Интенсивное развитие систем связи сопровождается большим количеством новых терминов и понятий, названий устройств и технологий. В этом море информации трудно разобраться не только пользователю, желающему выбрать оптимальное устройство или решение, но и специалисту, на чьих плечах лежит ответственность за автоматизацию предприятия в целом, начиная от программного обеспечения и заканчивая кабельными системами.

В данной статье затронута небольшая, но наиболее интересная область телекоммуникаций - речь пойдет о современных аналоговых модемах тональной частоты и соответствующих модемных технологиях, что даст пользователям и специалистам возможность лучше понять специфику передачи информации такими устройствами.

Линии связи

По определению, линия связи - это среда, способная пропускать электрические или электромагнитные колебания в ограниченном диапазоне частот. Перед передачей информации цифровой поток, состоящий из нулей и единиц, преобразуется в сигнал, который может распространяться в той или иной среде. Однако любая среда устанавливает свои ограничения на распространение сигнала, влияющие на возможность достижения максимальной скорости передачи информации.

Таким образом, любой канал связи имеет теоретическое ограничение скорости передачи информации. Этот предел - предел Шеннона - определяется двумя параметрами: полосой пропускания и соотношением сигнал/шум. Полоса пропускания - это разность максимальной (верхней) и минимальной (нижней) частот сигнала, способного распространяться в канале связи. Соотношение сигнал/шум является характеристикой не столько самого канала, а скорее системы "канал связи + модем". Поэтому при описании линий связи чаще пользуются такими характеристиками, как полоса пропускания, коэффициент затухания сигнала на единицу длины и уровень помех (шумов).

Более широкая полоса пропускания позволяет достичь более высоких скоростей, а низкий коэффициент затухания - большей дальности. Однако для некоторых сред характерна ситуация, когда частоты по краям спектра затухают быстрее, чем в середине. Поэтому для них увеличение дальности одновременно ограничивает и максимальную скорость передачи информации.

Телефонные линии

Существующая инфраструктура телефонных сетей позволяет широко использовать их для передачи данных. Однако каналообразующая аппаратура телефонных станций накладывает существенное ограничение на полосу пропускания сигнала - передается сигнал лишь с частотами от 300 до 3,400 Гц, то есть шириной 3,100 Гц. Такие каналы называют еще каналами тональной частоты.

Современные телефонные станции используют преобразование аналогового сигнала в цифровой вид, при этом разговор передается со скоростью 64 Кбит/с, что обеспечивает заданное качество. Однако с точки зрения передачи аналогового сигнала цифровой поток в 64 Кбит/с не может пропустить с надлежащим качеством сигнал тональной частоты, спектр которого шире 3,500 Гц. Таким образом, телефонные линии связи пропускают аналоговый сигнал шириной от 3,100 до 3,500 Гц в зависимости от используемого на телефонных станциях оборудования (аналоговые или цифровые АТС).

При передаче информации по телефонным сетям проблема затухания сигнала не столь актуальна. Это объясняется тем, что телефонные станции, как правило, сами заботятся, чтобы доставить сигнал в точку назначения, сохранив необходимый уровень мощности. Конечно, если они связаны между собой аналоговыми линиями, соединение на большие расстояния, когда сигнал проходит через множество промежуточных узлов, приводит к тому, что в выходном сигнале высокий уровень шумов.

Однако такие технологии постепенно вытесняются, и даже в Беларуси все чаще внедряются системы, в которых связь между АТС осуществляется в цифровом виде. А это означает, что сигнал может быть доставлен на любое расстояние без снижения мощности и с невысоким уровнем шумов.

Медные физические линии

Медные физические линии связи арендуются у телефонных компаний или прокладываются самой заинтересованной организацией. Такие каналы принципиально являются двухточечными.

Отличаются они тем, что сигналы разных частот в них имеют разный коэффициент затухания. В таблице приведены наиболее часто встречаемые каналы связи и величина затухания сигнала для разных частот:

Таким образом, для спектра сигнала тональной частоты затухание в кабеле 24 AWG составляет около 2 дБ/км, в кабеле 26 AWG - 3 дБ/км.

Аналоговые модемы

Аналоговые модемы - это устройства для передачи данных по телефонным каналам связи. Узкая полоса пропускания таких линий требует от аналоговых модемов использования методов модуляции, способных повысить скорость передачи информации только за счет повышения соотношения сигнал/шум. Значительным прорывом в достижении больших скоростей (до 28.8 Кбит/с) стало принятие в 1994 году стандарта V.34.

Первоначально велись работы по разработке стандарта V.FAST, предполагавшего работу модемов на коммутируемых телефонных линиях со скоростью до 19,200 бит/с. Ограничение в 19,200 бит/с было связано с концепцией CCITT (сейчас эта организация называется ITU-T), которая заключалась в принятии нового стандарта из V-серии только в случае высокой степени гарантии установления соединения на реальных линиях связи.

