|
Модемы
Общие
положения
Модемы
(название
происходит от слияния двух слов –
модулятор и демодулятор) - это устройства,
которые позволяют организовать связь между
компьютерами, находящихся на удалении друг от друга. Если компьютеры
находятся рядом, то можно организовать связь между ними, используя
последовательный, параллельный порт, USB, Blutooht.
Однако такая связь возможна только на близких расстояниях, определенных
возможностями порта. При больших расстояниях сигнал ослабевает и
требуются специальные устройства, которые могут преобразовать сигнал в
вид, позволяющий передавать сигнал на большие расстояния. Для этого
служит устройство, которое называется «модем» – от слова
МОдулятор-ДЕМодулятор. Модулятор позволяет преобразовать цифровой
сигнал в аналоговый, а демодулятор - сделать обратное преобразования,
то есть перевести из аналогового в цифровую форму (в
более точном смысле модуляция – это изменение
характеристик несущего сигнала (как правило, низкочастотные
периодические
колебания) управляющим высокочастотным сигналом, который позволяет
передавать
необходимую информацию). Демодуляция – это выделение информационного
сигнала из
совокупности несущего и информационного
сигналов).
Практически на тех
же принципах работает факс, поэтому модемы, которые выпускаются с
возможностями факсимильной передачи, называются факс-модемом. Модемы
могут быть внутренними (вставляемые в слоты расширения), внешними
(подключаемые к портам COM, LPT, USB или сетевым кабелем к разъему
RJ-45 сетевой карты компьютера, обычно имеют внешний блок питания),
встроенными как у ноутбука или в виде карточки для подключения к
разъему PCMCIA для переносных компьютеров (последний
еще называется картой расширения PC Card и
практически
устарел. В настоящее время используется стандарт ExpressCard с
подключением к шинам USB и PCI Express). В
последнее время получили широкое распространение беспроводные
модемы (называемые модуль или шлюз), использующие линии связи сотовых
операторов
(наибольшую известность получили USB –
модемы). Принципы работы всех
устройств одинаковы.
Модемы могут быть аналоговыми
и цифровыми. Первыми стали использоваться
аналоговые модемы (dial-up).
Из-за того, что скорость передачи данных по этим модемам была не велика
(до 56 Кбит/сек), стали переходить на цифровые виды (с частотой работы
от 4 КГц до 2 Мгц и соответственно скоростью до нескольких
мегабит/сек). Кроме того, при передаче данных по аналоговому модему
нельзя вести разговор.
Большинство
пользователей для передачи данных использовало телефонную сеть. Для
того чтобы можно было использовать цифровой вид передачи, необходимо,
чтобы и посылающий и получающий имели бы цифровую АТС. Кроме того, на
телефонной линии не должно быть спаренных телефоном и охранной
сигнализации. До сих пор некоторые пользователи пользуются аналоговыми
модемами.
Основные характеристики
модемов:
- внутренний
или внешний.
Внутренний модем - это карта, которая вставляется в разъем на
материнской плате. Такой модем вставляется как обычная карта, однако
нужно подключить провода, как это указано ниже. Внутренний модем, как
правило, дешевле внешнего. Но он не требует места на столе, не занимает
последовательный порт компьютера.
Внешние модемы (новые)
подключаются к разъему USB, PCMCIA или ExpressCard
и не требуют дополнительного питания, так как получают его из разъема.
Внешний
модем (старые) подключается к последовательному порту и находится в
отдельном корпусе. Данный вид требует подключения к электрической сети
через трансформатор. К его достоинствам нужно отнести то, что он не
занимает слот расширения, позволяет легко перенести его от одного
компьютера к другому.
- поддерживаемый стандарт
и скорость передачи;
- размер оперативной
памяти или флэш-памяти.
Дополнительные
возможности модемов:
оцифровка голоса и перевод его в аналоговый сигнал для разговора при
передаче данных; факс; автоматическое определение номера звонившего;
автоответчик; электронный секретарь и прочие возможности, которые имеют
телефонные аппараты.
