Тех, кто собирается читать выборочно, я должен преду предить — книга моя все же больше похожа на учебник, чем на справочник, и любой раздел в этой главе довольно тесно увязан с предыдущим изложением. Впрочем, если вам действительно нужно лишь уточнить какие то детали, вы без особого труда смо жете их выяснить и при выборочном чтении. Ну а если вас все таки раздражают непонятные метафоры и ссылки — просто прочтите главу с самого начала.

Азы

Собственно, вся эта глава посвящена изложению азов. Но начну я с таких вещей, которые и вовсе способны вызвать пренебрежи тельную ухмылку у более менее грамотного пользователя персо нального компьютера. И все же я очень советую прочесть этот раздел; дело в том, что все понятия излагаются здесь с «телеком муникационной колокольни», и в дальнейшем этот материал нам не раз пригодится. Кроме того, педагогический опыт свидетельствует, что азы — именно та область, в которой многие чувствуют себя наименее уверенно.

Итак, в этом разделе вы узнаете:

•о принципиальной разнице между аналоговыми и цифровыми сигналами и о том, для чего же все таки ну жен модем;

•о том, как информация кодируется цифровыми сигналами, о таблице ASCII, о кодировках кириллицы и о разнице между текстовыми и бинарными файлами;

•о важных понятиях, относящихся к передаче информации по каналам связи вообще и по телефонному каналу в частности;

•о принципе работы модема, модуляции и демодуляции, скорости передачи данных, сжатии информации и кор рекции ошибок,

. а также о множестве других важных и интересных понятий и принципов, без знания которых очень непросто жить в современ ном телекоммуникационном мире.

Аналоговые и цифровые сигналы

Задумывались ли вы когда нибудь над тем, как по разному ломаются, скажем, телевизор и компьютер? Неисправности телеви

зора могут быть самыми разнообразными: он хрипит, двоит изображение, теряет настройку, живо реагирует на включение хо лодильника, вдруг начинает мельтешить кадрами или переходит в черно белый режим — и только в самом крайнем случае отка зывается работать вообще. Причем, согласитесь, многие из этих неисправностей все же позволяют с грехом пополам им пользо ваться.

Совсем другое дело — компьютер. Он либо работает, либо не работает окончательно и бесповоротно. Изображение и звук в ка кой нибудь игре либо точно такие же, как и всегда, — либо их нет совсем. И никакими ручками или регуляторами вы не сдвинете с места зависшую программу, не добавите в компьютер лишнюю память и не возродите к жизни изношенную дискету.

Конечно, это не значит, что компьютер проще телевизора (скорей уж наоборот). Принципиальная разница между ними не в сложности и даже не в том, что компьютер работает «по программе» (в конце концов, телевизионная программа — тоже программа, никуда от нее не денешься). Различие заключается в том, как эти устройства обходятся с информацией, которую они обрабатывают. Одно и то же изображение на экране телевизора и на экране компьютера совсем по разному представлено внутри них: в телевизоре это — аналоговый сигнал, а в компьютере —^ цифровой.1

С аналоговыми сигналами нас (с разной степенью успешно сти) знакомят еще на школьной скамье: вспомните уроки физики, тоскливо правильные синусоиды, периоды и частоты, амплитуды и резонансы... Все это, правду сказать, очень интересно, но здесь нам важно понять лишь одно: аналоговый сигнал — мягкий и гибкий, он гнется, но не ломается. Можно долго и упорно

корежить синусоиду телевизионного сигнала — экран покроется рябью, полосами, но что то разглядеть на нем будет все таки можно.

По сути, четкой границы между «правильными и «неправиль ным» аналоговым сигналом нет вообще — ведь и в самой идеаль ной телевизионной картинке есть искажения, пусть и незаметные на первый взгляд. Аналоговый сигнал может быть только «хорошим» или «плохим», т. е. с малой или большой степенью искажений.

Цифровой сигнал — нечто прямо противоположное. Ниже мы подробно рассмотрим, как он устроен и из чего состоит; здесь же я прибегну к аналогии из еще одной школьной науки — гео метрии. Некая фигура может либо быть квадратом, либо не быть им — третьего не дано; не бывает «плохих квадратов» или «хороших квадратов», «почти квадратов» или «чуть чуть не квадратов». Так же и цифровой сигнал — он либо правильный, либо нет. Стоит изменить хоть один бит (что это такое, вы узнаете ниже), как один цифровой сигнал, строго говоря, превращается в другой — причем уже совсем не тот, который нам нужен.

Вот почему компьютер, в котором вся информация хранится и передается в виде цифровых сигналов, столь нетерпим к малейшим искажениям. Если хоть один бит программы считался с диска с ошибкой, это может привести к самым непредсказуемым последствиям, из которых зависание — еще не самый худший вариант. Правда, до этого дело вряд ли дойдет, так как компьютер умеет сам следить за правильностью передачи информации и при сбое диска вы лишь получите сообщение типа «Data error reading drive с:». Но, так или иначе, результат один — программа не работает.

Почему я объясняю все это так подробно? Да потому, что аппарат, которому в первую очередь и посвящена эта книга, — модем — как раз и предназначен для преобразования одного вида сигналов в другой: цифровых в аналоговые и обратно. Все дело в том, что телефонная линия — вещь сугубо аналоговая, и цифровой компьютер не может так прямо пересылать по ней информацию. Нужен специальный преобразователь — модем.