Эта концепция изменилась в ходе разработки стандарта V.34 по двум причинам. Во-первых, тестирование предварительных протоколов показало, что скорость, превышающая 19,200 бит/с, может быть достигнута на достаточно большом количестве линий связи. Во-вторых, при использовании высококачественных каналов наблюдался запас по полосе пропускания, то есть ее часть не использовалась. Эти два аргумента привели к разработке новой концепции, позволяющей включить в стандарт более высокие скорости, даже если они не всегда будут достижимы.

Предварительные тестирования стандарта V.34 в Европе показали, что в одних странах только треть линий позволила передавать данные со скоростью 28,800 бит/с, а в других - все линии, на которых проводились испытания, обеспечили передачу данных с максимальной скоростью.

V.34 - это новые технологии

Во-первых, это цифровая телефония. В большинстве стран аналоговые телефонные линии связи уже заменены цифровыми каналами с использованием импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Другие государства также находятся на стадии перехода от аналоговых к цифровым линиям связи. ИКМ-каналы позволяют получить более высокое качество телефонной связи, что выражается не только в возможности передавать аналоговый сигнал с более широкой полосой (150 - 3,650 Гц по сравнению с 300 - 3,400 Гц), но и в достижении более низкого уровня шума.

Во-вторых,реализацию стандарта облегчила новая технология цифровых сигнальных процессоров (ЦСП), внедренная в модемы начиная со стандарта V.32. Она помогло ускорить выполнение свертки операции, наиболее часто используемой при реализации основных функций модема. Решение с помощью ЦСП значительной части задач фильтрации позволило упростить аналоговые БИС (большие интегральные схемы), к тому же изготовителям полупроводниковых компонент проще реализовать цифровые БИС. Таким образом, цифровой подход обеспечивает быстрый переход к высоким уровням интеграции при меньшей стоимости.

В-третьих, стандарт V.34 явился кульминационным моментом 30-летних исследований в области модуляции, кодирования и алгоритмов для цифровых сигнальных процессоров (ЦСП). Следует отметить, что V.34 - это не просто очередной шаг на пути увеличения скорости модемной связи, а огромный прорыв в стремлении выбрать все резервы каналов тональной частоты. Этот прорыв, базирующийся на общесистемном подходе к проблеме и опирающийся на резкий скачок в инструментальных средствах, позволил максимально приблизиться к теоретическому пределу Шеннона.

Основное преимущество технологии V.34 над предыдущими состоит в "адаптивном интеллекте". В отличие от предшествующих стандартов, V.34 содержит в себе множество методов модуляции и алгоритмов фильтрации сигнала, составляющих целый набор технологий, с помощью которых по своему усмотрению и взаимодействуют модемы. Пользуясь своим "интеллектом", V.34 позволяет модемам автоматически выбирать и комбинировать технологии из имеющегося набора с целью максимальной адаптации к характеристикам линии связи.

Вот почему эта тема заслуживает отдельного рассмотрения.

Новое в стандарте V.34

Протокол обменапараметрами связи V.8

Для стандарта V.34 был специально разработан новый протокол обмена параметрами связи. Этот протокол, получивший название V.8, обладает обратной совместимостью со всеми низкоскоростными модемами с целью их распознавания и работы с процедурой "авторежим" (протокол V.25), определенной в стандарте V.32bis. Однако в протоколе V.25 определение модуляции, используемой удаленным модемом, основывалось на последовательном детектировании тональных сигналов. Такая процедура занимает много времени (реально около 9 секунд), причем появление новых протоколов ведет к его увеличению.

В соответствии с рекомендациями V.8 обмен информацией о возможностях модема происходит по протоколу V.21 (300 бит/с, частотная модуляция), что значительно быстрее и надежнее, чем детектирование тональных сигналов. С помощью протокола V.8 модемы обмениваются следующей информацией:

Идентификация протокола V.34,

Режим передачи данных или телефонный звонок,

Поддерживаемые режимы модуляции,

Протоколы коррекции ошибок и сжатия данных V.42 и V.42bis,

Проводной или сотовый режим.

Примечательно, что гибкость, заложенная в V.8, и зарезервированные на будущее биты позволяют расширять возможности стандарта V.34 без разработки новых методов обмена служебной информацией.

Анализ канала связи(line probing)

Анализ канала связи - наиболее важная технология среди новшеств, внедренных в стандарт V.34. Она позволяет модему выбрать оптимальные параметры для работы по конкретному телефонному каналу.