Как правило, современный
модем имеет следующие возможности телефона,
которые мы и приведем. Это: переговоры с несколькими абонентами;
временное отключение микрофона; включение внешних громкоговорителей;
память для номеров абонентов; повторный вызов абонента; автодозвон;
автоматическое определение номера; запоминание звонивших номеров и
времени звонка; определение второго звонка во время разговора; защита
от нежелательных звонков; запись получаемых сообщений; автоответчик;
дистанционное управление; на панели телефона могут быть кнопки с
функциями: автоповтор, прослушивание оставленных сообщений, отключение
телефона, выключение внешних динамиков и пр.; на панели телефона могут
быть индикаторы, определяющие режим работы, снятие трубки и пр.; может
быть дисплей с данными о входящих и исходящих звонках, времени
разговора и пр.; голосовой набор, пользователь голосом называет фамилию
абонента, а модем соединяет с его номером; быстрый набор, набор номера
при помощи одной или двух клавиш; автосекретарь, ответ на поступившие
звонки при разговоре с другим абонентом; сбор статистики о количестве
поступивших звонков, их номерах, времени разговора в течение дня и пр.;
другие функции, например, дозвон по определенному номеру в определенное
время дня, будильник и пр.
При
зависании модема можно восстановить его работоспособность сбросом
питания (внешний вынуть и снова вставить), при этом выключать компьютер
не требуется. Кроме того, он имеет индикацию, по которой можно
определить состояние модема.
Цифровые
модемы.
В настоящее время
используется несколько форматов:
ADSL, HDSL, IDSL, ISDN, HPNA, SHDSL, SDSL,
VDSL, WiMAX и беспроводные модемы с использованием беспроводной
связи (Wi-Fi).Они
часто называются как хDSL (Digital Subscriber Line - цифровая
абонентская линия).
ADSL
(Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая
абонентская линия) появилась в 1987 году и является один из самых
первых и самый распространенный цифровой формат передачи данных.
Позволяет отправлять данные от пользователя в сеть со скоростью от 16
до 640 кбит/сек (по стандартам 0.5, 0.8, 1.2, 1.3, 3.5 Мбит/сек, а
получать данные со скоростью 1.5, 0.8, 5, 8, 12, 25 Мбит/сек). Так как
обычно пользователь получает данные, а не посылает, то данное
разделение скоростей не ощущается пользователем, кроме случаев
видеосвязи. Поэтому со временем стали появляются другие виды форматов с
использованием коаксиального кабеля (кабельное телевидение, скорость до
100 Мбит/сек) и разъема Ethernet (локальная
сеть со скоростью до 1 Гигабита/сек). В ряде европейских стран стандарт
ADSL стал стандартом, по которому
каждый житель получал доступ в интернет.
Обычная телефонная линия
использует для пропускания частоты от 0.3 до 3.4 КГц, у ADSL
модема нижняя частота для исходящего потока составляет 26 кГц, а
верхняя 138 КГц, а для входящего потока от 138 кГц до 1.1 Мгц. Таким
образом, можно разговаривать по телефону и передавать и получать данные
одновременно.
Тем
не менее, первые модемы не позволяли достаточно комфортно разговаривать
по телефону, так как высокочастотная часть модема вносила посторонние
шумы в телефонный разговор (и наоборот разговор вносил искажения в
передачу данных). Чтобы этого избежать стали применять частотный фильтр
(Splitter-частотный разделитель), который
пропускал к телефону только низкие частоты.
HDSL (High Data rate digital Subscriber Line
высокоскоростная цифровая абонентская линия) разработана в конце 80х
годов. Она использует не одну, а две пары проводов и имеет скорость
либо 1.5 Мбит/сек (американский стандарт) либо 2.0 Мбит/сек
(европейский стандарт) и позволяет передавать сигнал до 4 километров, а
в некоторых случаях до 7 километров. Используется в основном для
организаций.
IDSL
(ISDN Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия
IDSN) позволяет передавать данные со скоростью 144 Кбит/сек.
ISDN (Integrated
Services Digital Network - цифровая сеть с интеграцией
обслуживания)
появилась в 1981 году и имеет скорость передачи данных в 64 Кбит/сек.
HPNA
(Home Phoneline Networking Alliance – название
объединённой ассоциации
некоммерческих промышленых компаний) работает либо со стандартным
телефонным, либо коаксильным кабелем. Последний стандарт (3.1)
позволяет передавать данные со скоростью до 320 Мбит/сек., по стандарту
2.0 – 10 Мбит/сек.
SHDSL (Symmetric High-speed DSL – симметрическая
высокоскоростная DSL)
позволяет передавать данные по одной паре проводов со скоростью от 192
Кбит/сек до 2.3 Мбит/сек, а по двум парам в два раза больше на
рсстояние до 6 км.
SDSL
(Symmetric Digital Subscriber Line - симметричная цифровая абонентская
линия) использует одну пару кабелей со скоростями от 128 до 2048
КБит/сек. Действует на расстояние от 3 до 6 км.
VDSL
(Very-high data rate Digital Subscriber Line - сверхвысокоскоростная
цифровая абонентская линия) имеет высокую скорость передачи данных от
13 до 56 Мбит/сек от сети к пользователю и 11 Мбит/сек в обратном
направлении на рсстояние до 1.2-1.4 км.
WiMAX
(Worldwide Interoperability for Microwave Access) представляет собой
беспроводную связь в диапазоне волн от 3.5 до 5 ГГц по стандарту
802.16-2004 (или фиксированный WiMAX) и
2.3-2.5, 2.5-2.7, 3.4-3.8 ГГц по стандарту 802.16-2005 (или мобильный WiMAX). Имеет много сходных параметров с Wi-Fi, но отличается
тем, что может передавать сигнал на большое расстояние и, кроме того,
несколько дороже.
Bluetooth (перевод
- синий зуб) разработана в 1998 году и используется для беспроводной
связи с компьютером в свободном от лицензирования диапазоне 2.4 -
2.4835 ГГц. Он не имеет разъема и располагается внутри
компьютера (устройства), используется для передачи данных при помощи
радиоволн между различного вида компьютеров, сотовыми телефонами,
принтерами, фотоаппаратами, клавиатурой, мышью, джойстики, наушники,
МФУ, сканерами и прочими. Сущность
метода состоит в том, что в определенном
диапазоне псевдослучайно меняется частота скачкообразно 1600 раз в
секунду.
Такое изменение частоты происходит одновременно для приемника и
передатчика,
которые работают синхронно по такой схеме. Устройства могут
находиться друг от друга на расстоянии до 200 метров в зависимости от
препятствий между ними (стенами, мебелью и пр.).
Устройство
приема-передачи находится внутри компьютера и не видно. Если в
компьютере нет такого устройства, то можно подключить внешнее
устройство через разъем USB, которое позволяет работать с этим
видом
передачи данных.
Имеются стандарты:
1.0 (1998 год), 2.0 EDR (2004) со скоростью передачи данных 3
Мбит/сек,
на практике около 2 Мбит/сек, 2.1 (2007 год) с использование
энергосберегающей технологии, упрощенное установление связи между
устройствами, также стала более защищенной, 2.1 EDR стало
требоваться
еще меньше электроэнергии, еще больше упростилось соединение устройств
и повысилась надежность, 3.0 HS (2009) со скоростью передачи
до 24
Мбит/сек. 4.0 стал использоваться в iPhone в 2011 году,
позволяет
передавать данные со скоростью в 1 Мбит/сек. порциями от 8 до 27 байт.
Существуют профили для
этого стандарта, которые представляют собой набор функций. Для того,
чтобы устройства могли работать по конкретному профилю, нужно чтобы оба
устройства поддерживали этот профиль.
Например, A2DP (двухканальная
передача стерео аудиоданных), AVRCP (передача стандартных
функций
телевизоров),BIP (пересылка изображений), BPP (пересылка
текста,
электронных писем на принтер) и так далее
Wi-Fi используется
для создания беспроводной сети. Разработан в 1991
году NCRCorporation и AT@T, сопровождается альянсом
компаний Wi-Fi Aliance и соответствует
стандарту IEEE 802.11.
Используется для подключения к сети (локальной и интернет) компьютеров
и сотовых телефонов.
Устройство
приема-передачи находится внутри компьютера и не видны. Если в
компьютере нет такого устройства, то можно подключить внешнее
устройство через разъем USB, которое позволяет работать с этим
видом
передачи данных.
