Устройства обмена данными

Модем– устройство для передачи компьютерных данных на большие расстояния по телефонным линиям связи.

Цифровые сигналы, вырабатываемые компьютером, нельзя напрямую передавать по телефонной сети, потому что она предназначена для передачи человеческой речи – непрерывных сигналов звуковой частоты.

Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона (этот процесс называется модуляцией), а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией. Отсюда название устройства: модем – модулятор/демодулятор.

Модем работает в режимах передачи и приема сигналов синхронно (с передачей по отдельному каналу сигнала тактовой частоты) либо асинхронно (передаваемые данные окаймлены старт-стопными символами) в соответствии с принятым стандартом.

В режиме передачи модем выполняет модуляцию носителя сообщением, а в режиме приема - демодуляцию носителя. Модуляция предполагает изменение одного либо нескольких параметров носителя в соответствии с законом изменения сообщения. Демодуляция направлена на выделение сообщения из модулированного носителя. На вход модема могут подаваться аналоговые либо цифровые сигналы.

Для осуществления связи один модем вызывает другой по номеру телефона, а тот отвечает на вызов. Затем модемы посылают друг другу сигналы, согласуя подходящий им обоим режим связи. После этого передающий модем начинает посылать модулированные данные с согласованными скоростью (количеством бит в секунду) и форматом. Модем на другом конце преобразует полученную информацию в цифровой вид и передает ее своему компьютеру. Закончив сеанс связи, модем отключается от линии.

Управление модемом осуществляется с помощью специального коммутационного программного обеспечения.

Модем объединяет две ЭВМ и телефонную сеть в один инфор­мационный канал. Основной характеристикой модема является ско­рость передачи данных.Измеряется, как и пропускная способность информационного канала, в бодах (бит/с). Современные модемы могут работать на скоростях до 56 Мбит/с, что составляет примерно 5 кб/с. Это соответствует спецификации протоколов V90 и 56Kflex, однако в реальных условиях отечественных телефонных линий, скорее всего, вы будете ограничены рамками протокола V34 и соединением на скорости, не выше 33,6 (примерно 3 кб/сек). Впрочем, этих показателей вполне хватает для успешной работы в сети Интернет.

В зависимости от типа канала модем может формировать аналоговый (аналоговый модем) либо цифровой (цифровой модем) выходной сигнал, то есть допустимо пользование аналоговых и цифровых каналов связи. Любой канал связи включает среду распространения сигналов и технические средства их перенаправления, благодаря которым возможно установление связи между любыми двумя участниками информационного обмена. В зависимости от природы среды распространения различают каналы проводные и беспроводные. Каналы связи предоставляются пользователям по их запросам (коммутируемые каналы) либо арендуются ими у телефонных компаний (выделенные каналы связи). Примером коммутируемого канала связи может служить телефонная сеть общего пользования (General Switched Telephone Network).

Сейчас не существует единой классификации модемов. Поэтому рассмотрим их разновидности с учетом конструктивных особенностей, модемных протоколов и распространения модемных сигналов.

В зависимости от конструкции различают прежде всего модемы:

1. Внешние (автономные устройства). Они подключаются к последовательным портам устройств, СОМ-портам компьютера и параллельным портам. Ныне большинство внешних модемов (например, Boca Tidal Wave 56k Speakphone Modem фирмы Boca Ration)снабжаются гнёздами для подключения динамиков и микрофона. Тем самым они поддер­живают речевую технологию передачи сообще­ний. Поэтому их называют спикерфонами.

Зачастую внешние модемы наделяют свойства­ми телефонного аппарата, приемника и факса (факс - аппарат факсимильной связи, обеспечи­вающий обмен печатными иллюстрированными документами). В таких случаях их именуют факс-модемными аппаратами.

2. Встраиваемые. Встраиваемый модем может представлять собой либо отдельнуюэлектронную плату, вставляемую в слот материнской платы, либо его основные компоненты размещены на материнской плате. Последнее обеспечивается в различных вариантах интегрированными средствами, поддерживающими на плате спецификацию Intel АС'97.

Освоение новых каналов связи привело к появлению радио- и электромодемов, а в последнее время - модемов для подключения к телевизионным кабельным магистралям.

Различают радиомодемы дальнего и ближнего действия (несколько сот метров). Интерес к использованию линий электросетей для передачи информации и управления бытовой автоматикой привел к появлению электромодемов.

Электромодем содержит такие компоненты, как изолирующий модуль (модуль соединения с электросетью, выделения и ввода информационного сигнала в электросеть), усилитель, трансивер (приемопередатчик) и контроллер сетевого и канального уровней, имеющий порт синхронного параллельного/последовательного интерфейса.

Электромодемы реализуют определенную технологию передачи данных по электрическим сетям. Известны, в частности, низкоскоростные (2-5000 кбит/с) технологии и высокоскоростная технология (до 1 Мбит/с).

Кабельные модемыобеспечивают высокоскоростную связь компьютеров и домашних компьютерных телевизионных приставок через телевизионные кабельные сети, оснащенные двунаправленными усилителями сигналов. При этом кабельный модем, физически связанный с телевизионной кабельной магистралью, обменивается информацией с внешним миром через станцию кабельного телевидения. Обмен по кабельной магистрали происходит сигналами, принадлежащими двум разнесенным по частоте каналам: прямому (нисходящему) каналу, выделенному для совместной передачи цифровой информации и телевизионных сигналов от станции кабельного телевидения, и обратному (восходящему) - для передачи данных от модема. Ныне прямой канал формируется из свободных телевизионных каналов свыше 40 МГц, а обратный - ниже.

Кабельные модемы могут поддерживать симметричную и асимметричную передачи данных. В первом случае скорости обмена информацией по прямому и обратному каналам одинаковы. Во втором случае скорость загрузки данных из внешнего мира в компьютер выше, чем передаваемых в обратном направлении.

Современные кабельные модемы обеспечивают скорость передачи данных по прямому каналу в несколько десятков Мбит/с, а по обратному - не более 10 Мбит/с.

В заключение следует отметить, что современные модемы часто обладают интеллектуальными возможностями (среди них поддержка последовательного асинхрон­ного интерфейса символьными АТ-командами (от ATtention - внимание) фирмы Hayes, команд V.25bis и протокола SNMP (Simple Network Management Protocol)), реализуемых в них схемой управления с микропроцессором общего назначения либо специализированным контроллером и электрически перепрограммируемой постоян­ной памятью. Поэтому интеллектуальные модемы становятся доступными в коман­дном режиме для удаленного управления администратором либо приложением и ре­ализуют дополнительные сервисные функции (например, могут автоматически оп­ределять номер вызывающего абонента - сервисная функция АОН).

4 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА