Выбор модема.

Все, что вам нужно знать о работе модема: модем - это устройство, позволяющее соединять между собой компьютеры через телефонную сеть. Возможности, доступные вам при таком соединении, определяются исключительно программным обеспечением, которым вы будете пользоваться, а качество самого модема определяет скорость соединения. Все характеристики модема, которые вам следует знать:
Все остальные характеристики модемов представляют интерес только для специалистов.
Внешние модемы работают, как правило, лучше, чем внутренние, нагляднее - на панели мигают лампочки, и производят на ваших знакомых более сильное впечатление (чем больше модем и чем больше на нем лампочек - тем сильнее впечатление), зато внутренние занимают меньше места в вашей комнате (поскольку располагаются целиком внутри компьютера).
Купив модем и соединив его с компьютером (или поставив в компьютер), вы можете для пробы и в порядке любопытства позвонить в Data Force IP (тел. 755-9363) и получить необходимые данные для пробного подключения к Internet.

Внешние модемы

Чтобы подсоединить к компьютеру внешний модем, необходимо (и достаточно), чтобы у него имелся свободный последовательный порт (СОМ-порт) и кабель для соединения модема с этим портом. Обычно в компьютере бывает два последовательных порта, к одному из них подсоединятся «мышка». Разъемы последовательных портов бывают 9-штырьковые и 25-штырьковые. Обычно у компьютера бывает один 9-штырьковый разъем (к нему и подсоединяется «мышка») и один 2 5-штырьковый (если у вас нет модема, то этот разъем обычноостается свободным), оба - типа «папа», то есть со штырьками. У модема обычно бывает 25-штырьковый разъем типа «мама», то есть с дырочками. В таком случае вам нужен кабель типа «мама-папа», с обоих сторон которого 25-штырьковые разъемы. Если же у компьютера свободен только 9-штырьковый разъем, то вам нужен кабель, у которого 9-штырьковая «мама» и 25-штырьковый «папа». Кабель вы почти наверняка можете приобрести там же, где приобрели модем.
Если вы приобретаете высокоскоростной модем, то для вас становятся важными характеристики последовательно порта вашего компьютера. Вам нужно, чтобы у вас был высокоскоростной последовательный порт (например, такие магические слова-UART16550A). Обычно на внешнем модеме бывает ряд лампочек, под каждой из которых подписано две буковки. Вот наиболее распространенные обозначения:

• HS - высокая скорость
• АА - готовность отвечать на вызов
• CD - обнаружена несущая частота
• ОН - инициализация набора номера
• RD - идет прием данных
• SD - идет пересылка данных
• TR - готовность к работе
• MR- модем включен
• RS - запрос на пересылку данных
• CS - готовность к пересылке данных.

Внутренние модемы

Если вы приобрели внутренний модем, обратите внимание на следующее: в стандартной комплектации у компьютера обычно бывает два последовательных порта, обозначаемые СОМ1 и COM2. На самом деле последовательных портов может быть больше. Внутренние модемы имеют встроенный последовательный порт и на них есть перемычки (jumpers), с помощью которых можно задать, какой номер будет у этого порта и через какое прерывание с ним нужно будет работать. Как правило, заводская установка - COM3 или COM4. Однако архитектура IBM PC изначально не предусматривала наличие у компьютера нескольких последовательных портов, и обращение к таким портам организовано через «запрос на прерывание» - Interrupt request - IRQ.
Для работы с последовательными портами обычно выделено два IRQ - IRQ3 и IRQ4. Между первыми четырьмя последовательными портами эти IRQ распределяются следующим образом:

• СОМ1 - IRQ4
• COM2 - IRQ3
• COM3 - IRQ4
• COM4 - IRQ3

Порт СОМ1 обычно используется для подключения «мышки». Таким образом, если модем у вас использует порт COM3, то для работы с ним используется то же IRQ, что и для «мыши». На практике это означает, что если вы, работая в среде Windows, начинаете пользоваться модемом (запускаете программу для работы с модемом), «мышка» временно перестает работать - до тех пор, пока вы не закончите пользоваться модемом (закроете программу для работы с модемом). Если вы хотите пользоваться одновременно и модемом, и «мышкой», вам нужно, чтобы они были на разных IRQ. Для этого либо поменяйте номер последовательного порта внутреннего модема (на COM4 вместо COM3), либо переставьте «мышь» на другой порт (с СОМ1 на COM2).

Скорости модемов

По скорости основные варианты модемов (в порядке возрастания скорости): 2400 бод, 9600, 14400, 19200, 21600, 28800 и 33600.
Более высокие скорости на российских телефонных линиях трудно достижимы. Любой модем способен работать не только на своей максимальной скорости, но и на всех более низких скоростях. Полная линейка скоростей: 300, 1200, 2400, 4800, 7200, 9600, 12000, 14400, 16800, 19200, 21600, 24000, 26400, 28800, 31200, 33600. То есть, модем на 33600 бод способен работать на всех указанных здесь скоростях.
Скорость модема 2400 бод означает, что в секунду пересылается 300 байт (байт = 8 бит, один символ), в минуту - 18 килобайт, за час - 1 мегабайт. Скорость 28800 бод означает, что в секунду пересылается 3600 байт (в минуту -216 килобайт, за час - 13 мегабайт).
Реально эффективность модема обычно бывает ниже скорости пересылки - из-за низкого качества телефонной линии приходится два-три (а то и более) раза повторять пересылки порций информации.

Протоколы модемов

Для борьбы с плохим качеством телефонных линий придумали различные протоколы коррекции и уплотнения данных при пересылке.

Основные протоколы:

• Bell 209А 9600
• V.29 9600
• V.32 9600
• V.32bis 14400
• V.33 14400 V.32terbo 19200
• V.34 28800 и выше
• V.FC упрощенный вариант
• V.34 HST 16800 и выше
• ZyX 16800 и выше
• другие.

Обычно модемы «знают» хотя бы несколько протоколов, а скорость модема, указанная на его коробке или в прайслисте, это максимальная из скоростей, на которых он умеет работать. Для того, чтобы модемы на обоих концах телефонной линии «договорились» о приемлемой скорости и типе протокола (обсудив этот вопрос в первые несколько секунд соединения), нужно, чтобы оба они умели работать с данным протоколом на данной скорости.
В случае, если скорость установившегося соединения вас не устраивает (все программы, работающие с модемами, всегда сообщают пользователю эту информацию), попробуйте перезвонить заново - соединение через телефонную сеть происходит каждый раз по разным проводам, и вероятно, что другое соединение будет более хорошего качества.
На российских телефонных линиях наилучшие результаты дают протоколы HST и ZYX.Обратите внимание: модемы, имеющие только протокол V.34, соединяются с модемами, тоже имеющими только протокол V.34, на скоростях не выше 14400.

Факс-модемы

Факс-модем - это такой модем, который способен принимать (и хранить на жестком диске) факсы и отправлять специально для него подготовленные на компьютере факсы.
Принятые факсы посредством специальной программы для работы с факс-модемом можно распечатать на принтере.
В подготовке отправляемого факса ничего сложного нет, наоборот, вам не нужно распечатывать красивым шрифтом на принтере то, что вы собираетесь засунуть в факсовый аппарат - во многих тестовых редакторах есть возможность превратить документ, с которым вы работаете, в факс (а то и сразу отправить его по факс-модему).
Но если вы работаете с Интернетом, ваш модем не обязательно должен быть факсом.

Общие положения

Модемы (название происходит от слияния двух слов – модулятор и демодулятор) - это устройства, которые позволяют организовать связь между компьютерами, находящихся на удалении друг от друга. Если компьютеры находятся рядом, то можно организовать связь между ними, используя последовательный, параллельный порт, USB , Blutooht . Однако такая связь возможна только на близких расстояниях, определенных возможностями порта. При больших расстояниях сигнал ослабевает и требуются специальные устройства, которые могут преобразовать сигнал в вид, позволяющий передавать сигнал на большие расстояния. Для этого служит устройство, которое называется «модем» – от слова МОдулятор-ДЕМодулятор. Модулятор позволяет преобразовать цифровой сигнал в аналоговый, а демодулятор - сделать обратное преобразования, то есть перевести из аналогового в цифровую форму (в более точном смысле модуляция – это изменение характеристик несущего сигнала (как правило, низкочастотные периодические колебания) управляющим высокочастотным сигналом, который позволяет передавать необходимую информацию). Демодуляция – это выделение информационного сигнала из совокупности несущегои информационного сигналов) . Практически на тех же принципах работает факс, поэтому модемы, которые выпускаются с возможностями факсимильной передачи, называются факс-модемом. Модемы могут быть внутренними (вставляемые в слоты расширения), внешними (подключаемые к портам COM, LPT, USB или сетевым кабелем к разъему RJ-45 сетевой карты компьютера, обычно имеют внешний блок питания), встроенными как у ноутбука или в виде карточки для подключения к разъему PCMCIA для переносных компьютеров (последний еще называется картой расширения PC Card и практически устарел. В настоящее время используется стандарт ExpressCard с подключением к шинам USB и PCI Express ). В последнее время получили широкое распространение беспроводные модемы (называемые модуль или шлюз), использующие линии связи сотовых операторов (наибольшую известность получили USB – модемы) . Принципы работы всех устройств одинаковы.

