4. Что помогает преодолеть зашумленность линий связи при передаче сигнала посредством модема?

с шумами помогает справится при помощи соответствующей схемо технических и программные решения

Для того чтобы через все это счастье успеть передать как можно больше данных за единицу времени, предпринимаются определенные шаги.

Совершенствуются методы модуляции. С каждым новым принятым стандартом, устанавливающим новый рекорд скорости, изменяется алгоритм модуляции цифрового сигнала в несущую. Так как символьную скорость увеличивать дальше некуда (она практически равна пропускной способности канала – 3100 Гц), увеличивается информационная емкость каждого колебания. В последних стандартах используется сочетание фазовой и амплитудной модуляции, что позволяет закодировать до 256 позиций в одно колебание. Казалось бы, кодируй их туда по самое не хочу. К сожалению, увеличение количества позиций отрицательно сказывается на помехоустойчивости и разборчивости сигнала. Необходим некоторый компромисс.

Применяются механизмы эхокомпенсации. Этот механизм необходим для возможности одновременной передачи в обоих направлениях – дуплексного обмена. Суть его в том, что, зная свой сигнал, модем может одновременно с передачей принимать информацию, просто вычитая из результирующего сигнала в линии свой. Также этот механизм необходим для компенсации эффекта отражения своего сигнала, когда он возвращается к отправителю и увеличивает уровень помех на приеме.

Используются механизмы коррекции АЧХ. Телефонная линия обладает неравномерной амплитудно-частотной характеристикой, то есть различные частоты передаются по-разному. Для компенсации этого эффекта модем перед началом передачи выясняет, какие частоты затухают в линии, и при передаче эти самые частоты усиливает так, чтобы при приеме получить более-менее гладкую АЧХ.

Улучшаются корректирующие алгоритмы. В передаваемые данные преднамеренно вносится значительная избыточность для обеспечения помехоустойчивости. Если вкратце, то существуют некоторые запрещенные комбинации, при переходе в которые в передаваемых данных можно выявить ошибки и, при определенном стечении обстоятельств, скорректировать их. Можно использовать различные способы выявления ошибок, например применение циклических полиномов и сверточное кодирование. Суть первого заключается в вычислении некоторого остатка от деления на полином специального вида, выбранного оптимальным образом. Остаток дописывается отправителем к информационному блоку и на приеме заново вычисляется и сравнивается с принятым. Второй способ заключается в непрерывном сворачивании последующих данных на основании результатов свертки предыдущих, то есть вносится зависимость по определенному закону каждого нового передаваемого символа от предыдущего. При этом формируемые последовательности также содержат только разрешенные символы для возможности выявления ошибок.

Корректирующие алгоритмы постоянно развиваются для возможности контроля и исправления возникающих при передаче ошибок на все более высоких скоростях.

Оптимизация методов квитирования. При выявлении ошибки и невозможности ее исправления необходим механизм перезапроса передачи ошибочного блока информации. При этом необходимо оптимизировать передачу так, чтобы не ждать квитанции на каждый отправленный блок, но при этом и вовремя начинать повторную передачу. Для этого существует механизм скользящего окна, позволяющий передать определенное количество блоков без получения квитанции, и сдвиг этого окна при получении очередной квитанции. Оптимальная настройка размеров окна, величины передаваемых блоков и механизма отправки квитанции способна существенно повлиять на процесс передачи.

Сжатие. Как видно из описанного выше, процесс передачи – сложный и ресурсоемкий, и каждое увеличение скорости передачи дается потом и кровью. Поэтому необходимо сделать все возможное для того, чтобы засунуть в и без того тонкий канал как можно больше данных. Именно поэтому перед тем как выдать информацию в линию, модем пытается максимально сжать передаваемые данные, работая при этом как обычная программа-архиватор. К сожалению, эффективность его меньше упомянутых программ – это связано с необходимость сжатия на лету, что не позволяет проанализировать большие объемы данных перед кодированием (их размер ограничен величиной буфера).

Все это в совокупности позволяет достигать на зашумленной телефонной линии скоростей, позволяющих более-менее комфортно пользоваться Интернетом и перекачивать данные, не выходя из дома и не проводя дополнительные коммуникации. Да, следует добавить, не стоит ухудшить с трудом дошедший до тебя сигнал, ему и так плохо. Так что все телефоны, АОНы, автоответчики и иже с ними подключать нужно только в специальное гнездо модема, так как эти устройства могут активно влиять на происходящее в линии.