Как работает модем и зачем он вообще нужен. Что такое модемы? Принцип действия


При первом подключении ноутбука или персонального компьютера к интернету у плохо разбирающихся пользователей, как правило, возникает вопрос: «Что такое модемы и зачем они нужны?» В рамках данной статьи будет приведена классификация модемов, а также будет указан алгоритм их установки и настройки, выполняя который, без особого труда начинающий компьютерный специалист сможет выбрать и заставить работать такой девайс.

Что это такое?

Для начала разберемся с тем, что такое модемы. Это специальный компонент в компьютере, который предназначен для подключения его к Слово «модем» образовалось путем объединения двух терминов. Первое из них - модулятор. Так в электронике называется специальная схема, которая кодирует сигнал. А второе - это демодулятор. То есть приспособление, которое делает действие, обратное модулятору. Один из них кодирует и передает сигнал, а второй получает и преобразовывает. Так, до недавних пор к интернету при помощи телефонных проводов была подключена большая часть персональных компьютеров. Сейчас ситуация изменилась, и их потихоньку вытесняют из этого сегмента рынка сетевые карты. У них и скорость выше, и большая часть материнских плат ими оснащена. Но еще остаются беспроводные модемы, которые пока не имеют реальной альтернативы.

Когда нужны?

Теперь разберемся с тем, в каких случаях они нужны. По существу, таких моментов может быть три. Первый из них сейчас потихоньку уходит в прошлое. Заключается он в том, что персональный компьютер с помощью такого приспособления и телефонной линии подключается к интернету. Сейчас его вытеснили сетевые карты. И стоимость ниже, и скорость в несколько раз выше. Да и надежность подключения в этом случае на порядок лучше. А вот для системы «Клиент-Банк» подобное устройство просто обязательно (второй случай). При помощм него бухгалтер подключается к серверу финансового учреждения. Не выходя из офиса, он может выполнить денежный перевод или проверить наличие средств на счету. Высокая скорость в этом случае не обязательна. А вот защита подключения нужна на должном уровне. Сейчас многие организации именно в таком формате и работают с банками. Последний случай, когда модемы востребованы, если человек много путешествует. Ему нужно беспроводное подключение к интернету. В таком случае вопрос: «Что такое модемы, и зачем они нужны?» - возникает сам собой. При помощи других технических средств этот вопрос просто не решить.

По способу исполнения

По способу исполнения такие приспособления подразделяются на два вида: внутренние (то есть устанавливаются внутри системного блока компьютера) и внешние (для подключения такого устройства применяется слот расширения компьютера, ноутбука или планшета). Для последних нужно установить аппаратный тумблер (если он есть) в соответствующее положение. При этом обязательно должен возникнуть такой вопрос: «Что такое режим модема?» Они бывают цифровые или аналоговые - определяется сигналом телефонной линии. Для доступен только первый из них. Все сотовые сети работают только в этом стандарте. Поэтому для беспроводных устройств такой переключатель не предусмотрен. Еще один момент нужно отметить. На старых материнских платах были интегрированные (то есть впаянные) подобные приспособления. Но сейчас их уже не встретишь на новых персональных компьютерах.

По подключению

Вторая классификация, которая получила на сегодняшний день большое распространение, основана на способе подключения. В соответствии с ней данные девайсы подразделяются на проводные и беспроводные. В первом случае предусмотрен специальный разъем, в который устанавливается телефонный провод. В старых приспособлениях можно было либо разговаривать по телефону, либо работать в интернете. Сейчас есть особая модификация таких устройств. Она позволяет одновременно сидеть в интернете и общаться по телефонному аппарату. Специальный преобразователь, который разделяет разговор и передаваемый сигнал на разные частоты. В итоге по одному и тому же кабелю передается два потока данных. Во втором случае передача данных обеспечивается электромагнитным излучением без проводов.

По типу поддерживаемых сетей

Данный параметр классифицирует только беспроводные устройства. В соответствии с ним они бывают следующих видов: GSM (их также иногда называют 2G), 3G и LTE (еще одно название 4G). Все они обратно совместимы между собой. То есть 3G с легкостью сможет работать в сети GSM. Также при этом пользователи озадачиваются тем, что такое USB-модем. Именно в таком форм-факторе сделана большая часть подобных приспособлений. По внешнему виду это флеш-накопитель, который обеспечивает беспроводную передачу данных. В обязательном порядке он оснащен слотом для установки СИМ-карты. Подключается он в прямоугольный разъем ЮСБ персонального компьютера.

Производители

Условно производителей такого оборудования можно разделить на два класса. Первый из них - это недорогие и малоизвестные торговые марки, к которым относятся Sierra (их цена стартует от 180 рублей) и Sprint (стоимость таких девайсов составляет 120-150 рублей). А вот второй класс - это более популярные и высококачественные устройства. Они продаются под брендами Pantech и Huawei. Цена на них уже составляет 600 рублей и более. Но это справедливо для беспроводных девайсов. При этом часто возникает вопрос о том, что такое 3G-модем. Это миниатюрное устройство (очень похожее на флешку внешне), в которое устанавливается СИМ-карточка мобильного оператора, и при помощи него обеспечивается обмен данными с интернетом. В свою очередь, среди проводных устройств ведущие позиции занимают «Д-Линк» и «А-Корп». Именно на них рекомендуется обращать внимание при покупке такого приспособления. Цена на некоторые модели данного сегмента начинается от 120 рублей. При этом качество у них безупречное.

Настройка

Рассмотрим порядок Это все без исключения приспособления такого класса: как проводные, так и беспроводные. Итак, порядок настройки:

  • Подключение. Для внешних - это установка их в слот расширения вычислительного устройства. А вот при установке внутреннего такого приспособления нужно снять боковые крышки системного блока персонального компьютера, установить плату в слот расширения, зафиксировать ее и собрать все обратно.
  • Установка драйверов. В большинстве случаев она проходит автоматически, и участие пользователя в этом процессе минимизировано. В конце должно появиться сообщение об успешной инсталляции данного программного обеспечения. (Если этого не произошло, то их нужно устанавливать вручную с компакт-диска или с интернет-сайта.)
  • Далее подключаемся к интернету.
  • На завершающем этапе запускаем браузер и проверяем работоспособность подключения.

В некоторых случаях нужно скорректировать настройки работы девайса (например, изменить аналоговый метод набора на цифровой). Эту информацию уточняют у провайдера и оператора телефонной связи.

Резюме

В данной статье был дан ответ на вопрос о том, что такое модемы и зачем они нужны. Приведены возможные исполнения таких девайсов. Указаны их режимы работы и прочие технические характеристики. Также приведен алгоритм настройки, следуя которому можно легко и просто настроить такое приспособление для подключения к вычислительной сети.

Интернет захватил всё современное общество. В мире уже не осталось мест, где нет возможностей его использования. Персональный компьютер и ноутбук есть в каждом доме. Владение компьютером - обязательное требование при приёме на работу. Даже печатная продукция (газеты и журналы) отходит на второй план, уступая новостным порталам в сети. Большинство пользователей интернета слышали о модемах. Многим приходилось ими пользоваться. Но далеко не каждый знает о видах модемов и принципах их работы.

Модем и его функции

Главная функция модема - обеспечение связи между устройствами в процессе обмена данными. Если говорить простыми словами, то это устройство предназначено для кодировки, передачи, получения и преобразования сигналов. Области применения подобных приборов очень широки: они используются в гражданской и в военной связи. Среди рядовых потребителей наибольшую известность получили модемы, которые служат для обеспечения подключения к интернету. Давайте ознакомимся с принципом их работы.

Наибольшую известность у пользователей имеют модемы, служащие для обеспечения доступа в интернет

Принцип работы модема

Вначале такие устройства применялись для создания компьютерных сетей с помощью использования телефонных линий. Вся обрабатываемая в компьютерах информация находится в цифровой форме, а по телефонному кабелю передаётся в виде аналогового сигнала. Поэтому понадобились устройства, способные связать ПК на разных концах линии.

Слово «модем» является производной формой от «модулятор-демодулятор». Он трансформирует сигнал перед передачей данных в форму, соответствующую требованиям используемого канала связи (производит модуляцию сигнала), а принимаемый сигнал изменяет в форму, подходящую для обрабатывания компьютером пользователя (производит демодуляцию сигнала).

Модем служит для трансформации сигнала в форму, подходящую для обработки компьютером

История появления устройства

Цифровые модемы возникли из-за необходимости в передаче данных между звеньями противовоздушной обороны Северной Америки. Массовое производство модемов в Соединённых Штатах началось в 1958 году в первую очередь для системы противовоздушной обороны Sage (впервые был использован термин «модем»). Устройства использовались в сетях, соединяющих терминалы на различных авиабазах, радарных объектах и ​​командно-контрольных центрах, разбросанных по США и Канаде.

Первый представитель устройств Bell Dataphone 103 выпущен в 1958 году, его скорость передачи данных была 300 бит/с. Телефонной компанией AT&T было введено дейтафонное обслуживание (компания обеспечивала передачу информации по телефонным каналам). Выпущенный позже модем Bell 212a позволил наладить передачу данных со скоростью 1200 бит/с, но он отличался повышенной чувствительностью к шумам телефонных линий. Более устойчивым к шумам оказался модем, разработанный компанией Racal-Vadic. С этого момента началась конкурентная борьба за стандарты и права в этой отрасли.

Модем служит для трансформации аналогового сигнала в цифровой

Широкое распространение модемы получили, начиная с 1977 года, когда Деннис Хейс и Дейл Хезертингтон выпустили модель 80–103A. К середине 2000 годов модемы стали частью компьютера, помогли ему превратиться в многофункциональное устройство, которое предоставляет пользователю возможность для получения информации со всего мира. Модемы сделали отдельные компьютеры звеньями глобальной сети.

Виды компьютерных модемов

Технологии интернета получили значительное развитие. Телефонный кабель уже не справляется с требующимся объёмом передачи данных. Появились новые виды модемов с различными функциями и с разными способами подключения. Выпускается огромное количество устройств, отличающихся сферами применения и режимами работы.

Любая классификация для модемов может быть только условным делением. Прежде всего необходимо определить, для чего нужен модем. Есть устройства, обеспечивающие работу на стационарном компьютере, открывающие доступ к интернету для всех устройств с использованием Wi-Fi сети, и компактные переносные модели, способные обеспечить доступ к интернету в любом месте, имеющем покрытие сети.

По способу исполнения

В зависимости от способов применения и условий их эксплуатации используют модемы, которые можно разбить на отдельные группы:

  • внешние - являются автономными устройствами, которые можно подключить к компьютеру и другому оборудованию;

    Внешний модем, который получает питание от внутридомовой электрической сети

  • внутренние - являются, по сути, платой расширения;

    Внутренний модем является платой расширения, устанавливаемой в компьютер

  • встроенные - являются внутренней частью таких устройств, как ноутбук или компьютер. Эти модемы нельзя удалить, их можно только отключить;

    Встроенный модем является неотъемлемой частью устройства

  • портативные модемы предназначены для использования с мобильными устройствами. Их отличительная черта - малые габариты, но при этом полноценная функциональность, не уступающая другим типам модемов;

    Портативные модемы служат для обеспечения мобильного доступа к интернету

  • групповые - набор отдельных модемов, собранный в блок с общим источником питания и устройством управления. Относятся к профессиональным модемам.

    Групповые относятся к профессиональным модемам

Нужно помнить, что внутренние модемы являются неотъемлемой составляющей устройств, а встроенные устанавливаются в качестве дополнительного оборудования.

По подключению

По способу подключения модемы можно разделить на три категории:

  • модемы, подключаемые к USB, COM или Ethernet-портам компьютера. К ним относятся устройства с внешним способом подключения;
  • устройства, устанавливающиеся внутри компьютера в один из слотов PCMCIA, PCI, ISA;
  • модемы, конструктивно являющиеся частью других устройств.

По типу поддерживаемых сетей

В зависимости от типа сетей, в которых они используются, выпускаются различные виды модемов. Их можно поделить на несколько категорий.

Ранее наиболее часто применялись модемы, обеспечивающие связь по телефонным кабелям. Сейчас, в связи с развитием беспроводных способов подключения компьютеров, наибольшей популярностью пользуются компактные - USB-модемы. С их помощью достигается высокая мобильность устройств. Продажи на мировых рынках подобной продукции постоянно растут. Большинство модемов (82%), которыми пользуются владельцы ноутбуков, компьютеров и различных мобильных устройств, составляют модемы, подключаемые к USB-портам.

Таблица: виды модемов по типу поддерживаемых сетей

Особенности
Аналоговые Используются для подключения к обычным телефонным линиям, исключают параллельное использование интернета и телефонной связи
DSL Используются в обычной телефонной сети: в отличие от аналоговых, позволяют одновременное использование телефона и интернета
ISDN Дают возможность использовать преимущества, предоставляемые цифровыми линиями телефонной связи, и позволяют достигать скорости передачи данных до 128 Кбит/с
DOCSIS, EuroDOCSIS Применяются для получения доступа к интернету в сетях кабельного телевидения
PLC Используются для передачи данных по проводам электрической сети (внутридомовая проводка 220 вольт)
2G, 3G, 4G Используются в сотовых системах связи
TNC Применяются в пакетных радиосетях
ZigBee Применяются в локальных радиосетях

Популярные производители модемов

С 2009 года на рынке производителей модемов в главных ролях выступают китайские фирмы. Компания Huawei занимает 45% мирового рынка USB-модемов, составляющая ей конкуренцию ZTE имеет 21%.

Список производителей устройств очень большой. Наиболее популярными сейчас являются такие:

  • Zyxel;
  • D-Link;
  • USRobotics;
  • Acorp;
  • Tenda;
  • Cisco.

Модельный ряд модемов постоянно пополняется:

    недавно на рынке появился новый вид модемов. Они помогают обеспечить доступ к интернету для всех окружающих устройств, имеющих возможность использования сетей Wi-Fi. Таким устройством является модель Mi-Fi, выпускаемая компанией Novatel;

    Модем Mi-Fi выполняет функции портативного (мобильного) роутера

    не менее популярны модемы ZyXEL Keenetic DSL. Они обеспечивают стандартное интернет-соединение с использованием проводов, позволяют настроить Wi-Fi сеть, что обеспечивает доступ к интернету для всех домашних устройств. Удобны для использования как дома, так и в офисе;

    Модем ZyXEL Keenetic DSL обеспечит доступ в интернет всем устройствам в вашей домашней Wi-Fi сети

    особое внимание можно уделить модели ASUS DSL-AC52U. В ней предусмотрена поддержка всех сотовых операторов. Применение устройства даёт гарантию бесперебойного доступа в интернет, что достигается за счёт возможности автоматического переключения между различными сетями;

    Модем ASUS DSL-AC52U гарантирует доступность интернета за счёт возможности переключения между операторами

    постоянный доступ к интернету обеспечит компактный и удобный Huawei E3372h;

    Модем Huawei E3372h обеспечит доступ к интернету в зоне покрытия мобильного оператора

Выбор, подключение и настройка ADSL-модема

Наиболее часто при подключении к телефонным сетям используются ADSL-модемы.

Самый дешёвый вариант подключения - модем, оборудованный USB-интерфейсом. Такие устройства отличаются малыми габаритами и простой настройкой. К сожалению, не все компьютеры совместимы с подобными модемами.

Модем с USB-интерфейсом отличается удобством в использовании

Модемы, оборудованные Ethernet-портом, универсальны и подключаются ко всем компьютерам и ноутбукам. Если предполагается использование стационарного компьютера, а в создании внутренней сети Wi-Fi нет необходимости, имеет смысл выбрать подобное устройство.

Наибольшей популярностью пользуются модемы с Wi-Fi. В них предусмотрено подключение устройств как проводным, так и беспроводным способом. Такой модем может работать как мост или роутер. У него предусмотрена раздача интернета по Wi-Fi сети. Именно такие многофункциональные устройства стоит выбирать для использования. Главный критерий оценки при их выборе - это необходимая вам мощность. От неё зависит цена модема и зона действия сигнала Wi-Fi. Соответственно, для небольших помещений хватит более дешёвого варианта, в случае требований к покрытию значительной площади необходимо выбирать большую мощность.

Модем с Wi-Fi поможет создать домашнюю сеть

Для настройки подобных устройств требуется информация от провайдера - DNS и IP-адрес, PVC, логин и пароль, присвоенные абоненту. Эти параметры вводятся вручную. Многие операторы предоставляют диск с необходимыми настройками. В таких случаях особых знаний и навыков для настройки модема не требуется.

Если модем использовался раньше, лучшим решением будет сброс его настроек на заводские параметры. Эта функция в основном используется при смене провайдера или в случае утраты пароля доступа.

Для возврата настроек к первичным необходимо:

  1. Подключить ADSL-модем к источнику питания.
  2. Найти на корпусе модема кнопку или отверстие (в зависимости от модели) с надписью Reset.
  3. Зажать кнопку примерно на 30 секунд.
  4. Если для этих целей в устройстве предусмотренно отверстие, необходимо вставить туда тонкий металлический предмет типа скрепки и удерживать некоторое время.