Имеются
следующие стандарты: 802.11а использует частоты в 5 Ггц,
обеспечивая
скорость (в теории) до 54 Мбит/сек.; 802.11b использует
частоты в 2.4
Ггц, обеспечивая скорость (в теории) до 11 Мбит/сек. (практически не
используется); 802.11g использует частоты в 2.4 Ггц,
обеспечивая
скорость до 54 Мбит/сек. (наиболее
распространенный);802.11n использует
частоты в 2.4 и в5 Ггц, обеспечивая скорость от 150 до 600 Мбит/сек.
(недавно разработанный, начинает набирать силу). В данном стандарте
увеличена дальность передачи данных, на связь меньше действуют
преграды. Данный стандарт использует
технологию MIMO (Multiple Input Multiple Output –
множественный ввод,
множественный вывод), которая позволяет использовать отраженные волны
от стен. Если устройство имеет одну антенну, то может работать со
скоростью 150 Мбит/сек, две антенны – 300 Мбит/сек, три – 450 –
Мбит/сек, четыре (еще не выпускаются) – 600 Мбит/сек. Однако заявленная
скорость передачи данных отличается от реальной. Так вместо 300
Мбит/сек получается около 100 -130Мбит/сек (так как половина
передаваемой информации – служебные символы), что также достаточно для
работы. А при наличии стен, скорость еще падает, например, для трех
стен снизится до 50 Мбит/сек.
Так
как некоторые бытовые приборы работают на частоте 2.4 Ггц (например,
микроволновая печь), они могут создавать помех. Поэтому желательно
иметь устройство, которое работает на двух частотах: на 2.4 и 5 Ггц.
Существуют также кабельный
модемы для подключения к кабельному телевизионному каналу.
Обычно цифровые модемы
могут содержать элементы, которые используются как шлюз между
локальной сетью и интернетом: маршрутизатор, межсетевой экран и прочее.
Индикаторы
модема
Возможно наличие следующих
индикаторов:
AA (Autо Answer -
автоответ) - режим автоответа, обеспечивающий ответ на запрос абонента
в автоматическом режиме;
CD (Carrier Detect
– определение несущей или DCD) - горит при сеансе связи;
CTS или CS (Clear To Send) - готовность модема к
приему данных от компьютера. Гаснет во время получения данных;
DATA
– горит при передаче данных;
DC
(Data
Compression) – сжатие данных;
FAX – при работе
модема как факса;
HS (High Speed –
высокая скорость) – загорается при работе модема с максимальной
скоростью;
EC (Error Control или ARQ) - режим
коррекции ошибок;
MR (Modem Ready –
готовность модема или DSR) - показывает, что модем подключен к
сети питания и готов к работе;
OH (Off Hook –
снятая трубка) - светится при повешенной трубке;
ON (PWR) - индикатор питания;
PWR (PoWeR) – включение питания;
RD (Recieve Data –
получение данных или RX или RXD)
- показывает, что происходит посылка данных в компьютер;
SD (Send Data –
посылка данных или SX или TXT) - показывает, что
происходит прием данных из компьютера;
TEL
– горит, когда снята трубка на параллельно подключенном телефонном
аппарате;
RTS (Request
To Send) - готовность модема к приему данных от компьютера. Горит при
ожидании данных от компьютера, гаснет во время передачи данных;
TD
(Transmit
Data
или TXD)
– горит или мигает при пересылки данных от компьютера к модему. Может
гореть при передаче данных по максимальной скорости передачи;
TST (TeST) - мигает при тестировании;
TR (Terminal Ready
– готовность устройства или DTR) - загорается при получении
управляющего сигнала;
USB
– горит, когда модем подключен к компьютеру через шину USB.
На корпусе модема может быть также регулятор громкости звука.
На задней панели
внешнего модема могут
быть разъемы со значками:
AC
IN
– подключение адаптера
электропитания;
LINE
– подключение к телефонной линии;
ON/OFF – включение/выключение модема;
PHONE
– подключение телефонного аппарата;
RS-232
– разъем для подключения к
последовательному порту компьютера;
USB
– разъем для подключения к шине USB.