Анализ канала связи - двунаправленная полудуплексная процедура, которая выполняется сразу после обмена информацией согласно V.8 и заключается в передаче сложных сигналов, позволяющих удаленному приемнику проанализировать характеристики телефонного канала, прежде чем перейти в режим передачи данных. Модем использует результаты анализа для выбора нескольких ключевых параметров связи, а именно:

Несущей частоты и символьной скорости. Эти параметры определяют занимаемую полосу выходного сигнала и ее расположение (центральную частоту) в пределах предлагаемого каналом связи спектра. Модем располагает 11 возможными вариантами, комбинируя 6 символьных скоростей, 5 из которых имеют по 2 несущие частоты;

Корректирующего фильтра перед передачей (pre-emphasis). Модем имеет возможность выбрать наиболее подходящий фильтр из десяти, определенных в стандарте V.34;

Уровня мощности передатчика. Модем может выбрать оптимальный уровень передачи сигнала из диапазона 14 дБ с шагом в 1 дБ.

Анализ канала связи происходит в начале каждого нового соединения, а также в процессе повторного вхождения в связь, которое может произойти в любой момент текущего соединения. Это позволяет модему V.34 адаптироваться не только к конкретным каналам связи со специфическими характеристиками во время установления связи, но и к изменяющимся во времени параметрам.

Предкодирование (precoding)

Предкодирование по сути является модификацией технологии адаптивной коррекции (выравнивания, фильтрации) сигнала, разработанной в 1970 году и известной как коррекция сигнала с обратной связью и схемой принятия решения (Decisions Feedback Equalizations, или DFE).

Проблема при использовании DFE состояла в том, что ее достаточно трудно настроить для совместной работы с треллис-кодированием. Вместе с тем DFE оказалась наиболее оптимальной технологией коррекции сигнала в приемном тракте аналоговых модемов, позволяющей эффективно бороться с межсимвольной интерференцией, вносимой реальными каналами связи. Борьба с межсимвольной интерференцией особенно важна для высокоскоростных модемов, которые нуждаются в использовании каждого кусочка спектра, предоставляемого линией.

Эту проблему удалось решить, распределив действия, производимые DFE, между передатчиком и приемником. В результате приемник модема V.34 рассчитывает оптимальные коэффициенты коррекции сигнала, как и обычная схема DFE, однако возвращает их обратно передатчику для предкоррекции. Таким образом, предкодирование объединяет в себе DFE с предкоррекцией и треллис-кодирование.

Адаптивная предкоррекция сигнала (pre-emphasis)

Эта технология не является абсолютно новой, а основывается на использовании так называемых компромиссных корректоров, но с добавленным "интеллектом". До появления стандарта V.34 производители модемов иногда применяли в передатчиках корректирующие фильтры фиксированной структуры. Согласно V.34, использование данной технологии базируется на адаптации к актуальным характеристикам линии связи.

Адаптивная предкоррекция сигнала означает, что перед посылкой в линию сигнал проходит через выравнивающий фильтр, который усиливает одни части спектра и ослабляет другие. Данная технология очень эффективна против сигнально-зависимых искажений. Ее основная идея заключается в предварительной компенсации искажений, о существовании которых модем может заранее узнать во время фазы анализа канала связи. Если, например, во время анализа канала связи модем обнаруживает, что верхняя часть спектра затухает сильнее, чем нижняя, использование соответствующего фильтра в тракте передатчика позволит компенсировать это искажение.

Как показали исследования, использование корректирующих фильтров в тракте передатчика позволяет получить не только прямой эффект - компенсацию линейных искажений, но и уменьшить влияние более жестоких нелинейных искажений.

Интеллектуальность адаптивной предкоррекции, согласно V.34, заключается в автоматическом выборе компенсирующего фильтра. Этот стандарт определяет 10 различных фильтров. Информация, полученная во время анализа модемом канала связи, служит основой для выработки решения о выборе оптимального фильтра, однако конкретный метод принятия такого решения оставлен на усмотрение разработчиков модемов.

Адаптивное управление мощностью передатчика

Правильный выбор мощности передатчика очень важен для высокоскоростных модемов, работающих по двухпроводной линии с использованием подавления эха.

В отличие от модемов для 4-проводной линии связи или низкоскоростных модемов V.22bis, для модемов, работающих по протоколу V.34 с максимальной скоростью, утверждение о том, что более высокая мощность передатчика всегда предпочтительнее, оказывается неверным. Алгоритмы подавления эха требуют выбора именно оптимальной мощности передатчика, поскольку повышение мощности улучшает соотношение сигнал/шум на удаленном приемнике, однако вносит ненужные помехи в виде эха для локального приемника.

Адаптивное управление мощностью передатчика позволяет автоматически выбрать оптимальный уровень передачи на основании информации, полученной во время изучения модемом характеристик линии связи. Несмотря на достаточно простую концепцию, данная технология базируется на очень громоздкой математической модели и весьма сложна с точки зрения реализации.

