Устройство модема
Нет промышленных стандартов на конструктивное исполнение модемов. Не унифицированы модемные комплектующие т.е. специальные микросхемы, реализующие основные модемные функции. Поэтому существуют различные варианты исполнения модемов. В одном из вариантов исполнения модем состоит из адаптеров портов канального и компьютер-модемного (DTE-DCE) интерфейсов; универсального (PU), сигнального (DSP) и модемного процессоров; постоянного (ПЗУ, ROM), постоянного энергозависимого перепрограммируемого (ППЗУ, ERPROM), оперативного (ОЗУ, RAM) запоминающих устройств и схемы индикаторов состояния модема.
Рис. Структурная схема модема
Порт интерфейса DTE-DCE обеспечивает взаимодействие с компьютером. Если модем внутренний можно применять интерфейс внутренней шины компьютера ISA. Порт канального интерфейса обеспечивает согласование электрических параметров сигналов с используемым каналом связи. Канал может быть как аналоговым, так и цифровым. Универсальный процессор выполняет функции управления взаимодействием с компьютером и схемами индикации состояния модема. Он выполняет посылаемые компьютером команды и управляет режимами работы остальных составных частей модема, а также может реализовывать операции компрессии (декомпрессии) передаваемых данных. Интеллектуальные возможности модема определяются в основном типом используемого процессора (PU) и микропрограммой управления модемом, хранящейся в ПЗУ (ROM). Путем замены или перепрограммирования ПЗУ (ROM) можно существенно улучшить свойства модема, т.е. произвести его модернизацию. Модернизация обеспечит поддержку новых протоколов или сервисных функций модема. Для облегчения модернизации сейчас применяются микросхемы флэш-памяти вместо ПЗУ.
Схема ERPROM (ППЗУ) позволяет сохранять установки модема на время его выключения. Память RAM (ОЗУ) используется для временного хранения данных и выполнения промежуточных вычислений, производимых как универсальным, так и цифровым сигнальным процессорами.
Сигнальный процессор реализует основные функции протоколов модуляции (кодирование, скремблирование и др.).
Операция модуляции/демодуляции выполняется специализированным модемным процессором.
Блок-схема синхронного модема
Большинство современных модемов для телефонных каналов ТФОП обеспечивает синхронную передачу данных по каналу. При асинхронной передаче используется 10 бит на байт (8 информационных + 1 стартовый + 1 стоповый), в то время как при синхронной – 8, что делает синхронную передачу быстрее асинхронной на 20 %.
Рассмотрим блок-схему синхронного модема. Синхронный модем содержит передатчик, приемник, компенсатор электрического эха, схему управления и источник питания. Схема управления выполняется на микропроцессоре универсального назначения (PU). Она предназначена для интеллектуального интерфейса с компьютером и управления работой приемника, передатчика и эхо-компенсатора. Эхо-компенсатор предназначен для ослабления влияния помехи в виде электрического эха (собственно отраженного сигнала) при приеме сигнала от удаленного модема.
 |
Рис. Блок-схема синхронного модема
Блок-схема передатчика синхронного модема
Передаваемые компьютером данные поступают в передатчик модема, который выполняет операции скремблирования, относительного кодирования, синхронизации и иногда вносит предискажения, частично компенсирующие нелинейность амплитудной и фазочастотной характеристик используемого телефонного канала.
 |
Рис. Блок-схема передатчика синхронного модема
Схема синхронизации передатчика получает сигнал опорной частоты от внутреннего генератора или получает его от компьютера через интерфейс RS-232. В последнем случае модем должен поддерживать синхронный режим работы не только с удаленным модемом, но и по интерфейсу компьютер-модем. Скремблер предназначен для придания свойств случайности передаваемой последовательности данных для обеспечения выделения тактовой частоты приемником удаленного модема. Рассмотрим такое понятие, как скремблирование. Двоичный сигнал на входе модема имеет произвольную статистическую структуру. Однако при синхронном способе передачи передаваемая последовательность должна соответствовать следующим требованиям:
1. частота смены символов (1 и 0) должна обеспечивать надежное выделение тактовой частоты непосредственно из принимаемого сигнала;
2. спектральная плотность мощности передаваемого сигнала должна быть, по возможности постоянной и сосредоточенной в заданной области частот с целью снижения взаимного влияния каналов.
Эти требования должны выполняться независимо от структуры передаваемого сообщения. Поэтому в синхронных модемах исходная последовательность двоичных посылок подвергается определенной обработке. В результате статистика нулей и единиц приближается к случайной. Таким образом, скремблирование – это обратимое преобразование структуры цифрового потока без изменения скорости передачи обеспечивающее свойства случайной последовательности. Скремблирование производится на передающей стороне с помощью скремблера, реализующего логическую операцию суммирования по модулю два исходного и псевдослучайного двоичных сигналов. Относительный кодер при использовании сигналов с фазовой модуляцией применяет кодирование, которое позволяет решить проблему неоднозначности фазы, восстановленной на приеме несущей. Эквалайзер компенсирует нелинейные искажения, вносимые каналом передачи. Модуляторосуществляет перенос кодированного сигнала на несущую частоту.
Блок-схема приемника синхронного модема
Приемник типового синхронного модема содержит адаптивный эквалайзер со схемой управления, модулятор с задающим генератором, демодулятор, относительный декодер, дескремблер и схему синхронизации.
Модулятор приемника совместно с задающим генератором позволяет перенести спектр принимаемого сигнала (300-3400 Гц) в область высоких частот. Это делается для облегчения фильтрации и демодуляции. Схема синхронизации выделяет тактовую частоту из принимаемого сигнала и подает его на другие узлы приемника. Адаптивный эквалайзер приемника, как и эквалайзер передатчика, позволяет компенсировать нелинейные искажения, вносимые каналом передачи. Адаптивность эквалайзера заключается в его способности подстраиваться под изменяющиеся параметры канала в течение сеанса связи. Для этого сигнал ошибки фазы с демодулятора поступает на схему управления, которая вырабатывает управляющие сигналы для эквалайзера. Сам эквалайзер состоит из линии задержки с отводами и набора управляемых усилителей с изменяемым коэффициентом усиления.
