Именно так расшифровывается "модем". По факту это изобретение относится скорее к эпохе первого телефона и телеграфа, а вовсе не к компьютерной эре. Сфера применения устройств, которые можно назвать модемами, чрезвычайно широка: в телефонной связи, для связи военных командных пунктов.
Некоторые модемы имеют голосовые функции, то есть позволяют осуществлять голосовое общение через встроенные динамики, или служить автоответчиком для голосовой почты. Нас же интересует исключительно модемы, используемые для подключения к всемирной паутине.
Принцип работы модема
Главное назначение любого модема - обеспечение физической связи двух объектов, один из которых передаёт данные другому. Модулятор трансформирует сигнал перед началом передачи в соответствии с требованиями канала связи, а демодулятор на месте приёма производит обратную операцию, предоставляя информацию пользователю в удобном для восприятия виде.
История модема
Первой компанией, которая занималась обеспечением связи между объектами с использованием устройств, работающих по тому же принципу, что и современные модемы, была AT&T Dataphone Modems в Соединённых Штатах. Дело было в 50-ых годах прошлого века и компания эта была частью SAGE - ПВО системы США.
В задачи AT&T Dataphone Modems входило соединение терминалов, радарных установок и контрольных центрах на различных военных базах с командными центрами SAGE, разбросанными по США и Канаде .
Что касается первого модема для персонального компьютера, им стало устройство, выпущенное в 1979 году. Называлось это чудо техники Micromodem II, предназначалось для персонального компьютера под гордым именем Apple II, а изготовителем была компания Hayes Microcomputer Products. Модем стоил 380 долларов и работал со скоростью 110-300 бит/сек.
В 1981 году фирма Hayes выпустила новый модем - Smartmodem. Скорость его работы составляла 300 бит/сек. Но интересен этот модем системой команд, которая получила название Hayes-команды и, фактически, стала стандартом в отрасли.
Виды модемов
Модемы бывают разные. Ну, не зелёные и красные, конечно (хотя можно и раскрасить). Они делятся на следующие группы:
По исполнению модемы бывают внутренние и внешние, по принципу работы - аппаратные и программные, по типу сети и соединения и по поддерживаемым протоколам передачи данных.
Итак, переходим к более подробному описанию различных модемов.
Внешние модемы подключаются к компьютеру через COM-, LPT-, USB- или Ethernet-порты. Такие модемы обычно имеют отдельный блок питания. Внутренние же модемы дополнительно устанавливаются внутрь системного блока или ноутбука. Их расположение - это слоты ISA, PCI, PCI-E, PCMCIA, AMR/CNR. Не следует путать внутренние и встроенные модемы. Последние являются составной частью устройства, а встроенные - нет.
В аппаратных модемах все операции по преобразованию сигнала и поддержке физических протоколов обмена производятся встроенным в модем вычислителем. Кроме этого, в аппаратном модеме имеется постоянное запоминающее устройство, в котором записана микропрограмма, управляющая модемом.
Программные модемы отличаются от аппаратных тем, что все операции по кодированию сигнала, контролю ошибок и управлению протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера. В модеме располагаются только входные/выходные аналоговые цепи и преобразователи, а также контроллер интерфейса, например USB. Существуют также полупрограммные модемы, в которых функции кодирования/декодирования разделены между модемом и компьютером.
Устройство модема
- 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.
- Сигнальный процессор (Digital Signal Processor, DSP) Обычно модулирует исходящие сигналы и демодулирует входящие на цифровом уровне в соответствии с используемым протоколом передачи данных. Может также выполнять другие функции.
- Контроллер управляет обменом с компьютером.
- 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 (профиль модема). Пользователь может изменять установки, например, используя набор AT-команд.
- RAM - оперативная память модема, используется для буферизации принимаемых и передаваемых данных, работы алгоритмов сжатия и прочего.
При первом подключении ноутбука или персонального компьютера к интернету у плохо разбирающихся пользователей, как правило, возникает вопрос: «Что такое модемы и зачем они нужны?» В рамках данной статьи будет приведена классификация модемов, а также будет указан алгоритм их установки и настройки, выполняя который, без особого труда начинающий компьютерный специалист сможет выбрать и заставить работать такой девайс.
Что это такое?