Многоуровневое треллис-кодирование

Треллис-кодирование впервые было внедрено в модемах V.32, что дало дополнительную защиту от ошибок и позволило их исправлять без запроса о повторной передаче.

Суть треллис-кодирования заключается в добавлении дополнительного бита к каждой группе информационных битов (группе битов, которой ставится в соответствие один бод). Этот бит образуется путем выполнения операции свертки (сверточное кодирование) над частью битов в группе. Расширенная таким образом группа битов подвергается многопозиционной амплитудно-фазовой модуляции и передается в канал связи. Таким образом, двухмерная сигнально-кодовая конструкция (СКК) протокола V.32bis на скорости 14.4 Кбит/с представляла собой 32-точечную квадратурную амплитудную модуляцию со сверточным кодом на 8 состояний (два информационных бита + один добавочный). При приеме выполняется декодирование сигналов, позволяющее на основе анализа корреляционных связей между группами битов исправить значительную часть ошибок, благодаря чему помехоустойчивость приема повышается на 3 - 5 дБ.

Сегодня технология треллис-кодирования значительно продвинулась вперед по сравнению с той, которая заложена в рекомендации V.32. Стандарт V.34 рекомендует три четырехмерные схемы кодирования - на 16, 32 и 64 состояния сверочного кода. В четырехмерном пространстве точка имеет четыре координаты. Для передачи каждой такой точки требуются два символьных интервала. Переход к четырехмерным СКК позволил уменьшить количество точек в соответствующих двухмерных проекциях, что равносильно увеличению расстояния между соседними точками, а значит, и повышению помехоустойчивости.

Каждая их трех схем кодирования увеличивает соотношение сигнал/шум системы за счет значительного увеличения вычислительных мощностей, вместе с тем внося дополнительные задержки. На рис. 1 приведено сравнение обеспечиваемого каждой схемой кодирования выигрыша и требуемых вычислительных мощностей (сложность реализации).

Оптимальное размещение точек на фазовой плоскости (shell mapping, shaping)

В высокоскоростных модемах передаваемые биты группируются в символы, которые затем транслируются в двухмерные СКК. Созданная таким образом сигнальная точка трансформируется в аналоговый эквивалент и передается в линию.

Цель оптимального размещения точек на фазовой плоскости состоит в размещении точек в двухмерном пространстве таким образом, чтобы улучшить соотношение сигнал/шум. Теория показывает что оптимальная форма двухмерной СКК должна быть сферической. Однако это невозможно. Поэтому, согласно V.34, модем пытается аппроксимировать квадратную сетку двухмерной СКК к наиболее близкой к сферической форме.

Результатом оптимального размещения точек на фазовой плоскости является расширение СКК и улучшение соотношения сигнал/шум приблизительно на 1 дБ. В спецификации V.34 присутствуют два уровня такого преобразования: первый уровень расширяет СКК на 12.5%, второй - на 25%.

Нелинейное кодирование (warping)

Нелинейное кодирование используется для борьбы с сигнально-зависимыми искажениями, также известными как нелинейные искажения, которые присутствуют во всех телефонных каналах благодаря трансформаторам и цепям гальванической развязки и особенно велики в ИКМ-каналах в силу самой нелинейной природы ИКМ-кодирования.

Нелинейное кодирование приводит к деформированию фазовой плоскости, при котором внутренние точки, то есть точки с малой амплитудой, располагаются ближе друг к другу, чем внешние точки (точки с большой амплитудой). Это повышает помехоустойчивость, а значит, и производительность, в присутствии "цифровых" шумов ИКМ-каналов, которые характеризуются низким уровнем шумов при передаче слабых сигналов (внутренние точки) и высоким уровнем шумов при передаче сигналов с большой амплитудой (внешние точки на фазовой плоскости).

Другие особенности стандарта V.34

Отличительная черта V.34 - развитый сервис, который включает в себя такие возможности, как асимметричная передача и дополнительный канал.

Асимметричная передача означает, что два модема, работающие по стандарту V.34, могут иметь не только разные скорости передачи, но и разные несущие частоты, использовать разные полосы пропускания, разные СКК и т.д. Такая возможность очень полезна при организации связи по четырехпроводной линии, когда качество каждой пары неодинаково.

В рекомендации V.34 заложена факультативная возможность использования низкоскоростного канала передачи данных (со скоростью 200 бит/с), который образован за счет временного уплотнения и информационно независим от основного. Этот канал может быть применен как для менеджмента, так и для низкоскоростной передачи асинхронных данных пользователя.

