С них началась новая эра, коммуникаций и сыграли основную роль в развитии Интернета. Речь пойдет о модемах .

Модем (modem) - (сокр. от модулятор-демодулятор) - устройство, которое за счет модуляции и демодуляции сигналов передает цифровые данные через аналоговые каналы - в основном телефонные провода.

Таким образом, модем преобразует один типа сигнала в другой. При помощи модуляции осуществляется изменение одной или нескольких характеристики аналогового сигнала: амплитуда, частота, фаза. Демодулятор осуществляет обратную функцию. В настоящее время модемы ассоциируются с сетью Интернет. Они используются для связи с провайдером по различным каналам (телефонные линии, линии Кабельного ТВ, базовые станции мобильных операторов). Т.е. модем выступает в роли своеобразного моста, т.к. в телефонных линиях возможен только аналоговый сигнал, а компьютер воспринимает только цифровой сигнал.

История модемов.

Первые цифровые модемы начали разрабатываться еще в 50-х годах в Северной Америке с целью преобразования сигналов для ПВО. Модемы использовались для передачи данных по обычным телефонным сетям. В 1962 году первый коммерческий модем , был создан фирмой AT&T. Это была модель Bell Dataphone 103 . Скорость передачи данных по телефонной линии составляла 300 бит/с.

Впоследствии скорость модемов прошла через такие величины, как 1200, 2400, 4800 и 9600 бит/с. Скорость модемов увеличилась до 14,4 кб/сек только к 1991 году. В 1994 году она достигла 28,8 кб/сек. Следующий порог скорости - 33,6 кб/сек., что стало пределом для телефонной сети. В 1996 году появляется 56K модем, изобретенный компанией Dr. Brent Townshend , что дало дальнейшее развитие модемам . Однкако, вернемся в 70-е гг. В 1977 году был изобретен первый модем для персонального компьютера - 80-103A . Это был настоящий успех. Позднее был ряд других моделей, это была компания Hayes Microcomputer Products.

В 1981 году фирма Hayes выпустила модем ставший легендарным - Smartmodem 300 б/сек. Для него была разработана специальная система команд, которая используется сейчас. Затем разворачивается настоящая гонка за скоростями и ценами модемов . Лидирующее место занимает компания U.S. Robotics . Она выпускает целую серию модемов Courier : начиная в 1986 г с модели Courier HST - 9600 б/сек.

Типы и виды модемов .

По конструктивному исполнению модемы бывают:

• внутренние модемы – находится внутри устройства, у них отсутствует свой блок питания.
• внешние модемы – имеют собственный корпус и блок питания, подключаются к компьютеру через кабель, имеют свои индикаторы;

Внутрениие модемы

По принципу работы :

• аппаратные - все операции преобразования сигнала осуществляет сам модем ;
• программные - все операции преобразования сигнала реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера;

По виду соединения :

• аналоговый модемы– работают через обычную телефонную сеть;
• кабельные модемы – используют для подключения к Интернету обычный телевизионный кабель, либо коаксиальный кабель;

• радио-модемы позволяют пользователю работать с сетью через радио-эфир;
• сотовые модемы - работают по протоколам сотовой связи - GPRS, EDGE, и т. п. Часто имеют исполнения в виде USB-брелока;
• ADSL модемы – новое поколение модемов, также работают с телефонной сетью, однако, в отличие от аналоговых, используют свой диапазон.

Критерии выбора модема для средних и плохих телефонных линий

Модем в нашей стране - единственная возможность связи с внешним электронным миром для домашних пользователей и порой единственное доступное «средство передвижения» данных по разбитым телефонным линиям. Соответственно требования к модему предъявляются почти как к «лендроверу»: обеспечивать устойчивую работу при неблагоприятных внешних воздействиях, а на трассе развивать приличную скорость.

Назначение модема

Так называемый аналоговый модем (название происходит от синтеза слов «Модулятор» и «Демодулятор») - коммуникационное устройство, позволяющее передавать бинарные (цифровые) данные по аналоговой телефонной линии. По сути, он осуществляет преобразование данных с компьютера в последовательность дискретных (разнотипных) сигналов и их отправку по аналоговой телефонной линии. На другом конце они расшифровываются принимающим модемом путем аналого-цифрового преобразования. До недавних пор практическим пределом скорости передачи данных при такой схеме являлись 33 600 бит/с (протокол V.34+). Но если, скажем, на стороне Интернет-провайдера имеется цифровое подключение модема, то теоретически достижимая скорость приема (но не отправки) данных поднимается до 56 Кбит/с (по коммуникационным протоколам V.90, X2 или K56Flex).

Современный аппаратный модем представляет собой сложное коммуникационное устройство, вынужденное обеспечивать передачу цифровых данных по аналоговой телефонной линии. Телефонный шнур подключается к блоку интерфейса с телефонной линией, обеспечивает набор номера, определение сигнала «занято», защиту от опасных перепадов напряжения в линии и некоторые другие функции. Далее сигнал из телефонной линии попадает в дифференциальную систему, которая разделяет входные и выходные сигналы и ведет компенсацию влияния собственного сигнала на входной. Потом сигналы попадают на фильтры, усиливаются и оцифровываются с помощью аналого-цифрового преобразователя (ADC, АЦП) в блоке формирования аналоговых фронтов. Полученная информация поступает в цифровой сигнальный процессор (DSP), который и выделяет из нее на основе математических методов «нули» и «единицы». Именно возможностями цифровой обработки сигнала этого блока определяются качество и скоростные характеристики современных модемов. За весь комплекс процедур по преобразованию и обработке сигнала, а также за управление DSP, реализацию протоколов аппаратной коррекции и управление энергонезависимой памятью отвечает контроллер модема (блок управления). В энергонезависимую память модема записывается программа управления («прошивка»), которая, к примеру, позволяет превратить модем, поддерживающий лишь протокол V.34 (максимальная скорость 33,6 Кбит/с), в современный модем с протоколом V.90 (максимальная скорость 56 Кбит/с).