Для начала разберемся с тем, что такое модемы. Это специальный компонент в компьютере, который предназначен для подключения его к Слово «модем» образовалось путем объединения двух терминов. Первое из них - модулятор. Так в электронике называется специальная схема, которая кодирует сигнал. А второе - это демодулятор. То есть приспособление, которое делает действие, обратное модулятору. Один из них кодирует и передает сигнал, а второй получает и преобразовывает. Так, до недавних пор к интернету при помощи телефонных проводов была подключена большая часть персональных компьютеров. Сейчас ситуация изменилась, и их потихоньку вытесняют из этого сегмента рынка сетевые карты. У них и скорость выше, и большая часть материнских плат ими оснащена. Но еще остаются беспроводные модемы, которые пока не имеют реальной альтернативы.
Когда нужны?
Теперь разберемся с тем, в каких случаях они нужны. По существу, таких моментов может быть три. Первый из них сейчас потихоньку уходит в прошлое. Заключается он в том, что персональный компьютер с помощью такого приспособления и телефонной линии подключается к интернету. Сейчас его вытеснили сетевые карты. И стоимость ниже, и скорость в несколько раз выше. Да и надежность подключения в этом случае на порядок лучше. А вот для системы «Клиент-Банк» подобное устройство просто обязательно (второй случай). При помощм него бухгалтер подключается к серверу финансового учреждения. Не выходя из офиса, он может выполнить денежный перевод или проверить наличие средств на счету. Высокая скорость в этом случае не обязательна. А вот защита подключения нужна на должном уровне. Сейчас многие организации именно в таком формате и работают с банками. Последний случай, когда модемы востребованы, если человек много путешествует. Ему нужно беспроводное подключение к интернету. В таком случае вопрос: «Что такое модемы, и зачем они нужны?» - возникает сам собой. При помощи других технических средств этот вопрос просто не решить.
По способу исполнения
По способу исполнения такие приспособления подразделяются на два вида: внутренние (то есть устанавливаются внутри системного блока компьютера) и внешние (для подключения такого устройства применяется слот расширения компьютера, ноутбука или планшета). Для последних нужно установить аппаратный тумблер (если он есть) в соответствующее положение. При этом обязательно должен возникнуть такой вопрос: «Что такое режим модема?» Они бывают цифровые или аналоговые - определяется сигналом телефонной линии. Для доступен только первый из них. Все сотовые сети работают только в этом стандарте. Поэтому для беспроводных устройств такой переключатель не предусмотрен. Еще один момент нужно отметить. На старых материнских платах были интегрированные (то есть впаянные) подобные приспособления. Но сейчас их уже не встретишь на новых персональных компьютерах.
По подключению
Вторая классификация, которая получила на сегодняшний день большое распространение, основана на способе подключения. В соответствии с ней данные девайсы подразделяются на проводные и беспроводные. В первом случае предусмотрен специальный разъем, в который устанавливается телефонный провод. В старых приспособлениях можно было либо разговаривать по телефону, либо работать в интернете. Сейчас есть особая модификация таких устройств. Она позволяет одновременно сидеть в интернете и общаться по телефонному аппарату. Специальный преобразователь, который разделяет разговор и передаваемый сигнал на разные частоты. В итоге по одному и тому же кабелю передается два потока данных. Во втором случае передача данных обеспечивается электромагнитным излучением без проводов.
По типу поддерживаемых сетей
Данный параметр классифицирует только беспроводные устройства. В соответствии с ним они бывают следующих видов: GSM (их также иногда называют 2G), 3G и LTE (еще одно название 4G). Все они обратно совместимы между собой. То есть 3G с легкостью сможет работать в сети GSM. Также при этом пользователи озадачиваются тем, что такое USB-модем. Именно в таком форм-факторе сделана большая часть подобных приспособлений. По внешнему виду это флеш-накопитель, который обеспечивает беспроводную передачу данных. В обязательном порядке он оснащен слотом для установки СИМ-карты. Подключается он в прямоугольный разъем ЮСБ персонального компьютера.