Модемы V.34

Следует отметить большую сложность реализации стандарта V.34. Большинство из рассмотренных возможностей стандарта V.34 являются факультативными и не поддерживаются модемами многих производителей. На сегодняшний день известно лишь несколько модемов, обеспечивающих стопроцентную поддержку всех возможностей стандарта V.34, - это модемы фирмы Motorola и модем Courier фирмы US Robotics.

В целом, аналоговые модемы можно разделить на два класса: персональные и профессиональные. Профессиональные модемы используются для построения корпоративных сетей, в которых требуется высокая надежность, управляемость и возможность работать круглые сутки. Они поддерживают работу на выделенных 2/4-поводных линиях, централизованное управление, могут иметь модульное исполнение, а также целый ряд технических решений, позволяющих добиться более надежной и высокоскоростной связи.

Персональные модемы рассчитаны на домашнее применение, а также предназначены для автоматизации небольших офисов с целью организации выхода в Интернет, пользования электронной почтой и т.д. Эти модемы, как правило, дополнительно поддерживают голосовые возможности (автоответчик, голосовая почта, одновременная передача речи и данных и др.), позволяют отправлять и принимать факсы, однако они не поддерживают выделенные линии и некоторые дорогостоящие технические решения, способные улучшить качество связи.

Чтобы сложилось наглядное представление, сравним наиболее ярких представителей обоих типов модемов, при этом выделим их преимущества друг перед другом.

Персональные модемы

К ним относятся модели Omni288S фирмы ZyXEL, Sportster 28.8 Voice фирмы US Robotics и C336Catcher фирмы Tainet. Эти модемы оптимальны для создания персональных рабочих мест, включающих в себя следующие приложения:

Связь по коммутируемой телефонной линии с поставщиками информационных услуг (Интернет, электронная почта, BBS и др.);

Обмен файлами с другими пользователями, используя стандартные коммуникационные программы типа Zmodem;

Передача и прием факсов со скоростью до 14,400 бит/с;

Следует отметить, что все режимы работы (передача данных, факса и голосовой режим) детектируются автоматически. Отметим также основные отличия перечисленных модемов.

Модем С336Catcher дополнительно предоставляет возможность одновременной передачи речи и данных. Это означает, что во время передачи данных пользователь может снять телефонную трубку (при этом удаленный модем подаст сигнал) и разговаривать с удаленным пользователем, не прерывая при этом передачу данных.

Модем Omni288S, в отличие от Sportster и Catcher, обеспечивает возможность передачи данных по выделенной двухпроводной линии. Кроме того, Omni оснащен Flash-памятью, поэтому его модернизация может быть произведена путем простой загрузки программы (программное обеспечение Catcher и Sportster обновляется только заменой или перепрограммированием ПЗУ). Максимальная скорость у Omni 28.8 Кбит/с, в то время как у Sportster и Catcher - 33.6 Кбит/с.

У модема Sportster288 Voice встроенный микрофон (Catcher и Omni используют внешние микрофоны), однако его голосовые возможности могут быть использованы только при установке программного обеспечения фирмы-производителя (Catcher и Omni поставляются со стандартным программным обеспечением от Trio Communications). Кроме того, Sportster не поддерживает функции АОН, которые имеются у Catcher и Omni.

Среди этих персональных модемов, Omni288S наиболее дорогой, так как поддерживает работу по выделенной двухпроводной линии, а Catcher и Sportster стоят приблизительно одинаково.

Профессиональные модемы

Модемы 336S фирмы ZyXEL и T288C фирмы Tainet, работающие с максимальной скоростью 33.6 Кбит/с, как правило, используются для построения корпоративных сетей. Отметим основные особенности этих модемов, в соответствии с которыми они относятся к группе профессиональных модемов.

Во-первых, это возможность работы по 2- и 4-проводной выделенной линии. Использование четырехпроводной выделенной линии позволяет избавиться от эха, что повышает соотношение сигнал/шум, а следовательно, помогает добиться более высокой скорости и надежности связи.

Во-вторых, выпускаются как в настольном варианте, так и в варианте для модемной стойки. Модем ZyXEL 336S имеет свой аналог в модульном исполнении ZyXEL 336R, а T288C - T288NC. Модемные стойки RS-1612 для модемов ZyXEL 336R и TRS-16 для модемов T288NC позволяют разместить до 16 устройств, имеют по два блока питания и систему вентиляции.

В-третьих, они обладают возможностью централизованного управления всеми модемами в сети, сбор статистики и информации о состоянии модемов. В сетях, где установлено большое количество модемов, достаточно трудно уследить за состоянием каждого устройства. Без использования системы управления даже такая простая задача, как поиск неисправного устройства, становится крайне сложной, не говоря уже о проведении конфигурационных работ, планировании сети и т.п. Поэтому в больших сетях крайне важно использовать модемы, поддерживающие возможность централизованного управления.