Доступ в Интернет - это лишь одна из многочисленных функций модема. С помощью модема можно связать между собой два компьютера. Это позволит вам копировать с одного компьютера на другой необходимую информацию, например нужную программу или документ, либо играть в любимую игру со своим приятелем. Самое главное, что компьютеры при этом могут находиться в разных частях города или даже в разных городах. Конечно, то же самое можно сделать и при помощи Интернета, но зачастую бывает так, что в самый нужный момент (по законам Мерфи) доступ в Интернет оказывается временно заблокированным. Еще одно применение модемов - это отправка и прием факсов. При наличии модема отпадает необходимость в приобретении факс-аппарата, который имеет те же возможности, а стоит дороже. Кроме того, многие современные модели модемов наделены дополнительными функциями и возможностями. К примеру, с помощью модема можно определять номер входящего звонка телефона (функция АОН), заблокировать звонки, исходящие от определенных телефонных номеров, сконфигурировать автоответчик и многое другое.

Выбор модема

К сожалению, никакого универсального метода выбора модема не существует. Как всегда, приходится искать «золотую середину» между размером вашего кошелька, производительностью самого модема и возможностями вашей телефонной линии, которые определяются в основном местной телефонной станцией (АТС). Как правило, модем, который прекрасно работает на одной телефонной линии, может отвратительно работать на другой. Что предпринять пользователю, решившему приобрести модем, как узнать, какая у него телефонная линия и какой из модемов для нее подойдет? Естественно, дать безошибочный рецепт выбора модема невозможно. Поэтому ограничимся лишь общими рекомендациями, которые позволят избежать многих ошибок.

Прежде всего нужно определиться с тем, какой покупать модем. Конструктивно модемы можно разделить на два типа: внутренние и внешние. Разницы в производительности такие модемы не имеют. Как правило, внешние модемы дороже аналогичных внутренних и имеют как незначительные преимущества, так и недостатки. К несомненному преимуществу внешних модемов относится простота их физического подключения к компьютеру. Для установки внешнего модема не потребуется открывать корпус компьютера, можно легко отсоединить модем от одного компьютера и подсоединить к другому. Кроме того, внешний модем имеет так называемую панель индикаторов, по которым можно визуально диагностировать его работу. Справедливости ради отметим, что и многие внутренние модемы позволяют программно эмулировать подобную панель с индикаторами, которая может отображаться на экране монитора. Еще одним преимуществом многих моделей внешних модемов является возможность ручной регулировки громкости звука. Для этого, конечно, нужно, чтобы у модема был встроен динамик. Звук, воспроизводимый модемом, позволяет работать с ним в режиме обычного телефона - модемы умеют и такое. Но главное, для чего понадобится этот звук, - это диагностика процесса установления связи. Те, кто хоть раз выходил в Интернет, то есть устанавливал с помощью модема соединение с удаленным компьютером, знают, что после установления связи модем начинает издавать непонятные звуки, похожие на шипение. Эти звуки не что иное, как «разговор» двух модемов между собой. Человеку язык такого общения непонятен, зато модемы, прекрасно понимающие друг друга, договариваются между собой о параметрах связи. В буквальном переводе с английского такие переговоры называются рукопожатием (handshake). В процессе рукопожатия модемы выясняют качество линии связи, оговаривают скорость передачи информации между собой и многие другие детали. Но, если человеку непонятен язык общения модемов, то зачем ему нужно слушать эти переговоры? Дело в том, что некоторые модели модемов, не приспособленные к нашим линиям связи, не в состоянии правильно определять сигнал «занято». В этом случае вы услышите не только шипение (это ваш модем пытается разговаривать), но и пробивающийся сквозь него сигнал «занято». Естественно, что работа с таким модемом не доставит удовольствия. Проблемы будут возникать каждый раз при невозможности соединения из-за занятости абонента. Обнаружив такую особенность модема и определив причину, лучше сразу обменять его на другую модель.

Конечно, и внутренние модемы позволяют регулировать звук. Однако делать это приходится либо программно, что не всегда удобно, либо путем подключения модема к звуковой карте, с тем чтобы пользоваться регулировкой звука на колонках. В любом случае проблема решается, но проще всего это делается у внешнего модема с регулировкой звука.

Кроме перечисленных достоинств внешние модемы имеют и незначительные недостатки. Прежде всего модем требует дополнительного места на рабочем столе, которого постоянно не хватает. Кроме того, любой внешний модем придется включать в сеть с помощью специального адаптера - значит, потребуется еще одна розетка. И наконец, последнее - все внешние модемы имеют кнопку включения питания, следовательно, вы будете постоянно забывать выключать свой модем.

Внутренние модемы, как следует из названия, устанавливаются внутрь компьютера в один из свободных слотов на материнской плате. Такие слоты бывают нескольких типов: ISA, PCI, AGP и AMR. Большинство модемов, выпускаемых в настоящее время, предназначены для установки именно в слот PCI. Кстати, именно этих слотов на материнской плате больше всего. Впрочем, можно еще встретить и модемы, предназначенные для установки в слот ISA. Разницы между производительностью PCI-модемов и ISA-модемов нет никакой (хотя многие почему-то считают иначе), поэтому если на вашей материнской плате есть свободный слот ISA, то можно остановиться и на таких моделях. Многие модемы с PCI-интерфейсом называются Soft- или Win-модемами. Soft-модемы - это урезанные в аппаратной части «классические» модемы. Бесконтроллерные и Soft-модемы допускают простое обновление микропрограммы. Сам процесс обновления микропрограммы модема называется «перепрошивкой». Связано это с тем, что микропрограмма, управляющая работой обычного «классического» модема, находится в его ПЗУ (Постоянное Запоминающее Устройство). Говорят, что микропрограмма «зашита» в ПЗУ и, чтобы ее изменить, ПЗУ «перепрошивают». Однако термин «прошивка» корректен только для обычных модемов, у которых действительно есть ПЗУ. У бесконтроллерных и Soft-модемов ПЗУ, как правило, отсутствует (у Soft-модемов отсутствует всегда). Сама же управляющая микропрограмма находится в оперативной памяти компьютера и загружается туда каждый раз при инициализации модема. Соответственно «перепрошивать» у таких модемов нечего, а сам процесс обновления микропрограммы заключается в простой процедуре установки новых драйверов.

