Модемы. Классификация модемов

Для передачи данных по нагруженным аналоговым линиям используются модемы, работающие на основе методов аналоговой модуляции сигнала.

Модем это устройство для преобразования частот. Выделить можно два типа модемов: цифровые и аналоговые. Аналоговые модемы позволяют осуществлять прямое и обратное преобразование сигналов к виду, принятому для использования в определенном канале связи. Цифровые модемы отличаются от аналоговых тем, что входные и выходные сигналы представляют собой последовательности импульсных сигналов. Модемы не только кодируют, но декодируют сообщения, синхронизируют передачу сигналов по линиям связи, проверяют правильность принятой информации, и т.д.

Модем – это электронная схема, обнаруживающая, кодирующая и декодирующая сигнал телефонной линии. В состав модема, входит специализированный микрокомпьютер, содержащий арифметическое устройство, память, таймер, командный регистр, контроллер прерываний, стек, порт ввода / вывода.

В настоящее время модемы представляют собой сложные программно-аппаратные комплексы управления коммуникацией и реализуют следующие функции:

• интерпретацию команд, поступающих от оператора или ЭВМ;

• выдачу сообщений о состоянии связи в ЭВМ или оператору;

• сохранения в регистрах памяти информации (телефонных номеров) и ее использование;

• набор номеров и установление связи;

• автодозвон и автоответ;

• использование различных форматов и протоколов передачи данных и распознавания форматов при приеме данных.

В отношении режима работы модемы делятся на три группы:

• модемы, поддерживающие только асинхронный режим работы;

• модемы поддерживающие асинхронный и синхронный режимы работы;

• модемы, поддерживающие только синхронный режим работы.

Модемы, работающие только в асинхронном режиме, обычно поддерживают низкую скорость передачи данных - до 1200 бит/с. 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-проводному 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 канала 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 асинхронно-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;

V.90 – скорость передачи 56 Кбит/с;

V.92 – увеличена выходная скорость до 48 Кбит/с.

Для передачи данных по аналоговым коммутируемым телефонным каналам используются модемы, которые:

• поддерживают процедуру автовызова абонента;

• работают по 2-проводному окончанию, так как в телефонных сетях для коммутируемых каналов предусмотрено именно это окончание.

Чаще всего сегодня для коммутируемых каналов используются те же модели модемов, что и для выделенных, так как последние стандарты определяют два режима работы - по выделенным каналам и по коммутируемым.

Модемы различаются не только поддерживаемыми протоколами, но и определенной ориентацией на область применения. Различают профессиональные модемы, которые предназначены для работы в модемных пулах корпоративных сетей, и модемы для применения в небольших офисах или на дому.

Профессиональные модемы отличаются высокой надежностью, способностью устойчиво работать в непрерывном режиме и поддержкой средств удаленного централизованного управления. Обычно система управления модемными стойками поставляется отдельно и оправдывает себя в условиях большого предприятия. Стандарт V.34 выделяет в общей полосе пропускания линии отдельную полосу для управления модемом по тому же каналу, по которому передаются и пользовательские данные.

Можно классифицировать модемы и по виду деятельности.

Факс-модемы, модемы, выполняющие функции телефакса.

Звуковые модемы иллюстрируют процессы передачи звука, данных, факсов в процессе передачи данных.

Аппаратная реализация модемов

Внутренний модем подключается к магистрали (обшей шине) материнской платы и содержит микросхемы СОМ-порта.

Внешний модем подключается кабелем к разъему RS-232 и снабжен автономным источником питания. Оснащен светодиодными индикаторами.

Кабельные модемы предлагают перспективу быстрого доступа к Интернету, используя существующие широкополосные сети кабельного телевидения. В общем случае кабельному модему пользователя назначается единственный IP-адрес, используя один или два канала телевидения на 6 МГц.

Функции кабельного модема состоят в модуляции и демодуляции сигналов в потоке данных, включают блок настройки (чтобы отделить сигнал данных от остальной части широковещательного потока); компоненты сетевых адаптеров, мостов и маршрутизаторов (чтобы соединиться с несколькими ПК); программное обеспечение управления сетью (чтобы провайдер кабельной связи мог контролировать операции) и устройства кодирования (чтобы поток данных не прерывался и не был переадресован). Теоретически доступны скорости до 30 Мбит/с, на практике кабельные компании устанавливают скорости исходящего потока в 512 Кбайт/с, а входящего – 128 Кбайт/с.