При правильном выполнении манипуляций устройство будет перезагружено и возвращено к заводским настройкам.

Непосредственно подключение модема выполняется подобным образом:

  1. Подключите модем к электросети.
  2. Присоедините телефонный кабель к модему.
  3. К разъёму LAN подключите интернет-кабель, ведущий к компьютеру.
  4. Если модем может раздавать Wi-Fi, а ваше устройство оборудовано Wi-Fi приёмником, кабель можно не подключать. Найдите на устройстве сеть и введите пароль, который указан в инструкции к модему.
  5. При правильном подключении индикатор сети, которым оборудуются модемы, должен мигать.

Настройка модема обычно не вызывает вопросов даже у самых неопытных пользователей, если есть установочный диск. Всё происходит в автоматическом режиме.

Видео: как настроить ADSL-модем

Выбор, подключение и настройка 4G модема

Есть ряд важных показателей, на которые нужно обратить внимание:

  • скорость, с которой происходит обработка и получение информации;
  • наличие слота для подключения наружной антенны, мощность внутренней антенны;
  • число потребителей, имеющих возможность к одновременному подключению к модему;
  • модели совместимых с модемом роутеров;
  • возможность автоматического переключения между разными сетями.

Наибольшей популярностью пользуются 4G модемы, имеющие USB-интерфейс. Они удобны своей универсальностью, их можно использовать с любыми устройствами: планшетами, ноутбуками, компьютерами с операционными системами Windows 7, 8, 10 или на Android. Сравнение технических характеристик поможет сделать правильный выбор устройства. Желательно выбирать модем, имеющий гарантию и официальный центр обслуживания. Приобретать устройство нужно у проверенных продавцов.

Установка и настройка модема обычно не представляют сложности, все действия система осуществляет в автоматическом порядке. Рассмотрим подключение модема к роутеру «Мегафон 4G»:

  1. Вставьте модем с сим-картой в свободный USB-порт компьютера или ноутбука.

    Модем необходимо вставить в свободный USB-порт

  2. После определения системой подключения устройства и открытия окна автозапуска кликните на «Выполнить».

    В открывшемся окне автозапуска необходимо нажать «Выполнить»

  3. После этого начнётся процесс подготовки установки драйверов.

    Нужно дождаться завершения процесса подготовки к установке драйверов

  4. Нажмите кнопку установки в окне Megafon Internet.

    Для начала установки программного обеспечения модема нажмите кнопку «Установить»

  5. Дождитесь завершения процесса.

    Подождите окончания установки программного обеспечения модема

  6. После окончания установки система уведомит об обнаружении сети.
  7. Произойдёт автоматический запуск программы. В открывшемся окне нажмите кнопку «Подключиться».

    В открывшемся окне нужно нажать кнопку «Подключиться»

  8. В случае успешного подключения к интернету в разделе «Модем» активируется пункт «Отключиться».

    В параметре «Режим» назначьте пункт «Автоматический выбор»

  9. Вкладка «Статистика» поможет вам вести наблюдение за скоростью отправки и получения данных, контролировать остаток выделенного трафика.

    Используя вкладку «Статистика», можно контролировать скорость передачи данных и остаток выделенного трафика

Зависит ли скорость интернета от модема

В реальности скорость работы устройства зависит от возможностей провайдера. Однако каждая модель модема имеет свою пропускную способность, которая также оказывает сильное влияние на этот показатель. Расчётные пропускные возможности обычно указаны в сопроводительных документах к оборудованию.

Но не нужно забывать и про такие факторы, как количество конечных потребителей, использующих интернет, или загруженость системы различными программами, работающими в фоновом режиме. К тому же провайдеры не всегда обеспечивают декларируемые показатели. Не забывайте своевременно проводить оптимизацию системы, обновляйте антивирусное ПО и периодически проводите чистку компьютера такими утилитами, как Glary Utilities.

Из всего разнообразия существующих типов и видов наиболее интересны для рядовых пользователей модемы, обеспечивающие беспроводной выход в интернет из любой точки в зоне покрытия сигналом. Так как возможности сотовых операторов растут, подобный способ подключения к сети набирает популярность. В скором времени скорость беспроводного интернета сравняется с возможностями, которые предоставляют высокоскоростные кабельные соединения.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Назначение и виды модемов

В последнее время модемы становятся неотъемлемой частью компьютера. Установив модем на свой компьютер, вы фактически открываете для себя новый мир. Ваш компьютер превращается из обособленного компьютера в звено глобальной сети.

Модем позволит вам, не выходя из дома, получить доступ к базам данных, к программам, которые могут быть удалены от вас на многие тысячи километров, разместить сообщение на BBS (электронной доске объявлений), доступной другим пользователям, скопировать с той же BBS интересующие вас файлы, интегрировать домашний компьютер в сеть вашего офиса, при этом (не считая низкой скорости обмена данными) создается полное ощущение работы в сети офиса. модем устройство программное

Кроме того, с помощью модема можно получить доступ к глобальным сетям (RelCom, FidoNet, Internet), которые предоставляют широчайший спектр возможностей: электронная почта, конференции, общение в реальном времени (чаты), разнообразнейшая информация, бесплатные и условно бесплатные программные продукты со всего мира. Глобальная сеть Internet может быть отдельной темой для исследований, так как предоставляет практически не ограниченные возможности для доступа к информации по всему миру.

Назначение модема

Что такое модем? Модем (Modem) - устройство для преобразования цифровой информации сигнала в аналоговый для передачи по аналоговым линиям связи, и обратного преобразования принятого аналогового сигнала снова в цифровой. Для чего же это нужно. Так как компьютеры могут обмениваться только цифровыми сигналами, а каналы связи таковы, что наилучшим образом в них проходят аналоговые сигналы, для этого и нужен мостик, преобразующий сигнал - модем.

Но модем имеет еще не мало и других функций, основные из них это коррекция ошибок и сжатие данных. Первый режим обеспечивает дополнительные сигналы, посредством которых модемы осуществляют проверку данных на двух концах линии и отбрасывают немаркированную информацию, а второй сжимает информацию для более быстрой и четкой ее передачи, а затем восстанавливает ее на получающем модеме. Оба эти режима заметно увеличивают скорость и чистоту передачи информации, особенно в российских телефонных линиях.

Основные характеристики модемов

Модемы различаются по многим характеристикам: исполнению, поддерживаемым протоколам передачи данных, протоколам коррекции ошибок, возможности голосовой, факсимильной передачи данных.

1) По исполнению (внешний вид, размещение модема по отношению к компьютеру) модемы бывают:

Внутренние - вставляются в компьютер как плата расширения;

Настольные (внешние) имеют отдельный корпус и размещается рядом с компьютером, соединяясь кабелем с портом компьютера;

Модем в виде карточки миниатюрен и подсоединяется к портативному компьютеру через специальный разъем;

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.

2) Модемы различаются также по типам:

Асинхронный модем может выполнять только передачу по аналоговой телефонной сети и работает только с асинхронными коммуникационными портами терминальных устройств (в чистом виде в настоящее время не используется);

Факс модем - это классический модем с добавленной факс возможностью, что позволяет обмениваться факсами с факс аппаратами и другими факс модемами;

Модем с подстраховкой выделенной линии коммутируемой - эти модемы используются, когда требуется надежность связи. У них имеется два независимых входа для линии (Один соединяется с выделенной линией, а второй - с коммутируемой);

SVD модем (Simultaneous Voice and Data - одновременно голос и данные) позволяют одновременно (а, не чередуя) с передачей данных вести разговор с помощью телефонной трубки, подключенной к модему;

Синхронный модем - поддержки синхронный и асинхронный режима передачи;

Четырехпроводный модем - эти модемы работают по двум выделенным линиям (одна используется только для передачи, вторая только для приема) в дуплексном режиме. Это используется для уменьшения влияния эха;

Сотовый модем - используются для мобильной радиотелефонии, к которой относится и сотовая связь;

ISDN модем - объединяют в своем корпусе обычный модем и ISDN адаптер;

Радио модем использует эфир как среду передачи вместо телефонных проводов;

Сетевой модем - это модемы со встроенным сетевым адаптером локальной сети для совместного использования в локальной сети;

Кабельный модем - эти модемы позволяют использовать для передачи каналы кабельного телевидения. При этом Скорость может достигать 10 Мбит\с.(1).

3) 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, проверки на ошибки и управление протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера. В модеме находятся только входные аналоговые цепи и преобразователи (ЦАП и АЦП), также контроллер интерфейса (например USB).

Полу программные (Controller based soft-modem) -- модемы, в которых часть функций модема выполняет компьютер, к которому подключён модем.

4) По виду соединения:

Модемы для коммутируемых телефонных линий -- наиболее распространённый тип модемов, использующие коммутируемый удалённый доступ

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 доАТС. 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.

5) Модемы также характеризуются скоростью передачи данных. Она измеряется в bps (бит в секунду) и устанавливается фирмой- производителем в 2400, 9600, 14400, 16800, 19200, 28800, 33600, 56000 bps.(2).

Реальная скорость передачи данных зависит не только от показателей bps. На нее также влияют такие характеристики, как коррекция ошибок и сжатие данных. Все эти показатели регламентируются протоколами (стандартами). MNP (Microcom Networking Protocol) - стандарты, разработанные фирмой Microcom. CCITT (Comite"Consultatif International de Telegraphique et Tephonique) - Международный консультативный комитет по телеграфной и телефонной связи, уполномоченный принимать протоколы в международном масштабе, стандарты обозначаются «V.х.х.», где V означает передачу информации в аналоговом виде. Стандарты на передачу в цифровом виде относятся к Х- серии, а на факс аппараты к Т- серии. Bell - старые и низкоскоростные протоколы, которые разработала одноименная дочерняя корпорация AT&T.(1). В табл. 1. Приведены наиболее общие стандартные параметры модемов.(2).

6) Hayes - совместимые модемы - асинхронные модемы, поддерживающие наборы регистров и команд модема, стали в настоящее время стандартом де-факто. Данный стандарт основан на поддержании стандартных АТ - команд.(1).

7) Некоторые дополнительные характеристики и возможности модема, полезные для отечественных телефонных линий: наличие сертификата Министерства связи; Автоматическое определение номера звонящего (только на аналоговых АТС), защита от бросков напряжения в телефонной линии (в модемах компании Inpro до 300 вольт); возможность измерения параметров связи (уровни входного и выходного сигналов, среднее число повторов, отношение сигнал/шум и др.); гибкая адаптация к линии для протоколов V.34,V.90; регулировка параметров импульсного набора номера, регулировка уровня выходного сигнала и т.п.

Одной из характеристик модема является его адаптивность к российским телефонным сетям, с низким качеством связи.

Наиболее распространенные модемы фирм U.S.Robotics, IDS Inpro Development Corporation (Inpro), ZyXEL, Motorola ISG.

U.S.Robotics - недорогие и качественные модемы. Inpro - специализируется на производстве модемов для плохих линий и не стандартных АТС. ZyXEL всегда славились элегантным дизайном и новаторскими решениями, в числе первых в них были внедрены голосовые функции, есть адаптивные версии. Motorola ISG - выпускает наиболее совершенные, быстродействующие и надежные модемы.

Так примеры некоторых внешних:

Acrop 56000 Voice Faxmodem. Модем поддерживает протокол V.90. Из названия видно, что это факс-модем, голосовой. Имеет гнездо для подключения телефона, так что не придется устанавливать дополнительную розетку. Установка и настройка не вызывает проблем, так как поддерживается технология Plug-and-Play.

Использует микропроцессорный набор Rockwell, что позволит подобрать оптимальную прошивку. Что касается скорости. Скорость 56Кбит/с достижима на редких российских сетях. Реальная скорость, полученная при тестировании данного модема 3,3-3,6 Кбайт/с, что считается довольно приличным результатом для российских сетей.

3Com U.S. Robotics 56K Message Modem. Модем поддерживает протокол V.90. Помимо набора стандартных опций модем включает в себя возможности автоответчика, факса с расширенным набором функций.

В первую очередь это возможность функционирования модема в качестве автоответчика или факса вне зависимости от того, запущено ли в данный момент необходимое приложение, или даже при выключенном питании компьютера. В таком режиме благодаря 2Мбайт встроенной памяти, Message Modem может принять и сохранить до 20 минут голосовых сообщений или до 50 страниц факсов.

Причем поступившую голосовую почту можно прослушивать с удаленного телефонного аппарата, а факсимильные сообщения доступны к прочтению с любого третьего факса. К сожалению, в модеме отсутствует разъем для подключения телефона.

Установка и настройка не вызывает проблем, так как поддерживается технология Plug-and-Play. В поставку входят грамотно подобранные программ, кабель для подключения к последовательному порту компьютера, а также не плохие наушники.

Не маловажное значение имеет хорошо развитая сервисная поддержка, программное обновление.

3Com U.S. Robotics 56K Message Modem. Модем поддерживает протокол V.90. В нем нет ни каких дополнительных функций - только самое необходимое для нормальной работы.

На панели оставлено лишь четыре основных индикатора: определение несущей, отправка данных, прием данных и подача питания. Отсутствует второй телефонный разъем для подключения телефонного аппарата, не предусмотрено ни каких голосовых функций и даже регулятора звука.

В комплект поставки входит дискета с информационным файлом для Windows, телефонный провод и длинный коммуникационный шнур. Модем полностью подготовлен для российского рынка: имеется русское руководство по эксплуатации и русский текст на коробке.

CNet SinglePoint 56K USB Modem. Модем 56К USB из линейки коммуникационных устройств CNet SinglePoint имеет только два разъема - USB и телефонный RJ-11. Питание осуществляется по шине USB.

Модем совершенно универсален - его удобно использовать как с ноутбуком (он на чуть не тяжелее модема формата PC Card), так и настольным компьютером, оборудованным USB-концентратором. Единственный двухцветный световой индикатор отражает состояние модема - от инициализации до отправки/приема сообщений. Установка драйвера происходит без проблем.

Плюс на прилагаемом CD-ROM поставляется PDF-руководство и внушительный набор программного обеспечения, включая программы Internet Explorer 5.0, Netscape Communicator 4.6, Eudora Light, Net2Phone,MediaRing Talk 99, Real Player G2 и многие другие.

Опыт работы с модемом показал, что даже на плохой линии он устанавливает достаточно скоростное (21,6 кбит/с) и устойчивое соединение. Производительность и устойчивость модема к помехам сопоставима с соответствующими характеристиками модемов USR Courier, снабженных русской «прошивкой».

В модеме реализован стандарт V.90, возможна модернизация прошивки во флэш-ПЗУ. Модем поддерживает режим пониженного энергопотребления.

CNet SinglePoint 56K USB Modem. Традиционный внешний голосовой модем, подключаемый к коммуникационному порту ПК. он оснащен информационной панелью из 8 индикаторов. На задней панели - порт RS-232, розетка для подключения к линии и «сквозного» подключения телефона, разъемы для микрофона и динамиков плюс рычаг включения питания.

Модем использует популярный чипсет Cirrus Logic и обеспечивает 56-килобитное подключение по протоколу V.90. Набор прилагаемого программного обеспечения полностью идентичен пакету, поставляемому с CNet USB Modem.

Общий принцип работы

Модем - МОдулятор/ДЕМодулятор. При передаче модем получает от компьютера цифровой сигнал, модулирует его, т. е. преобразует из цифрового в аналоговый.

При модуляции цифровой сигнал, как бы накладывается на аналоговую несущую. При этом в аналоговом сигнале одна из характеристик (амплитуда, частота, фаза) изменяется кратно (по закону) изменению цифрового сигнала. В зависимости от того, какая из характеристик изменяется, различается вид модуляции.

На приеме модем выделяет из полученного аналогового сигнала несущую. Т. е. преобразует аналоговый сигнал в цифровой - демодуляция. Модем также способен производить коррекцию ошибок возникающих при передаче информации при плохом качестве связи. Для этого на передаче добавляются избыточная информация (биты четности), которая проверяется на приеме. Если контрольная информация не соответствует должному, то производится повторный запрос на передачу данной информации.

Здесь приведен очень общий принцип работы модема. В общем алгоритм работы модемов зависит от типа модема, от того по каким протоколам работает модем, от типов линий и др.

Эксплуатация на примере конкретной модели

Я рассматриваю эксплуатацию модема на примере внешнего факс модема Sporster Voice 28.8. Данный модем предлагает ряд принятых во всем мире стандартных протоколов и методов модуляции. Он использует основанные на аппаратной реализации контроль ошибок V.42/MNP 2-4, и сжатие данных V.42 bis/MNP 5.

Модем будет передавать данные на скорости до 28800 бит/сек с потоком данных до 115200 бит/сек. Он также полностью совместим со следующими стандартами: V.34, V.32 bis, V.32, V.22 bis, Bell 212A/V.22, V.23, V.25 и Bell 103/V.21. В данном модеме реализованы факс возможности(модем может использоваться с программным обеспечением Класс 1 или Класс 2.0 (Class 1 или Class 2.0) для обмена факсами Группы 3 (Group 3) на скорости до 14400 бит/сек. с распространенными во всем мире факс машинами).