Кроме упомянутых различий, внешние модемы конструктивно ничем не отличаются от внутренних. Однако, как показывают результаты тестирования, показатели внутренних модемов несколько ниже аналогичных показателей внешних модемов. Поэтому внутренние модемы имеет смысл использовать только на линиях хорошего и среднего качества. В таком случае выбор между внутренним или внешним модемом не принципиален - все зависит от конкретных предпочтений. Если же ваша линия страдает сильной зашумленностью, импульсными помехами и прочими неприятными явлениями, то лучше остановиться на «классических» моделях внешних модемов. В заключение лишь отметим, что профессионалы предпочитают использовать «классические» внешние модемы.

В последнее время на нашем рынке стал появляться еще один тип внутренних модемов - так называемые AMR (Audio Modem Raiser)- и CNR (Communication Network Raiser)-модемы. По сути это вообще не модемы. Сам модем целиком располагается на материнской плате компьютера, а в специальный AMR- или CNR-слот вставляется небольшая плата, играющая роль розетки для подключения к телефонной линии. Такие «модемы» стоят очень дешево, но требуют специальной материнской платы. Многие новые материнские платы, построенные на чипсетах VIA Apollo 133, Intel 820, Intel 810, Intel 815e и имеющие встроенные кодеки AC’97, такие слоты имеют, а вот у плат на чипсете Intel 440BX такого слота нет. Поэтому если вы решили остановиться именно на таком варианте модема, то предварительно выясните, можно ли его установить на вашу материнскую плату. Если речь идет об AMR-слоте, то нужно учитывать, что сам слот поддерживает установку либо аудиокарты, либо модема. Но установить можно лишь какое-то одно устройство. В CNR-слот можно устанавливать либо сетевой адаптер, либо модем. Обычно на платах имеется два CNR-разъема, что позволяет устанавливать оба устройства сразу. Тестирования показывают, что AMR- и CNR-модемы очень чувствительны к качеству телефонной линии, поэтому россиянам их рекомендовать не следует.

Второй важный момент, на который нужно обратить внимание при покупке модема, - это способ его подключения к компьютеру. Как уже отмечалось, внутренние модемы вставляются в свободный слот материнской платы, а вот внешние модемы подключаются к компьютеру с помощью специального модемного кабеля, который, как правило, продается вместе с модемом. Подавляющее большинство внешних модемов подключается к компьютеру через последовательный интерфейс, называемый RS-232C. Для этого нужно подсоединить кабель к последовательному порту (COM-порт) компьютера. Большинство современных компьютеров имеет два последовательных порта с 9-штырьковыми разъемами. Эти штырьки принято называть пинами, поэтому такие последовательные порты обычно называют 9-пиновыми. Кроме 9-пиновых, бывают еще и 25-пиновые последовательные разъемы, поэтому если у вас установлен именно такой разъем, то вам потребуется соответствующий кабель. В настоящее время компьютеры с 25-пиновыми последовательными портами уже не производятся, но если ваш компьютер не новый, то на это стоит обратить внимание. Некоторые внешние модемы могут подключаться к компьютеру не по последовательному интерфейсу, а через USB-порт. Единственное преимущество, которое дает такое подключение, - это отсутствие кабеля питания (да и то не у всех моделей), так как питание подается в модем через USB-порт. Во всем остальном подобные модемы ничем не отличаются от модемов, подключаемых к последовательному порту.

Следующий немаловажный момент, на котором следует акцентировать внимание при выборе модема - это возможность его подключения параллельно телефонному аппарату. Многие модели как внутренних, так и внешних модемов имеют по два гнезда - одно, называемое LINE (линия), предназначено для подключения модема к телефонной линии, а другое используется для подключения телефонного аппарата к модему. Такой способ подключения телефона (рис. 1) является предпочтительным, так как в этом случае модем с помощью реле во время своей работы может блокировать телефонный аппарат. Конечно, модем и телефон можно подключить параллельно друг другу посредством специальной телефонной розетки, но гарантировать хорошее качество связи в этом случае сложно. Проблема заключается в том, что телефонный аппарат имеет определенное сопротивление, наличие которого может негативно отразиться на работе модема.

Итак, первый важный совет - выбирайте модем с возможностью подключения к нему телефонного аппарата.

Кроме гнезд для подключения телефонного аппарата и подключения самого модема к телефонной линии (эти разъемы называются RJ 11), у модемов могут быть выходы для подключения микрофона и внешнего динамика. Такие модемы называются голосовыми (Voice Modem). Использовать разъем для подключения внешнего динамика можно и для подключения модема к звуковой карте компьютера, чтобы не подключать дополнительных динамиков. Ну а если подключить к такому модему внешний микрофон, то с ним можно будет работать, как с обычным телефоном.

Кроме описанных функций почти все современные модемы способны выполнять функции факс-аппарата. С помощью специальной программы, поставляемой вместе с модемом или приобретаемой отдельно, вы сможете не только посылать факсы (текстовые документы или картинки), но и принимать их. Поэтому полное название современного модема может звучать так: Voice Fax Modem.

Однако при выборе модема необходимо учесть одно обстоятельство. Дополнительные функции, выполняемые модемами, - это вовсе не самое главное. По личному опыту и по опыту всех своих знакомых, которых можно назвать профессиональными пользователями компьютеров, могу утверждать, что если вам и придется использовать модем в голосовом режиме и в режиме факс-аппарата, то крайне редко. В 99% случаев вы будете использовать модем исключительно для передачи или приема данных, то есть именно в том режиме, для которого он в первую очередь и предназначен. Поэтому серьезно относиться к дополнительным функциям модема вряд ли имеет смысл.