Обе рассматриваемые модели поддерживают протокол управления SNMP, что дает возможность пользоваться не только системой управления от фирмы-производителя, но и любой стандартной - такой, например, как HP OpenView (однако при этом некоторые возможности становятся недоступными).

В-четвертых, поддерживается передача синхронных данных. Поддержка синхронной передачи данных позволяет использовать эти модемы при построении сетей X.25, Frame Relay, для связи маршрутизаторов, работающих по синхронному протоколу PPP, а также для передачи любого другого синхронного трафика.

В-пятых, имеется возможность конфигурирования модемов с передней панели, что позволяет производить все настройки без использования персонального компьютера.

Кроме этого модемы способны автоматически снижать и повышать скорость, если качество канала изменяется во времени, переходить с выделенной линии на коммутируемую и обратно в случае обрыва выделенного канала, ограничивать доступ "коммутируемых" пользователей по паролю.

Кроме работы по каналам тональной частоты, рассматриваемые модемы могут работать и по медным физическим линиям связи. А поскольку эти линии связи вносят затухание, то имеет смысл рассчитать максимальную дальность, на которой способны работать модемы ZyXEL 336S и T288C. Максимальный уровень передачи сигнала у рассматриваемых модемов составляет 0 дБ, а минимальный уровень приема - 43 дБ, то есть рабочий диапазон равен 43 дБ. Затухание сигнала в кабеле диаметром 0.4 мм, как уже говорилось, составляет 3 дБ/км, поэтому максимальная дальность будет равна 14 км (то есть это та дальность, на которой модемы смогут работать со скоростью 33.6 Кбит/с).

Отметим основные отличия модемов ZyXEL 336S и T288C.

Модемы ZyXEL 336S и 336R, как и большинство модемов фирмы ZyXEL, поддерживают голосовые функции, что позволяет применять их и как персональные модемы. Использование флэш-памяти позволяет легко осуществлять модернизацию (апгрейд модемов T288C требует перепрограммирования ПЗУ). Кроме того, модемная стойка RS-1612 обеспечивает непосредственное подключение к локальной сети для связи с системой управления, в отличие от модемной стойки TRS-16 фирмы Tainet, которая подключается к локальной сети только через коммуникационный сервер, созданный на базе персонального компьютера со специальной платой.

При этом, несмотря на некоторое неудобство при подключении модемной стойки к локальной сети, модемы T288C имеют целый ряд преимуществ. Прежде всего следует отметить поддержку следующих ключевых технологий стандарта V.34, позволяющих повысить производительность модемов на плохих линиях связи:

Предкодирование,

Оптимальное размещение точек на фазовой плоскости,

Треллис-код на 16, 32 и 64 состояния,

Нелинейное кодирование,

Асимметричная передача данных.

Кроме этого в T288C частично реализована функция управления мощностью передатчика, смысл которой заключается в посылке удаленным модемом сообщения с просьбой уменьшить, если это возможно, мощность передатчика в соответствии с детектированными искажениями. Пользователь может просмотреть данное сообщение на ЖК-дисплее модема или с помощью системы управления и принять необходимые меры.

В модеме T288C присутствует целый ряд возможностей, позволяющих максимально адаптировать параметры связи к характеристикам канала. Это прежде всего включение эквалайзера в тракт передатчика, возможность фиксированной установки не только скорости на линии, но и символьной скорости, которая отражает используемый частотный диапазон, регулировка мощности передатчика от 0 до - 31 дБ (в отличие от ZyXEL 336S, который позволяет регулировать мощность в диапазоне от 0 до - 15 дБ).

Стоимость модемов ZyXEL 336S несколько ниже, чем T288C.

Таким образом, модемы ZyXEL 336S лучше всего использовать при построении закрытых корпоративных сетей, когда не возникает проблем с достижением максимальной скорости. Модемы T288C оптимальны при работе на зашумленных линиях связи, а также для использования компаниями, организующими общественный доступ к информационным ресурсам, например к Интернет. Последнее утверждение обосновывается тем, что модем T288C обладает более полной реализацией стандарта V.34, что позволит обладателям "хороших" модемов воспользоваться всеми их возможностями и добиться более надежной и высокоскоростной связи.

К таким "хорошим" модемам следует, конечно, отнести модем Courier фирмы US Robotics. Поэтому в заключение несколько слов и об этом модеме.

Модем Courier, согласно нашей условной классификации, не относится ни к профессиональным, ни к персональным, поскольку он позволяет работать не только по коммутируемым, но и по двухпроводным выделенным линиям, не поддерживает голосовых функций, однако это один из немногих модемов, полностью реализующий стандарт V.34.