Должен сразу сказать, что в двух словах принцип работы мо дема не опишешь. И что еще неприятнее — что, в отличие, ска жем, от текстового процессора, вы вряд лу. сможете полноценно использовать свой модем, если не будете понимать, хотя бы в об щих чертах, как он работает. Так что приготовьтесь к тому, что вам придется усвоить некоторое количество довольно непростых вещей.

Выделенные и коммутируемые линии

Линии связи, по которым компьютеры — узлы глобальных сетей общаются друг с другом, также бывают аналоговыми и цифровы ми. С последними вы вряд ли будете иметь дело, так как цифровая линия — вещь сложная и дорогая, обычно представленная не «витой парой» медного провода, а оптоволоконным кабелем. Для работы с цифровой линией нужен не модем, а совсем другое оборудование. Поэтому здесь мы будем говорить только об аналоговых линиях связи, принадлежащих в первую очередь те лефонной сети и лишь по необходимости приспособленных для компьютерной связи.

Абонентские линии, находящиеся в ведении местной теле фонной компании, бывают выделенные и коммутируемые. Ком мутируемая линия (switched line) — это обычный телефонный провод, ведущий от розетки на стене вашей квартиры или офиса к ближайшей АТС (автоматической телефонной станции). Линия эта называется коммутируемой, так как АТС может ее переключать (коммутировать), благодаря чему вы имеете возможность связываться с любым другим абонентом, имеющим свой номер — в вашем городе, стране и даже по всему миру.

Конечно, главное достоинство такой линии — именно ее ком мутируемость, позволяющая вам говорить по телефону с кем угодно. Кроме того, такие линии относительно дешевы, так как при их установке нужно протянуть провод не так уж далеко — лишь до ближайшей АТС. Большинство современных модемов предназначены для работы именно по коммутируемым линиям.

В противоположность им, выделенные линии (leased lines) идут строго из пункта А в пункт Б, и никто другой, кроме А и Б, пользоваться выделенной линией не может. Выделенные линии также предоставляются телефонной компанией, но стоят они значительно дороже — ведь при этом в ваше полное распоряже ние предоставляется отдельный канал, доступный в любое время дня и ночи. Выделенные линии обеспечивают значительно лучшее качество связи, потому что сигнал идет напрямик, не ис кажаясь и не теряясь на многочисленных переключателях и реле промежуточных АТС. Некоторые модели обычных модемов имеют специальный режим для работы по выделенным линиям; кроме того, для таких линий выпускаются особые модемы с по вышенной пропускной способностью.

Компьютерные сети используют как выделенные, так и ком мутируемые линии: как правило, узлы сети связаны между собой выделенными или цифровыми линиями, а конечные пользова тели подключаются к узлам своих провайдеров через обычные коммутируемые линии. Это позволяет объединить достоинства

обоих типов линий — высокую пропускную способность выделен ных с дешевизной и универсальностью коммутируемых^ В этой книге мы будем рассматривать связь только по аналоговым ком мутируемым линиям с помощью обычных модемов.

Важно понимать, что сам по себе телефонный провод не является ни аналоговым, ни цифровым — все зависит от того, какое оборудование подключено к его концам. Так, в США, Японии и Западной Европе телефонные компании активно развивают сеть ISDN (Integrated Services Digital Network, «Цифровая сеть комплексных услуг») — цифровую сеть, использующую в качестве физической основы те же самые абонентские коммутируемые линии. После того как ваш телефонный номер переключат на ISDN подключение, вы не сможете пользоваться обычным аналоговым телефоном (существуют специальные цифровые ISDN телефоны), но зато ваш компьютер сможет передавать и принимать данные без посредничества модема. Стоит такая услуга дороже обычной телефонной связи, но зато и обеспечивает в несколько раз большую пропускную способность. Дополнительные преимуще ства ISDN — практически мгновенное соединение, возможность говорить по телефону одновременно с передачей цифровых дан ных компьютером, а также возможность передавать при вызове служебную информацию: тип звонка (голосовой или «компью терный»), номер вызывающего абонента и т. п.

Здесь âàì íå Америка

Сейчас в телефонных сетях развитых стран аналоговыми остаются лишь те участки линий, которые ведут от АТС к телефонам абонентов. Каналы же, связывающие АТС между собой, уже давно используют цифровую передачу информации (переход на цифровые технологии в телефонии начался еще в 70 е годы). Поэтому телефонный сигнал на пути между абонентами обычно проходит три участка: сначала аналоговый от аппарата первого абонента до ближайшей АТС, затем цифровой — между двумя АТС, и последний участок — от второй АТС до телефона второго абонента — снова аналоговый. Если же разговаривают два модема, то сигнал приходится преобразовывать целых четыре раза: два раза из цифрового в аналоговый и два раза — из аналогового в цифровой. Разумеется, такая многоступенчатая система ухудшает качество передачи и снижает пропускную способность канала.

До последнего времени все модемы проектировались с расчетом на эту технологию телефонной связи, существенно ограничивавшую их пропускную способность. Новейший стандарт модуляции, поз воляющий модемам перекачивать данные со скоростью 56 Кбит/с (стр. 78), достигает своих впечатляющих результатов именно за счет обхода этой трудности. Модем, поддерживающий этот стандарт, сможет работать на скорости 56 Кбит/с, только если компьютер провайдера на другом конце линии подключен