Еще один момент, который необходимо учесть при выборе модема, это поддерживаемые протоколы. Протоколы - это определенный набор правил взаимодействия между модемами. Модемных протоколов существует большое количество, но в настоящее время используются в основном два протокола - V.34/V.34+ и V.90. При этом если модем поддерживает протокол V.90, то он автоматически будет поддерживать и протокол V.34. Самое важное различие между протоколами с точки зрения пользователя заключается в максимально возможной скорости передачи, которую принято измерять в количестве переданных бит за одну секунду (бит/с). Эти единицы измерения еще называют bps, что в переводе с английского как раз и означает «бит в секунду» (bit per second). В протоколе V.34+ максимальная скорость передачи и приема данных установлена равной 33 600 бит/с, а в протоколе V.90 скорость приема данных ограничена значением 56 000 бит/с, а скорость передачи данных не может быть больше 33 600 бит/с. Таким образом, протокол V.90 является асимметричным по скорости передачи и приема. Но самая интересная особенность этого протокола в том, что возможность его использования зависит не от модема, а от качества вашей телефонной линии и типа местной телефонной станции. Поэтому можно купить очень дорогой модем, поддерживающий протокол V.90 и не получить желаемой скорости соединения. Следует помнить, что для работы по протоколу V.90 необходимо, чтобы ваша местная телефонная станция была цифровой. В противном случае соединение по этому протоколу окажется невозможным и приобретение модема с поддержкой именно этого протокола станет бессмысленным. Узнать тип вашей местной телефонной станции (АТС) можно либо обратившись непосредственно на АТС, либо выяснив это у тех соседей по микрорайону, кто уже имеет модем.

Кроме упомянутых протоколов передачи существуют протоколы сжатия данных и коррекции ошибок. Однако все современные модемы поддерживают необходимые для нормальной работы протоколы, поэтому волноваться по этому поводу не стоит.

Итак, обсудив особенности современных модемов, мы так и не решили главного вопроса - как же выбрать хороший модем? Для тех, кто живет в новых микрорайонах с новыми и, естественно, цифровыми АТС, проблема решается очень просто. Вам, счастливчикам, подойдет любой модем, в том смысле, что любой, даже некачественный модем на хорошей линии связи будет работать без проблем. Поэтому покупайте тот, который вам больше нравится. Если же вы живете в старом районе, где используется достаточно старая АТС, то вам потребуется действительно хороший модем, способный противостоять различного рода помехам. Наиболее известными компаниями, производящими качественные (и подчас дорогие) модемы, являются U.S.Robotics, ZyXEL, Inpro, CNet и D-Link. Большинство модемов этих компаний отличаются возможностью эффективной настройки модемов на конкретную линию связи.

По материалам публикаций КомпьютерПресс

КомпьютерПресс 4"2001

Модем – это устройство, предназначенное для модуляции сигнала, то есть для преобразования аналогового сигнала в цифровой. Именно от слова «модуляция» и произошло название «модем». С помощью модема пользователь выходит в сеть Интернет. Первое аналогичное устройство появилось в 1979 году. За это время, конечно, много изменилось. Изменилась и скорость, которая может сильно отличаться у пользователей, поэтому некоторые хотят измерить скорость интернета.

Виды модемов

1) Оптоволоконный модем. Устройство подсоединяет компьютер к глобальной сети посредством оптоволоконного кабеля.

2) Кабельный модем. Он позволяет передавать сигнал через стандартный телевизионный кабель. При этом работа в Интернете никак не влияет на качество передачи телевизионного сигнала.

3) ISDN-модемы. Такие модемы служат для работы в цифровых сетях – с их помощью возможно передавать голос, текстовую информацию и графику в одно и то же время с постоянной высокой скоростью.

4) ADSL-модемы. Они подключаются к телефонной линии, но работают по особой технологии, благодаря чему скорость доступа возрастает в разы. Такие модемы не распространены в связи с тем, что требуется специальное сложное оборудование, которое не всегда себя оправдывает.

По функциональному признаку модемы классифицируются следующим образом:

1) Аналоговые модемы работают на передачу информации и прием сигнала.

2) Факс-модемы удобны тем, что выполняют функцию факса.

Модемы подразделяются на внешние и внутренние.

Внешний модем выглядит как маленькая коробочка и подключается к ПК через основной COM-порт, в отдельных случаях – через USB-порт. Внешний модем оснащен индикаторами, по которым можно считывать необходимую информацию.

Модемы имеют обыкновение зависать, в этом случае его нужно выключить и снова включить. Подсоединять внешний модем проще, чем внутренний – необходимо подсоединить кабель одним концом к модему, а другим – к компьютеру.

Внутренний модем – это небольшая плата, которая устанавливается в специальный PCI-слот, который находится внутри компьютера. Внутренние модемы дешевле и не требуют блока питания и отдельной розетки для подключения.

Итак, модемы и модуляция-демодуляция...

Понятие "модем" является сокращением от известного компьютерного термина модулятор-демодулятор. Модем - это устройство, которое преобразовывает цифровые данные, исходящие из компьютера, в аналоговые сигналы, которые могут передаваться по телефонной линии. Все это дело называется модуляцией. Аналоговые сигналы затем вновь преобразовываются в цифровые данные. Это дело называется демодуляцией.

Схема весьма простая. В модем из центрального процессора компьютера поступает цифровая информация в виде нулей и единиц. Модем анализирует эту информацию и преобразовывае.т ее в аналоговые сигналы, которые и передаются через телефонную линию. Другой модем получает эти сигналы, преобразовывает их опять в цифровые данные и посылает эти данные назад в центральный процессор удаленного компьютера.

Modulation type (Тип модуляции), которая позволяет выбирать частотную или импульсную модуляцию. На всей территории России используется импульсная модуляция.

Аналоговый и цифровой сигналы

Телефонная связь осуществляется через так называемые аналоговые (звуковые) сигналы. Аналоговый сигнал идентифицирует информацию, которая передается непрерывно, в то время как цифровой сигнал идентифицирует только те данные, которые определены на кокретном этапе передачи. Преимущество аналоговой информации перед цифровой есть способность полностью представить непрерывный поток \ информации.

С другой стороны на цифровые данные менее сказываются разного рода шумы и скрежеты. В компьютерах данные хранятся в индивидуальных битах, суть которых есть 1 (начать) или О (закончить).

Если все это дело представить графически, то аналоговые сигналы есть синусоидальные волны, в то время как цифровые сигналы представляются в виде прямоугольных волн. Например, звук является аналоговым сигналом, поскольку звук всегда изменяется. Таким образом, в процессе пересылки информации по телефонной линии, модем получает цифровые данные от компьютера и преобразовывает их в аналоговый сигнал. Второй модем, находящийся на другом конце линии, преобразовывает эти аналоговые сигналы в исходные цифровые данные.