Производители
Условно производителей такого оборудования можно разделить на два класса. Первый из них - это недорогие и малоизвестные торговые марки, к которым относятся Sierra (их цена стартует от 180 рублей) и Sprint (стоимость таких девайсов составляет 120-150 рублей). А вот второй класс - это более популярные и высококачественные устройства. Они продаются под брендами Pantech и Huawei. Цена на них уже составляет 600 рублей и более. Но это справедливо для беспроводных девайсов. При этом часто возникает вопрос о том, что такое 3G-модем. Это миниатюрное устройство (очень похожее на флешку внешне), в которое устанавливается СИМ-карточка мобильного оператора, и при помощи него обеспечивается обмен данными с интернетом. В свою очередь, среди проводных устройств ведущие позиции занимают «Д-Линк» и «А-Корп». Именно на них рекомендуется обращать внимание при покупке такого приспособления. Цена на некоторые модели данного сегмента начинается от 120 рублей. При этом качество у них безупречное.
Настройка
Рассмотрим порядок Это все без исключения приспособления такого класса: как проводные, так и беспроводные. Итак, порядок настройки:
- Подключение. Для внешних - это установка их в слот расширения вычислительного устройства. А вот при установке внутреннего такого приспособления нужно снять боковые крышки системного блока персонального компьютера, установить плату в слот расширения, зафиксировать ее и собрать все обратно.
- Установка драйверов. В большинстве случаев она проходит автоматически, и участие пользователя в этом процессе минимизировано. В конце должно появиться сообщение об успешной инсталляции данного программного обеспечения. (Если этого не произошло, то их нужно устанавливать вручную с компакт-диска или с интернет-сайта.)
- Далее подключаемся к интернету.
- На завершающем этапе запускаем браузер и проверяем работоспособность подключения.
В некоторых случаях нужно скорректировать настройки работы девайса (например, изменить аналоговый метод набора на цифровой). Эту информацию уточняют у провайдера и оператора телефонной связи.
Резюме
В данной статье был дан ответ на вопрос о том, что такое модемы и зачем они нужны. Приведены возможные исполнения таких девайсов. Указаны их режимы работы и прочие технические характеристики. Также приведен алгоритм настройки, следуя которому можно легко и просто настроить такое приспособление для подключения к вычислительной сети.
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.
Сегодня в нашу повседневную речь вошло немало технических терминов, значение которых люди, далекие от проблем, связанных с электронными технологиями, порой плохо понимают.
Одно из таких понятий – это модем, устройство, которое, возможно, есть и у вас или необходимо вам для того, чтобы постоянно иметь . Давайте разберемся, что же такое модем и как он работает.
Слово «модем» — это сокращение, или акроним, образованный из двух слов: «МОдулятор-ДЕМодулятор», которые описывают функции устройства на языке, понятном специалистам. То есть, с помощью модема электрический сигнал, идущий в одну сторону, модулируется, а поступающий обратно – демодулируется, и таким образом, осуществляется связь компьютера с сетью интернет.
Модемы сегодня широко используются в различных сферах деятельности, где необходима точная, а нередко и безопасная система передачи данных. Всем известны, помимо компьютерных, телефонные модемы. Эти устройства используются в военном деле, обеспечивая связь командных пунктов с устройствами слежения, войсковыми подразделениями и т.д.
Фактически любой модем — это устройство, которое преобразует компьютерный двоичный код в аналоговые колебания электрического напряжения (в телефонном модеме) или в радиоволны (в модеме беспроводной связи), если ваш компьютер отправляет пакет данных, и обратное преобразование – если принимает данные с сервера. Это позволяет обеспечивать высокую точность передачи данных и качество связи, поскольку оцифрованный сигнал передается со значительно меньшим количеством помех, чем аналоговый.
По конструкции модемы бывают:
— внешними – в отдельном корпусе, с собственным блоком питания и подключением к компьютеру через COM-порт;
— встроенными – представляющими собой плату, размещенную внутри компьютера;
— программными, или карточными – имеющими только устройство преобразования сигнала, а его обработку выполняет процессор компьютера. Эти модемы подключаются через USB вход.
По принципу передачи данных сегодня существует несколько наиболее распространенных типов модемов.
1. Телефонный, или Dial-up модем передает информацию в сеть интернет с помощью проводной телефонной линии, причем в момент передачи телефонный сигнал передаваться не может.
2. ADSL-модем передает информацию по телефонному проводу, но не мешает прохождению телефонных сигналов.
3. USB-модем – небольшое внешнее устройство, подключаемое через порт USB и передающее информацию с помощью сетей сотовой связи.
4. 3G-модем – на сегодняшний день обеспечивает наиболее быстрый массовый обмен данными, используя технологию 3G. Для того, чтобы 3G модемом можно было пользоваться, необходима система 3G сотовой связи.