Аналоговый
модем
Передача данных.
Телефонные линии приспособлены к аналоговым сигналам. В силу того, что
речь человека имеет диапазон от 30 гц до 10 Кгц (музыка имеет больший
диапазон), то для экономии телефонная линия пропускает сигнал от 100 гц
до 3 Кгц. Именно это ограничение связывает возможности для передачи
данных на больших скоростях. Компьютеры могут быть соединены не только
через телефонную линию, но и с использованием радиоволн и инфракрасного
излучения. В этом случае провода не нужны.
В
конечном итоге данные, посланные в параллельном канале, в
последовательном порту преобразуются в последовательную передачу со
старт-стоповыми битами, передаются в модем, где они моделируются, то
есть, накладывается на несущую частоту передаваемого по линии сигнала,
затем посылаются на другой модем. Далее они преобразуются в цифровую
форму, посылаются в последовательный порт, где
преобразуются в параллельный вид, после чего посылаются процессору для
обработки.
Цифровые
данные посылаются побитно, причем посылка может быть двух видов:
синхронная и асинхронная. При синхронной передаче пакет данных состоит
из заголовка, куда входит адрес места назначения, самих данных и
контрольной суммы. При асинхронной передаче передаются стартовый бит, 8
бит данных, возможно, бит проверки на четность, и стоповый бит,
свидетельствующий о конце передачи. Такой вид используется в
последовательном канале.
Кроме
того, при передаче данных может быть использовано три режима:
дуплексный, при котором данные передаются в обоих направлениях
одновременно, полудуплексный, при котором данные могут передаваться в
обоих направления, но в каждый момент времени в одном направлении, и
симплексный – передача данных только в одном направлении.
Передача
данных от модема к модему и от модема к компьютеру имеет разную
скорость, поэтому, чтобы данные не потерялись, модем имеет буфер, где
полученные данные хранятся.
Некоторые
модемы сжимают данные перед отправкой, при получении другой модем
расшифровывает эти данные. Существуют файлы, которые уже были сжаты,
поэтому этот способ может не дать преимуществ при передаче. Чтобы
избежать потери данные, скорость передачи данных от модема к компьютеру
должна быть в несколько раз выше, чем между модемами, что на практике и
реализовано.
При передаче данных часто
используется единица бод,
которую порой путают с бит/сек. На самом деле это разные величины. 1
бод - это один символ, посылаемый в единицу времени, причем это могут
быть не только данные, но и управляющие сигналы. Символ может
представлять собой несколько бит. Если сигнал состоит из двух видов: 0
и 1, то символ обозначает 1 бит, если 512, то 9 бит (29
=512). При передаче данных с небольшой скоростью 1 бод примерно равен 1
бит/сек. При большой скорости модем посылает данные уже на нескольких
частотах, поэтому в каждый момент времени передается не один, а
несколько бит, то есть скорость, измеряемая в бит/сек, а не бод/сек,
будет в несколько раз выше, чем скорость в бодах. Часто указываемая
скорость в бодах подразумевает скорость в битах/сек.
При
передаче через модем можно приблизительно определить, сколько времени
требуется для передачи, деля скорость передачи на 10, например, если
передача происходит со скоростью 28 800 бит/сек, то за секунду будет
передано примерно 2 880 байт или символов (28 800/10=2 800).
Модем
подключается к последовательному порту компьютера и работает с
последовательными данными. Обычно модем используется для работы в
Интернет, однако может служить и для связи между двумя произвольными
компьютерами непосредственно. Модемы используются также как факс, для
передачи факсимильных сообщений. Они могут иметь встроенный адаптер для
создания речевых сообщений в режиме автоответчика.
При
соединении модем посылает сигналы, которые также выводятся на динамики
и их можно услышать в виде продолжающегося меняющегося звука в течение
нескольких секунд. Принимающий модем определяет тот стандарт, по
которому он сможет работать, а также производит настройки тактовой
частоты, то есть выполняет моделирование по фазе. После этого динамик
отключается, но сигналы продолжают поступать, в частности, их можно
прослушать через параллельный телефон.