Рис. Блок-схема приемника синхронного модема
Относительный декодер и дескремблер выполняют операции обратные выполняемым в передатчике. На приемной стороне происходит обратное преобразование – дескремблирование, выполняемое дескремблером. Дескремблер выделяет из принятой последовательности исходную информационную последовательность, которая передается в принимаемый компьютер.
Что такое модем? Для чего предназначен модем – из чего состоит и как устроен
Модем – это устройство, предназначенное для модуляции сигнала, то есть для преобразования аналогового сигнала в цифровой. Именно от слова «модуляция» и произошло название «модем». С помощью модема пользователь выходит в сеть Интернет. Первое аналогичное устройство появилось в 1979 году. За это время, конечно, много изменилось. Изменилась и скорость, которая может сильно отличаться у пользователей, поэтому некоторые хотят измерить скорость интернета.
Виды модемов
1) Оптоволоконный модем. Устройство подсоединяет компьютер к глобальной сети посредством оптоволоконного кабеля.
2) Кабельный модем. Он позволяет передавать сигнал через стандартный телевизионный кабель. При этом работа в Интернете никак не влияет на качество передачи телевизионного сигнала.
3) ISDN-модемы. Такие модемы служат для работы в цифровых сетях – с их помощью возможно передавать голос, текстовую информацию и графику в одно и то же время с постоянной высокой скоростью.
4) ADSL-модемы. Они подключаются к телефонной линии, но работают по особой технологии, благодаря чему скорость доступа возрастает в разы. Такие модемы не распространены в связи с тем, что требуется специальное сложное оборудование, которое не всегда себя оправдывает.
По функциональному признаку модемы классифицируются следующим образом:
1) Аналоговые модемы работают на передачу информации и прием сигнала.
2) Факс-модемы удобны тем, что выполняют функцию факса.
Модемы подразделяются на внешние и внутренние.
Внешний модем выглядит как маленькая коробочка и подключается к ПК через основной COM-порт, в отдельных случаях – через USB-порт. Внешний модем оснащен индикаторами, по которым можно считывать необходимую информацию.
Модемы имеют обыкновение зависать, в этом случае его нужно выключить и снова включить. Подсоединять внешний модем проще, чем внутренний – необходимо подсоединить кабель одним концом к модему, а другим – к компьютеру.
Внутренний модем – это небольшая плата, которая устанавливается в специальный PCI-слот, который находится внутри компьютера. Внутренние модемы дешевле и не требуют блока питания и отдельной розетки для подключения.
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.
Доброго времени суток, вам дорогие мои друзья. Сегодня я с вами понастальгирую, вспоминая, что такое модем. Эх, какое это было время… Чувствую, не все меня сейчас понимают, особенно молодые читатели, впервые услышавшие название данного устройства.
Тогда объясняю, обратившись к истории.
Допустим, что у вас есть ПК, но интернета нет, вообще никакого. Плохо вам без него? Да уж, особенно учитывая, что вам известны его безграничные возможности. Так вот. В 90-х владельцы компьютеров в России впервые узнают о таком Чуде Света, как глобальная паутина. И оказывается, что подключиться к ней можно по простой телефонной сети. Которая была на тот момент единственным средством проводной связи, проложенным даже в отдаленные деревеньки.
Но для этого требовалось, чтобы в вашем городе существовал провайдер, предоставляющий доступ к интернету. А у пользователя было устройство, называемое модемом, и подключаемое между ПК и телефонной линией.
С чего все началось?
Так уж случилось, что после падения «железного» занавеса интернет попал в нашу страну уже с готовыми аппаратными и программными решениями. Но в реальности, и самой сети, и обслуживающим ее устройствам пришлось пройти тернистый путь поиска оптимальных решений.
История возникновения модемной обработки данных начинается в послевоенные горы в США. В 1950 году между военными базами ПВО, расположенными по всей Северной Америке, была проложена , которая соединяла радары, терминалы, командные центры. Обработка сигнала на концах линий осуществлялась с помощью модулирующих преобразований.
Этот принцип стал основой для создания аналогичных устройств для сетевой связи между персональными компьютерами.
В 1979 появился Micromodem II, предназначенный исключительно для ПК Apple II. Так устройство получило свое название «модем», образованное от названия двух, выполняемых им операций: МОдуляции и ДЕМодуляции.
Назначение этих функций и принцип работы я сейчас объясню. Чтобы импульсы цифрового кода, представляющие собой «прямоугольный» график, можно было передавать по каналу, предназначенному для звуковой связи, их предварительно модулируют, после чего привычный для телефонной линии аналоговый сигнал успешно идет по сети.
В свою очередь, и компьютер не способен воспринимать несвойственную для него аналоговую информацию. Поэтому плавное изменение напряжения в линии демодулируется обратно в импульсы, понятные для считывания процессором.
Но если более подробно изучить работу модема, то стоит обратить внимание на его взаимодействие с сетью и ПК, подразумевающее систему запросов, распознавания, изменение параметров подключения и прочие управляющие операции.
Все это записывается специальным программным кодом. В 1981 году компанией Hayes был представлен Smartmodem 300. В котором использовалась система таких команд, ставших впоследствии стандартом в сфере производства модемов.
Какие бывают модемы и как они устроены
Но, раз уж мы начали вникать в такие тонкости. То я предлагаю сразу рассмотреть устройство модема, состоящее из:
- блока электропитания;
- двух разъемов для подключения телефонного кабеля (входящий от розетки и ответвление к телефону) и сетевого LAN или последовательного LPT порта для соединения с компьютером;
- контроллера, отвечающего за обмен потоковыми данными с ПК;
- сигнального процессора, непосредственно выполняющего операции по преобразованию сигналов;
- набора микросхем памяти, включающего оперативную RAM и два типа энергонезависимой: ROM (с прошивкой, драйверами) и NVRAM с рабочими настройками.
Сразу скажу, что данный «набор» взят из конструкции внешнего модема, которые в период их наибольшей популярности были самыми распространенными. Кое-кто наверняка помнит такие модели как Courier или Zyxel.
Со временем появились и внутренние модемы, вставляемые в материнку. В них уже не требовался блок питания и наружный com-port. Но был задействован разъем, который мог пригодиться и для других нужд. Некоторые производители делали даже встроенные модемы, интегрированные в системную плату.
Способ подключения, определяющий скорость интернета
Разговор о модемах будет не полным, если обойти стороной способы их подключения к интернету. И первым, конечно, является Dial-up – обычный дозвон, набором номера. Конечно, эту функцию выполняла электронная начинка устройства сопровождающая свою работу характерными звуками, доносящимися из динамика. Их специально не отключали (несмотря на надоедливость) с целью контроля процесса. Dial-up соединение имело свои особенности:
- дозвон занимал продолжительное время, а в процессе работы в сети использование телефона было невозможным;
- очень низкая скорость подключения 40 — 45 кбит/с, которая, к тому же, сильно зависела от качество телефонной лини;
- тарификация зачастую была поминутной, а с учетом медленной скорости – дорогой…
В качестве альтернативы корпоративным и просто состоятельным пользователям предлагалась выделенная линия Dial-up связи. Достоинством которой было отсутствие дозвона и лучшее качество канала.
Практика использования интернета показала, что объем скачиваемой пользователем информации намного выше чем, передаваемой им в сеть. Поэтому была предложена технология ADSL – асинхронное частотное разделение потоков данных с помощью мультиплексора и модема, способного работать с таким сигналом. Это обеспечило новые возможности и очевидные преимущества:
- появилась возможность параллельного использования телефона в процессе работы с интернетом;
- скорость увеличилась до 25 Мбит/сек;
- существенно сократилось время подключения;
Передача информации с помощью позволило по-новому взглянуть на возможности скоростного Интернета, но, к сожалению, сдерживающим фактором на этом этапе оказалась пропускная способность телефонных линий. Провайдеры стали напрямую прокладывать линии связи (витую пару или оптоволокно) к пользователю доведя скорость соединения до 100-300 Мбит/с.
Теперь не актуальны?
А что же наши модемы, спросите вы, пропали? Ну не совсем. Все-таки прокладка новой линии дело хлопотное, а телефонный кабель уже лежит. Грех им не воспользоваться. Поэтому у провайдеров такая услуга еще присутствует. Другое дело, что телефонная связь изменилась, оцифровалась, стала мобильной и предоставила новее перспективы в лице 3G/4G USB модемов.
Теперь подключиться к интернету можно в любой точке, находящейся в зоне покрытия мобильного оператора. Причем скорость передачи данных позволит спокойно смотреть потоковое видео. Со временем и у USB модемов появились конкуренты – это смартфоны. Которые в умелых руках запросто раздают интернет через wi-fi.
Но это уже другая история. А эту, я считаю возможным закончить. До скорых встреч, мои дорогие читатели.
С них началась новая эра, коммуникаций и сыграли основную роль в развитии Интернета. Речь пойдет о модемах .
Модем (modem) — (сокр. от модулятор-демодулятор) — устройство, которое за счет модуляции и демодуляции сигналов передает цифровые данные через аналоговые каналы — в основном телефонные провода.
Таким образом, модем преобразует один типа сигнала в другой. При помощи модуляции осуществляется изменение одной или нескольких характеристики аналогового сигнала: амплитуда, частота, фаза. Демодулятор осуществляет обратную функцию. В настоящее время модемы ассоциируются с сетью Интернет. Они используются для связи с провайдером по различным каналам (телефонные линии, линии Кабельного ТВ, базовые станции мобильных операторов). Т.е. модем выступает в роли своеобразного моста, т.к. в телефонных линиях возможен только аналоговый сигнал, а компьютер воспринимает только цифровой сигнал.
История модемов.
Первые цифровые модемы начали разрабатываться еще в 50-х годах в Северной Америке с целью преобразования сигналов для ПВО. Модемы использовались для передачи данных по обычным телефонным сетям. В 1962 году первый коммерческий модем , был создан фирмой AT&T. Это была модель Bell Dataphone 103 . Скорость передачи данных по телефонной линии составляла 300 бит/с.
Впоследствии скорость модемов прошла через такие величины, как 1200, 2400, 4800 и 9600 бит/с. Скорость модемов увеличилась до 14,4 кб/сек только к 1991 году. В 1994 году она достигла 28,8 кб/сек. Следующий порог скорости — 33,6 кб/сек., что стало пределом для телефонной сети. В 1996 году появляется 56K модем, изобретенный компанией Dr. Brent Townshend , что дало дальнейшее развитие модемам . Однкако, вернемся в 70-е гг. В 1977 году был изобретен первый модем для персонального компьютера — 80-103A . Это был настоящий успех. Позднее был ряд других моделей, это была компания Hayes Microcomputer Products.
В 1981 году фирма Hayes выпустила модем ставший легендарным — Smartmodem 300 б/сек. Для него была разработана специальная система команд, которая используется сейчас. Затем разворачивается настоящая гонка за скоростями и ценами модемов . Лидирующее место занимает компания U.S. Robotics . Она выпускает целую серию модемов Courier : начиная в 1986 г с модели Courier HST — 9600 б/сек.
Типы и виды модемов .
По конструктивному исполнению модемы бывают:
- внутренние модемы – находится внутри устройства, у них отсутствует свой блок питания.
- внешние модемы – имеют собственный корпус и блок питания, подключаются к компьютеру через кабель, имеют свои индикаторы;
По принципу работы :
- аппаратные — все операции преобразования сигнала осуществляет сам модем ;
- программные — все операции преобразования сигнала реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера;
По виду соединения :
- аналоговый модемы– работают через обычную телефонную сеть;
- кабельные модемы – используют для подключения к Интернету обычный телевизионный кабель, либо коаксиальный кабель;
- радио-модемы позволяют пользователю работать с сетью через радио-эфир;
- сотовые модемы — работают по протоколам сотовой связи — GPRS, EDGE, и т. п. Часто имеют исполнения в виде USB-брелока;
- ADSL модемы – новое поколение модемов, также работают с телефонной сетью, однако, в отличие от аналоговых, используют свой диапазон.
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.
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 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.
Какому типу устройств относится модем. Для чего и когда они нужны? Основные функции и типы модемов.
Цели и задачи изучения темы: получение представления об устройствах преобразования сигналов — модемах, аналоговых и цифровых модемах, протоколах модемной связи, конструктивном исполнении модемов.
Видео — проблема ближайшего будущего. Для чего нужен быстрый интернет? Внешний вид мобильных операторов уже описан. В частности, им необходимо разрешить увеличение емкости и оптимизировать работу своих сетей. Мы можем разделить своих клиентов на две группы. У первого теперь плохое покрытие мобильным Интернетом. Этим клиентам нужен более быстрый интернет.
Вторая группа — это те, у кого уже есть быстрый мобильный интернет, они используют его и хотят использовать службы, которые сегодня медленны. То есть. они хотели бы посмотреть видео в мобильной сети. Но у видеоуслуг есть другие требования к скорости передачи.
Изучив тему, студент должен:
знать понятие и сущность модуляции и демодуляции, аналоговых и цифровых модемах, протоколов модемной связи, конструктивного исполнения модемов
иметь представление о модемах как устройствах согласования цифровых сигналов компьютера с аналоговыми сигналами телефонной линии, протоколах модемной связи, как совокупности правил и процедур передачи данных в канале связи, протоколах сжатия и коррекции ошибок при передаче данных.
Количество видеопередач в мобильных сетях будет расти, и если в настоящее время он будет составлять от одной пятой до одной трети мобильного трафика данных, он будет более половины объема всех данных, передаваемых в мобильных сетях в течение нескольких лет. И эта тенденция определенно не остановится — напротив, она будет расти. И это уже не просто скорость передачи, но, прежде всего, транспортные возможности в мобильных сетях.
Мобильные сети должны адаптироваться к этой тенденции и оптимизировать передачу видео. Трудности возникают, когда люди хотят посмотреть потоковое шоу в какой-то момент. В основном это спортивные, новостные или культурные мероприятия. Теоретически существует множество способов эффективной передачи этих данных от источника к конечному пользователю. Практически ничто из этого — даже фиксированная сеть не готова, и хотя у нее будет много хорошо размещенных кэшей и серверов регистрации, она все равно будет двухточечной, а не идеальной точкой-многоточечной.
Изучая тему, необходимо акцентировать внимание на следующих понятиях: модем, модуляция и демодуляция, аналоговый и цифровой модем, асинхронный и синхронный модем, протоколы модемной связи, конструктивное исполнение модемов.
7.1.Основные функции и типы модемов
Когда компьютеры расположены далеко друг от друга и их нельзя соединить стандартным сетевым кабелем, связь между ними устанавливается с помощью устройств преобразования сигналов (УПС) . УПС преобразуют сигналы, поступающие от терминального оборудования, в вид, пригодный для их передачи по используемым каналам связи, и наоборот, сигналы, поступающие по каналу связи, преобразует их к виду, воспринимаемому терминальной аппаратурой. В качестве УПС обычно используют модемы. В сетевой среде модемы служат средством связи между отдельными сетями или ЛВС и отдельным миром.
В дополнение к пользователям, которые могут перемещаться. Распространение видеоконтента должно решаться операторами мобильной связи. Он сжигает его гораздо больше, чем фиксированные операторы, где мощность с небольшим преувеличением неограниченна. Транспортная емкость внутри этих сетей огромна, и вам не нужно делиться проволокой с вашим домом с кем-либо.
Например, персонализированная потоковая видеоконференция с контекстной информацией. Вам не нужно беспокоиться об этих видениях будущего. В результате у них не будет достаточного количества рекламодателей для персонализации рекламы. Но он не может его продать, поэтому для вас ничего не происходит.
Модем – это устройство прямого (модулятор) и обратного (демодуляция) преобразования сигналов, к виду, принятому для использования в определенном канале связи.
Модуляция –изменение какого-либо параметра сигнала в канале связи (модулируемого сигнала) в соответствии с текущими значениями передаваемых данных (модулирующего сигнала).
Логично, что он должен будет включить контекстуальную информацию в прямую трансляцию видео. Типы передачи данных по платформе. Но то, что могут сделать мобильные операторы, — это услуга, которую мы можем назвать мобильным телевидением. И о чем мы поговорим, особенно поклонники спорта, могут заплатить за просмотр перевода с комфортом.
Все, что важно для всех, это деньги. Но не ожидайте никаких скидок для конечных клиентов, хотя это не будет такой проблемой. У этого есть логика — клиент получает более быстрый интернет, поэтому он должен платить больше. Наибольшая доля объема данных, передаваемых в мобильных сетях, предоставляется смартфонами. В настоящее время, если мы возьмем «неограниченные» тарифы наших мобильных операторов, вам будет достаточно.