В связи с этим Courier - самое оптимальное решение для пользователей, нуждающихся в удаленном доступе к информационным ресурсам по коммутируемым телефонным линиям, а также для приема и отправки факсов. Применение этого модема для выхода в Интернет, пользования электронной почтой, перекачки файлов с BBS позволяет избежать проблем с несовместимостью и, что самое главное, воспользоваться всеми возможностями стандарта V.34, которые предоставляют модемы поставщиков перечисленных услуг.

Материал предоставлен компанией "Белсофт"

Он сразу задаёт себе вопрос «Что такое модем и для чего он нужен?» Прочитав статью, мы узнаем, что это такое, какие виды бывают и каково его предназначение.

Какие существуют устройства для подключения к локальной и всемирной сети?

Образовано это слово при помощи слияния двух терминов. Одним термином является модулятор. Эта специальная схема отвечает за кодировку сигнала. А второй термин - это слово демодулятор. Несложно догадаться, что эта составляющая выполняют полностью противоположную функцию. А в целом их функции таковы: кодировка и передача сигнала, получение и его преобразование.

ВНИМАНИЕ. Чуть ранее подключение компьютеров к интернету осуществлялось при помощи телефонных проводов. На смену выходят сетевые карты, так как у них более высокая скорость. Существуют ещё и беспроводные модемы, которые пока что не пользуются такой большой популярностью.

Для чего и когда они нужны?

Момента, когда нам нужен модем, есть всего два. Один из них, а точнее, первый относится к недалёкому прошлому. Подключение к компьютеру обеспечивалось тогда при помощи такого оборудования, а также телефонной линии. Этот момент стал почти неактуален, когда на свет появились сетевые карты. Ведь они намного дешевле по стоимости, а скорость выше в несколько раз. И также надёжность подключения куда лучше. А второй момент актуален для людей, которые занимаются путешествиями. Им необходим интернет, для которого не нужны провода и лишние приборы - беспроводной интернет .

По способу исполнения

По способу исполнения указанное устройство подразделяется на два вида: внутренние и внешние. Внутренние устанавливают внутри системного блока. А чтобы обеспечить подключение внешнего модема, необходим слот расширения ПК, ноутбука или планшета. Если у вас ноутбук или планшет , то вам понадобится аппаратный тумблер, разумеется, в случае его наличия. И его нужно установить в соответствующее положение. Если возник вопрос «Что такое режим модема?», то на него мы сейчас ответим. Всего имеется два режима: цифровой и аналоговый. Он зависит от сигнала телефонной линии. Если у вас беспроводное устройство, то вам будет доступен лишь цифровой режим.

По виду подключения

Подключение у этого оборудования может быть разным - как проводным, так и беспроводным. Для проводных характерен специальный разъём для телефонного кабеля. В старых устройствах можно было заняться чем-то одним: разговором по телефону или работе в интернете. В наше время есть особый вид таких устройств, что позволяет заниматься этими вещами одновременно. Это устройство называется ADSL-модем . Он преобразует разделяющий разговор и передаваемый сигнал на разные частоты. Это значит, что по одному проводу (кабелю) идёт не один, а два потока данных. А беспроводной передаёт данные электромагнитным излучением.

По типу поддерживаемых сетей

Эта характеристика относится только к беспроводным устройствам. Существуют следующие виды сетей: GSM или 2G, 3G, LTE или 4G. У всех этих сетей есть обратная совместимость. Простым языком, 3G без проблем будет совершать работу в сети GSM. Если вы задались вопросом, что такое USB-модем , то сейчас вы получите на него ответ. Это приспособление чаще всего и создаётся в таком виде. Флеш-накопитель - вот что представляет собой это оборудование на внешний вид. Его главной функцией является обеспечение беспроводной передачи данных. В нём обязательно должен присутствовать разъём для SIM-карты. Подключается он к компьютеру в USB-слот.

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.

Многие слышали слово «модем», и многие понимают значение данного слова. Сразу же напомню, что данное устройство зачастую используется для подключения компьютера к интернету . В этой статье мы попробуем более подробно разобраться с функциями данного девайса, видами модемов и принципами их функционирования.

Рис. 1

Для начала разберёмся с названием, почему именно модем ? Всё очень просто, слово произошло в результате слияния двух слов: модулятор и демодулятор, соответственно он модулирует и демодулирует сигнал. Модем производит преобразование аналогового сигнала в цифровой, к примеру, сигнал который идёт по телефонным линиям преобразовывается в сигнал понятный компьютеру, и наоборот. Для этого у модема имеется цифровой интерфейс для связи с компьютером, и аналоговый для связи с телефонной линией. С преобразованием сигнала всё просто: с определённой частотой измеряются характеристики сигнала, а потом записываются в цифровом виде с помощью специального алгоритма.

