3. Модемы: назначение, типы, выполняемые функции, протоколы.

Модем (аббревиатура, составленная из слов модулятор-демодулятор) — устройство, применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и демодуляции. Модулятор осуществляет модуляцию, то есть изменяет характеристики несущего сигнала в соответствии с изменениями входного информационного сигнала, демодулятор осуществляет обратный процесс. Частным случаем модема является широко применяемое периферийное устройство для компьютера, позволяющее ему связываться с другим компьютером, оборудованным модемом, через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем).

Типы модемов

По исполнению:

-внешние — подключаются к COM или USB порту, обычно имеют внешний блок питания (существуют USB-модемы, питающиеся от USB и LPT-модемы).

-внутренние — устанавливаются внутрь компьютера в слот ISA, PCI, PCMCIA, AMR, CNR

-встроенные — являются внутренней частью устройства, например ноутбука или док-станции.

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.

-винмодемы — аппаратные модемы, лишённые ПЗУ с микропрограммой. Микропрограмма такого модема хранится в памяти компьютера, к которому подключён модем. Работоспособен только при наличии драйверов, которые обычно писались исключительно под операционные системы семейства MS Windows.

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

-программные (Host based soft-modem) — все операции по кодированию сигнала, проверке на ошибки и управление протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера. При этом в модеме находится аналоговая схема и преобразователи: АЦП, ЦАП, контроллер интерфейса (например USB).

По типу:

-Аналоговые — наиболее распространённый тип модемов для обычных коммутируемых телефонных линий

-ISDN — модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий

-DSL — используются для организации выделенных (некоммутируемых) линий используя обычную телефонную сеть. Отличаются от коммутируемых модемов кодированием сигналов. 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

-Спутниковые

-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.

При установке связи между двумя компьютерами модемы должны договориться между собой о скорости связи, корректировке ошибок и сжатии данных. Для этого и существуют протоколы — стандартизированные алгоритмы работы модема.

Стандартные протоколы утверждены Международным телекоммуникационным союзом (ITU).

V.21 Обеспечивает скорость передачи данных 300 бит/с в дуплексном режиме. Допускает также передачу факсимильных сообщений.

V.22 Скорость составляет 1200 бит/с в полудуплексном режиме.

V.22bis Вторая редакция протокола V.22, отличается увеличенной скоростью 2400 бит/с и допускает дуплексный режим.

V.23 Ассиметричный протокол 75 бит/с в восходящем (от пользователя) канале и 600 или 1200 бит/с- в нисходящем. В конце 1980-х — начале 1990 множество выпускавшихся тогда нестандартных модемов, использовавших нестандартную, как правило — реализуемую программно модуляцию маркировались как соответствующие стандарту «V.23 mode 2». На практике они не были совместимы между собой, а реальная скорость работы более быстрого канала могла колебаться от 300 до 5600 бит/с. Наиболее известным представителем такого типа модемов являлись модемы Лександ Модификация протокола V.23 позволяющая менять восходящий и нисходящий канал местами в процессе работы используется во французской компьютерной сети Минител

V.29 Ассиметричный протокол 2400/2400-4800-7200-9600, позволяющий переключать направление в котором работает более скоростной канал в процессе работы. Является стандартным для факсов, но в модемах большого распространения не получил в связи с более низкой помехоустойчивостью, чем V.32 и рядом проблем с патентами.

V.32 Дуплексный режим. скорость 4800 и 9600 бит/с, допускает автоматическую настройку скорости передачи.

V.32bis Расширение V.32 до скорости 14400 бит/с

V.34 Дуплексный протокол, максимальная скорость 28800 бит/с. Может также поддерживать 24000 и 19200 бит/с.

V.34bis Другое название — V.34+. Максимальная скорость 33600 бит/с. Пониженные скорости: 31200, 24000 и 19200 бит/с.

V.42 Протокол обнаружения и коррекции ошибок для передачи данных с высокими скоростями.

V.42bis Протокол сжатия данных. Допускает переключение из режима сжатия в прозрачный режим и обратно, причем независимо для каждого направления.

V.44 Протокол сжатия данных.

V.70 Обеспечивает одновременную передачу голоса и данных.

V.80 Протокол видеосвязи. Обеспечивает скорость передачи видео до 10-15 кадров в секунду.

V.90 Дуплексный асимметричный высокоскоростной протокол передачи. Скорость в прямом направлении достигает 56000 бит/с, а в обратном — 33600 бит/с.

V.92 Самый современный протокол. Скорость в прямом направлении 56000 бит/с, а в обратном — 48600 бит/с.

Нестандартизированные протоколы

Помимо протоколов утверждённых ITU, существует множество других, которые были разработаны производителями оборудования или же приняты в какой-то стране.

Bell 103 и Bell 212A — применялись в США вместо V.21 и V.22 соответственно

HST — фирменный стандарт компании U.S.Robotics.

K56flex и x2 — Одновременно разработаны компаниями Lucent и Rockwell с одной стороны и Motorola с другой.

Поддерживают скорость связи до 56 кбит/с, но взаимно несовместимы. Для связи приходилось использовать V.34.