Интерфейсы

Вы можете использовать модем в вашем компьютере с помощью одного из двух интерфейсов. Ими являются:

MNP-5 Последовательный интерфейс RS-232.

MNP-5 Четырехконтактный телефонный кабель RJ-11.

Например, внешний модем подключается к компьютеру посредством кабеля RS-232, а к телефонной линии - с помощью кабеля RJ11.

Сжатие данных

В процессе передачи данных необходима скорость большая, чем 600 битов за секунду (bps или бит\сек). Связано это с тем, что модемы должны собрать биты информации и передавать их далее через более сложный аналоговый сигнал (весьма мудреная схема). Сам процесс подобной передачи допускает передачу многих битов данных в одно и то же время. Понятно, что компьютеры более чувствительны к передаваемой информации и поэтому воспринимают ее намного быстрее, чем модем. Это обстоятельство порождает дополнительное время модема, соответствующее тем битам данных, которые необходимо как-то сгруппировать и применить к ним те или иные алгоритмы сжатия. Так появились два так называемых протокола сжатия:

MNP-5 (протокол передачи, имеющий степень сжатия 2:1).

V.42bis (протокол передачи, имеющий степень сжатия 4:1).

Протокол MNP-5 обычно используется при передаче тех или иных уже сжатых файлов, в то время, как протокол V.42bis применятся даже к несжатым файлам, так как он может ускорять передачу именно таких данных.

Нужно сказать, что при передаче файлов, если протокол V.42bis вообще недоступен, то лучше всего отключить и протокол MNP-5.

Коррекция ошибок

Коррекция ошибок - метод, с помощью которого модемы тестируют пересылаемую информацию на предмет наличия в ней тех или иных повреждений, возникших в течение передачи. Модем разбивает подобную информацию на маленькие пакеты, которые называются фреймами. Передающий модем присоединяет так называемую контрольную сумму к каждому из этих фреймов. Модем получения проверяет, соответствует ли контрольная сумма посланной информации. Если - нет, то фрейм опять пересылается.

Фрейм является одним из ключевых терминов передачи данных. Под фреймом понимают базовый блок данных с заголовком, присоединенной к этому заголовку информацией и данными, которые и завершают сам фрейм. Добавленная информация включает номер фрейма, данные о размере передаваемого блока, синхронизирующие символы, адрес станции, код коррекции ошибок, данные переменного объема и так называемые индикаторы Начало передачи (стартовый бит)/Конец передачи (стоп-бит). Это означает, что фрейм является пакетом информации, который передается ^как одно целое.

Например в Windows 98 в параметрах настройки модема существует опция Stop bits (Стоповые биты), которая позволяет установить количество стоповых битов. Стоповые биты данных являются одной из разновидностей так называемых граничных служебных битов. Столовый бит определяет конец цикла при асинхронной передаче (промежуток времени между передаваемыми символами меняется) данных в кратковременном цикле.

Протоколы MNP2-4 и V.42

Несмотря на то, что коррекция ошибок может замедлять передачу данных на шумных линиях, этот метод обеспечивает надежную связь. Протоколы MNP2-4 и V.42 являются протоколами коррекции ошибок. Эти протоколы определяют, каким образом модемы проверяют данные.

Как и протоколы сжатия данных, протоколы коррекции ошибок должны поддерживаться как передающим, так и принимающим модемами.

Управление потоком или Flow Control

В процессе передачи один модем может пересылать данные намного быстрее, чем другой модем может принимать эти данные. Так называемый метод управления потоком позволяет сообщить принимающему модему информацию о том, чтобы этот модем в какие-то моменты времени приостанавливал прием данных. Управление потоком может быть реализовано как на программном (XON/XOFF - Старт-сигнал/Стоп-сигнал), так и на аппаратном (RTS/CTS) уровнях. Управление потоком на программном уровне осуществляется через пересылку определенного знака. После того, как сигнал получен, передается другой символ.

Например, в Windows 98 в параметрах настройки модема существует опция Data bits (Биты данных), которая позволяет установить информационные биты данных, используемые системой для выбранного последовательного порта. Стандартный набор символов компьютера состоит из 256 элементов (8 бит). Поэтому опция по умолчанию есть 8. Если ваш модем не поддерживает псевдографику (работает только со 128 символами), сообщите об этом выбором опции 7.

Там же в Windows 98 в параметрах настройки модема существует и опция Use flow control (Управление потоком),

которая позволяет определить способ реализации обмена данных. Здесь вы можете исправлять возможные ошибки, возникающие при передаче данных от компьютера в модем. Принятая по умолчанию, установка XON/XOFF означает, что управление потоком данных осуществляется программными методами через стандартные управляющие символы ASCII, которые и посылают в модем команду приостановить/ возобновить передачу.

Управление потоком на программном уровне возможно лишь в том случае, если используется последовательный кабель. Так как управление потоком на программном уровне регулирует процесс передачи посредством пересылки некоторых символов, то может возникнуть сбой или даже окончание сеанса связи. Объясняется это тем, что тот или иной шум в линии может сгенерировать совершенно аналогичный сигнал.

Например, при управлении потоком на программном уровне, бинарные файлы не могут пересылаться, поскольку подобные файлы могут содержать управляющие символы.

Через управление потоком на аппаратном уровне RTS/CTS предана информации осуществляется намного быстрее и безопаснее, чем через управление потоком на программном уровне.

Буфер FIFO и микросхемы универсального асинхронного интерфейса UART

Буфер FIFO чем-то похож на перевалочную базу: пока данные поступают в модем, часть их отправляется в емкость буфера, что дает некоторый выигрыш при переключении с одной задачи на другую.

Например, операционная система Windows 98 поддерживает только микросхемы универсального асинхронного интерфейса (Universal Asynchronous Receiver Transmitter, UART) серии 16550 и позволяет управлять самим буфером FIFO. С помощью флажка Use FIFO buffers requres 16550 compatible UART (Использовать буферы FIFO) вы можете заблокировать (не позволять системе накапливать данные в емкости буфера) или разблокировать (дать возможность системе накапливать данные в емкости буфера) буфер FIFO. Нажав кнопку Advanced, вы обратитесь к диалогу Advanced Connection Settings (Дополнительные параметры соединения), опции которой позволяют настроить соединение вашего модема.