Специалисты советуют: если пропало подключение к интернету через модем, нужно последовательно выполнить следующие действия:
1. Проверить, подключен ли модем к компьютеру.
2. Проверить, есть ли сигнал приема сети.
3. Проверить, достаточно ли средств на счету для оплаты интернет-соединения.
4. Если все вышеперечисленные пункты выполнены, и причина отсутствия сигнала не найдена, следует позвонить провайдеру и сообщить о возникшей проблеме. Нередко она может быть устранена без выезда технического специалиста, с помощью изменения настроек модема.
Нередко неспециалисты путают модем с роутером, однако это разные устройства. Если модем служит для преобразования проходящего сигнала, то роутер необходим для распределения поступающего сигнала на несколько устройств.
В состав современных роутеров входит и модем, и маршрутизатор, поэтому роутер представляет собой модем усложненной конструкции. Он принимает сигнал с сервера, рассортировывает его и отправляет на подключенные к нему компьютеры, планшеты или телефоны, каждому устройству – предназначенный для него пакет данных.
Используя роутер, мы имеем возможность подключать к одному интернет-кабелю несколько разных компьютеров и работать на каждом из них в автономном режиме.
Трудно себе представить персональный компьютер без возможности доступа в интернет. Интернет является средой, где аккумулируется большой обьем информации, полноценный доступ к которой доступен только при использовании модема. Модем это устройство, которое является мостом между компьютером и этой информацией. Модем - это устройство для передачи данных по обычным телефонным линиям, служащее для связи двух компьютеров. Само слово "модем" является сокращением oт "модулятор-демодулятор". Все телефонные линии, как правило, работают с аналоговые сигналом, а компьютер, - с цифровым. Поэтому основной функцией модема можно считать преобразование цифрового сигнала компьютера в аналоговый телефонной линии и наоборот.
Подключение модема
Модемы к компьютеру могут подключаться через последовательный интерфейс RS-232, параллельный интерфейс и USB интерфейс. Подключение к телефонной линии производится посредством кабеля RJ11. На практике подключение чаще осуществляется через последовательный интерфейс порт COM2 т. к. СОМ1 чаще всего бывает, занят другими устройствами, например "мышкой".
Конфигурация портов:
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).
Подключив модем к СОМ-поргу и назначив IRQ, обязательно нужно проверить другие устройства на предмет наличия у них тех же последовательных портов и прерываний.
Настройка модема на тот или иной порт и прерывание (IRQ), обычно осуществляется с помощью джамперов, переключателей или программным путем. Общие сведения
Цифровые данные, поступающие в модем из компьютера, преобразуются в нем путем модуляции (по амплитуде, частоте, фазе) в соответствии с избранным стандартом протоколом и направляются в телефонную линию. Модем-приемник провайдера, понимающий данный протокол, осуществляет обратное преобразование (демодуляцию) и пересылает восстановленные цифровые данные в свой компьютер. Таким образом, для обеспечения устойчивой связи необходимо, чтобы ваш модем поддерживал общий протокол, был подключен непосредственно к компьютеру, а линия связи по своим параметрам могла пропускать модулированные сигналы.
Физически в модемах все это реализовано достаточно просто сигнал представляет собой несущую (синусоиду опр. частоты), дискретно промоделированную по фазе и амплитуде, т. е. друг за другом идут фрагменты этой синусоиды с разными амплитудами (возможно несколько фиксированных значений) и сдвигом фазы относительно предыдущего фрагмента (рис. 1).
Стандарты модуляции
Для передачи данных с помощью модемов используется модуляция. Чтобы передающее и принимающее устройства "понимали" друг друга, они должны использовать один и тот же метод модуляции. Как правило, при различных скоростях передачи данных используются разные методы модуляции, но иногда передача данных с одной и той, же скоростью тоже может осуществляться с помощью различных методов модуляции.