Модемы могут быть аналоговыми и цифровыми . Первыми стали использоваться аналоговые модемы (dial -up ). Из-за того, что скорость передачи данных по этим модемам была не велика (до 56 Кбит/сек), стали переходить на цифровые виды (с частотой работы от 4 КГц до 2 Мгц и соответственно скоростью до нескольких мегабит/сек). Кроме того, при передаче данных по аналоговому модему нельзя вести разговор.

Большинство пользователей для передачи данных использовало телефонную сеть. Для того чтобы можно было использовать цифровой вид передачи, необходимо, чтобы и посылающий и получающий имели бы цифровую АТС. Кроме того, на телефонной линии не должно быть спаренных телефоном и охранной сигнализации. До сих пор некоторые пользователи пользуются аналоговыми модемами.

Основные характеристики модемов :

- внутренний или внешний . Внутренний модем - это карта, которая вставляется в разъем на материнской плате. Такой модем вставляется как обычная карта, однако нужно подключить провода, как это указано ниже. Внутренний модем, как правило, дешевле внешнего. Но он не требует места на столе, не занимает последовательный порт компьютера.

Внешние модемы (новые) подключаются к разъему USB , PCMCIA или ExpressCard и не требуют дополнительного питания, так как получают его из разъема.

Внешний модем (старые) подключается к последовательному порту и находится в отдельном корпусе. Данный вид требует подключения к электрической сети через трансформатор. К его достоинствам нужно отнести то, что он не занимает слот расширения, позволяет легко перенести его от одного компьютера к другому.

Поддерживаемый стандарт и скорость передачи ;

Размер оперативной памяти или флэш-памяти.

Дополнительные возможности модемов : оцифровка голоса и перевод его в аналоговый сигнал для разговора при передаче данных; факс; автоматическое определение номера звонившего; автоответчик; электронный секретарь и прочие возможности, которые имеют телефонные аппараты.

Как правило, современный модем имеет следующие возможности телефона , которые мы и приведем. Это: переговоры с несколькими абонентами; временное отключение микрофона; включение внешних громкоговорителей; память для номеров абонентов; повторный вызов абонента; автодозвон; автоматическое определение номера; запоминание звонивших номеров и времени звонка; определение второго звонка во время разговора; защита от нежелательных звонков; запись получаемых сообщений; автоответчик; дистанционное управление; на панели телефона могут быть кнопки с функциями: автоповтор, прослушивание оставленных сообщений, отключение телефона, выключение внешних динамиков и пр.; на панели телефона могут быть индикаторы, определяющие режим работы, снятие трубки и пр.; может быть дисплей с данными о входящих и исходящих звонках, времени разговора и пр.; голосовой набор, пользователь голосом называет фамилию абонента, а модем соединяет с его номером; быстрый набор, набор номера при помощи одной или двух клавиш; автосекретарь, ответ на поступившие звонки при разговоре с другим абонентом; сбор статистики о количестве поступивших звонков, их номерах, времени разговора в течение дня и пр.; другие функции, например, дозвон по определенному номеру в определенное время дня, будильник и пр.

При зависании модема можно восстановить его работоспособность сбросом питания (внешний вынуть и снова вставить), при этом выключать компьютер не требуется. Кроме того, он имеет индикацию, по которой можно определить состояние модема.

Цифровые модемы.

В настоящее время используется несколько форматов: ADSL, HDSL, IDSL, ISDN, HPNA, SHDSL, SDSL, VDSL, WiMAX и беспроводные модемы с использованием беспроводной связи (Wi -Fi ).Они часто называются как хDSL (Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия).

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асимметричная цифровая абонентская линия) появилась в 1987 году и является один из самых первых и самый распространенный цифровой формат передачи данных. Позволяет отправлять данные от пользователя в сеть со скоростью от 16 до 640 кбит/сек (по стандартам 0.5, 0.8, 1.2, 1.3, 3.5 Мбит/сек, а получать данные со скоростью 1.5, 0.8, 5, 8, 12, 25 Мбит/сек). Так как обычно пользователь получает данные, а не посылает, то данное разделение скоростей не ощущается пользователем, кроме случаев видеосвязи. Поэтому со временем стали появляются другие виды форматов с использованием коаксиального кабеля (кабельное телевидение, скорость до 100 Мбит/сек) и разъема Ethernet (локальная сеть со скоростью до 1 Гигабита/сек). В ряде европейских стран стандарт ADSL стал стандартом, по которому каждый житель получал доступ в интернет.

Обычная телефонная линия использует для пропускания частоты от 0.3 до 3.4 КГц, у ADSL модема нижняя частота для исходящего потока составляет 26 кГц, а верхняя 138 КГц, а для входящего потока от 138 кГц до 1.1 Мгц. Таким образом, можно разговаривать по телефону и передавать и получать данные одновременно.

Тем не менее, первые модемы не позволяли достаточно комфортно разговаривать по телефону, так как высокочастотная часть модема вносила посторонние шумы в телефонный разговор (и наоборот разговор вносил искажения в передачу данных). Чтобы этого избежать стали применять частотный фильтр (Splitter -частотный разделитель), который пропускал к телефону только низкие частоты.

HDSL (H igh D ata rate digital S ubscriber L ine высокоскоростная цифровая абонентская линия) разработана в конце 80х годов. Она использует не одну, а две пары проводов и имеет скорость либо 1.5 Мбит/сек (американский стандарт) либо 2.0 Мбит/сек (европейский стандарт) и позволяет передавать сигнал до 4 километров, а в некоторых случаях до 7 километров. Используется в основном для организаций.

IDSL (ISDN Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия IDSN) позволяет передавать данные со скоростью 144 Кбит/сек.

ISDN (Integrated Services Digital Network - цифровая сеть с интеграцией обслуживания) появилась в 1981 году и имеет скорость передачи данных в 64 Кбит/сек.

HPNA (Home Phoneline Networking Alliance – название объединённой ассоциации некоммерческих промышленых компаний) работает либо со стандартным телефонным, либо коаксильным кабелем. Последний стандарт (3.1) позволяет передавать данные со скоростью до 320 Мбит/сек., по стандарту 2.0 – 10 Мбит/сек.

SHDSL (Symmetric High-speed DSL – симметрическая высокоскоростная DSL ) позволяет передавать данные по одной паре проводов со скоростью от 192 Кбит/сек до 2.3 Мбит/сек, а по двум парам в два раза больше на рсстояние до 6 км.

SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line - симметричная цифровая абонентская линия) использует одну пару кабелей со скоростями от 128 до 2048 КБит/сек. Действует на расстояние от 3 до 6 км.

VDSL (Very-high data rate Digital Subscriber Line - сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) имеет высокую скорость передачи данных от 13 до 56 Мбит/сек от сети к пользователю и 11 Мбит/сек в обратном направлении на рсстояние до 1.2-1.4 км.

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access ) представляет собой беспроводную связь в диапазоне волн от 3.5 до 5 ГГц по стандарту 802.16-2004 (или фиксированный WiMAX ) и 2.3-2.5, 2.5-2.7, 3.4-3.8 ГГц по стандарту 802.16-2005 (или мобильный WiMAX ). Имеет много сходных параметров с Wi -Fi , но отличается тем, что может передавать сигнал на большое расстояние и, кроме того, несколько дороже.

Bluetooth (перевод - синий зуб) разработана в 1998 году и используется для беспроводной связи с компьютером в свободном от лицензирования диапазоне 2.4 - 2.4835 ГГц. Он не имеет разъема и располагается внутри компьютера (устройства), используется для передачи данных при помощи радиоволн между различного вида компьютеров, сотовыми телефонами, принтерами, фотоаппаратами, клавиатурой, мышью, джойстики, наушники, МФУ, сканерами и прочими. Сущность метода состоит в том, что в определенном диапазоне псевдослучайно меняется частота скачкообразно 1600 раз в секунду. Такое изменение частоты происходит одновременно для приемника и передатчика, которые работают синхронно по такой схеме. Устройства могут находиться друг от друга на расстоянии до 200 метров в зависимости от препятствий между ними (стенами, мебелью и пр.).

Устройство приема-передачи находится внутри компьютера и не видно. Если в компьютере нет такого устройства, то можно подключить внешнее устройство через разъем USB, которое позволяет работать с этим видом передачи данных.