Поддерживает технологию Plug and Play, позволяющую компьютеру автоматически конфигурировать установки модема. Sportster может использоваться в качестве полностью дуплексного громкоговорящего телефона (Speakerphone). Характеристика полного дуплекса позволяет говорить с абонентом, говорящим одновременно на другом конце, без потери качества звука. Внешние модемы имеют встроенный микрофон. При наличии персональной голосовой почты данный модем является полноценной системой передачи сообщений, предлагающей высококачественные характеристики голосовой почты как для дома так и для офиса.

Используя эти характеристики, можно посылать приветствия голосом и записывать “голосовые” сообщения, как это делают стандартные автоответчики с несколькими “голосовыми почтовыми ящиками” в одной системе. Даже можно иметь удаленный доступ к сообщениям. Модем будет автоматически определять входящие вызовы факс/голос и обеспечивать обслуживание fax-on-demand (факс по требованию), которые можно использовать в соответствии со своими нуждами.

Подключение к компьютеру производится через последовательный порт COM 1 или COM 2 с помощью стандартного кабеля последовательного интерфейса RS-232. Питание внешнего модема осуществляется через сетевой адаптер питания. На задней панели модема находятся два гнезда стандарта RJ11. Одно для подключения телефонной линии (обозначается пиктограммой телефонной розетки), а второе для подключения телефона (обозначается пиктограммой телефона). Перед подключением модема обязательно необходимо выключить компьютер и периферийные устройства.

После физического подключения модема, необходимо произвести инсталляцию программного обеспечения. Рассмотрим пример инсталляции при работе с операционной системой Windows 95. При включении компьютера после загрузки, Windows определяет наличие нового устройства и запрашивает необходимость подключения драйверов нового устройство. Существует две возможности либо установить драйвер с дискеты, идущей в комплекте с модемом (наилучший вариант), либо использовать встроенные драйверы Windows 95. Далее можно установить коммуникационную программу QuickLink Message Center поставляемую вместе с модемом и позволяющую наиболее полно реализовать возможности данного модема.

Но установка данной коммуникационной программы не обязательна, т. к. можно использовать и другие программы. Например Telemax, Term95, поставляемые в комплекте Norton Commander 5.0, HyperTerminal (Windows 95) и др. Настройка параметров модема в Windows 95: Пуск ® Настройка ® Панель управления ® Модемы: ® Вкладке «Общие»: ® Свойства: ® Вкладка «Общие»: позволяет установить COM- порт, громкость динамика, максимальную скорость ® Вкладка «Установка связи» позволяет установить параметры связи (количество бит данных, четность, стоповые биты), параметры вызова, а также дополнительные параметры связи.

Настройку модема можно производить непосредственно в коммуникационной программе с помощью соответствующего пользовательского интерфейса, либо непосредственно с помощью стандартных управляющих команд (АТ-команд), подаваемых на модем. В технической документации, как правило, расписаны синтаксис и назначения команд. Все команды, передаваемые компьютером модему, надо начинать префиксом AT (ATtention - внимание) и заканчивать символом возврата каретки (). Только команда А/ и Escape-последовательность "+++" не требуют для себя префикса AT. Здесь представлены лишь некоторые из команд:

- $ Отображает перечень основных команд; а также используется для получения Help по любой команде.

A - Автоответ. Если режим автоматического ответа выключен (S0=0), команда используется для ответа на звонок от удаленного модема. Команда заставляет модем снять трубку (подключиться к линии) и установить связь с удаленным модемом.

A/ - Модем повторяет последнюю введенную команду (вводится без префикса АТ).

Bn - Команда производит выбор стандарта, согласно которому будет происходить обмен данными между модемами.

Ds - Команда используется для набора номера. Команда состоит из префикса AT, символа D и телефонного номера, в состав которого могут входить следующие управляющие модификаторы: P (импульсный набор) или T(тоновой набор).

En - Управление эхо-выводом команд, передаваемых модему. После команды Е1 модем возвращает каждый знак, передаваемый ему, обратно компьютеру, что позволяет узнать, как работает связь модема и компьютера. Команда Е0 запрещает эхо-вывод.

Ln - Установка громкости сигнала внутреннего динамика: n=0,1 соответствует низкой громкости, n=2 - средней и n=3 максимальной.

Mn - Управление внутренним динамиком.

Qn - Управление ответом модема на AT-команды. При n=0 ответ разрешен, при n=1 ответ запрещен. (3).

Для установления соединения необходимо войти в коммуникационную программу, настроить инициализировать модем, если он еще не инициализирован, командой ATZ. Произвести настройку параметров связи, набрать телефонный номер с помощью команды ATDP номер телефона, и нажать Enter. Если связь установлена, то появляется соответствующее сообщение, с указанными параметрами данного соединения. В процессе установления соединения модемы, в зависимости от качества соединения, договариваются на какой скорости они будут работать.

Последние годы спрос на модемы и факс-модемы стал достаточно высок, т.к. они необходимы практически каждому работающему на компьютере человеку. Модемы позволяют достаточно быстро передавать с одного компьютера на другой пакеты документов и связываться по электронной почте, а также обеспечивают доступ в глобальные мировые сети (Internet и др.) для установления контактов с зарубежными партнерами.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

    Понятие, классификация модемов. Преимущества и недостатки внешних и внутренних модемов и их установка. Карта расширения. Использование мобильного телефона в качестве модема. Услуги, предоставляемые сетью Интернет. Голосовые и сервисные функции модемов.

    реферат , добавлен 27.10.2008

    Система сбора данных. Скорость передачи данных. Ячеистая структура сети ZigBee. Основные технические характеристики для ZigBee-модемов компании Telegesis. Изменение состояния цифровых выводов модема. Удаленные маршрутизаторы и конечные устройства.

    дипломная работа , добавлен 05.06.2011

    Классификация модемов по исполнению и по принципу работы. Сетевая плата: назначение и устройство. Структура канала связи. История создания интернета. Виды и назначение современных компьютерных браузеров: Opera, Mozilla Firefox и Internet Explorer.

    презентация , добавлен 14.03.2012

    Определение и свойства алгоритма, его разработка. Технология создания прикладной программы. Системное программное обеспечение персонального компьютера, его назначение. Приложения, входящие в пакет MS Office XP. Характеристика внутренних и внешних модемов.

    методичка , добавлен 26.03.2010

    Внутренние и внешние модемы: отличительные характеристики. Устройство модема, способы модуляции, используемые в модемной связи. Осуществление передачи данных посредством модема. Интерфейс модема, первоначальная настройка и стpуктуpа команды набоpа номеpа.

    дипломная работа , добавлен 19.03.2010

    Принцип работы, виды и основные технические параметры принтеров, модемов, сканеров и средств мультимедиа. Описание структуры данных таблицы товаров, построение запроса и отчета по движениям и остаткам товаров средствами Microsoft Excel и Access.

    контрольная работа , добавлен 28.11.2012

    Быстрая загрузка, простая установка и автоматическое обновление чата. Поддержка форматирования текста. Аутентификация и различные пиктограммы пользователей. Установка и настройка чата под Linux. Подготовка к инсталяции чата. Безопасность на хостинге.

    лекция , добавлен 27.04.2009

    Создание цифровой сети интегрированных услуг. Организация электронной передачи данных между предприятиями. Сущность технологии открытых систем. Основные виды модуляции модемов. Цифровые технологии передачи данных. Основные характеристики сетевых карт.

    реферат , добавлен 26.03.2010

    Назначение и история разработки клавиатуры, ее технические характеристики и классификация. Особенности расположения клавиш, их группировка и сочетание. Основные режимы работы изучаемого периферического устройства, порядок его настройки и подключения.

    курсовая работа , добавлен 22.05.2013

    Характеристики вычислительной сети, многосегментная структура, число рабочих станций, наличие нескольких серверов (файловых, баз данных, печати, модемов) и коммутаторов. Построение и анализ информационной модели объекта, для которого создается сеть.

Слово «модем» слышал каждый человек, но что оно означает? Это название устройства происходит от сокращения «модулятор-демодулятор». Компьютеры воспринимают только цифровые сигналы, а изначально принимались от телефонных линий в виде аналоговых. На модемах имеются 2 интерфейса с понятным назначением. Первый имеет цифровой выход и подключается напрямую к системному блоку или внутрь него. Второй обладает розеткой для подключения стандартного телефонного кабеля со штекером.

Сам модем включает в себя процессоры, отвечающие за приём и обработку сигнала. Собственно, они отвечают за преобразования сигнала в нужный и также есть оперативная и постоянная память.

