Модемы Что это такое, как он устроен и зачем он вообще.
Оглавление • • • 1. Что же это всё-таки такое – модем? 2. Принцип работы. Часть 1 3. Принцип работы. Часть 2 4. Телефонная линия, и как она мешает нам жить. 5. Классификация модемов. Часть 1 6. Классификация модемов. Часть 2
Что же это всё-таки такое – модем? • Модем – внешнее устройство ЭВМ, служащее для связи с телефонными линиями связи, телепатийными аппаратами и т. д. , применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и демодуляции.
Принцип работы. Часть 1 • • Итак - модем! Название его происходит от двух слов: МОДулятор и ДЕМодулятор. Эти два слова как нельзя лучше отражают суть работы, производимой модемом. Он модулирует сигнал, передаваемый в телефонную линию, информацией, получаемой от компьютера, и наоборот. Зачем это нужно? Как Вы должно быть знаете, вся информация представляется в компьютере в виде нулей и единиц. Нули и единицы, в свою очередь, кодируются напряжением: нет напряжения - ноль, есть напряжение - единица. Естественно, что и обмениваться информацией компьютеры могут только с помощью нулей и единиц. Если расстояние, на которое нужно передать данные невелико, их просто соединяют проводами. А если Вы хотите передать что-то в компьютер приятелю, который находится скажем в другом районе? Во многих местах получил распространение телефон - а это ведь не что иное, как готовая пара проводов. Однако эти провода не так хороши, как хотелось бы, ведь предназначены они для передачи голоса. Тут-то и находится занятие для модема: преобразовать нули и единицы в сигнал, более-менее похожий по своим характеристикам на голос, а следовательно пригодный для передачи по телефону. Заодно модем выполняет и функции, характерные для обычного телефона.
• Принцип работы. Часть 2 Модем представляет собой устройство, имеющее, с внешней точки зрения, цифровой интерфейс c компьютером и аналоговый интерфейс с каналом связи — разъем для телефонного кабеля. "Внутри" модем представляет собой микрокомпьютер с достаточно мощным процессором (иногда несколькими), постоянной и оперативной памятью, и аналоговой частью, ответственной за сопряжение модема с телефонной сетью — устройство набора номера, усилитель, АЦП и ЦАП — Аналого-Цифровой и Цифро-Аналоговый Преобразователи, ответственные за преобразование сигнала из аналоговой формы в цифровую, и наоборот. Практически все современные модемы производят обработку информации в цифровой форме, без сложной аналоговой предобработки, так как это позволяет добиться высокой стабильности и в значительной степени упростить разработку и анализ алгоритмов. Понятно, что задача модема — пересылать информацию с одного компьютера на другой. В случае работы в Интернете — с компьютера клиента на компьютер провайдера, и наоборот.
Телефонная линия • 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. • Телефонная линия представляет собой пару проводов, которые идут от Вас на АТС, некоторое оборудование на АТС, называемое абонентским комплектом, затем межстанционное оборудование, которое передает сигнал на удаленную АТС, там имеется удаленный абонентский комплект, от которого идет пара проводов до провайдера. Первая интересная нам особенность состоит в том, что телефонная линия — это не просто два провода. Идеально — некий канал для передачи аналоговой информации, то есть — голоса, с некими нормированными параметрами, то, что в сумме своей отличает хорошую линию от плохой. В действительности, Вам "предоставляются" в нагрузку еще одно или несколько из: Чрезмерное ослабление сигнала (слышно тихо). Импульсные помехи (трески, щелчки, резкие изменения громкости и т. п. ) Постоянные помехи (фон, разговор соседей, музыка от радио, гудение) Перекос АЧХ (глухой звук, плохая разборчивость) Нелинейные искажения (дребезжащий голос) Дрожание фазы и амплитуды (как пленка проскакивает на магнитофоне) Смещение спектра сигнала (не слышно ухом) Медленное уплывание параметров линии (не слышно ухом) Модем кодирует каждый байт информации определенным состоянием сигнала, который он передает на другую сторону. Удаленный модем смотрит на линию, определяет форму, фазу, амплитуду и т. п. сигнала, и декодирует это опять в байты информации. Если линия вносит искажения, то состояния сигнала становятся плохо различимыми на удаленной стороне, даже начинают путаться друг с другом, и удаленный модем неправильно декодирует информацию.
Классификация модемов. Часть 1 1. По исполнению: • внешние — подключаются через COM или LPT, USB порт или стандартный разъем в сетевой карте RJ-45, обычно имеют отдельный блок питания (существуют и USB-модемы с питанием от шины USB). • внутренние — дополнительно устанавливаются внутрь аппарата (в слот ISA, PCI, PCI-E, PCMCIA, AMR, CNR) • встроенные — являются частью аппарата, куда встроены (например ноутбука или док-станции). 2. По принципу работы: • аппаратные — все операции преобразования сигнала, поддержка физических протоколов обмена, производятся встроенным в модем вычислителем (например с использованием DSP, контроллера). Так же в аппаратном модеме присутствует ПЗУ, в котором записана микропрограмма, управляющая модемом. • программные (софт-модемы, Host based soft-modem) — все операции по кодированию сигнала, проверке на ошибки и управление протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера. В модеме находится только входные аналоговые цепи и преобразователи (ЦАП и АЦП), также контроллер интерфейса (например USB). • полупрограммные (Controller based soft-modem) — модемы, в которых часть функций модема выполняет компьютер, к которому подключён модем.
Классификация модемов. Часть 2 3. По виду соединения: • Модемы для коммутируемых телефонных линий — наиболее распространённый тип модемов • ISDN — модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий • DSL — используются для организации выделенных (некоммутируемых) линий используя обычную телефонную сеть. Отличаются от коммутируемых модемов тем, что используют другой частотный диапазон, а также тем, что по телефонным линиям сигнал передается только до АТС. Обычно позволяют одновременно с обменом данными осуществлять использование телефонной линии в обычном порядке. • Кабельные — используются для обмена данными по специализированным кабелям — к примеру, через кабель коллективного телевидения по протоколу DOCSIS. • Радио — работают в радиодиапазоне, используют собственные наборы частот и протоколы. • Сотовые — работают по протоколам сотовой связи — GPRS, EDGE, и т. п. Часто имеют исполнения в виде USB-брелка. В качестве таких модемов также часто используют терминалы мобильной связи. • Спутниковые — используются для организации спутникового интернета. Принимают и обрабатывают сигнал полученный со спутника. • PLC — используют технологию передачи данных по проводам бытовой электрической сети. Наиболее распространены в настоящее время: • внутренний программный модем • внешний аппаратный модем • встроенные в ноутбуки модемы.