передачи данных.
Внешний модем занимает драгоценное место на рабочем столе и ему требуются дополнительные провода для подключения. Это тоже создает некоторое неудобство.
Он занимает последовательный порт компьютера.
Внешний модем всегда дороже аналогичного внутреннего, т.к. включает корпус с индикаторными лампочками и блок питания.

Роль индикаторных лампочек

MR(Modem Ready)

Показывает, что модем включен и готов к работе.

TR(Terminal Ready)

Этот индикатор горит, когда модем обнаруживает DTR(Data Terminal Ready), передаваемый коммуникационной программой.

HS(High Speed)

А этот индикатор загорается, когда модем работает с максимально возможной для него скоростью

CD(Carrier Detect)

Горит, когда модем обнаруживает несущую. Он должен гореть во время соединения модемов и на протяжении всего сеанса связи, пока один из модемов не “положит трубку”

AA(Auto Answer)

Показывает, что модем включен в режим автоответа, т.е. будет сам отвечать на все входящие звонки. Если модем обнаруживает Ring(Англ. - звонок), то этот индикатор мерцает.

OH(Off Hook)

Этот индикатор эквивалентен снятой трубке телефона. Он горит, когда модем занимает линию.

RD(Receive Data)

Мерцает при приеме компьютером данных.

SD(Send Data)

Этот индикатор мигает, когда компьютер посылает данные.

Марки модемов

На сегодняшний день фактическим стандартом является модем со скоростью соединения 14400 и протоколами передачи данных V32 и V32bis(и улучшенные например, HST и V32terbo). Ориентироваться сегодня стоит на этот стандарт. Но и он, как и всё в компьютерном мире неустойчиво, и постепенно отмирает. Конечно, лучше всего брать модем со скоростью соединения 28800 и протоколами передачи данных V34(и его подмножества V.Fast и V.Everything). Также есть улучшенная разновидность протокола V34+. Он позволяет вести прием/передачу на скоростях до 33600. Модемы некоторых фирм имеют специализированные протоколы для особых условий эксплуатации(Обычно на сильно зашумленных линиях. На них эти протоколы ведут себя безупречно. Но какой тогда разговор об нормальных “чистых” линиях? Такими протоколами являются HST, разработанный фирмой USRobotics ® . Так же существуют два протокола разработанные Zyxel ® . Это Zyx и ZyCell. Zyx это протокол с возможностью связи с аналогичными моделями на скоростях 16800 и 19200. А ZyCell - специальный протокол для спутниковой и сотовой связи. Единственным недостатком таких протоколов является то, что они связываются на фирменных протоколах только с аналогичными моделями.).

Теперь можно рассмотреть некоторые марки модемов.

Эта фирма известна прежде всего тем, что производит недорогие, но достаточно надежные модели.

Например модель GVC 14440 F1114HV - хорошо зарекомендовавшая в наших условиях модель. Она практически безошибочно ловит сигнал BUSY. Это факс-модем, и он имеет факс класса II. Так же в нем реализована подстройка уровня сигнала к качеству линии. Одним из его преимуществ является бесшумное герконовое реле.

ZyXEL

Пару лет назад это была одна из самых популярных и престижных моделей, но на сегодняшний день фирма сильно сдала свои позиции, в основном на фоне достижений USRobotics.

Все разновидности модемов фирмы ZyXEL разбиты на серии.

Серия 1496 - кроме стандартных протоколов V32 и V32bis, имеют собственные протоколы: Zyx и ZyCell. В этих моделях имеется голосовой режим (VOICE) для того, что бы посылать и принимать голосовые сообщения. Так же имеется режим определения номера (АОН - Автоматический определитель номера).

Модели серии 1496 обладают адаптивным факсом, это означает что модем позволяет автоматически идентифицировать абонента и переключаться соответственно на факс, модем или голос.

Так же модемы ZyXEL могут работать на выделенных четырехпроводных линиях, развивая при этом скорость передачи до 115200 бод.

Эта фирма выпускает несколько серий модемов: USR Sportster, USR Courier, USR WorldPort и другие. Модели WorldPort предназначены для портативных компьютеров. Из-за этого они не получили широкого распространения. Высокопроизводительная серия Courier по некоторым изложенным ниже причинам не получила в нашей стране большого распространения. Остается только серия Sportster. Модемы этой серии охватывают всю гамму скоростей от 14400 до 33600. Они бывают как внутренними, так и внешними и имеют множество модификаций, различающихся как программно, так и аппаратно. Довольно удобно, что модемы серии Sportster имеют возможность программно-аппаратного апгрейда до более дорогой и намного более функциональной серии Courier. После апгрейда обычный USR Sportster превращается в Courier. При этом он приобретает такое важное преимущество как встроенный протокол HST(High Speed Technology).