Имеются стандарты: 1.0 (1998 год), 2.0 EDR (2004) со скоростью передачи данных 3 Мбит/сек, на практике около 2 Мбит/сек, 2.1 (2007 год) с использование энергосберегающей технологии, упрощенное установление связи между устройствами, также стала более защищенной, 2.1 EDR стало требоваться еще меньше электроэнергии, еще больше упростилось соединение устройств и повысилась надежность, 3.0 HS (2009) со скоростью передачи до 24 Мбит/сек. 4.0 стал использоваться в iPhone в 2011 году, позволяет передавать данные со скоростью в 1 Мбит/сек. порциями от 8 до 27 байт.

Существуют профили для этого стандарта, которые представляют собой набор функций. Для того, чтобы устройства могли работать по конкретному профилю, нужно чтобы оба устройства поддерживали этот профиль. Например, A2DP (двухканальная передача стерео аудиоданных), AVRCP (передача стандартных функций телевизоров),BIP (пересылка изображений), BPP (пересылка текста, электронных писем на принтер) и так далее

Wi-Fi используется для создания беспроводной сети. Разработан в 1991 году NCRCorporation и AT@T, сопровождается альянсом компаний Wi-Fi Aliance и соответствует стандарту IEEE 802.11. Используется для подключения к сети (локальной и интернет) компьютеров и сотовых телефонов.

Устройство приема-передачи находится внутри компьютера и не видны. Если в компьютере нет такого устройства, то можно подключить внешнее устройство через разъем USB, которое позволяет работать с этим видом передачи данных.

Имеются следующие стандарты: 802.11а использует частоты в 5 Ггц, обеспечивая скорость (в теории) до 54 Мбит/сек.; 802.11b использует частоты в 2.4 Ггц, обеспечивая скорость (в теории) до 11 Мбит/сек. (практически не используется); 802.11g использует частоты в 2.4 Ггц, обеспечивая скорость до 54 Мбит/сек. (наиболее распространенный);802.11n использует частоты в 2.4 и в5 Ггц, обеспечивая скорость от 150 до 600 Мбит/сек. (недавно разработанный, начинает набирать силу). В данном стандарте увеличена дальность передачи данных, на связь меньше действуют преграды. Данный стандарт использует технологию MIMO (Multiple Input Multiple Output – множественный ввод, множественный вывод), которая позволяет использовать отраженные волны от стен. Если устройство имеет одну антенну, то может работать со скоростью 150 Мбит/сек, две антенны – 300 Мбит/сек, три – 450 – Мбит/сек, четыре (еще не выпускаются) – 600 Мбит/сек. Однако заявленная скорость передачи данных отличается от реальной. Так вместо 300 Мбит/сек получается около 100 -130Мбит/сек (так как половина передаваемой информации – служебные символы), что также достаточно для работы. А при наличии стен, скорость еще падает, например, для трех стен снизится до 50 Мбит/сек.

Так как некоторые бытовые приборы работают на частоте 2.4 Ггц (например, микроволновая печь), они могут создавать помех. Поэтому желательно иметь устройство, которое работает на двух частотах: на 2.4 и 5 Ггц.

Существуют также кабельный модемы для подключения к кабельному телевизионному каналу.

Обычно цифровые модемы могут содержать элементы, которые используются как шлюз между локальной сетью и интернетом: маршрутизатор, межсетевой экран и прочее.

Индикаторы модема

Возможно наличие следующих индикаторов :

AA (Autо Answer - автоответ) - режим автоответа, обеспечивающий ответ на запрос абонента в автоматическом режиме;

CD (Carrier Detect – определение несущей или DCD) - горит при сеансе связи;

CTS или CS (Clear To Send) - готовность модема к приему данных от компьютера. Гаснет во время получения данных;

DATA – горит при передаче данных;

DC (Data Compression) – сжатие данных;

FAX – при работе модема как факса;

HS (High Speed – высокая скорость) – загорается при работе модема с максимальной скоростью;

EC (Error Control или ARQ) - режим коррекции ошибок;

MR (Modem Ready – готовность модема или DSR ) - показывает, что модем подключен к сети питания и готов к работе;

OH (Off Hook – снятая трубка) - светится при повешенной трубке;

ON (PWR) - индикатор питания;

PWR (PoWeR) – включение питания;

RD (Recieve Data – получение данных или RX или RXD ) - показывает, что происходит посылка данных в компьютер;

SD (Send Data – посылка данных или SX или TXT ) - показывает, что происходит прием данных из компьютера;

TEL – горит, когда снята трубка на параллельно подключенном телефонном аппарате;

RT S (Request To Send) - готовность модема к приему данных от компьютера. Горит при ожидании данных от компьютера, гаснет во время передачи данных;

TD (Transmit Data или TXD ) – горит или мигает при пересылки данных от компьютера к модему. Может гореть при передаче данных по максимальной скорости передачи;

TST (TeST) - мигает при тестировании;

TR (Terminal Ready – готовность устройства или DTR ) - загорается при получении управляющего сигнала;

USB – горит, когда модем подключен к компьютеру через шину USB .

На корпусе модема может быть также регулятор громкости звука.

На задней панели внешнего модема могут быть разъемы со значками:

AC IN – подключение адаптера электропитания;

LINE – подключение к телефонной линии;

ON / OFF – включение/выключение модема;

PHONE – подключение телефонного аппарата;

RS -232 – разъем для подключения к последовательному порту компьютера;

USB – разъем для подключения к шине USB .

Аналоговый модем

Передача данных. Телефонные линии приспособлены к аналоговым сигналам. В силу того, что речь человека имеет диапазон от 30 гц до 10 Кгц (музыка имеет больший диапазон), то для экономии телефонная линия пропускает сигнал от 100 гц до 3 Кгц. Именно это ограничение связывает возможности для передачи данных на больших скоростях. Компьютеры могут быть соединены не только через телефонную линию, но и с использованием радиоволн и инфракрасного излучения. В этом случае провода не нужны.

В конечном итоге данные, посланные в параллельном канале, в последовательном порту преобразуются в последовательную передачу со старт-стоповыми битами, передаются в модем, где они моделируются, то есть, накладывается на несущую частоту передаваемого по линии сигнала, затем посылаются на другой модем. Далее они преобразуются в цифровую форму, посылаются в последовательный порт, где преобразуются в параллельный вид, после чего посылаются процессору для обработки.

Цифровые данные посылаются побитно, причем посылка может быть двух видов: синхронная и асинхронная. При синхронной передаче пакет данных состоит из заголовка, куда входит адрес места назначения, самих данных и контрольной суммы. При асинхронной передаче передаются стартовый бит, 8 бит данных, возможно, бит проверки на четность, и стоповый бит, свидетельствующий о конце передачи. Такой вид используется в последовательном канале.

Кроме того, при передаче данных может быть использовано три режима: дуплексный, при котором данные передаются в обоих направлениях одновременно, полудуплексный, при котором данные могут передаваться в обоих направления, но в каждый момент времени в одном направлении, и симплексный – передача данных только в одном направлении.

Передача данных от модема к модему и от модема к компьютеру имеет разную скорость, поэтому, чтобы данные не потерялись, модем имеет буфер, где полученные данные хранятся.

Некоторые модемы сжимают данные перед отправкой, при получении другой модем расшифровывает эти данные. Существуют файлы, которые уже были сжаты, поэтому этот способ может не дать преимуществ при передаче. Чтобы избежать потери данные, скорость передачи данных от модема к компьютеру должна быть в несколько раз выше, чем между модемами, что на практике и реализовано.

При передаче данных часто используется единица бод , которую порой путают с бит/сек. На самом деле это разные величины. 1 бод - это один символ, посылаемый в единицу времени, причем это могут быть не только данные, но и управляющие сигналы. Символ может представлять собой несколько бит. Если сигнал состоит из двух видов: 0 и 1, то символ обозначает 1 бит, если 512, то 9 бит (2 9 =512). При передаче данных с небольшой скоростью 1 бод примерно равен 1 бит/сек. При большой скорости модем посылает данные уже на нескольких частотах, поэтому в каждый момент времени передается не один, а несколько бит, то есть скорость, измеряемая в бит/сек, а не бод/сек, будет в несколько раз выше, чем скорость в бодах. Часто указываемая скорость в бодах подразумевает скорость в битах/сек.

При передаче через модем можно приблизительно определить, сколько времени требуется для передачи, деля скорость передачи на 10, например, если передача происходит со скоростью 28 800 бит/сек, то за секунду будет передано примерно 2 880 байт или символов (28 800/10=2 800).

Модем подключается к последовательному порту компьютера и работает с последовательными данными. Обычно модем используется для работы в Интернет, однако может служить и для связи между двумя произвольными компьютерами непосредственно. Модемы используются также как факс, для передачи факсимильных сообщений. Они могут иметь встроенный адаптер для создания речевых сообщений в режиме автоответчика.

При соединении модем посылает сигналы, которые также выводятся на динамики и их можно услышать в виде продолжающегося меняющегося звука в течение нескольких секунд. Принимающий модем определяет тот стандарт, по которому он сможет работать, а также производит настройки тактовой частоты, то есть выполняет моделирование по фазе. После этого динамик отключается, но сигналы продолжают поступать, в частности, их можно прослушать через параллельный телефон.