Из чего же состоит данный девайс? Модем состоит из процессоров (сигнального, универсального и модемного), которые управляют режимами роботы остальных частей модема, и выполняют собственно саму модуляцию/демодуляцию сигнала, также в модеме имеется память (ПЗУ, ППЗУ, ОЗУ ), и аналоговая часть модема, которая осуществляет сопряжение с сетью, а специальный контроллер всем этим управляет.

Модемы бывают внешние и внутренние. Внутренние модемы устанавливаются в сам корпус компьютера, и сделаны они в виде платы расширения, которая устанавливается в основном в слот PCI на материнской плате (выбор материнской платы ). Внешние модемы выполнены в виде отдельного устройства, которое подключается к компьютеру с помощью разъёма на сетевой карте. Есть ещё интегрированные (встроенные на материнскую плату ) модемы, но они встречаются редко. Среди достоинств внешнего модема можно отметить то, что он питается от сети, и не создает дополнительную нагрузку для БП, а также в нём присутствует индикация, с помощью которой можно ориентироваться в каком состоянии находится подключение к сети. Главное достоинство внутреннего модема - это незаметность, так как он находится внутри системного блока.

Рис.2

Также существуют беспроводные модемы (рис.2) , эти девайсы по достоинству оценили владельцы ноутбуков, которым нужно подключение к интернету в любой точке земного шара. Для передачи данных они используют различные стандарты беспроводной связи. Подключаются современные беспроводные модемы, в основном, с помощью портов USB.

Теперь поговорим о скоростях. Если раньше обычные цифро – аналоговые модемы работали на скоростях до 56 Кбит/С, то сейчас популярны ADSL –модемы (рис.2) , данные модемы работают с помощью технологии которая позволяет передавать данные со скоростью до 100Мбит/с, плюс к этому телефонная линия остается свободной. Правда, на практике, такие модемы из-за ограничения в скорости у телефонных линий, передают данные на скорости 1 – 24 Мбит/с, что также не мало.

С каждым годом интернет - провайдеры медленно и уверенно увеличивают скорость передачи данных по своим линиям, и возможно в недалёком будущем модемы будут передавать данные на скоростях равных скоростям современных локальных сетей.

Устройство цифрового модема

Как уже отмечалось, к цифровым модемам можно отнести такие устройства, как CSU/DSU(Channel Service Unit/Data Service Unit), терминальные адаптеры ISDN, а также модемы на короткие расстояния (Short Range Modem). По выполняемым функциям цифровые модемы очень похожи на модемы для аналоговых каналов связи. За исключением самых простейших, цифровые модемы обладают интеллектуальными функциями и поддерживают набор АТ-ко-манд. В первую очередь это относится к цифровым модемам, работающим на коммутируемых линиях, например, в сетях ISDN. В качестве примера цифрового модема рассмотрим устройство CSU/DSU.

Устройства CSU/DSU применяются для передачи данных по цифровым каналам типа Е1/Т1, Switched 56 и другим. CSU обеспечивает правильное согласование с используемым цифровым каналом и частотную коррекцию линии. CSU также поддерживает выполнение проверок по шлейфу. На CSU часто устанавливаются световые индикаторы, сигнализирующие об обрыве мест-

Рис. 2. 13. Схема устройства CSU/DSU

ных линий, потери связи со станцией, а также о работе в режиме проверки по шлейфу. Питание CSU может осуществляться отдельным источником питания, либо посредством самой цифровой линии.

Модули обслуживания данных, или цифровые служебные модули DSU включаются в цепь между CSU и DTE (рис. 2. 13), в качестве которого часто выступает не только компьютер, но и различное сетевое оборудование, например, маршрутизатор, мост, мультиплексор или сервер. На DSU обычно устанавливается интерфейс RS-232 или V. 35. Основной задачей DSU является приведение потока цифровых данных, поступающих от DTE в соответствие со стандартом, принятым для данной цифровой линии.

Можно провести аналогию с аппаратурой для сетей ISDN. В этом случае CSU играют примерно ту же роль, что и NT1, а DSU похожи на терминальные адаптеры ISDN. DSU часто встраивают в другие устройства, например мультиплексоры. Но чаще их комбинируют с CSU. При этом получается единое устройство, именуемое CSU/DSU или DSU/CSU. В CSU./DSU могут встраиваться схемы сжатия передаваемых данных, а также резервные коммутируемые порты. Часто устройства CSU/DSU выполняют функции защиты от ошибок, реализуя один из протоколов супермножества HDLC. К сожалению, в области цифровых модемов нет такой жесткой стандартизации на протоколы сжатия данных, защиты от ошибок и вид линейного кодирования, какая существует для аналоговых модемов КТСОП. По этой причине следует с большой осторожностью осуществлять выбор цифровых модемов различных производителей.