Немного истории

Модемы начали применяться в системах ПВО в Соединённых Штатах 50-х годов. Они представляли соединение различным базам, воздушным силам, радарам и центру командования. Это являлось более надёжной шифрованной связью, чем телефоны. Ведь модуляции–демодуляции сигналов мог провести далеко не каждый. Первым же модемом для ПК принято считать Micromodem II. Он был выпущен для Apple и обладал скоростью в 110/300 б/сек. Сейчас такая скорость считается черепашьей, но во времена рождения передачи информации на большое расстояние она считалась вполне хорошей.

Типы модемов

Внутренние модемы. Вставляются в системный блок компьютера в основном в разъём PCI. Были и другие, этот является самым ходовым. Преимущества в том, что его не было видно и слышно, он отличался своей незаметностью.

Внешние модемы. Обычно имели собственный блок питания, поэтому системный блок компьютера оставался при своём энергопотреблении. Подключались к стареньким COM-портам, USB или достаточно новому Ethernet. Некоторые модемы запитывались через USB-порт, благо напряжение требовалось небольшое. Все они обладали внешними светодиодами, по которым можно было судить о состоянии подключения.

Встроенные модемы. Могли быть встроенными в материнскую плату, но чаще использовались на ноутбуках. Таких устройств использовалось весьма мало.

Внутреннее устройство

Порты ввода или вывода. Решения технических схем предназначены для уверенного приёма сигнала из телефонной сети и передаче его в компьютер в дешифрованном виде. Работает также и в обратную сторону.

Сигнальный процессор. Шифрует свою передачу данных и дешифрует на основе протокола передачи.

Контроллер. Управляет прёмом-отдачей и шифрованием данных. Как видно из названия, он контролирует работу принадлежащих ему систем.

Встроенная память. RAM. Знакомая всем оперативная память, где происходит сжатие файлов и управление правильными алгоритмами работы. ROM — Не зависящая от питания память, известная как «прошивка».

Это программа, имеющая все необходимые алгоритмы работы, и осуществляющая обмен данными с компьютером.

Принципы работы

  • Аппаратный. Любые операции, связанные с приёмом, дешифровкой или отправкой сигнала по назначению происходили внутри модема, используя только его вычислительные ресурсы.
  • Программный. Всевозможные операции по кодированию или раскодированию сигналов с других устройств проходили внутри компьютера, и зависели только от его вычислительных способностей и быстродействия. Модем же только преобразовывал сигнал в правильный, имея в своём активе микропрограмму.
  • Полупрограммный. Напоминало всё вышеперечисленное. Работой в основном занимался компьютер; модем подключался при исполнении протоколов высокого уровня и запуском специального драйвера.

Подключение и соединение

  • Телефонное. Наибольшее распространение получили в конец 90-х, 2000 годах. Тут есть 2 типа связи – ISDN. Для телефонных линий, использующих коммутацию соединений, – DSL.
  • Кабельное. Для передачи и и приёма данных используются специализированные кабеля.
  • Радио. Радио обмен данными ведётся только на специально выделенных и неиспользуемых другими радиочастотах.
  • Спутниковое. Используется при передаче на дальнее расстояние. Также ведётся использование радиочастот, но с передачей сигнала через искусственные спутники планеты.
  • Беспроводное. Используют те же частоты и протоколы, что и сотовая связь. Можно назвать известные всем GPRS, 3G, Edge и Wi-Fi. Всем известные сотовые компании продают 3G-модемы, которые могут иметь вид небольшой флешки и вставляться в свободный порт USB. Несмотря на небольшие размеры, они достаточно хорошо принимают и передают кодированные сигналы. Но только там, где имеется уверенное соединение с сотовой вышкой.

Модем – устройство, принимающее и передающее сигнал. Характерная особенность: речь обычно касается исключительно компьютерных технологий, аналоговые тандемы именуют приёмопередатчиками. Цифровые системы используют преимущественно два диапазона: радио, оптический. Связь применяется проводная, беспроводная. Сообразно этой градации созданы обсуждаемые приёмопередающие устройства. Этимология термина образована названиями двух противоположных по смыслу процессов: модуляция, демодуляция. На компьютере используют сегодня исключительно цифровые сигналы.

Процесс модуляции обеспечивает выживаемость информации в среде. Первым быстрое затухание низких частот заметил Попов. Русский исследователь догадался изменять параметры электромагнитного колебания согласно закону передаваемой информации. Процесс получил название модуляции. Попов использовал амплитудную, полвека спустя появилась частотная, сегодня к компьютеру бегут слова преимущественно кодово-импульсной модуляции, введённой в обиход ведшими военные против стран ОСИ действия американцами. Описание системы Зелёный шершень общедоступно.

Принцип действия

Любая среда образована частицами, молекулами. Механические волны вызывают периодические циклические сдвиги веществ. Природа электромагнитных колебаний, механизм возникновения сегодня ещё не объяснены. Однако свойства, характеристики распространения отлично изучены. Средами выступают (преимущественно):

  1. Атмосфера Земли.
  2. Медь.
  3. Оптическое стекло.

Созданы многочисленные виды модемов, осуществляющие преобразование протоколов: Wi-Fi, 4G, Ethernet. Начальным и конечным сигналом всегда является последовательность импульсов цифровой информации. Ими манипулируют процессор, фронтальная шина, оперативная память. Однако спектр цифрового сигнала плохо преодолевает среду: медную жилу, эфир. Волокно PON электромагнитные колебания вовсе бессильны пройти, здесь уже требуется свет, либо близкие диапазоны (инфракрасный, ультрафиолетовый).

Характеристики среды

  • Собственная ёмкость.
  • Индуктивность.

Сказанное обусловливает наличие резонансных характеристик системы. Проще говоря, существует некая частота которая отлично проходит сквозь витую пару, коаксиал, кабель связи. Если централизовать спектр сигнала относительно этого пика, дальность сети сильно повышается. Аналогичную картину демонстрирует оптическое волокно, также наделённое частотным характеристиками. Сказанное объясняет необходимость конструирования преобразователей, реализуемых производителями через модемы.

Термины

Модуляция – процесс изменения параметров несущей частоты согласно информационному сообщению.

Демодуляция – извлечение заложенного передающей стороной сигнала для последующего использования.

Модулированный сигнал отлично распространяется вдоль кабеля, оптического волокна (свет), эфира. Модем приёмной стороны производит демодуляцию.

Радиосигнал – несущая частота, модулированная информацией.

Видеосигнал – типичные импульсы прямоугольной формы.

Используемые среды

Постоянная конкуренция заставляет производителей двигаться. Выдающим сертификаты организациям постоянно поступают новые образцы. Последняя версия Wi-Fi… битрейтом обогнала гигабитный Ethernet. Релиз IEEE 802.3an-2006 обеспечивает вдесятеро большую скорость на дистанции 100 метров. Имеются дальнобойные варианты.

В один год с выходом IEEE 802.3an создали группу, задумавшую покорить рубеж 100 Гбит/с. Первые версии Ethernet (10 Мбит/с) пользовались коаксиальным кабелем, последующие стали задействовать витую пару, оптоволокно. Повышение частоты сильно увеличивает пропускную способность канала. Названное свойство стало основной причиной использования светодиодов.

Аналогично повышается частота эфирных волн. Первоначально Wi-Fi задействовал область 900 МГц, затем стандартами стали:

  1. 2,4 ГГц.
  2. 5 ГГц.

Сегодня наблюдается тенденция освоения участка 60 ГГц. Антенны роутеров работают параллельно, информация передаётся четырьмя, восемью потоками.

Ключевое отличие модемов

Внимательный читатель заметит, что частенько компьютерные коммуникации несут голый цифровой сигнал, лишённый несущей (например, канал монитора). Русскоязычные источники приводят пример отличия роутера от модема:

Маршрутизатор зачастую лишён модулирующих, демодулирующих устройств, занимается исключительно перенаправлением потока данных.

Напоминает бред? Однако ответ частично верный.

Трудности классификации

Отсутствие необходимости использования несущей существенно ускоряет процесс передачи информации. Ассоциативная оперативная память роутера увеличивает быстродействие. Однако англоязычный домен Википедии (en.wikipedia.org/wiki/Modem) следующим образом описывает ситуацию, касающуюся первых реализаций Ethernet (10 Мбит/с):

«Часто даже при установке кабеля возникает необходимость использования радиосигналов (модуляции). Коаксиал снабдил разработчика неимоверной полосой пропускания, однако затухание цифрового видеосигнала становится грандиозной проблемой. Используя модем, получаем битрейт намного выше. Кабельное телевидение, интернет чаще оперируют радиосигналами, обеспечивая удовлетворение потребностей растущей клиентской базы. Одновременно становится возможным частотное разделение каналов – полный дуплекс обеспечивается единственной линией.»