Демодуляция – это обратное преобразование модулированного сигнала в модулирующий сигнал.
Модем выполняет функции аппаратуры окончания канала данных. В качестве оконченного оборудования в канале связи обычно выступает компьютер, в котором имеется передатчик. Приемопередатчик подключается к модему через один из последовательных портов компьютера и последовательный интерфейс RS-232C, в котором обеспечивается скорость не ниже 9,6 кбит/сек на расстоянии до 15 км. Существуют различные типы модемов, поскольку каждый тип седы передачи требует различных методов передачи данных, но в первую очередь их можно разделить на:
Количество смартфонов Средний объем передаваемых данных в месяц; Общее количество переданных данных. Хуже того, с мобильными маршрутизаторами и компьютерами, подключенными через модем к мобильному Интернету. Не только в идеале должны были бы «сокрушить» свои мобильные сети, но им, безусловно, придется по-разному смотреть на свои прейскуранты. И чтобы иметь дело с желанием предложить услуги владельцам смартфонов, они также хотят укусить большую долю всего телекоммуникационного торта. И там с текущими тарифами в текущем конкурсе не так много шансов.
Аналоговые модемы
Э то самые распространенные в настоящее время модемы. Они применяются для передачи информации по аналоговым линиям связи.
Взяв за критерий синхронизацию связи модемы можно разделить на:
Асинхронные;
В зависимости от того, какая из разновидностей модуляции используется в модеме, различают модемы с:
Пока у них нет технологии для доступа к этим клиентам. Это еще не так, но когда они фактически охватывают районы за пределами крупных городов, что дешевле любого фиксированного оператора, они могут получить достаточно клиентов. Они по-прежнему будут бороться с возможностями, но частично и очень быстро решаются.
Но они очень хорошо обрабатывают сегментацию клиентов, понимают их потребности и адаптируют свое предложение. Что-то, чего никто из них никогда не делал, потому что они фактически не действовали на конкурентном рынке, и интерес к их услугам был выгоден от технологического преимущества. Другой способ расти, но они этого не делают.
частотной модуляцией;
фазовой модуляцией;
квадратурной амплитудной модуляцией.
При частотной модуляции в соответствии с текущими значениями моделирующего сигнала изменяется частота физического сигнала при неизменной амплитуде. В простейшем случае значениям 1 и 0 бит данных соответствуют два значения частот, например 980 и 1180 Гц, как было принято в одном из первых протоколов передачи данных V.21. Частотная модуляция весьма помехоустойчива, ибо при передаче искажается обычно лишь амплитуда сигнала.
К сожалению, мы не думаем, что мы найдем новое устройство на сумму менее 100 злотых. Все рекомендуемые в этом руководстве модемы стоят значительно выше этой суммы. Однако такие скорости не гарантируются и во многом зависят от параметров сети, в которой мы находимся.
Чтобы подключиться к сети, нам необходимо соответствующим образом сопоставить аппаратное обеспечение с нашим поставщиком услуг. Мы не можем купить модем наугад, потому что мы вряд ли сопоставим его с существующим соединением. Сегодня современные модемы могут быть оснащены многими интеллектуальными функциями, простой конфигурацией и многими другими улучшениями, такими как возможность создания домашнего сервера с маршрутизатора. В самом начале стоит указать, с каким поставщиком услуг мы подписали контракт.
При фазовой модуляции модулируемым параметром является фаза сигнала при неизменных частоте и амплитуде; помехоустойчивость фазомодулированного сигнала также устойчивая.
При квадратурной амплитудной модуляции в такт передаваемым данным изменяется одновременно и фаза и амплитуда сигнала.
Асинхронная связь – самая распространенная форма передачи данных. Причина такой популярности в том, что асинхронный метод связи использует стандартные телефонные линии.
Это зависит от того, какой маршрутизатор купить. Собираемся ли мы арендовать модем или покупать его сами? Многие поставщики услуг предоставляют услуги по аренде модем в течение всего срока действия контракта. Это удобное решение, но не все пользователи довольны этим. Чтобы раздражать небольшой маршрутизатор или устаревшие модели. Однако в настоящее время мы редко обнаруживаем, что у поставщика услуг нет высокопроизводительных маршрутизаторов. Часто выгоднее иметь автономный модем.
Безопасность, предоставляемая модемом
Выбор модема должен зависеть от скорости нашего соединения. Это стандарты, поддерживаемые каждым оператором сети. Чем выше уровень безопасности, тем лучше. Кроме того, мы можем встретить маршрутизаторы, оснащенные дополнительной функцией защищенной прошивки и встроенного брандмауэра. Чем выше безопасность и чем выше стандарт, тем выше цена модема.
При асинхронном методе данные передаются последовательными потоками.
Каждый символ – буква, число, или знак – раскладывается в последовательность битов. Каждая из этих последовательностей отделяется друг от друга стартовым и стоповым битом. Принимающий компьютер для управления синхронизацией использует стартовый и стоповый биты, готовясь тем самым к приему следующего байта данных.
Мы также можем встретить другие технологии, которые улучшают конфигурацию. Конфигурация также значительно облегчит интерфейс на польском языке. В настоящее время большинство устройств имеют меню на английском языке, и сложно найти аппаратное обеспечение, которое также будет поддерживать наш язык.
Если мы уже рассмотрели основные проблемы выбора модема для подключения к поставщику услуг, мы можем сосредоточиться на параметрах модема, которые будут определять скорость, диапазон и мощность модема. Поддерживаемый модем — это пропускная способность модема. Стоит помнить, что последний стандарт не даст нам ничего, если наша связь медленная. Оснащенный самым современным и лучшим маршрутизатором на рынке, просто бросает деньги в грязь.
Связь этого типа не синхронизируется. Передающий компьютер просто передает данные, а принимающий компьютер проверяет данные, чтобы убедится в том, что они приняты без ошибок При асинхронной связи управляющая информация составляет около 25% от передаваемых данных.