S-регистры

S-регистры находятся где-то внутри самого модема. Именно в этих самых регистрах хранятся установки, которые тем или иным образом могут влиять на поведение модема. В модеме присутствует масса регистров, но только первые 12 из них считаются стандартными регистрами. S-регистры устанавливаются таким образом, что посылают в модем команду ATSN=xx, где N соответствует номеру устанавливаемого регистра, а хх определяет сам регистр. Например, через регистр SO вы можете задать количество звонков для ответа.

Прерывания IRQ

Периферийные устройства связываются с процессором компьютера через так называемые прерывания IRQ. Прерывания являются сигналами, которые заставляют процессор приостановить ту или иную операцию и передать ее выполнение так называемому обработчику прерываний. Когда центральный процессор получает прерывание, он просто приостанавливает процесс и перепоручает прерванную задачу программе-посреднику с именем Interrupt Handler. Все это дело работает независимо от того, была ли обнаружена ошибка в работе того или иного процесса или нет.

Информационный порт связи или просто СОМ-порт

Последовательный порт узнать весьма просто. Вы можете это сделать, просто посмотрев на разъем. СОМ-порт использует 25-контактный разъем с двумя рядами контактов, один из которых длиннее других. При этом, практически все последовательные кабели имеют именно 25-контактные разъемы с обеих сторон (в остальных случаях требуется специальный адаптер).

СОМ-порт (последовательный порт) является портом, через который компьютеры связываются с устройствами, такими как модем и мышь. Стандартные персональные компьютеры имеют четыре последовательных порта.

Порты СОМ 1 и СОМ 2 обычно используются компьютером в качестве внешних портов. По умолчанию все четыре последовательных порта имеют два прерывания IRQ:

СОМ 1 привязан к IRQ 4 (3F8-3FF).

СОМ 2 привязан к IRQ 3 (2F8-2FF).

СОМ 3 привязан к IRQ 4 (3E8-3FF).

СОМ 4 привязан к IRQ 3 (2E8-2EF).

Тут-то как раз и могут возникать конфликты, так как внешние порты других устройств ввода-вывода 1/0 или контроллеров могут использовать те же прерывания IRQ.

Поэтому, назначив модему СОМ-порт или IRQ, вы должны проверить другие устройства на предмет наличия у них

тех же последовательных портов и прерываний.

Нужно сказать, что подключенные к телефонной линии параллельно модему устройства (особенно АОН) могут очень ощутимо ухудшат* качество работы вашего модема. Поэтому рекомендуется подключать телефоны через предназначенное для этого гнездо в модеме. Только в этом случае он будет отключать их от линии при работе.

Флэш-память вашего модема

Флэш-память - постоянная память или ППЗУ (постоянное перепрограммируемое запоминающее устройство), которая может быть стерта и вновь запрограммирована.

Перепрограммированию подлежат все модемы, в названии которых пристуствует строка "V. Everything". Кроме того, модемы "Courier V.34 dual standart" подлежат программной модернизации в случае, если в строке Options в ответе на команду ATI7 присутствует протокол V.FC. Если же в модеме нет этого протокола, то модернизация в "Courier V. Everything" производится заменой дочерней платы.

Существуют две модификации модемов Courier V. Everything - с так называемой частотой супервизора 20.16 MHz и 25 MHz. Для каждого из них существуют свои версии прошивок, и они не являются взаимозаменяемыми, т.е. прошивка от модели 20.16 MHz не подойдет для модели 25 MHz, и наоборот.

Программируемая пользователем память NVRAM

Все настройки модема сводятся к правильной установке значений регистров NVRAM. NVRAM - программируемая пользователем память, сохраняющая данные при выключении питания. NVRAM используется в модемах для хранения конфигурации по умолчанию, загружаемой в RAM при включении. Программирование NVRAM производится в любой терминальной программе с помощью АТ-команд. Полный перечень команд может быть получен из документации на модем, или получен в терминальной программе по командам АТ$ АТ&$ ATS$ AT%$. Запишите в NVRAM фабричные настройки с аппаратным контролем данных - команда AT&F1, затем внесите коррективы по настройке модема в совокупности с конкретной телефонной линией и запишите их в NVRAM по команде AT&W. Дальнейшую инициализацию модема нужно производить через команду ATZ.4.

Прикладное программное обеспечение для передачи данных

Программы для передачи данных позволяют вам соединиться с другими компьютерами, BBS, Internet, Intranet идругими информационными службами. В вашем распоряжении может быть весьма обширный набор подобных программ. Например, в Windows 98 в ваше распоряжение предоставляется весьма неплохой терминальный клиент Hyper Terminal.

Если у вас появились проблемы, связанные с установкой связи с другими модемами

Для начала необходимо оценить характер линии связи. Для этого после удачного сеанса до переинициализации модема введите команды ATI6 - диагностика связи, ATI11 - статистика соединения, ATY16 - амплитудо-частотная характеристика. Полученные данные необходимо записать в файл. После анализа полученных данных необходимо произвести изменения текущей конфигурации и затем записать их в NVRAM по команде AT&W5.

Российские телефонные линии и импортные модемы

Выбор модемов сегодня достаточно велик, и разница в их стоимости весьма значительна. Скорость передачи более 28 800 бит/с на российских телефонных линиях обычно недостижима. Выше 16 900 бит/с можно получить лишь в том случае, если провайдер услуг Internet имеет линии на той АТС, к которой подключен ваш телефон. В других случаях, работа в Internet слишком утомительна, поскольку при типовой (и даже не всегда достижимой) скорости 9 600 бит/с она превращается в сплошное ожидание. Поэтому для устойчивой передачи данных при помехах в телефонной линии нужен высококлассный модем, который стоит не менее 400 долларов США.

Какой модем лучше - внутренний или внешний?

Внутренний модем устанавливается в свободный слот расширения на материнской плате компьютера и подключается к встроенному блоку питания, а внешний представляет собой автономное устройство, соединенное с компьютером через стандартный последовательный порт.