При передаче данных отправляющий модем преобразует цифровые данные в аналоговый сигнал, который передается по телефонной линии. Принимающий модем выполняет обратное преобразование - из аналоговой формы в цифровую
Виды модуляции
Частотная модуляция. Когда нули передаются сигналом одной частоты, а единицы - другой, мы имеем дело с частотной модуляцией (ЧМ). Частотная модуляция реализуется наиболее просто и работает весьма надежно, однако имеет естественный предел, связанный с тем, что полоса пропускания телефонного канала очень мала. Теоретически она составляет всего 4 кГц, но из-за того, что в начале и конце полосы пропускания велики нелинейные искажения, реально доступен диапазон от 300 Гц до 3400 Гц. А это означает, что даже если весь период сигнала отдать одному биту, то скорость передачи не может превысить половины полосы пропускания. Поэтому если бы в моде мах использовалась только частотная модуляция, то они и по сей день работали бы со скоростью 1200-1500 бит в секунду. Зато на малых скоростях частотная модуляция работает весьма надежно. Этот вид модуляции был закреплен стандартом V.21 и применялся в ранних модемах, хотя не забыт и сегодня. Именно в таком режиме современные модемы начинают свою работу. Выходя на связь, модем еще "не знает", какими свойствами обладает его партнер, и двум модемам нужен какой-то переговорный процесс для согласования параметров дальнейшей работы. Поэтому в первый момент модемы обмениваются посылками нанизкой скорости, модулированными по частоте.
Амплитудная модуляция. Если нули передаются сигналами одной громкости, а единицы - другой, то это амплитудная модуляция (AM). Технически создать амплитудную модуляцию еще проще, чем частотную, но надежность передачи при этом мала, поэтому амплитудную модуляцию используют весьма ограниченно. В современных модемах ее сочетают с фазовой модуляцией для того, чтобы передать больше информации (более одного бита данных) в одном периоде сигнала.
Фазовая и фазоразностная модуляция Метод фазовой модуляции (ФМ) основан на том, что если два гармонических (синусоидальных) сигнала имеют сдвиг по фазе, то его можно обнаружить, замерить и использовать для передачи данных (рис. 2).
Рис. 2. Сдвиг по фазе двух сигналов на 90°
Хотя в телефонных сетях есть устройства, способные исказить фазу сигнала, тем не менее, этот метод модуляции позволяет более уверенно выделять полезные данные на фоне шума, чем амплитудная и частотная модуляция. Разумеется, этот вывод относится только к тому диапазон у звуковых частот, который характерен для телефонных сетей.
С помощью фазовой модуляции можно закодировать в одном периоде сигнала несколько бит информации. Например, сдвигу в 0° можно присвоить двухбитное значение 00, сдвигу в 90° - значение 01, сдвигу в 180° - значение 10, а сдвигу в 270° - значение 11.
Обратите внимание на то, что сдвиг по фазе для одного сигнала не имеет смысла - обязательно нужна пара сигналов, чтобы было, что сравнивать. В модемах замеряется сдвиг по фазе очередного сигнала относительно предыдущего. Таким образом, играет роль не то, какая у данного сигнала фаза, а какой переход произошел в фазе при приеме очередного сигнала. Если предыдущий сигнал имел фазу 0°, а последующий - фазу 90°, то это то же самое, что переход от 180° к 270° и, соответственно, то же, что переход от 270° к 0°. Поэтому фазовую модуляцию еще очень часто называют фазоразностной модуляцией. Этим подчеркивают, что измеряют не фазу, а разность фаз между двумя последовательными сигналами и по ней определяют, какие были переданы данные.
Основные характеристики модема
Любое компьютерное устройство, имеет свои характеристики. К основным характеристикам модема (рис. 3) относятся:
Максимальная скорость передачи данных, измеряемая в Кбит /сек или бод;
Поддерживаемые протоколы работы;
Возможность работы модема как факса;
Протоколы передачи данных
Скорость передачи модема также зависит от протоколов, с которыми он умеет работать. Протокол передачи данных - это определенный стандарт, по которому модемы взаимодействуют друг с другом. Каждый протокол выполняет определенное действие. Например, один отвечает за коррекцию ошибок во время обмена данными, другой - за метод сжатия данных (позволяет при передаче данных производить их сжатие, что уменьшает время передачи) и т. д. Все протоколы можно разбить на четыре группы:
- протоколы взаимодействия и модуляции;
- протоколы сжатия данных;
- протоколы коррекции ошибок.
В протоколах взаимодействия описан порядок взаимодействия модемов между собой. Е них указывается, что должен сообщить о себе вызывающий модем, и что должен ответить вызываемый модем. Согласно протоколу взаимодействия оба модема вступают в диалог и обмениваются параметрами, необходимыми для создания надежного и максимально производительного соединения.