В 1991 году четыре канадских программиста задумались: а почему это Sportster так похож на старый Courier? Когда же они разобрали несколько модемов, то поняли что Sportster и Courier отличаются только прошивкой, которая автодетектирует тип модема по хитрым перемычкам и NVRAM (Non Violatible Random Access Memory - энергонезависимая память модема) и для серии Sportster просто отключает HST и все остальные возможности Courier.

III. Заключение

На наших глазах происходит самый настоящий коммуникационный взрыв, вполне сравнимый по масштабам и последствиям с тем, что был вызван появлением первых персональных компьютеров. Простое и эффективное устройство - модем, объединяющее потенциал двух величайших изобретений человечества, телефона и персонального компьютера, даёт всем желающим доступ к невероятным объемам информации и наделяет скромный персональный компьютер поистине фантастическими возможностями.

Всеобщая компьютерная грамотность, о которой мы мечтали ещё совсем недавно, теперь - более или менее свершившийся факт. Нет никакого сомнения в том, что телекоммуникационная грамотность нужна сейчас ничуть не меньше: без неё просто немыслимо поспеть за цивилизованным миром ни в бизнесе, ни в науке, ни в образовании, ни во многих других областях. Уже сейчас отсутствие модема сравнимо с отсутствием принтера - и то и другое в значительной мере лишает компьютер смысла. И не за горами то время, когда от одинокого компьютера будет не больше пользы, чем сейчас от микрокалькулятора.

Использованная литература:

Берлинер Э.М. и др.. Microsoft Windows 95. Microsoft Plus! Русская версия. Изд. ABF, Москва, 1996
Зельднер Г.А. и др.. Компьютер на связи! Факс-модем, модем, глобальные сети, Е-Мail, BBS. Изд. ABF, Москва, 1996
Кирсанов Д.. Факс-модем: от покупки и подключения до выхода в Интернет. Изд. “Символ-Плюс”, С.-Петербург, 1995

2. внутренние - устанавливаются внутрь компьютера в слот ISA, PCI, PCMCIA

3. встроенные - являются внутренней частью устройства, например ноутбука.

Другая классификация заключается в разделении модемов на обычные и голосовые.
Голосовые снабжены разъемами под наушники и микрофон и позволяют общаться в
режиме «интернет - телефона » посредством сети Интернет.

По принципу работы:

аппаратные - все операции преобразования сигнала, поддержка физических
протоколов обмена, производятся встроенным в модем вычислителем (например с
использованием DSP, контроллера ). Так же в аппаратном модеме присутствует ПЗУ, в
котором записана микропрограмма, управляющая модемом

Виндовс модемы - аппаратные модемы, лишённые ПЗУ с микропрограммой.
Микропрограмма такого модема хранится в памяти компьютера, к которому
подключён модем. Работоспособен только при наличии драйверов, которые обычно
писались исключительно под операционные системы семейства MS Windows.
полу - программные (Controller based soft-modem ) - модемы, в которых часть функций
модема выполняет компьютер, к которому подключён модем.
программные (Host based soft-modem) - все операции по кодированию сигнала,
проверке на ошибки и управление протоколами реализованы программно и
производятся центральным процессором компьютера. При этом в модеме находится
аналоговая схема и преобразователи: АЦП, ЦАП, контроллер интерфейса (например USB).

По типу:

Аналоговые - наиболее распространённый тип модемов для обычных коммутируемых телефонных линий
ISDN - модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий
DSL - используются для организации выделенных (некоммутируемых ) линий используя обычную телефонную сеть. Отличием от коммутируемых модемов в кодировании сигнала. Обычно позволяют одновременно с обменом данными осуществлять использование телефонной линии в обычном порядке.
Кабельные - используются для обмена данными по специализированным кабелям
- к примеру, по кабелям систем коллективного телевидения.
Радио Спутниковые PLC - используют технологию передачи данных по проводам бытовой
электрической сети, т. е. обычно по электропроводке 220 Вольт.

Более широко используются в настоящее время:
внутренний программный модем
внешний аппаратный модем
встроенные в ноутбуки модемы.