Для контроля ошибок при асинхронной связи обычно используются специальный бит – бит четности. Схема проверки и коррекции ошибок, которая его принимает, называется контролем четности. При контроле четности количество посланных и принятых единичных битов должно совпадать.
Однако, если у нас очень быстрое соединение, плохой маршрутизатор может стать узким местом всей аппаратной конфигурации. Тогда стоит позаботиться о лучшем оборудовании, которое может справиться с огромной пропускной способностью. При покупке маршрутизатора вы должны выбрать оборудование, которое будет надежным в будущем с нужным количеством мощности. Это поможет вам защитить вас в случае более быстрого изменения ссылок.
- Тест запускается в новом окне.
- Проверьте настройки браузера, чтобы разрешить открытие нового окна.
- Средняя скорость может быть рассчитана по следующей формуле.
Синхронная связь основана на схеме синхронизации согласованной между устройствами. Её цель – выделить биты из группы при передаче их блоками. Эти блоки называются кадрами. Для синхронизации используются специальные символы. Передача завершается в конце одного кадра и начинается вновь на следующем кадре.
Этот метод более эффективен, чем асинхронная передача. В случае ошибки синхронная схема распознавания и коррекции ошибок просто повторяет передачу кадра.
Другие факторы, такие как скорость процессора, операционная система или просмотр в Интернете, могут влиять на скорость передачи. На тест влияет «переполнение Интернета», которое может произойти где угодно между точкой входа вашего поставщика услуг и компьютером, обслуживающим тестовую страницу. Результаты могут быть более стабильными, если вы попытаетесь провести тест вне часов пик, например, вечером или поздно вечером. Попробуйте подключиться к одному и тому же поставщику услуг с той же точки с помощью другого компьютера. Это должно убедиться, что проблема связана с той строкой, с которой вы подключаетесь, или проблема связана с вашим компьютером или модемом. Результаты не так близки, как должны быть. Во-первых, вы должны определить текущую скорость линии, к которой вы подключены. Вы также можете использовать терминальную программу для определения скорости соединения и, в зависимости от вашего модема, установить максимальную и минимальную скорость. Почему? Многие модемы изначально настроены на разъединение после определенного количества повторных передач блока данных. Попробуйте подключить модем к более медленной скорости. Стабильное соединение с меньшей скоростью может дать лучшие результаты, чем неустойчивое соединение. Ознакомьтесь с руководством по эксплуатации модема, чтобы узнать, как установить максимальную скорость линии. Какова цель этой страницы? Цель теста — обеспечить быстрый и простой способ измерения производительности вашего интернет-соединения. Если вы тратите много времени на ожидание загрузки веб-страниц, этот тест для вас. В чем разница между скоростью передачи и скоростью модема? Скорость модема обычно рассматривается как скорость, с которой модем подключен к другому модему. Модем вашего интернет-провайдера «разговаривает» с вашим модемом с 000 бит / с во время соединения. Это скорость передачи. Это означает скорость передачи в 000 байт в секунду, хотя ваш модем «говорит» с модемом поставщика интернет-доступа со скоростью в 000 байт в секунду. Стоит отметить, что в этом случае скорость передачи меньше, из-за того, что данные поступают на куски с разрывами между ними. Среднее значение скорости передачи равно 1000 байт в секунду, хотя во время передачи скорость может составлять один или более 200 байт в секунду. Даже если Тест скорости измеряет среднюю скорость передачи, если передача стабильна, результаты могут указывать реальную скорость линии, к которой вы подключены. Вы можете попробовать различные программы, созданные для этого. Они называются интернет-акселераторами. Они регулируют настройки Интернета на вашем компьютере, гарантируя, что эти настройки оптимизированы для подключения к вашему провайдеру доступа к Интернету. Некоторые интернет-ускорители легко меняют настройки в системном реестре, изменения вы можете сделать вручную, хотя способ приближения к программам проще и безопаснее. Однако многие ускорители требуют удвоить скорость передачи, однако, если ваша скорость уже оптимизирована, это будет сложно, если не невозможно! Каким образом результаты настолько разнообразны? . В телефонии локальная петля представляет собой проводное соединение с терминала телефонной компании в гостевые дома или небольшие предприятия.
Цифровые модемы
Развивающиеся цифровые технологии передачи данных, обеспечивающие значительно большие скорости передачи и качество связи, представляющие пользователям существенно лучший сервис, требуют использования модемов иного класса – цифровых. Цифровые модемы более правильно можно называть сетевыми адаптерами, ибо о классической модуляции – демодуляции сигналов в них нет – входной и выходной сигналы такого модема являются импульсы. Для цифровых модемов общепринятых стандартов работы вообще, и стандартов скорости в частности, пока не разработано.
Цифровые модемы применяются только в цифровых системах связи. Они обеспечивают значительно большие скорости передачи и качество связи.. При работе с цифровыми линиями применяется синхронный модем, а не асинхронный.
Цифровые модемы выпускаются для работы в конкретных цифровых технологиях:
кабельные модемы для работы с сетями через коммутации кабельного телевидения;
сотовые модемы для работы в системе сотовой телефонной связи;
оптоволоконные модемы для работы по волоконно-оптическим каналам связи;
спутниковые радиомодемы для приема данных через спутник;
силовые модемы для работы в сетях через систему электропитания компьютеров.
Вместо модема в локальных сетях можно использовать сетевые адаптеры (сетевые карты). Выполненные в виде карт расширения, устанавливаемых в разъем материнской платы.
Сетевые адаптеры можно разделить на две группы:
адаптеры для клиентских компьютеров;
адаптеры для серверов.