Модемы бывают двух типов: внутренние и внешние. Внутренние выполнены в виде карт расширения и вставляются в разъем материнской платы, внешние имеют свой корпус и при помощи кабеля подключены к последовательному порту. Последние виды модемов могут подключаться через шину USB (и иногда получают электропитание от компьютера), благодаря чему используются во время работы компьютера, освобождают разъем и имеют другие преимущества. При подключении модема к последовательному порту для высокоскоростных моделей нужно, чтобы порт тоже был быстродействующим. Так, для модемов со скоростью 56 Кбит/сек требуется скорость в последовательном порту в 115 Кбит/сек. Более высокая скорость порта нужна потому, что посылаются также управляющие сигналы между компьютером и модемом, которые не передаются по телефонной линии. В случае, когда порт не поддерживает высоких скоростей, данные могут теряться. Внешние устройства можно отключить, выключив блок питания, а внутренний – лишь при выключении компьютера, что неудобно при зависании модема.

Модемы можно разделить на две категории: первый вид (Class2) имеет внутренний процессор, который обрабатывает данные, во втором данные обрабатываются центральным процессором (Class1), они также называются Windows модемами , несколько дешевле первого типа. Такой модем, если процессор старый, может сильно замедлять работу компьютера, но если пользователь довольно редко выходит в Интернет и посылает лишь время от времени небольшое количество сообщений электронной почты, то это допустимо. Вполне целесообразно его применение и в том случае, если на компьютере стоит мощный процессор.

Часто модем характеризуется протоколом , с которым он работает. Существуют протоколы модуляции сигнала, протоколы коррекции ошибок, сжатия данных и работы с факсимильной связью (факс) . Модем имеет несколько протоколов по каждому из этих видов. К протоколам коррекции ошибок относятся V.42, MNP2-4, MNP10, сжатия данных – V42bis, MNP5.

Одной из основных характеристик модема является скорость передачи данных, причем указываемая максимальная скорость может составлять для современных устройств 33,6 или 56 Кбит/сек. Если указывается скорость 33,6 Кбит/сек, то используется вся полоса и данные передаются в обоих направлениях со скоростью 33,6 Кбит/сек. в случае, если линия это позволяет. Если линия этого не позволяет, то происходит переход на более низкую скорость. Скорость 56 Кбит/сек. обеспечивает получение данных с большей скоростью, чем при их отправлении, так как частот на прием здесь больше, чем для передачи, однако передача от модема осуществляется с меньшей скоростью.

Кроме того, нужно, чтобы оба модема имели одинаковые характеристики, иначе передача данных не достигнет максимальной скорости. Для этого перед покупкой модема у провайдера нужно уточнить тип модема, с которым он лучше работает. Ниже приведена таблица соответствия между некоторыми протоколами и скоростью передачи по нему.

Приставка bis означает, что стандарт был пересмотрен. Начиная со скорости 14 400, все протоколы дуплексные, то есть передают сообщения в обе стороны одновременно. С символа V могут начинаться названия не только стандартов, определяющих протокол передачи данных, но и другие виды протоколов, например, V.24 содержит список определенных сигналов между двумя модемами, V.25bis - командный язык для управления модема, и т.д., существуют и другие названия, например, MNP, бывают начинающиеся с символа V, но далее находятся не цифры, а символы, например, V.FC.

Действуют следующие протоколы MNP: MNP1 и MNP2 - устарели и в настоящее время не используются; MNP3 – обеспечивает синхронную передачу; MNP4 - передает данные в синхронном режиме пакетами от 32 до 256 байт данных, при этом размер пакета зависит от качества телефонной линии. Для менее качественной линии используется меньший по размеру пакет, для более – больший; MNP5 - обеспечивает синхронный режим, при этом используется сжатие данных, имеет два алгоритма сжатия повторяющихся сообщений; MNP6 - обеспечивает синхронный режим, также использует сжатие данных; MNP7, MNP8, MNP9 - обеспечивает синхронный режим, при этом использует более совершенные методы сжатия; MNP10 - используется при некачественной линии для передачи данных. В момент начала работы устанавливает самую низкую скорость, а если линия способна работать с повышенной передачей, то скорость возрастает.

Существуют также следующие протоколы:

Xmodem - протокол выпущен в 1977 году. Передающий модем посылает особый сигнал NAK, затем, после приема, принимающий модем выдает сигнал NAK до тех пор, пока не получит пакет данных, который состоит из символа начала данных (SOH), номера блока, данных размером 128 байт и контрольной суммы (CS). При получении данных и их проверке на правильность по контрольной сумме посылается сигнал о том, что данные приняты (ACK), а если приняты неправильно, то посылается сигнал (NAK). Если имеется несколько неудачных передач данных, сеанс связи прекращается. По окончании передачи посылается символ EOT, сообщающий об окончании сеанса.

Существуют модификации этого протокола, например, в Xmodem CRC контрольная сумма увеличена до 16 байт, что повышает надежность передачи, Xmodem 1k – размер блока данных увеличен до 1 килобайта, Xmodem G - передает данные, причем контрольная сумма находится в конце не блока данных, а файла.

Ymodem - основан на протоколе Xmodem, с величиной передаваемых данных 1 килобайт, передает имя файла и его атрибуты. Кроме того, в первом блоке содержится информация о том, имеются ли следующие файлы для передачи.

Kermit - использует пакеты данных до 94 байт, в основном применяется в Unix системах.

Zmodem - передает данные размером от 64 до 1024 байт с их сжатием. При сбое посылает данные с того момента, когда был сбой.

Bimodem – дальнейшее развитие протокола Zmodem с возможностью посылать данные в двух направлениях одновременно.

Иногда могут потребоваться команды модема , например, для его тестирования. Ниже приведен список некоторых команд модема (отметим, что модификации модемов могут иметь разный набор команд):

ATA - готовность модема к работе;

ATADPномер – пульсовой набор номера телефона;

ATADTномер – тоновый набор номера телефона;

ATW – ожидание несущей;

ATMx – работа громкоговорителя, где 0-выключен, 1-включен;

ATLx – громкость громкоговорителя от 0 до 7;

ATQx – сообщения модема о выполнении команд: 0-включен, 1-выключен;

ATHx – 0-отключение модема от линии, 1-подключение;

ATZ – восстановление первоначального режима работы;

AT&W – запись текущих параметров модема в память;

ATSx=значение – определение характеристик модема;

+++ - переключение модема в режим команд;

A\ – повторение последней команды.

При передаче данных по модему используются специальные протоколы для сжатия данных, для их более быстрой передачи и методы корректировки ошибок. Такие стандарты обозначаются MNP (Microcom Networking Protocol – сетевой протокол Microcom), а также некоторые из стандартов, начинающиеся с буквы V (V.41, V42 и V42bis).

Для передачи данных используется специальный протокол, то есть правило, по которому данные передаются и принимаются. Для нормальной работы нужно, чтобы оба модема (посылающий и принимающий) могли работать с этими протоколами. При методах исправления данных помимо них посылается специальная комбинация CRC, которая служит для определения ошибок. При приеме данные проверяются, то есть производятся вычисления и сравнение блоков CRC (вычисленного и проверочного) и в случае нормальной работы посылается сигнал о том, что данные приняты правильно.

Замечания. Код страны в компьютере совпадает с префиксом международного телефона. Телефонный номер состоит из следующих цифр: Код страны (10 для России), + код региона (495 или 499 для Москвы) + номер АТС (3 цифры) + номер телефона внутри АТС(4 цифры)

Если модемом экспериментировали и он не работает, то чтобы сбросить значения параметров, можно перезагрузить компьютер, при этом выключив и включив модем, или ввести команду АТ&F, а для определения параметров модема ввести АТ&V.

Передача текстовой информации по телефонным каналам называется дейтефонной связью .

Модемы содержат в себе: адаптер порта ввода-вывода для работы с телефонной линией; адаптер порта ввода-вывода для работы с компьютером; процессор, производящий модуляцию/демодуляцию сигнала и обеспечивающий протокол связи; память, где хранится программа управления микросхемами, поддерживаются параметры модема, и оперативная память; контроллер, управляющий сообщениями с компьютером и компонентами модема.

Модем может иметь часть из этих компонентов, причем недостающую часть будет моделировать центральный процессор, например, контроллер. Такие модемы называют программными.

Самой главной характеристикой является скорость передачи данных. Совсем недавно стандартом была скорость 14,4 Кбит/сек (конечно, были и меньшие скорости), затем появились устройства, позволяющие передавать информацию со скоростью 28,8 и 33,6 Кб/сек. Сейчас максимальная скорость передачи достигла 128 Кб/сек и обеспечила максимальную возможность передачи по телефонной сети.

Разумеется, устройства, которые работают со скоростью 33,6 Кб, могут также работать и при более медленных скоростях, а именно 28,8 и 14,4 Кб/сек., но не наоборот. Так, если на одном конце будет находиться модем, обеспечивающий скорость передачи 28,8 Кб/сек, а на другой - 14,4, то передача будет происходить со скоростью 14,4 Кб/сек.