Модемы бывают двух типов: внутренние
и внешние.
Внутренние выполнены в виде карт расширения и вставляются в разъем
материнской платы, внешние имеют свой корпус и при помощи кабеля
подключены к последовательному порту. Последние виды модемов могут
подключаться через шину USB (и иногда получают электропитание от
компьютера), благодаря чему используются во время
работы компьютера, освобождают разъем и имеют другие преимущества. При
подключении модема к последовательному порту для высокоскоростных
моделей нужно, чтобы порт тоже был быстродействующим. Так, для модемов
со скоростью 56 Кбит/сек требуется скорость в последовательном порту в
115 Кбит/сек. Более высокая скорость порта нужна потому, что посылаются
также управляющие сигналы между компьютером и модемом, которые не
передаются по телефонной линии. В случае, когда порт не поддерживает
высоких скоростей, данные могут теряться. Внешние устройства можно
отключить, выключив блок питания, а внутренний – лишь при выключении
компьютера, что неудобно при зависании модема.
Модемы
можно разделить на две категории: первый вид (Class2) имеет внутренний
процессор, который обрабатывает данные, во втором данные обрабатываются
центральным процессором (Class1), они также называются Windows модемами,
несколько дешевле первого типа. Такой модем, если процессор старый,
может сильно замедлять работу компьютера, но если пользователь довольно
редко выходит в Интернет и посылает лишь время от времени небольшое
количество сообщений электронной почты, то это допустимо. Вполне
целесообразно
его применение и в том случае, если на компьютере стоит мощный
процессор.
Часто модем
характеризуется протоколом, с которым он работает. Существуют протоколы
модуляции сигнала, протоколы коррекции ошибок, сжатия данных
и работы с факсимильной связью (факс).
Модем имеет несколько протоколов по каждому из этих видов. К протоколам
коррекции ошибок относятся V.42, MNP2-4, MNP10, сжатия данных – V42bis,
MNP5.
Одной
из основных характеристик модема является скорость передачи данных,
причем указываемая максимальная скорость может составлять для
современных устройств 33,6 или 56 Кбит/сек. Если указывается скорость
33,6 Кбит/сек, то используется вся полоса и данные передаются в обоих
направлениях со скоростью 33,6 Кбит/сек. в случае, если линия это
позволяет. Если линия этого не позволяет, то происходит переход на
более низкую скорость. Скорость 56 Кбит/сек. обеспечивает получение
данных с большей скоростью, чем при их отправлении, так как частот на
прием здесь больше, чем для передачи, однако передача от модема
осуществляется с меньшей скоростью.
Кроме
того, нужно, чтобы оба модема имели одинаковые характеристики, иначе
передача данных не достигнет максимальной скорости. Для этого перед
покупкой модема у провайдера нужно уточнить тип модема, с которым он
лучше работает. Ниже приведена таблица соответствия между некоторыми
протоколами и скоростью передачи по нему.
Приставка
bis означает, что стандарт был пересмотрен. Начиная со скорости 14 400,
все протоколы дуплексные, то есть передают сообщения в обе стороны
одновременно. С символа V могут начинаться названия не только
стандартов, определяющих протокол передачи данных, но и другие виды
протоколов, например, V.24 содержит список определенных сигналов между
двумя модемами, V.25bis - командный язык для управления модема, и т.д.,
существуют и другие названия, например, MNP, бывают начинающиеся с
символа V, но далее находятся не цифры, а символы, например, V.FC.
Действуют следующие
протоколы MNP: MNP1 и MNP2 - устарели и в настоящее
время не используются; MNP3 – обеспечивает синхронную передачу;
MNP4
- передает данные в синхронном режиме пакетами от 32 до 256 байт
данных, при этом размер пакета зависит от качества телефонной линии.
Для менее качественной линии используется меньший по размеру пакет, для
более – больший; MNP5 - обеспечивает синхронный режим, при этом
используется сжатие данных, имеет два алгоритма сжатия повторяющихся
сообщений; MNP6 - обеспечивает синхронный режим, также
использует сжатие данных; MNP7, MNP8, MNP9 - обеспечивает
синхронный режим, при этом использует более совершенные методы сжатия; MNP10
- используется при некачественной линии для передачи данных. В момент
начала работы устанавливает самую низкую скорость, а если линия
способна работать с повышенной передачей, то скорость возрастает.