Каждая из конструкций имеет свои достоинства и недостатки. Внутренний модем занимает слот системной шины (а их, как правило, не хватает), следить за его работой трудно из-за отсутствия индикаторов, к тому же описываемые модели принципиально не пригодны для портативных компьютеров типа notebook, имеющих узкопрофильный корпус и в большинстве случаев не обладающих разъемами расширения. В то же время внутренний модем на несколько десятков долларов дешевле внешних аналогов, не занимает места на столе и не создает путаницу проводов. Использование же внешнего модема подразумевает, что в компьютере, к которому он подсоединен, установлены наиболее современные микросхемы управления последовательным портом (UART). Микросхемы UART появились еще в первых ПК, поскольку уже тогда стало ясно, что обмен данными через последовательный порт - слишком медленная и сложная операция и лучше поручить ее специальному контроллеру. С той поры выпущено несколько моделей UART. В компьютерах типа IBM PC и XT, а также в полностью совместимых с ними, использовалась микросхема 8250, в AT ее сменила UART 16450. Большинство компьютеров на базе процесоров i386 и i486 до последнего времени комплектовались контроллером 16550, в котором появились внутренние аппаратные буферы типа "очередь", а сегодня стандартом становится UART 16550A - микросхема, аналогичная предыдущей, но с устраненными недоработками. Отсутствие буферов во всех микросхемах, кроме последней, приводит к тому, что передача данных через последовательный порт на скорости выше 9600 бит в секунду становится неустойчивой (использование MS Windows снижает этот порог до 2400 бит/с).

Если необходимо подключить высокоскоростной внешний модем к компьютеру, использующему устаревшую микросхему UART, следует либо сменить мультикарту, либо добавить специальную карту расширения (что займет один слот шины и лишит внешний модем важнейшего преимущества). У внутренних модемов такая проблема не возникает - они СОМ-порт не используют (точнее, они его содержат). Сейчас у внутренних модемов появляется еще одно преимущество, также связанное со скоростью работы. Согласно спецификации V.42bis, данные при передаче могут быть сжаты примерно в четыре раза, следовательно модем, работающий на скорости 28800 бит/с, должен получать данные из компьютера или отправлять их в него со скоростью 115600 бит/с, что является пределом для последовательного порта ПК. Однако 28800 бит/с - не предел для телефонной линии, где максимум лежит где-то в районе 35000 бит/с, а на цифровых линиях (ISDN) пропускная способность превышает 60000 бит/с. Следовательно, в данной ситуации последовательный порт станет "узким горлом" всей системы, и потенциальные возможности внешнего модема не будут реализованы. Сейчас производители модемов разрабатывают модели, которые могли бы подключаться к более быстродействующему параллельному порту, однако очевидно, что устройства, проданные сейчас, к этому приспособить будет невозможно.

В то же время многие модемы можно модернизировать для работы на больших скоростях, вплоть до способности работать на ISDN. Но все упирается в ограничительный барьер со стороны компьютера, который для внутреннего модема существенно выше 4 Мбайт/с (пропускная способность шины ISA). Кстати, все ISDN-модемы внутренние. Правда, все это будет завтра (а может и послезавтра), а сегодня можно сказать одно: выбирайте устройство того типа, который нравится вам - никаких функциональных различий между внутренними модемами и их внешними аналогами нет.

Какой модем выбрать и как его выбрать

Модем не может быть уникальным. Ваш модем должен быть понят другими модемами. Это означает, что модем должен поддерживать максимальное количество стандартов, то есть исправление ошибок, методы обмена данными и их сжатие. Самый распространенный стандарт - V.32bis для модемов со скоростью обмена 14000 бит/с. Для модемов со скоростью работы 28800 бит/сек стандартизованным протоколом является V.34.

Кроме этого, необходимо подчеркнуть, что модемы, имеющие скорость обмена данными 16800, 19200, 21600 или 33600, не являются стандартными.

Никакая коррекция ошибок не должна быть программной. Все должно быть вшито в модем его производителем.

О внешности и о внутренности. Внешний модем через специальный шнур подключается к вашему последовательному порту. Такой модем, как правило, имеет регулятор громкости, информационные индикаторы, блок питания и другие, иногда полезные прйблуды. Если вы профессионал, то вам должно быть все равно, какой модем выбрать - внутренний или внешний. Обычно, хороший внутренний модем через специальный софт неплохо эммулирует всю наглядность внешнего модема.

Не покупайте чисто импортные модемы. Эти железяки не уживаются на наших древних линиях. Приобретайте только сертифицированные модемы, то есть железо, специально прошитое под наши грязные телефонные станции.

В России такой выбор весьма невелик. Этот рынок забили две компании: ZyXEL из солнечного Тайваня и U.S. Robotics из США. Модемы последней фирмы выбирают профессионалы (Courier), первой - все остальные, то есть все те юзеры, которые выбирают так называемый сверхнадежный протокол ZyCell.

Итак, выбирайте Courier. И, поверьте, это не реклама.

Трудно себе представить персональный компьютер без возможности доступа в интернет. Интернет является средой, где аккумулируется большой обьем информации, полноценный доступ к которой доступен только при использовании модема. Модем это устройство, которое является мостом между компьютером и этой информацией. Модем - это устройство для передачи данных по обычным телефонным линиям, служащее для связи двух компьютеров. Само слово "модем" является сокращением oт "модулятор-демодулятор". Все телефонные линии, как правило, работают с аналоговые сигналом, а компьютер, - с цифровым. Поэтому основной функцией модема можно считать преобразование цифрового сигнала компьютера в аналоговый телефонной линии и наоборот.

Подключение модема

Модемы к компьютеру могут подключаться через последовательный интерфейс RS-232, параллельный интерфейс и USB интерфейс. Подключение к телефонной линии производится посредством кабеля RJ11. На практике подключение чаще осуществляется через последовательный интерфейс порт COM2 т. к. СОМ1 чаще всего бывает, занят другими устройствами, например "мышкой".

Конфигурация портов:

СОМ 1 привязан к IRQ 4 (3F8-3FF).

СОМ 2 привязан к IRQ 3 (2F8-2FF).

СОМ 3 привязан к IRQ 4 (3E8-3FF).

СОМ 4 привязан к IRQ 3 (2E8-2EF).

Подключив модем к СОМ-поргу и назначив IRQ, обязательно нужно проверить другие устройства на предмет наличия у них тех же последовательных портов и прерываний.