Составные устройства

1. Порты ввода - вывода - схемы, предназначенные для обмена данными между
телефонной линией и модемом с одной стороны, и модемом и компьютером - с другой.
Для взаимодействия с аналоговой телефонной линией зачастую используется
трансформатор.
2. Сигнальный процессор (Digital Signal Processor, DSP ). Обычно модулирует исходящие
сигналы и демодулирует входящие на цифровом уровне в соответствии с
используемым протоколом передачи данных.
В нем находится программная «начинка» модема - прошивка - BIOS.
Может также выполнять другие функции.
3. Контроллер управляет обменом с компьютером .
Контроллер является специальной микросхемой, принимающей информацию,
прошедшую через DSP. Ее назначение – сжатие информации и коррекция ошибок.
Кодек (Digital - Analog Coder-Decoder) . Переводит цифровые сигналы (готовые к
отправке данные) в аналоговые и отправляет их по телефонным линиям.
Данные, поступающие на ваш ПК через Интернет , проходит обратное преобразование
и после этого передается на обработку контроллеру и процессору DSP .
4. Микросхемы памяти:
ROM - энергонезависимая память, в которой хранится микропрограмма управления
модемом - прошивка, которая включает в себя наборы команд и данных для управления модемом, все поддерживаемые коммуникационные протоколы и интерфейс с компьютером. Обновление прошивки модема доступно в большинстве современных моделей, для чего
служит специальная процедура описанная в руководстве пользователя.
Для обеспечения возможности перепрошивки для хранения микропрограмм применяется флэш - память (EEPROM).
Флэш - память позволяет легко обновлять микропрограмму модема, исправляя ошибки
разработчиков и расширяя возможности устройства. В некоторых моделях внешних модемов она так же используется для записи входящих голосовых и факсимильных сообщений при выключенном компьютере.
NVRAM - энергонезависимая электрически перепрограммируемая память, в которой хранятся настройки модема. Пользователь может изменять установки, например используя набор
AT - команд.
АТ - команды модема Huawei для Hiperterminal читайте
RAM - оперативная память модема, используется для буферизации принимаемых и передаваемых данных, работы алгоритмов сжатия и прочего.

Виды модемов

Следует признать, что описанная выше классическая схема используется не во всех модемах.
В дешевых внутренних устройствах могут отсутствовать 1 или 2 микросхемы .

«Софтмодем» (softmodem) . В нем отсутствует микросхема контроллера, а его функции
переложены на центральный процессор. Это отражается лишь в небольшом падении
скорости, но не в работоспособности модема.
«Винмодемы» (winmodem) . В нем отсутствует микросхема DSP , ее функции выполняет
специальное ПО, ориентированное на работу под ОС Windows .
Преимущество описанных выше моделей – низкая цена. Они используются в домашних целях,
но уступают в производительности полноценным модемам.

По протоколу

Протокол – язык , посредством которого 2 модема устанавливают связь.
Он определяет тип и скорость передачи информации.

1. V.34. Позволяет принимать информацию на скорости до 33 600 бит в секунду (bps);
2. V.90, х2 и k56flex. Поддерживают работу со скоростью 57 600 бит/с. Протокол V.90 – универсальный. х2 и k56flex - «приватные» разработки отдельных фирм;
3. V.92. Протокол принят в 2000 году.
Какая скорость передачи информации в компьютерах, читайте

Однако для пользователей главное не протокол , а скорость приема и передачи данных .
Аналоговые модемы не могут сполна удовлетворить эту потребность в отличие от кабельных модемов . Минимальная скорость работы в интернете - 28 800бит/с . Протокол V.90 теоретически позволяет работать на скорости 57 600 бит/с , но реальность не оправдывает это.

Рекомендации для аналоговых модемов.

Для устойчивости и хорошего качества работы этих моделей нужны дополнительные
микросхемы и программное обеспечение , которые отвечают за коррекцию ошибок и
регулирование уровня сигнала.
Модем следует подключать напрямую к телефонной линии перед телефоном, иначе связь
будет обрываться.
Кабельные модемы не требуют исполнения выше изложенных советов.

Есть еще модемы с дополнительными возможностями, это:

Факс - модем, позволяет компьютеру, к которому он присоединен, передавать и принимать
факсимильные изображения на другой факс-модем или обычную факс - машину.

Голосовой модем - имеет функцию оцифровки сигнала с телефонной линии и воспроизведение произвольного звука в линию. Часть голосовых модемов имеет встроенный микрофон . Это позволяет осуществить: передачу голосовых сообщений в режиме реального времени на другой удаленный голосовой модем и прием сообщений от него и воспроизведение их через внутренний динамик; использование такого модема в режиме автоответчика и для организации голосовой почты.

Как настроить модем и интернет читайте
Как настроить Wi-Fi в Windows XP читайте
Вот всё, что я хотел рассказать Вам о модемах.