Вторым аспектом является методика Ethernet, касающаяся предотвращения коллизий. Страна, собирающаяся передать сообщение, прежде проверяет отсутствие несущей. Вдумайтесь, это интерфейс RJ45: сетевая карта, роутер, линия, соединяющая ADSL-модем с ПК. Именно систему «1-настойчивый CSMA» употребляет протокол Ethernet.

Знаете, любые обзоры, касающиеся темы, упускают важную деталь. Где именно устройства ловят несущую, что за несущая? Мобильные сети первого поколения, например, использовали отдельную частоту, вынесенную за основную полосу канала. Основываясь на таком положении вещей, многие стали уравнивать модем и сетевую карту Ethernet.

Ответ

Ответ скрывает само название технологии Ethernet. Оно включает слово BASE, означающее: Baseband signalling.

Биты проходят шифрование 4B5B, производится формовка импульсов, затем кодирование NRZI. Результирующий сигнал просто передаётся кабелю. Для 100BASE-T средняя частота выходит 31,5 МГц. Получившийся спектр по непонятной причине литература называет несущей, хотя кабель передаёт типичный видеосигнал. Именно его пытается уловить оборудование перед началом передачи. Никакой несущей здесь нет!

Как классифицировать

Модем всегда осуществляет преобразование сигнала. Для медной жилы процесс не очевидный – отсутствует факт смены среды. Поэтому типичный порт RJ45 (8p8c) нельзя называть модемом. Внутри ПК латунные шины, снаружи – витая пара. Подключение оптического волокна, использование эфира, наоборот, всегда имеет отношение к модему.

  1. Светодиод нужен для преобразования электрические колебания-свет.
  2. Антенны USB-адаптера Wi-Fi занимаются излучением эфирных волн.

Приёмная сторона выполняет аналогичные преобразования. Именно вопрос скорости выступает первопричиной использования провайдерами повсеместно PON при покрытии последней мили доступа к интернету преимущественно витыми парами. Согласно общедоступным источникам:

Модемом принято называть модулятор-демодулятор проводной связи.

Беспроводные скорее являются трансиверами, приёмопередатчиками. Проще говоря, отсутствует элементарная теоретическая база, подпирающая развитие отечественных сетевых технологий.

Внимание, вопрос

Как тогда трактовать оптоволоконные технологии Ethernet? Название BASE сохраняется инерционно. Подразумевается отсутствие дополнительных преобразований спектра относительно вариантов с витой парой, помимо выполняемых светодиодом. Частота субмиллиметрового диапазона автоматически выступает несущей. Поэтому любой роутер, содержащий оптоволоконный порт, можно (и нужно) назвать модемом. Хотя формально остаётся сигнализация видеосигналом (Baseband).

Окончательное разграничение

Учитывая сказанное выше, модемом однозначно назовём устройства:

  • Беспроводной связи. Поскольку излучается радиоволна.
  • Оптоволоконные. Происходит преобразование сигнала на границе двух разнородных сред проводник-стекло.
  • Выполняющие модуляцию/демодуляцию внутри медных сетей: ADSL, Dial-up и другие. Ethernet (RJ45) сюда по большей части не относится.

История dial-up: телефонные линии

Википедия склонна считать модемами первые мультиплексоры. Например, устройства, использовавшие (вторая половина XIX века) трансатлантический кабель. Однако мы считаем столь вольную трактовку излишней. Первые системы управлялись исключительно током, сигналами служили символы азбуки Морзе. Дальнейшее повествование всемирной энциклопедии вполне приемлемое. Стартовой точкой считают 1941 год – время создания системы SIGSALY, получившей кодовое название Зелёный шершень.

Речь оцифровывалась вокодером, поэтому приёмопередающее устройство вполне можно было назвать модемом. Именно войска союзников первыми применили фазовую манипуляцию. Дальнейшие разработки, мягко говоря, засекречены. Известно только, что задолго до появления первых (известных научной общественности) компьютерных сетей модемами уже связывали части противовоздушного оборонного вычислительного комплекса SAGE, призванного управлять ответом NORAD на гипотетическую атаку Советов.

Посему годом рождения модемов называют 1958. Термин употребляется с 1937 года, характеризуя аналоговые преобразования механических, электрических волн. Однако сегодня понятие целиком оккупировали компьютерщики. Модемы SAGE соединяли командные центры, терминалы, базы, радарные станции. Изделия описаны специализированным стандартом AT&T.

Первая пташка

Bell 101 dataset стал первым коммерческим успехом. Год спустя (после отгрузки военным) модели обнародованы. Заявлена скорость передачи 110 бод. Цифровые данные передавались любой телефонной линией. Устройства первыми стали эксплуатировать азбуку ASCII. Поэтому быстро получили имя «четыре ряда», собственно октет, составленный двумя 16-ричными цифрами, используется поныне. Ранее применяли «3-рядный» код Бодо (6-бит), доминировавший в период 1908..1962 гг.

Второе поколение (1962) – акустические модемы Bell 103 достигло скорости 300 бод. Оборудование использовало частотную манипуляцию звуковых колебаний. Применён дуплексный канал:

  1. Запрос 1270 Гц (единица)/1070 Гц (нуль).
  2. Ответ 2225 Гц (единица)/2025 Гц (нуль).

Хотя старьё давно выброшено вон, сегодня продолжают применять сертификаты совместимости «Bell 103 compatibility». Долгое время оставалась обратная совместимость нового железа. Метод модуляции популярен среди радиолюбителей, радио КВ, коммерческих приложений. Потрясающая надёжность методики сохраняет уверенный приём в невероятно жёстких условиях.

Развитие техники связи

Уже тогда применяли дуплексную систему четырёх проводов, обеспечивающую скорости 2000 (210А) – 2400 (201В) бит/с. 1968 год принёс революционную мысль, выдвинутую FCC: одновременно линию можно нагружать электрическими устройствами. Акустическим модемам нужна узкая полоса области 1-2 кГц. Подавляющее большинство устройств, основанных на патентах General Electric, вполне допускали совместное функционирование. Хорошо известные модели акустических модемов 70-х:

  • CXR Anderson-Jacobson
  • Novation CAT
  • Pennywhistle modem
  • AT&T 212A
  • Vadic VA3400, VA3467

Устройства помогали общаться первым коммерческим моделям персональных компьютеров (Apple II). Лишь новый Hayes Smartmodem 300 (анонсированный 27 апреля 1981), помогавший разработчикам первых электронных досок объявлений, уничтожил, наконец, монополию «котиков».

CAT использовал системы кодирования Bell 103 (300 бит/с), 202 (1200 бит/с). Первый вариант весьма громоздкий, занимал слот расширения ПК Apple. Благодаря внутренней установке (в противовес порту RS-232), устройство поддерживало широкий набор команд, выдавал отчёты об ошибках. Именно внедрение внутренних слотов (Apple S-100) помогло создавать по-настоящему управляемые программным обеспечением модели.

80-е годы

Настоящий бум начала 80-х обусловлен стремительно дешевеющей электронной начинкой. Выпуск линейки Hayes спровоцировал бурный рост количества электронных досок объявлений, создав предпосылки для появления Fidonet. Компания снабдила разработчиков рядом заложенных инструкций выполнения самых разных действий. Smartmodem первым из внешних стал поддерживать управление по интерфейсу RS-232.

Растущие скорости позволили энтузиастам передавать файлы, добавив сервисы BBS электронными библиотеками. Том Деннингс, создатель Fidonet дистанционно рассылал обновления программного обеспечения абонентов в полностью автоматическом режиме. Вместо двух (см. выше) начали передавать больше символов-частот – 4, 8. Каждый содержал сразу 2, 3 бита, существенно повышая скорость передачи данных. Стандартом де-факто стали 2400 бит/с.

Три американских кита

Три компании предложили первым абонентам подключить к сети (интернет тогда не существовал) телефонных компаний устройства:


Успех новинкам принесло умение правильно настроить скорость. Автоматическое определение битрейта обеспечило совместимость с устаревающими типами устройств, поддержав «наследие тяжёлого прошлого». Алгоритм безобразно прост:

  1. Новичок начинал звонить.
  2. Не получая ответа, снижал битрейт, добиваясь отклика.

Случались накладки. Несовместимыми оказывались модели V.32 и HST. Обе поддерживали скорость 9600 бит/с, однако разница реализаций заставляла использовать 2400. Аналогичная беда постигла созданий компании USRobotics.