Установка модема

Установка модема. Установка модема, как правило, не составляет больших проблем, так как после установки операционная система сама его находит и устанавливает стандартный драйвер. Если к модему придается драйвер, то желательно его установить, так как по сравнению со стандартным драйвером, он дает дополнительные возможности.

Для установки нужно выполнить следующую последовательность действий:

Выключите компьютер (если подключается внутренний модем или внешний к последовательному порту);

Если это внутренний модем, установите его как плату расширения. При этом держите плату за края, не касаясь проводников и микросхем на платах. Если же это внешний модем, то подключите к последовательному порту или порту USB . Если число штырей в разъеме последовательного порта не совпадает, потребуется переходник, так как один из портов может быть уже занят;

Если в модеме имеется один выход для телефона, то нужно подключить провод одним концом к модему, другим концом - к телефонной розетке. В этом случае можно воспользоваться специальным видом розетки, которая имеет два выхода: один для телефона, другой для модема. Вид такой розетки показан на рисунке справа, в ней имеется два таких вида разъема.

Один совпадает со стандартом, действующим в нашей стране, а второй – с принятым на Западе, он имеется во многих продаваемых модемах.

Можно воспользоваться специальным раздвоителем, который имеет на одном конце один разъем, на другом - два. Один разъем устанавливается в телефонный аппарат, к двум другим подключается провод к телефонной розетке и провод к модему.

Если на модеме находится два телефонных разъема, то в один нужно подключить провод от телефонной розетки (надпись около разъема line), другой - к телефонному аппарату (надпись phone). Если надписи нет, то посмотрите на заднюю стенку модема, где может быть схема контактов, или обратитесь к документации. Если подключение произведено неправильно, то модем работать не будет. В этом случае поменяйте контакты. Внешний модем нужно также подключить к сети через блок питания. Для установки внутреннего модема воспользуйтесь описанием установки плат в системный блок;

После установки включите компьютер и установите программное обеспечение, поставляемое вместе с модемом.

В ноутбуках имеется один выход для подключения к телефонной линии. Во время работы с модемом лучше не пользоваться параллельным телефоном либо подключить его через соответствующее гнездо на модеме, иначе могут возникнуть наводки от телефонной линии, появляться шумы.

В системе Windows, после установки модема, на экране появится сообщение о том, что система обнаружила новое устройство, после чего система сама попытается определить его характеристики. Следуйте инструкциям, прилагаемым к вашему модему. Необходимо сделать правильную установку, чтобы не было конфликтов из-за пользования системными ресурсами.

Установка модема производится так же, как и других устройств. Если модем поддерживает стандарт Plug & Play, то при включении компьютера на экране появится «мастер» установок, который при помощи вопросов и ответов поможет установить модем. Если модем не поддерживает стандарт Plug & Play (для очень старых моделей), то нужно воспользоваться режимом: Пуск →Настройки →Панель управления →Модемы(2) →Свойства (модемы) →добавить → (не определять тип модема) Далее . Если имеется диск к модему, то нужно воспользоваться режимом «Установить с Диска» или, при его отсутствии, выбрать фирму-изготовителя (если неизвестно, то «Standard modem types») и Модель →Далее →выбрав подходящую модель, нажать Далее → (выбрать необходимый порт) Далее .

Одним из важнейших параметров, который нужно установить, является тип набора, который должен быть импульсным, так как у нас в стране другой тип не используется. Для его установки нужно в окне Свойства: Модемы: Общие нажать «Параметры установки связи», где выбрать импульсный набор.

Чтобы проверить , правильно ли произведена установка, воспользуйтесь режимом: Пуск →Настройка →Панель управления →Система(2) →Устройства , где имеется список устройств. Если около названия «Модем» находится знак плюс, то нужно щелкнуть по этому значку, чтобы раскрыть список модемов. После чего следует убедиться, что около установленного устройства нет вопросительного и восклицательного знаков.

Параметры модемов можно посмотреть и изменить посредством: Пуск →Настройка →Панель управления →Модемы →Свойства →Общие , где изменяется порт, громкость динамика, указывается максимальная скорость. При этом максимальная скорость подразумевается между модемом и компьютером, а не между модемами. Обычно устанавливают максимальную скорость, а в случае плохой связи ее уменьшают.

Другие вопросы

В общем каналы связи делятся на :

Аналоговые (например, телефон), по которым информация передается в виде непрерывного сигнала;

Цифровые, передача цифровых (дискретных или импульсных) сигналов

или

Симплексные,

Полудуплексные,

Дуплексные

или

Коммутируемые, создаваемые на время передачи информации, далее отключаются;

Некоммутируемые (выделенные), выделенные на длительный срок

или

Низкоскоростные (телеграфные) со скоростью 50-200 байт/сек.;

Среднескоростные (телефонные) со скоростью 300- 56 000 байт/сек.;

Высокоскоростные, свыше 56 000 бит/сек.

Для передачи данных с высокой скоростью используется провод витая пара (свитые между собой), коаксильный кабель (как в телевизионной антенне), оптоволоконный (из стеклянных волокон) и радиоканал (через радиоволны).

Радиоволны могут быть сверхдлинные (3-30 Кгц), длинные (30-300 Кгц), средние (300-3000кгц), короткие (3-30Мгц), ультракороткие (30Мгц-3Ггц), субмиллиметровые (300-6000Ггц).

При передаче данных используется несколько видов модуляции: частотная (V21), фазовая (V22), амплитудная и квадратурная амплитудная модуляция, при которой изменяется фаза и амплитуда, более помехоустойчивая, чем предыдущие, поэтому она используется в стандарте V22.bis и выше.

Протокол также содержит возможность разбиения сообщений на блоки, восстановления связи, исправления ошибок и т.д. К ним относятся Хmodem, Ymodem, Zmodem, Kermit и др. Наиболее распространенным является Zmodem.

Сетевые карты служат для подключения компьютера к сети компьютеров и являются посредником между компьютером и сетью для передачи данных. Сетевая карта имеет свой процессор и память. Основными характеристиками сетевой карты является шина, к которой она подключается, размер памяти, разрядность карты (8, 16, 32 разряда), виды разъема для тонкого и толстого кабеля. Сетевые карты требуют установки линии прерывания (часто это 3 или 5), канала DMA, адреса памяти (С800).

Кабель для сети может быть нескольких видов:

Витая пара . Состоит из нескольких перекрученных между собой медных проводников в одном кабеле, которые могут быть неэкранированными (UTP) или экранированными (STR).

Коаксильный кабель состоит из центрального и экранирующего проводов, между которыми находится изоляция. Существует две разновидности этого кабеля: тонкий (толщиной 0,2 дюйма) и толстый (толщиной 0.4 дюйма).

Оптоволоконный кабель состоит из двух проводов, состоящих из световолоконных волокон. Имеет большую пропускную способность, однако весьма дорог, поэтому используется редко.

При использовании кабеля обращают внимание на волновое сопротивление, часто 50 ом. При прокладке нужно иметь кабели одной марки, желательно одного производителя. После прокладки тонкого кабеля устанавливаются коннекторы, например, российского производства (СР50) или обжимные BNC коннекторы. На концах устанавливают заглушку и одна из них должна быть обязательно заземлена.

Прокладка толстого кабеля происходит через трансиверы, причем используется один трансивер к одному компьютеру, а на концах кабелей, следующих к компьютеру, должны быть 15-контактные DIX разъемы (или AUI). На конце кабелей установлены: N-терминаторы, один из которых заземляют. Чтобы увеличить длину локальной сети (для тонкого кабеля она не может быть более 185 метров), используют репитеры (Repeater - повторитель).

Кабель витой пары используют вместе с концентратором или хабом (Hub), от которого к каждому компьютеру проложен кабель длиной не более 100 метров. На концах находится разъем RJ-45, который внешне похож на телефонный разъем, но имеет 8 контактов (а не 4). Концентраторы могут иметь разное число портов, например, 8, 12, 16, соответствующих максимальному числу подключенных компьютеров.

При работе модема как факса , он работает по своим стандартам. При отправке факсов со скоростью 14,4 Кбит/сек используется стандарт V.17 (14 400), V27 ter (4 800), V29 (9 600) и Т.30 для самого протокола. При передаче изображения листа могут использоваться следующие режимы с разрешающей способностью для факс-передачи: стандартная (Standard) – 100х200 dpi; качественная (Fine) – 200х200 dpi; высококачественная (Superhigh) – 400х200dpi; фоторежим (Photo) передает 64 градации серого цвета.

Современный модем поддерживает большинство стандартов, во всяком случае, те из них, которые работают при меньшей, чем максимальная скорость данного модема.