Существуют также следующие
протоколы:
Xmodem
- протокол выпущен в 1977 году. Передающий модем посылает особый сигнал
NAK, затем, после приема, принимающий модем выдает сигнал NAK до тех
пор, пока не получит пакет данных, который состоит из символа начала
данных (SOH), номера блока, данных размером 128 байт и контрольной
суммы (CS). При получении данных и их проверке на правильность по
контрольной сумме посылается сигнал о том, что данные приняты (ACK), а
если приняты неправильно, то посылается сигнал (NAK). Если имеется
несколько неудачных передач данных, сеанс связи прекращается. По
окончании передачи посылается символ EOT, сообщающий об окончании
сеанса.
Существуют модификации
этого протокола, например, в Xmodem CRC контрольная сумма
увеличена до 16 байт, что повышает надежность передачи, Xmodem 1k
– размер блока данных увеличен до 1 килобайта, Xmodem G -
передает данные, причем контрольная сумма находится в конце не блока
данных, а файла.
Ymodem
- основан на протоколе Xmodem, с величиной передаваемых данных 1
килобайт, передает имя файла и его атрибуты. Кроме того, в первом блоке
содержится информация о том, имеются ли следующие файлы для передачи.
Kermit - использует
пакеты данных до 94 байт, в основном применяется в Unix системах.
Zmodem - передает
данные размером от 64 до 1024 байт с их сжатием. При сбое посылает
данные с того момента, когда был сбой.
Bimodem –
дальнейшее развитие протокола Zmodem с возможностью посылать данные в
двух направлениях одновременно.
Иногда могут потребоваться
команды модема,
например, для его тестирования. Ниже приведен список некоторых команд
модема (отметим, что модификации модемов могут иметь разный набор
команд):
ATA - готовность
модема к работе;
ATADPномер –
пульсовой набор номера телефона;
ATADTномер –
тоновый набор номера телефона;
ATW – ожидание
несущей;
ATMx – работа
громкоговорителя, где 0-выключен, 1-включен;
ATLx – громкость
громкоговорителя от 0 до 7;
ATQx – сообщения
модема о выполнении команд: 0-включен, 1-выключен;
ATHx – 0-отключение
модема от линии, 1-подключение;
ATZ –
восстановление первоначального режима работы;
AT&W – запись
текущих параметров модема в память;
ATSx=значение –
определение характеристик модема;
+++ - переключение
модема в режим команд;
A\ – повторение
последней команды.
При
передаче данных по модему используются специальные протоколы для сжатия
данных, для их более быстрой передачи и методы корректировки ошибок.
Такие стандарты обозначаются MNP (Microcom Networking Protocol –
сетевой протокол Microcom), а также некоторые из стандартов,
начинающиеся с буквы V (V.41, V42 и V42bis).
Для
передачи данных используется специальный протокол, то есть правило, по
которому данные передаются и принимаются. Для нормальной работы нужно,
чтобы оба модема (посылающий и принимающий) могли работать с этими
протоколами. При методах исправления данных помимо них посылается
специальная комбинация CRC, которая служит для определения ошибок. При
приеме данные проверяются, то есть производятся вычисления и сравнение
блоков CRC (вычисленного и проверочного) и в случае нормальной работы
посылается сигнал о том, что данные приняты правильно.
Замечания. Код
страны в компьютере совпадает с префиксом международного телефона.
Телефонный номер состоит из следующих цифр: Код страны (10 для России),
+ код региона (495 или 499 для Москвы) + номер АТС (3 цифры) + номер
телефона
внутри АТС(4 цифры)
Если
модемом экспериментировали и он не работает, то чтобы сбросить значения
параметров, можно перезагрузить компьютер, при этом выключив и включив
модем, или ввести команду АТ&F, а для определения параметров модема
ввести АТ&V.
Передача текстовой
информации по телефонным каналам называется дейтефонной связью.