В адаптерах для клиентских компьютеров значительная часть работы по приему и передачи сообщений переключается на программу, выполняемую в ПК. Такой адаптер проще и дешевле, но он дополнительно загружает центральный микропроцессор машины.
Адаптеры для серверов снабжаются собственными процессорами, выполняющими всю нужную работу.
В качестве устройств сопряжения компьютера с аппаратурой передачи данных и с терминальными устройствами используется:
мультиплексоры передачи данных;
Немного истории
Вы, очевидно, знаете, что модем — это устройство, предназначенное для работы компьютера во Всемирной компьютерной сети Интернет. Появление модемов стало следствием появления глобальных компьютерных сетей. Когда были созданы первые такие сети, то, естественно, возник вопрос о возможности использования телефонных линий для передачи информации от одного компьютера к другому (ведь они уже тогда “опутывали” практически весь земной шар). Реализации этой возможности мешала следующая проблема: в компьютерах информация представлена в цифровой (двоичной) форме, а телефонные линии являются аналоговыми (по ним передается ток). Понадобилось устройство, которое бы преобразовывало сигналы из цифровой формы в аналоговую и наоборот. И такие устройства были созданы, а поскольку только что упомянутые процессы преобразования сигналов в технике называют модуляцией и демодуляцией сигнала, то их назвали модемами (МОдуляция/ДЕМодуляция).
Первые модемы передавали данные с ничтожно малой скоростью (300–2400 бит/с), не “умели” сжимать данные и корректировать ошибки. Однако свое основное назначение они выполняли исправно. Современные модемы обеспечивают гораздо большую скорость передачи данных. Применяемые в них протоколы передачи данных и коррекции ошибок обеспечивают надежную связь даже на не очень хороших телефонных линиях.
Первый модем появился в 1958 году. Американская телефонная компания AT&T ввела дейтафонное обслуживание (передача информации по телефонному каналу). Первым модемом был Bell Dataphone 103, скорость передачи которого составляла 300 бит/с. Но даже сегодня большинство модемов имеет режим работы, совместимый с Bell 103. Bell 212a предложил уже 1200 бит/с, правда был более чувствителен к шумам в телефонной линии. Менее шумочувствительный модем разработала компания Racal-Vadic. К сожалению, эти две модели модемов несовместимы. Так начиналось длительное соперничество за права и стандарты в мире модемов. С начала 90-х по середину 2000 модемы становятся неотъемлемой частью компьютера, который превратился в интеллектуальное многофункциональное устройство, предоставляющее пользователю возможность общаться с огромным миром информации со всего света. Благодаря установки модема на компьютер, последний фактически превращается в звено глобальной сети.
Принцип работы модемов
Как известно, обычный домашний телефон подключается к телефонной станции посредством двухпроводной линии связи (возможно также подключение с использованием четырех проводов, хотя оно менее популярно). Электрическая схема телефонного аппарата обеспечивает передачу сигнала по такой линии в двух направлениях, поэтому по телефону можно слушать и говорить одновременно.
В процессе передачи компьютерных данных по большинству линий связи выполняется двойное их преобразование: поток данных из компьютера побайтно преобразуется в последовательность отдельных бит, которая далее превращается в сигнал, пригодный для передачи по телефонным линиям. Принимаемые данные претерпевают обратное преобразование: из входного сигнала, приходящего по телефонной линии, они превращаются в последовательность отдельных битов, из которых впоследствии собираются байты данных.
Этот механизм иллюстрируется на рис. 1, где показан процесс передачи через телефонную линию файла с именем report.doc.
Функции преобразования байтов данных в последовательность битов, а также функции обратного преобразования выполняются в компьютере при помощи специального аппаратного устройства, называемого портом последовательной передачи данных, последовательными портами, или COM-портами (от англ. communication — связь). Обычно персональные компьютеры комплектуются двумя такими устройствами, обозначаемыми как “СОМ1” и “COM2”. Часто для сокращения порт последовательной передачи данных называют просто “СОМ-портом”, или “портом RS232” (согласно соответствующему стандарту). Название последовательный эти порты получили потому, что данные через эти порты передаются побитно, т.е. в последовательном порядке по одному биту в каждый момент времени. В основе любого СОМ-порта лежит аппаратное устройство, именуемое сдвиговым регистром. Схематично, это набор из восьми ячеек, допускающих параллельную “загрузку” байта во все ячейки сразу, а также последовательное “выталкивание” содержимого ячеек через один выход. Модель выходного сдвигового регистра, выполняющего параллельно-последовательное преобразование, показана на рис. 2.
Регистр на рисунке изображен в виде трубки с прорезями в верхней части, предназначенными для “загрузки” отдельных битов данных. Все восемь битов данных “загружаются” в трубку одновременно. Затем с помощью поршня биты данных “выталкиваются” по одному из правого отверстия трубки.
Последовательность битов после этого превращается в так называемый “несущий сигнал” синусоидальной формы, который передается по телефонным линиям.
Входной сдвиговый регистр предназначен для последовательно-параллельного преобразования. Он работает в точности наоборот: данные несущего сигнала после демодуляции вдвигаются в регистр по одному биту, а после заполнения все биты извлекаются из регистра за один прием.
В заключение заметим, что существуют различные методы модуляции (превращения последовательности битов в несущий сигнал) и демодуляции (наоборот): амплитудная, частотная и другие. Мы не будем описывать их особенности (они связаны с некоторыми вопросами из физики и радиотехники). Заметим только, что современные способы модуляции сигнала обеспечивают наибольшую скорость передачи данных 56 Кбит/сек.6, соответствующую физическому пределу пропускной способности телефонных линий.
Модем, телефонные линии и Интернет
Очень часто пользователи, которые впервые подключают свой компьютер из дома к Сети с помощью модема по телефонной линии, плохо понимают, как связаны Интернет и телефонные каналы. Главный вопрос, на который они ищут ответ: “Означает ли, что обычная телефонная розетка у меня дома — это и есть выход в Интернет?”. Нет, Интернет начинается с узла фирмы, которая предоставляет вам услуги по пользованию Всемирной сетью (так называемого провайдера), а телефонная линия — это всего лишь один из способов “дотянуться” до него. Вы можете использовать как обычную телефонную линию, так и другие виды связи между вашим компьютером и узлом провайдера — канал ISDN, ADSL, радиомодем, сотовый телефон, стекловолоконный кабель или даже спутниковую антенну, но в любом случае это лишь способы соединения с провайдером. Следует понимать, что в общем случае сеть телефонных линий и сеть Интернета — это совершенно разные коммуникационные каналы, принадлежащие разным организациям. Очень упрощенно Интернет можно представить как сеть из каналов, соединяющих разбросанные по миру сотни тысяч компьютеров, которые являются управляющими узлами (nodes) или серверами (sites) и на которых хранится информация. Хотя сама сеть Интернета не принадлежит никому, каждый из узлов или некоторую сеть узлов Интернета вместе с установленным оборудованием и каналами связи обслуживает отдельная компания, являющаяся собственником “своего участка” Интернета. Это может быть как государственная, так и коммерческая организация.
С физической точки зрения сеть каналов связи и узлов выглядит подобно сети автомобильных дорог, где есть свои скоростные автострады, магистрали федерального и местного значения и т.д., вплоть до незаметных “грунтовок”. Интернет также состоит из каналов связи различной пропускной способности, где уровню автострад соответствуют коммуникационные магистрали (backbones), которые связывают узлы (провайдеров) международного и национального масштаба, и далее постепенно “утончающиеся” каналы связи соединяют между собой узлы меньшего масштаба.
Когда вы подключаете свой компьютер к Интернету по обычной телефонной линии, это означает, что модем вашего компьютера связывается через вашу районную АТС с модемом, установленным на ближайшем узле сети, — в данном случае с модемом вашего провайдера. Это происходит так же, как если бы вы звонили туда по обычному телефону. Телефонная компания, как говорят на Западе, или районный телефонный узел, как принято говорить у нас, участвуют в представлении доступа к Интернету только “на последней миле”, зачастую сами об этом не подозревая — ведь звонок модема ничем не отличается от звонка обычного голосового телефона. И только после того, как вы с помощью модема подключились к узлу провайдера, вы получаете доступ к всевозможным ресурсам Сети.
Модем (аббревиатура, составленная из слов модулятор-демодулятор) — устройство, применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и демодуляции. Частным случаем модема является широко применяемое периферийное устройство для компьютера, позволяющее ему связываться с другим компьютером, оборудованным модемом, через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем). Это все равно, что обычная компьютерная сеть, только скорость передачи данных значительно меньше.
Как известно, данные в компьютере представлены в цифровой форме — закодированные в виде нулей и единиц, которым физически соответствует низкий или высокий уровень напряжения. Телефонная же сеть рассчитана на передачу речевых сообщений, представляемых в форме аналоговых электрических сигналов, поэтому непосредственная передача цифровой информации через телефонную сеть невозможна. Итак, для преобразования форм представления информации необходимо некоторое устройство, включаемое между компьютером и телефонной линией. Такое устройство называют модемом (сокращение от МОДулятор-ДЕМодулятор). Процесс преобразования данных из цифровой в аналоговую форму называется модуляцией. В свою очередь, аналоговый сигнал, попав из телефонной линии на вход модема второго компьютера, преобразуется в цифровой поток данных, который принимается вторым компьютером. Процесс преобразования данных из аналоговой формы в цифровую называется демодуляцией. Таким образом, основное назначение модема — преобразование данных из цифровой формы в аналоговую, пригодную для передачи по телефонному каналу и наоборот из аналоговой в цифровую, воспринимаемую компьютером.
Пользователи модемов постоянно сталкиваются с такими словами, как «стандарт» и «протокол». Под протоколом в данном случае понимается некая совокупность правил, регламентирующих формат и процедуры обмена информацией. В частности, там может подробно описываться, как выполняется соединение, преодолевается шум на линии и обеспечивается безошибочная передача данных между модемами. Стандарт в свою очередь включает в себя общепринятый протокол или набор протоколов. В 1964 г. крупнейшие производители модемов доверили установление соответствующих стандартов международной организации под названием CCITT (МККТТ — Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии). Сегодня эта организация именуется Международным союзом электросвязи (International Telecommunications Union — ITU). Практически все стандарты, касающиеся модемов, установлены именно этой организацией.
Типы модемов для компьютеров:
По исполнению:
Внешние — подключаются к COM или USB порту, обычно имеют внешний блок питания (существуют USB-модемы, питающиеся от USB и LPT-модемы).
Внутренние — устанавливаются внутрь компьютера в слот ISA, PCI, PCMCIA, AMR, CNR
Встроенные — являются внутренней частью устройства, например ноутбука или док-станции.
Беспроводной модем (модуль или шлюз) — это приёмопередатчик, использующий сети операторов мобильной связи для передачи и приёма информации. Для использования сети сотовой связи в модем обычно вставляется SIM-карта. Беспроводные модемы могут использоваться вместо обычных телефонных модемов (в банкоматах, торговых автоматах, охранных системах, системах дистанционного управления, компьютерах), а также для интеграции в программно-аппаратные комплексы. Используется в местах, где доступна мобильная связь и можно подключить ноутбук либо персональный компьютер к Интернет и отправлять электронные сообщения, пересылать, получать данные и мультимедийные файлы. Некоторые типы беспроводных модемов могут работать как телефонные шлюзы для передачи голосовых, видео и текстовых данных там, где не может быть использована традиционная фиксированная линия, или, где дешевле использовать сотовое средство сообщения.