Настройка модема на тот или иной порт и прерывание (IRQ), обычно осуществляется с помощью джамперов, переключателей или программным путем. Общие сведения

Цифровые данные, поступающие в модем из компьютера, преобразуются в нем путем модуляции (по амплитуде, частоте, фазе) в соответствии с избранным стандартом протоколом и направляются в телефонную линию. Модем-приемник провайдера, понимающий данный протокол, осуществляет обратное преобразование (демодуляцию) и пересылает восстановленные цифровые данные в свой компьютер. Таким образом, для обеспечения устойчивой связи необходимо, чтобы ваш модем поддерживал общий протокол, был подключен непосредственно к компьютеру, а линия связи по своим параметрам могла пропускать модулированные сигналы.

Физически в модемах все это реализовано достаточно просто сигнал представляет собой несущую (синусоиду опр. частоты), дискретно промоделированную по фазе и амплитуде, т. е. друг за другом идут фрагменты этой синусоиды с разными амплитудами (возможно несколько фиксированных значений) и сдвигом фазы относительно предыдущего фрагмента (рис. 1).

Стандарты модуляции

Для передачи данных с помощью модемов используется модуляция. Чтобы передающее и принимающее устройства "понимали" друг друга, они должны использовать один и тот же метод модуляции. Как правило, при различных скоростях передачи данных используются разные методы модуляции, но иногда передача данных с одной и той, же скоростью тоже может осуществляться с помощью различных методов модуляции.

При передаче данных отправляющий модем преобразует цифровые данные в аналоговый сигнал, который передается по телефонной линии. Принимающий модем выполняет обратное преобразование - из аналоговой формы в цифровую

Виды модуляции

Частотная модуляция. Когда нули передаются сигналом одной частоты, а единицы - другой, мы имеем дело с частотной модуляцией (ЧМ). Частотная модуляция реализуется наиболее просто и работает весьма надежно, однако имеет естественный предел, связанный с тем, что полоса пропускания телефонного канала очень мала. Теоретически она составляет всего 4 кГц, но из-за того, что в начале и конце полосы пропускания велики нелинейные искажения, реально доступен диапазон от 300 Гц до 3400 Гц. А это означает, что даже если весь период сигнала отдать одному биту, то скорость передачи не может превысить половины полосы пропускания. Поэтому если бы в моде мах использовалась только частотная модуляция, то они и по сей день работали бы со скоростью 1200-1500 бит в секунду. Зато на малых скоростях частотная модуляция работает весьма надежно. Этот вид модуляции был закреплен стандартом V.21 и применялся в ранних модемах, хотя не забыт и сегодня. Именно в таком режиме современные модемы начинают свою работу. Выходя на связь, модем еще "не знает", какими свойствами обладает его партнер, и двум модемам нужен какой-то переговорный процесс для согласования параметров дальнейшей работы. Поэтому в первый момент модемы обмениваются посылками нанизкой скорости, модулированными по частоте.

Амплитудная модуляция. Если нули передаются сигналами одной громкости, а единицы - другой, то это амплитудная модуляция (AM). Технически создать амплитудную модуляцию еще проще, чем частотную, но надежность передачи при этом мала, поэтому амплитудную модуляцию используют весьма ограниченно. В современных модемах ее сочетают с фазовой модуляцией для того, чтобы передать больше информации (более одного бита данных) в одном периоде сигнала.

Фазовая и фазоразностная модуляция Метод фазовой модуляции (ФМ) основан на том, что если два гармонических (синусоидальных) сигнала имеют сдвиг по фазе, то его можно обнаружить, замерить и использовать для передачи данных (рис. 2).

Рис. 2. Сдвиг по фазе двух сигналов на 90°

Хотя в телефонных сетях есть устройства, способные исказить фазу сигнала, тем не менее, этот метод модуляции позволяет более уверенно выделять полезные данные на фоне шума, чем амплитудная и частотная модуляция. Разумеется, этот вывод относится только к тому диапазон у звуковых частот, который характерен для телефонных сетей.

С помощью фазовой модуляции можно закодировать в одном периоде сигнала несколько бит информации. Например, сдвигу в 0° можно присвоить двухбитное значение 00, сдвигу в 90° - значение 01, сдвигу в 180° - значение 10, а сдвигу в 270° - значение 11.

Обратите внимание на то, что сдвиг по фазе для одного сигнала не имеет смысла - обязательно нужна пара сигналов, чтобы было, что сравнивать. В модемах замеряется сдвиг по фазе очередного сигнала относительно предыдущего. Таким образом, играет роль не то, какая у данного сигнала фаза, а какой переход произошел в фазе при приеме очередного сигнала. Если предыдущий сигнал имел фазу 0°, а последующий - фазу 90°, то это то же самое, что переход от 180° к 270° и, соответственно, то же, что переход от 270° к 0°. Поэтому фазовую модуляцию еще очень часто называют фазоразностной модуляцией. Этим подчеркивают, что измеряют не фазу, а разность фаз между двумя последовательными сигналами и по ней определяют, какие были переданы данные.

Основные характеристики модема

Любое компьютерное устройство, имеет свои характеристики. К основным характеристикам модема (рис. 3) относятся:

Максимальная скорость передачи данных, измеряемая в Кбит /сек или бод;

Поддерживаемые протоколы работы;

Возможность работы модема как факса;

Протоколы передачи данных

Скорость передачи модема также зависит от протоколов, с которыми он умеет работать. Протокол передачи данных - это определенный стандарт, по которому модемы взаимодействуют друг с другом. Каждый протокол выполняет определенное действие. Например, один отвечает за коррекцию ошибок во время обмена данными, другой - за метод сжатия данных (позволяет при передаче данных производить их сжатие, что уменьшает время передачи) и т. д. Все протоколы можно разбить на четыре группы:

• протоколы взаимодействия и модуляции;
• протоколы сжатия данных;
• протоколы коррекции ошибок.

В протоколах взаимодействия описан порядок взаимодействия модемов между собой. Е них указывается, что должен сообщить о себе вызывающий модем, и что должен ответить вызываемый модем. Согласно протоколу взаимодействия оба модема вступают в диалог и обмениваются параметрами, необходимыми для создания надежного и максимально производительного соединения.