Кроме обычных модемов, могут быть весьма специфические модемы, например, кабельные, когда сигнал передается через телевизионный кабель . При этом кабель подключается к специальной розетке, на которой имеется разъем для телевизора и для последовательного канала компьютера. Работа по кабельным сетям позволяет передавать данные с большой скоростью. Однако со временем, когда число пользователей возрастет, пропускная способность для каждого пользователя может оказаться низкой. А сейчас, пока пользователей немного, они дают небольшому числу пользователей большие преимущества работы в Интернет.

Могут быть использованы спутниковые устройства , при этом пользователи через телефон передают сообщение провайдеру, какие страницы он хочет получить, и получает их через спутник.

В настоящее время все больше для передачи информации используется мобильная связь . В таком случае подключение модема производится к мобильному телефону через специальный кабель.

У нас в стране наибольшее распространение при передачи данных – голосовая и цифровая, имеется стандарт GSM - Global System for Mobile Communication, что может быть переведено как «глобальная система для мобильных коммуникаций». Суть такого стандарта заключается в том, вся передаваемая информация разбивается на так называемые кадры, подразделяемые на восемь интервалов. В зависимости от занятости линии могут быть задействован один интервал, либо другой. Но этот способ мобильной связи предназначен, прежде всего, для передачи голосовых сообщений, которые имеют приоритет перед цифровыми данными. В конечном итоге скорость перекачки данных не превышает 9,6 Кбит/с.

Другой стандарт GPRS (General Packet Radio Service - общий пакетный радиосервис) позволяет повысить такую скорость до 50 Кбит/с, а теоретически может достигать 100 Кбит/с. В отличии от GSM, здесь для пересылки информации возможно задействование и других временных интервалов в кадре, вплоть до всех восьми, а это обстоятельство повышает скорость посылки данных. Кроме того, этот вариант мобильной связи обеспечивает сокращение расходов пользователя, так как оплачивается объем передаваемой информации в отличии от GSM.

GPRS-устройства делятся по своим возможностям на три класса:

Класс А. Такие устройства в каждую единицу времени способны передавать одновременно оба вида информации – голосовые и цифровые.

Класс В. Эти модели позволяют работать попеременно, либо с цифровыми данными, либо с голосовыми.

Класс С. Здесь выполняется пересылка только цифровых данных.

2. Классификация модемов. Сравнительный анализ различных классов. Оценка характеристик.

2.1 Классификация модемов

На первый взгляд, нет ничего проще, чем классифицировать модемы. Само собой разумеется, что они делятся на внешние и внутренние. Конечно кое-кто может предложить их разделить по скоростям (14400 бит/с, 28800 бит/с, 33600 бит/с, 56К), и, в последнюю очередь, вспомнят о возможности передачи данных в синхронном и асинхронном режимах. Однако это взгяд с высоты совсем уж птьчьего полета. Вблизи всё выглядит далеко не так.

Попытаемся подробнее классифицировать вверенные нам устройства.

И так, начнём с того, что различают модемы, предназначенные для работы только на выделенных или только на коммутируемых линиях, а так же на тех и других. Различают модемы для цифровых и аналоговых линий.

В зависимости от поддерживаемого режима передачи данных, модемы делятся на:

поддерживающие только асинхронный режим работы;

поддерживающие асинхронный и синхронный режимы работы;

поддерживающие только синхронный режим работы.

По исполнению(эта характеристика определяет внешний вид, размеры и размещение мо­дема по отношению к компьютеру):

внутренний модем – вставляется в компьютер как плата расширения. Они, в-добавок, делятся на контроллерные и безконтроллерные. К первым принадлежит большенство существующих внутренних модемов предназначенных для ISA интерфейса. Вторые – для PCI интерфейсов. Дальнейшим развитием PCI-модемов являются SOFT-модемы (иначе Win-модемы).

настольный модем – имеет отдельный корпус и размещается рядом с компьютером, соединяясь кабелем с портом компьютера. Иногда называют внешним модемом, что не совсем правильно, т.к. сле­дующие два типа также являются внешними (т.е. расположенными вне системного блока компьютера).

модем в виде карточки – миниатюрен и подсоединяется к портативно­му компьютеру через специальный разъем (тот, кто видел сетевую карту для ноутбука поймет о чём идет речь).

портативный модем – схож с настольным модемом, но имеет умень­шенные размеры и автономное питание.

стоечные модемы – вставляются в специальную модемную стойку, повышающую удобство эксплуатации, когда число модемов пере­валивает за десяток.

По характеру применения модемы можно разделить на обычные и профессиональные.

Под обычными модемами будем понимать устройства, обычно применяемые конечным пользователем дома или в офисе. Эти модемы используют только телефонные каналы.

Профессиональные модемы – наиболее совершенные и скоростные устройства, преимущественно стоечного исполнения. Используются для интеграции локальных сетей, в модемных пулах, а также для удалённого доступа к ресурсам ЛВС.

Среди обычных модемов можно выделить 3 вида:

устройства для обмена данными (просто модемы);

устройства для обмена данными и документами (факс-модемы);

устройства для обмена данными, документами и приёма голосовых сообщений (голосовые факс-модемы).

Следует заметить, что обычно прередача данных и телефонный разговор не могут вестись одновременно. Исключение составляют SVD модем и технология RadishVoiceView, предназначенныt для одновременной передачи голоса и данных.

Поддержка факсимильного режима не исключена и в профессиональных модемах, одако звуковой поддержки они обычно не предусматривают.

В качестве очередного классификационного признака выберем передающую среду. По типу передающей среды можно выделить:

модемы для 2-х проводных медных линий (обычные, профессиональные, ADSL, SR, ER-модемы);

модемы для 4-х проводных медных линий (обычные, профессиональные, HDSL, ISDN, SR, ER, MR-модемы);

модемы для оптоволоконных линий (FOM, FOM-T1/E1, FOM-T2/E2, FOM-T3/E3);

2.2 Сравнение характеристик модемов для выделенных и коммутируемых каналов

2.2.1 Модемы для выделенных каналов

Выделенный канал - это канал с фиксированной полосой пропускания или фиксиро­ванной пропускной способностью, постоянно соединяющий двух абонентов. Або­нентами могут быть как отдельные устройства (компьютеры или терминалы), так и целые сети.

Выделенные каналы обычно арендуются у компаний - операторов территори­альных сетей, хотя крупные корпорации могут прокладывать свои собственные выделенные каналы.

Выделенные каналы делятся на аналоговые и цифровые в зависимости от того, какого типа коммутационная аппаратура применена для постоянной коммутации абонентов. На аналоговых выделенных линиях для аппаратуры передачи данных физический и канальный протоколы жестко не определены. От­сутствие физического протокола приводит к тому, что пропускная способность аналоговых каналов зависит от пропускной способности модемов, которые исполь­зует пользователь канала. Модем собственно и устанавливает нужный ему прото­кол физического уровня для канала.

На цифровых выделенных линиях протокол физического уровня зафиксиро­ван - он задан стандартом G.703.

Модемы для работы на выделенных аналоговых каналах

Для передачи данных по выделенным аналоговым линиям исполь­зуются модемы, работающие на основе методов аналоговой модуляции сигнала. Протоколы и стандарты модемов определены в рекомен­дациях CCITT серии V. Эти стандарты определяют работу модемов как для выделенных, так и комму­тируемых линий.

Как уже говорилось в п. 2.1, модемы могут быть синхронными, асинхронными и синхронно-асинхронными.

Модемы, работающие только в асинхронном режиме, обычно поддерживают низкую скорость передачи данных - до 1200 бит/с. Так, модемы, работающие по стандарту V.23, могут обеспечивать скорость 1200 бит/с на 4-проводной выделен­ной линии в дуплексном асинхронном режиме, а по стандарту V.21 - на скорости 300 бит/с по 2-проводной выделенной линии также в дуплексном асинхронном режиме. Дуплексный режим на 2-проводном окончании обеспечивается частотным разделением канала. Асинхронные модемы представляют наиболее дешевый вид модемов, так как им не требуются высокоточные схемы синхронизации сигналов на кварцевых генераторах. Кроме того, асинхронный режим работы неприхотлив к качеству линии.

Модемы, работающие только в синхронном режиме, могут подключаться только к 4-проводиому окончанию. Синхронные модемы используют для выделения сиг­нала высокоточные схемы синхронизации и поэтому обычно значительно дороже асинхронных модемов. Кроме того, синхронный режим работы предъявляет высо­кие требования к качеству линии.

Для выделенного канала тональной частоты с 4-проводным окончанием разра­ботано достаточно много стандартов серии V. Все они поддерживают дуплексный режим:

V.26 - скорость передачи 2400 бит/с;

V.27 - скорость передачи 4800 бит/с;

V.29 - скорость передачи 9600 бит/с;

V.32 ter-скорость передачи 19 200 бит/с.

Для выделенного широкополосного какала 60-108 кГц существуют три стан­дарта:

V.35 - скорость передачи 48 Кбит/с;

V.36 - скорость передачи 48-72 Кбит/с;

V.37 - скорость передачи 96-168. Кбит/с.