Компьютерные гонки

90-е принесли стремительное повышение скорости, удешевляя оборудование. В 1998 году преодолён рубеж 56 кбит/с путём применения технологии сжатия информации совместно с кодово-импульсной модуляцией. В скорости прогресс выставил новые рамки:

  1. Архивированные файлы – 50 кбит/с.
  2. Текст – 320 кбит/с.
  3. Прочее – 160 кбит/с.

Потребовалось ввести локальный буфер памяти, поскольку алгоритмы сжатия работали неравномерно. Одновременно первые интернет-сайты начали активно использовать технологии сжатия и задействования мощностей абонента (например, приложения Flash).

Эволюция опций

Современная скорость появлялась постепенно.

Подавление эхо

Подавление эхо эксперты назвали революционным шагом. Локальные телефонные сети низкого качество вызывали отражение сигнала. Иногда людям нравится слышать слабые отзвуки собственного голоса, поскольку факт наличия отклика свидетельствует о работоспособности линии. Однако модемы бессильны отличить собственное эхо от запроса модема, находящегося по другую сторону линии. Первые приборы использовали вынос сигнала запроса за пределы ответного. Страдал битрейт.

Новая система подавления эха посылала наружу уникальный звуковой тон и начала слушать отклик. Затем выставляла время задержки инвертированного ответа. Фазы двух складываемых сигналов выставлялись противоположными. Эхо гасилось напрочь. Модемы получали полный спектр в распоряжение.

Квадратурная модуляция

Повысить битрейт вдвое (по сравнению с частотной манипуляцией) помогла квадратурная модуляция. Две несущие частоты (1650 кГц) передаются совместно со сдвигом фаз 90 градусов. Итоговое значение составило 9600 бит/с вместо 2400 бодов. Современники решили, что достигнут теоретический предел сжатия информации. В 1968 году новинка стоила 20.000 долларов.

Треллис-модуляция

1982 год принёс миру документ, ставший новым рубежом развития направления. Готтфрид Унгербок предложил кодировать биты паритета, собранные в шаблон 2-мерного алмаза. При аналогичном количестве сбоев битрейт возрос вдвое. Методика получила название Треллис-модуляция.

Матрицы треллиса представил Дэйв Форни (1973). Практически поголовно изделия, достигавшие скорости 9600 бит/с, использовали код свёртки и алгоритм Витерби.

Коды коррекции ошибок

Внесение избыточности помогло исправлять ошибки, либо узнавать «битые» слова.

ADSL

Технология использования акустических модемов быстро достигла упора. Повышение битрейта потребовало освоить спектр ультразвука (простирается до единиц МГц). Пропускная способность телефонной (американский стандарт) витой пары с запасом перекрывает потребности связистов (максимальная граница 3,5..5 кГц). Остаётся гигантское пространство. Именно этот факт использует технология асимметричной цифровой связи.

ADSL наиболее удачно покрывала участок последней мили. Асимметричной передачу называют в силу характерного распределения спектра:

  1. Выгрузка – 26..137 кГц.

Пространство делят сравнительно узкие (4.3125 кГц) каналы- контейнеры. Модем поочерёдно штудирует доступные бины, оценивая отношение сигнал/шум, с целью оптимизации скоростных характеристик. Уже первые варианты (1984) преодолели заветный порог 100 кбит/с. ITU-T G.9700 (декабрь 2014 года) обеспечивает скорость загрузки 100 Мбит/с. Канадская технология DSL Rings, используя существующие медные телефонные сети, достигает скорости 400 Мбит/с.

  • Коренное отличие ADSL технологии против dial-up – использование существенно более высоких областей спектра. Результатом стало расширение пропускной способности канала.

Теоретические основания подвёл (1948) Клод Шеннон, написавший труд Математическая теория связи:

  • Повышение битрейта требует расширения полосы пропускания. Зависимость нелинейна, поскольку постоянно появляются новые методики цифровой обработки*.

* Видимо, исследователь подразумевал создание американцами системы цифровой связи Зелёный шершень (1941).

DSL-модем

Особенности:

  1. Подключение к телефонной линии цифровых сервисов.
  2. Стыковка с ПК посредством USB, Ethernet, PCI.

Выпускают даже DSL-маршрутизаторы, включая содержащие точку доступа. Характерный внешний вид внешнего модема:

  1. Коннектор RJ11 входа телефонной линии.
  2. RJ45, либо USB для стыковки с ПК.
  3. Набор светодиодной индикации, показывающей активность каналов.
  4. Настройка через браузер, либо приложенное программное обеспечение.

История

Начиная 50-ми годами, военные использовали телефонные линии. Однако витую пару эксплуатировали также киностудии. Оказалось, что линия вполне пропускает 4 телевизионных канала области КВ. Например, британская трасса BBC-Pontop Pike длиной 16 км. В этом случае картинка была достаточно дрянной, давала лишь общее представление о происходящем.

Однако начало 80-х принесло миру кабельное вещание, значительно раздвигающее былые рамки. US Patent 4.330.687, заявленный 14 марта 1979 года, предлагал совместное использование компьютером и телефон одной витой пары. Логическим продолжением (1984) стало создание регламента цифрового кабельного вещания ISDN. Штат Bellcore размещал передачу выше голосового видеосигнала путём модуляции несущей. Стандарт 1998 года (US Patent 4.924.492) закрепил технологию.

Формулировка концепции асимметричного канала

Джозеф Лехлайдер показал двойное преимущество асимметричной линии перед симметричной. Новинку быстро оценили провайдеры интернета. ADSL стал поддерживать два режима:

  1. Быстрый.
  2. Чередующихся каналов.

Первый отлично передавал поток мультимедийных данных (видео, звук), допускающих наличие сбойных битов информации. Чередующийся режим лучше передавал файлы, однако медленнее. Провайдерам приходилось осваивать существующие сети с сетевой коммутацией (не пакетной). Технологии HDSL, SDSL вполне обеспечивали поставку Digital Signal 1, использующей наработки Bell labs, потребителю.

Совершенствование интерфейса

Древнейшие разновидности обеспечивали на линии неэкранированной витой пары скорость 8 Мбит/с на расстоянии 2 км. Дальнейшее повышение дальности требовало использования повторителей. Рост популярности сдерживала сравнительно высокая цена. Положение исправил выход СБИС (супербольшие интегральные схемы). ADSL господствовал примерно десятилетие, начиная концом 90-х.

Первые разновидности цифровых каналов робко использовали полосу 10..100 кГц. Постепенно верхний рубеж достиг 1,1 МГц. Позже полосу стали делить надвое:

  1. Область выгрузки данных.
  2. Область загрузки.

Линию замыкали модемы, занимающиеся модуляцией несущих. Расшифрованные данные передавались компьютерам, маршрутизаторам, концентраторам. Маленький недостаток – сигнал неспособен пройти катушка Пупина. Старые телефонные линии периодически содержат подобные устройства, повышающие дальность связи. Постепенно поставщики услуг меняли старое кабельное хозяйство, прокладывая оптическое волокно.

Устройствами сопряжения (Ethernet, Wi-Fi, Powerline) стали роутеры. Выглядит странно, но доныне всемирно популярны сети «гольного» DSL (naked). В 2012 году в США сообщали про замену устаревших линий ADSL оптическими.

Прочие технологии

Согласно указанной выше классификации, существует уйма оборудования, обслуживающего оптические линии. Под модем можно подогнать принцип действия абсолютно всех преобразователей. Отдельного разговора заслуживает беспроводные технологии, включая Wi-Fi, Bluetooth, оборудование сотовых операторов, инфракрасные порты, спутниковую связь. Столь обильный список устройств обусловил появление новых терминов.

Приёмопередатчики, украшающие параболические антенны (тарелки), принято называть трансиверами. Оборудование Bluetooth, Wi-Fi несправедливо заняло нишу адаптеров. Хотя указанный класс оборудования занимается именно модуляцией. Рядовой же адаптер просто преобразует вид сигнала. Пример: типовое зарядное устройство:

  • Вход: 220 В 50 Гц.
  • Выход: постоянное напряжение 4-12 В.

Наконец, всем известные рации (воки-токи) тоже занимаются модуляцией/демодуляцией. Ранее скептики могли возразить, что сигнал аналоговый, однако сегодня любая Motorola оперируют как раз цифровыми кодами.

Суммируя сказанное, можно однозначно заявить: терминология области цифровых коммуникаций остаётся неполной. Дёгтя добавляет неточность западной классификации устройств. Результатом становятся нечёткие знания отечественных специалистов относительно реального положения вещей. Как говорится, на Windows надейся, а сам не плошай.


2024 © gtavrl.ru.