Коррекция ошибок в синхронном режиме работы обычно реализуется по прото­колу HDLC, но допустимы и устаревшие протоколы SDLC и BSC компании IBM. Модемы стандартов V.35, V.36 и V.37 используют для связи с DTE интерфейс V.35.

Модемы, работающие в асинхронном и синхронном режимах, являются наиболее универсальными устройствами. Чаще всего они могут работать как по выделен­ным, так и по коммутируемым каналам, обеспечивая дуплексный режим работы. На выделенных каналах они поддерживают в основном 2-проводное окончание и гораздо реже - 4-проводное.

Для асинхронно-синхронных модемов разработан ряд стандартов серии V:

V.22 - скорость передачи до 1200 бит/с;

V.22 bis - скорость передачи до 2400 бит/с;

V.26 ter - скорость передачи до 2400 бит/с;

V.32 - скорость передачи до 9600 бит/с;

V.32 bis - скорость передачи 14 400 бит/с;

V.34 - скорость передачи до 28,8 Кбит/с;

V.34+ - скорость передачи до 33,6 Кбит/с.

Стандарт V.34, принятый летом 1994 года, знаменует новый подход к передаче данных по каналу тональной частоты. Этот стандарт разрабатывался CCITT до­вольно долго - с 1990 года. Большой вклад в его разработку внесла компания Motorola, которая является одним из признанных лидеров этой отрасли. Стандарт V.34 разрабатывался для передачи информации по каналам практически любого качества. Особенностью стандарта являются процедуры динамической адаптации к изменениям характеристик канала во время обмена информацией. Адаптация осуществляется в ходе сеанса связи - без прекращения и без разрыва установлен­ного соединения.

Основное отличие V.34 от предшествующих стандартов заключается в том, что в нем определено 10 процедур, по которым модем после тестирования линии выби­рает свои основные параметры: несущую и полосу пропускания (выбор проводит­ся из 11 комбинаций), фильтры передатчика, оптимальный уровень передачи и другие. Первоначальное соединение модемов проводится по стандарту V.21 на ми­нимальной скорости 300 бит/с, что позволяет работать на самых плохих линиях. Для кодирования данных используются избыточные коды квадратурной ампли­тудной модуляции QAM. Применение адаптивных процедур сразу позволило под­нять скорость передачи данных более чем в 2 раза по сравнению с предыдущим стандартом - V.32 bis.

Принципы адаптивной настройки к параметрам линии были развиты в стан­дарте V.34+, который является усовершенствованным вариантом стандарта V.34. Стандарт V.34+ позволил несколько повысить скорость передачи данных за счет усовершенствования метода кодирования. Один передаваемый кодовый символ несет в новом стандарте в среднем не 8,4 бита, как в протоколе V.34, a 9,8. При макси­мальной скорости передачи кодовых символов в 3429 бод (это ограничение пре­одолеть нельзя, так как оно определяется полосой пропускания канала тональной частоты) усовершенствованный метод кодирования дает скорость передачи дан­ных в 33,6 Кбит/с (3429 х 9,8 - 33604). Правда, специалисты отмечают, что даже в Америке только 30 % телефонных линий смогут обеспечить такой низкий уровень помех, чтобы модемы V.34+ смогли работать на максимальной скорости. Тем не менее модемы стандарта V.34+ имеют преимущества по сравнению с модемами V.34 даже на зашумленных линиях - они лучше «держат» связь, чем модемы V.34.

Протоколы V.34 и V.34+ позволяют работать на 2-проводной выделенной ли­нии в дуплексном режиме. Дуплексный режим передачи в стандартах V.32, V.34, V.34+ обеспечивается не с помощью частотного разделения канала, а с помощью одновременной передачи данных в обоих направлениях. Принимаемый сигнал оп­ределяется вычитанием с помощью сигнальных процессоров (DSP) передаваемого сигнала из общего сигнала в канале. Для этой операции используются также про­цедуры эхо-подавления, так как передаваемый сигнал, отражаясь от ближнего и дальнего концов канала, вносит искажения в общий сигнал (метод передачи дан­ных, описанный в проекте стандарта 802.3ab, определяющего работу технологии Gigabit Ethernet на витой паре категории 5, взял многое из стандартов V.32-V.34+).

На высокой скорости модемы V.32-V.34+ фактически всегда используют в ка­нале связи синхронный режим. При этом они могут работать с DTE как по асинх­ронному интерфейсу, так и по синхронному. В первом случае модем преобразует асинхронные данные в синхронные.

Модемы для работы на выделенных цифровых каналах

Цифровые выделенные линии образуются путем постоянной коммутации в пер­вичных сетях, построенных на базе коммутационной аппаратуры, работающей на принципах разделения канала во времени - TDM, описанного в главе 2. Существу­ют два поколения технологий цифровых первичных сетей - технология плеэио-хронной («плезио» означает «почти», то есть почти синхронной) цифровой иерархии (Plesiochronic Digital Hierarchy, PDH) и более поздняя технология - синхронная цифровая иерархия (Synchronous Digital Hierarchy, SDH). В Америке технологии SDH соответствует стандарт SONET.

Цифровая аппаратура мультиплексирования и коммутации была разработана в кон­це 60-х годов компанией AT&T для решения проблемы связи крупных коммута­торов телефонных сетей между собой. Каналы с частотным уплотнением, применяемые до этого на участках АТС-АТС, исчерпали свои возможности по организации высо­коскоростной многоканальной связи по одному кабелю. В технологии FDM для од­новременной передачи данных 12 или 60 абонентских каналов использовалась витая пара, а для повышения скорости связи приходилось прокладывать кабели с боль­шим количеством пар проводов или более дорогие коаксиальные кабели. Кроме того, метод частотного уплотнения высоко чувствителен к различного рода помехам, ко­торые всегда присутствуют в территориальных кабелях, да и высокочастотная несу­щая речи сама создает помехи в приемной аппаратуре, будучи плохо отфильтрована.

Для решения этой задачи была разработана аппаратура Т1, которая позволяла в цифровом виде мультиплексировать, передавать и коммутировать (на постоянной основе) данные 24 абонентов. Так как абоненты по-прежнему пользовались обыч­ными телефонными аппаратами, то есть передача голоса шла в аналоговой форме, то мультиплексоры Т1 сами осуществляли оцифровывание голоса с частотой 8000 Гц и кодировали голос с помощью импульсно-кодовой модуляции (Pulse Code Modulation, PCM). В результате каждый абонентский канал образовывал цифро­вой поток данных 64 Кбит/с. Для соединения магистральных АТС каналы Т1 пред­ставляли собой слишком слабые средства мультиплексирования, поэтому в технологии была реализована идея образования каналов с иерархией скоростей. Четыре канала типа Т1 объединяются в канал следующего уровня цифровой иерар­хии - Т2, передающий данные со скоростью 6,312 Мбит/с, а семь каналов Т2 дают при объединении канал Т3, передающий данные со скоростью 44,736 Мбит/с. Ап­паратура Т1, Т2 и Т3 может взаимодействовать между собой, образуя иерархичес­кую сеть с магистральными и периферийными каналами трех уровней скоростей.

С середины 70-х годов выделенные каналы, построенные на аппаратуре Т1, ста­ли сдаваться телефонными компаниями в аренду на коммерческих условиях, пере­став быть внутренней технологией этих компаний. Сети Т1, а также более скоростные сети Т2 и Т3 позволяют передавать не только голос, но и любые данные, представ­ленные в цифровой форме, - компьютерные данные, телевизионное изображение, факсы и т. п.

Технология цифровой иерархии была позже стандартизована CCITT. При этом в нее были внесены некоторые изменения, что привело к несовместимости амери­канской и международной версий цифровых сетей. Американская версия распро­странена сегодня кроме США также в Канаде и Японии (с некоторыми различия­ми), а в Европе применяется международный стандарт. Аналогом каналов Т в меж­дународном стандарте являются иналы типа E1, E2 и ЕЗ с другими скоростями - соответственно 2,048 Мбит/с, 8,488 Мбит/с и 34,368 Мбит/с. Американский вари­ант технологии также был стандартизован ANSI.

Физический уровень технологии PDH поддерживает различные виды кабелей: витую пару, коаксиальный кабель и волоконно-оптический кабель. Основным ва­риантом абонентского доступа к каналам Т1/Е1 является кабель из двух витых пар с разъемами RJ-48. Две пары требуются для организации дуплексного режима передачи данных со скоростью 1,544/2,048 Мбит/с. Для представления сигналов используется: в каналах Т1 биполярный потенциальный код B8ZS, в каналах El-биполярный потенциальный код HDB3. Для усиления сигнала на линиях Т1 через каждые 1800 м (одна миля) устанавливаются регенераторы и аппаратура контроля линии.

Коаксиальный кабель благодаря своей широкой полосе пропускания поддер­живает канал Т2/Е2 или 4 канала Т1/Е1. Для работы каналов Т3/Е3 обычно ис­пользуется либо коаксиальный кабель, либо волоконно-оптический кабель, либо каналы СВЧ.

Таким образом, модемы, предназначенные для работы в цифровых выделенных линиях, принадлежат к следующим классам:

модемы для 4-х проводных медных линий;

модемы для оптоволоконных линий;

модемы для радиоканалов (радио-модем, сотовый модем);

кабельные модемы (используют коаксиальный кабель).

Более подробно они будут рассмотрены ниже.

Информация о работе «Модемы: использование в сетях, различия в архитектуре, сравнительные характеристики, особенности эксплуатации. Нештатные ситуации и их разрешение. Диагностика и тестирование»

С применением полиграфических компьютерных технологий? 10. Охарактеризуйте преступные деяния, предусмотренные главой 28 УК РФ «Преступления в сфере компьютерной информации». РАЗДЕЛ 2. БОРЬБА С ПРЕСТУПЛЕНИЯМИ В СФЕРЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ИНФОРМАЦИИ ГЛАВА 5. КОНТРОЛЬ НАД ПРЕСТУПНОСТЬЮВ СФЕРЕ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ 5.1 Контроль над компьютерной преступностью в России Меры контроля над...

Реакции прикладного ПО. - Выявление дефектов прикладного ПО, следствием которых является неэффективное использование пропускной способности сервера и сети. Мы остановимся подробнее на первых четырех этапах комплексной диагностики локальной сети, а именно на диагностике канального уровня сети, так как наиболее легко задача диагностики решается для кабельной системы. Как уже было рассмотрено во...

Мероприятия по новому месту работы, жительства; также в окружении носителей коммерческих секретов. Персонал оказывает су­щественное, а в большинстве случаев даже решающее влияние на информационную безопасность банка. В этой связи подбор кадров, их изучение, рас­становка и квалифицированная работа при увольнени­ях в значительной степени повышают устойчивость коммерческих предприятий к возможному...

Модем (МОдулятор-ДЕМодулятор) - устройство преобразования последо­вательных цифровых сигналов в аналоговые и наоборот. Организации по стан­дартизации используют общепринятые аббревиатуры АПД (DCE) для обозна­чения модема и ООД (DTE) для обозначения ЭВМ, терминала или любого другого устройства, подключенного к модему. Модем имеет два интерфейса (рис. 2.31): интерфейс между DCE и аналого­вой линией; многопроводный цифровой интерфейс между DCE и DTE.

Двухточечный канал. Простейшей сетью с использованием модемов, яв­ляется двухточечный канал, в котором два модема соединены («точка-точ­ка») одной линией связи (рис. 2.32). Дискретный канал соединяет DTE с DTE. Линия соединяет DCE с DCE. Дискретный канал состоит из линии и двух модемов (DCE). При скорости передачи до 20 кбит/с используют интерфейс V.24/V.28 (RS-232C), осуществляемый с помощью 25- или 9-контактного гнез­дового разъема. При скоростях передачи от 48 до 168 кбит/с необходимы широкополосные модемы, работающие с интерфейсом V.35. При скоростях до 20 кбит/с может быть использована любая из следующих аналоговых теле­фонных линий связи:

4-проводная 2-точечная выделенная линия; 4-проводная многоточечная выделенная линия; 2-проводная 2-точечная выделенная линия; 2-проводная 2-точечная коммутируемая линия (связь путем набора номе­ра через КТСОП); 4-проводная 2-точечная коммутируемая линия, организуемая путем ком­мутации двух отдельных двухпроводных соединений через КТСОП. Стандарты телефонных каналов как производные от стандартного канала КТСОП тональной частоты (ТЧ) представлены в табл. 2.10.

Режимы работы модемов. Асинхронный. Данный режим реализуется асинхронными модемами, такие модемы являются низкоскоростными и рабо­тают в режиме асинхронной стартстопной позначной передачи. Асинхронные модемы не генерируют сигналов синхронизации и могут работать с любой ско­ростью передачи в пределах установленного для них диапазона скоростей. Синхронный. В этом режиме данные передаются блоками, а модем гене­рирует сигналы синхронизации. Модемы, реализующие только синхронный ре­жим, называются синхронными модемами. Асинхронно-синхронный. Такой режим реализуется асинхронно-синхрон­ными модемами, которые могут осуществлять как синхронную, так и асинх­ронную передачу. Модем удаляет стартстопные биты перед передачей и вос­станавливает их после приема. Модемы этого типа генерируют сигналы синхронизации и имеют встроенный асинхронно-синхронный преобразователь. Асинхронно-синхронные и синхронные модемы работают только с фиксиро­ванными скоростями передачи. При выборе модема важное значение имеет тип связи, обеспечиваемый комбинацией модема с линией.

Любой модем, работающий с 4-проводной 2-точечной линией, использует одну пару для передачи, а вторую для приема и, следовательно, может работать в дуплексном режиме. Модемы, работающие с 4-проводной многоточечной линией работают только в полудуплексном ре­жиме. Модемы, имеющие только синхронный режим, работают на 4-провод­ной 2-точечной некоммутируемой линии, либо через КТСОП, при этом одно коммутируемое соединение обеспечивает полудуплексный режим, а двойное коммутируемое соединение - дуплексный режим. Асинхронно-синхронные модемы работают на 2-проводных линиях (либо выделенных, либо коммутируемых), и все они могут работать в дуплексном режиме.Совместимость модемов. Передачу данных по телефонным сетям опи­сывают рекомендации серии V Международного телекоммуникационного со­юза (Сектор технических стандартов) - ITU-T. Проверкой совместимости яв­ляется проверка номера серии V, указанного фирмой-изготовителем в спецификациях модема. Классификация рекомендаций серии V приведена на рис. 2.33.

Модем может работать в двух режимах: командном и передачи данных. Командный режим модема, как правило, устанавливается: при включении питания; при первоначальной инициализации модема; после неудачной попытки соединения с удаленным модемом; при прерывании с клавиатуры нажатием комбинации клавиш «положить труб­ку» (чаще всего); при выходе из режима передачи данных через ESCAPE-последовательностъ. В командном режиме весь поток данных, поступающий в модем через ин­терфейс V.24/V.28, воспринимается им как команда. Режим передачи данных (on-line) устанавливается после посылки модемом сообщения CONNECT в случаях: при удавшейся попытке установления связи с удаленным модемом; при выполнении модемом самотестирования. В режиме передачи данных поток данных, поступающий в модем из DTE транслируется с преобразованием в линию, а поток данных из линии трансли­руется с обратным преобразованием в интерфейс с DTE. Функциональные режимы модема. Модем всегда находится в одном из двух функциональных режимах (за исключением периодов, когда он переходит из одного режима в другой): командном (локальном) и в режиме асинхронного соединения (ON LINE). Схема переходов модема представлена на рис. 2.34. При включении питания модем инициализирует свои параметры в соответствии с конфигурацией, записанной в энергонезависимой памяти, и переходит в асин­хронный командный режим. Только в этом режиме модем воспринимает АТ- команды. По Z-команде модем восстанавливает свою рабочую конфигурацию

из энергонезависимой памяти и возвращается в командный режим, «^-коман­да восстанавливает конфигурацию по профайлу фирмы-изготовителя (установ­ка по умолчанию) и возвращается в командный режим. Модем «поднимает трубку» в режиме автоответа: а) при поступлении А-команды; б) автоматически при S1 = SO, когда счетчик поступивших звонков (вызо­вов) становится равным числу, установленному для ответа; в) при поступлении команды набора номера, когда строка вызова заканчи­вается R. Функции цепей обмена 103, 104, 109 V.24. Рассмотрим функции цепей обмена, связанные с передачей и приемом данных: 103 (2) TxD (передаваемые данные) к DCE; 104 (3) RxD (принимаемые данные) к DTE; 109 (8) CD (детектор принимаемого линейного сигнала) к DTE. Входной поток последовательных данных, поступающих в модем через цепь 103, преобразуется модулятором в модулированный аналоговый сигнал для вывода его в линию (рис. 2.35). На другом конце линии демодулятор удаленно­го модема принимает модулированный линейный сигнал и преобразует его в поток последовательных данных для вывода через цепь приема данных 104.

При обнаружении модулированной несущей частоты демодулятором цепь 109 переходит из состояния ВЫКЛ в состояние ВКЛ. При этом между моментом обнаружения несущей и моментом изменения состояния цепи обмена 109 вно­сится задержка, известная как задержка «включения» обнаружения несущей. Существует также задержка «выключения» обнаружения несущей, возникаю­щая при выключении несущей на другом конце линии. Цепь 109 во внутренней схеме модема необходима для фиксации цепи обмена приема данных 104 (дан­ные принимаются только при включенном состоянии цепи 109). Задержка вклю­чения сигнала CD и фиксация цепи приема данных обеспечивают защиту от кратковременных выбросов линейных шумов, имитирующих ложные сигналы в цепи приема данных 104.