Модемы содержат
в себе: адаптер порта ввода-вывода для работы с телефонной линией;
адаптер порта ввода-вывода для работы с компьютером; процессор,
производящий модуляцию/демодуляцию сигнала и обеспечивающий протокол
связи; память, где хранится программа управления микросхемами,
поддерживаются параметры модема, и оперативная память; контроллер,
управляющий сообщениями с компьютером и компонентами модема.
Модем
может иметь часть из этих компонентов, причем недостающую часть будет
моделировать центральный процессор, например, контроллер. Такие модемы
называют программными.
Самой
главной характеристикой является скорость передачи данных. Совсем
недавно стандартом была скорость 14,4 Кбит/сек (конечно, были и меньшие
скорости), затем появились устройства, позволяющие передавать
информацию со скоростью 28,8 и 33,6 Кб/сек. Сейчас максимальная
скорость передачи достигла 128 Кб/сек и обеспечила максимальную
возможность передачи по телефонной сети.
Разумеется,
устройства, которые работают со скоростью 33,6 Кб, могут также работать
и при более медленных скоростях, а именно 28,8 и 14,4 Кб/сек., но не
наоборот. Так, если на одном конце будет находиться модем,
обеспечивающий скорость передачи 28,8 Кб/сек, а на другой - 14,4, то
передача будет происходить со скоростью 14,4 Кб/сек.
Установка
модема
Установка модема.
Установка модема, как правило, не составляет больших проблем, так как
после установки операционная система сама его находит и устанавливает
стандартный драйвер. Если к модему придается драйвер, то желательно его
установить, так как по сравнению со стандартным драйвером, он дает
дополнительные возможности.
Для установки нужно
выполнить следующую последовательность действий:
- выключите компьютер
(если подключается внутренний модем или внешний к последовательному
порту);
-
если это внутренний модем, установите его как плату расширения. При
этом держите плату за края, не касаясь проводников и микросхем на
платах. Если же это внешний модем, то подключите к последовательному
порту или порту USB. Если число штырей в
разъеме последовательного порта не совпадает, потребуется переходник,
так как один из портов может быть уже занят;
-
если в модеме имеется один выход для телефона, то нужно подключить
провод одним концом к модему, другим концом - к телефонной розетке. В
этом случае можно воспользоваться специальным видом розетки, которая
имеет два выхода: один для телефона, другой для модема. Вид такой
розетки показан на рисунке справа, в ней имеется два таких вида
разъема.
Один
совпадает со стандартом, действующим в нашей стране, а второй – с
принятым на Западе, он имеется во многих продаваемых модемах.
Можно
воспользоваться специальным раздвоителем, который имеет на одном конце
один разъем, на другом - два. Один разъем устанавливается в телефонный
аппарат, к двум другим подключается провод к телефонной розетке и
провод к модему.
Если
на модеме находится два телефонных разъема, то в один нужно подключить
провод от телефонной розетки (надпись около разъема line), другой - к
телефонному аппарату (надпись phone). Если надписи нет, то посмотрите
на заднюю стенку модема, где может быть схема контактов, или обратитесь
к документации. Если подключение произведено неправильно, то модем
работать не будет. В этом случае поменяйте контакты. Внешний модем
нужно также подключить к сети через блок питания. Для установки
внутреннего модема воспользуйтесь описанием установки плат в системный
блок;
- после установки включите
компьютер и установите программное обеспечение, поставляемое вместе с
модемом.
В
ноутбуках имеется один выход для подключения к телефонной линии. Во
время работы с модемом лучше не пользоваться параллельным телефоном
либо подключить его через соответствующее гнездо на модеме, иначе могут
возникнуть наводки от телефонной линии, появляться шумы.
В
системе Windows, после установки модема, на экране появится сообщение о
том, что система обнаружила новое устройство, после чего система сама
попытается определить его характеристики. Следуйте инструкциям,
прилагаемым к вашему модему. Необходимо сделать правильную установку,
чтобы не было конфликтов из-за пользования системными ресурсами.
Установка
модема производится так же, как и других устройств. Если модем
поддерживает стандарт Plug & Play, то при включении компьютера на
экране появится «мастер» установок, который при помощи вопросов и
ответов поможет установить модем. Если модем не поддерживает стандарт
Plug & Play (для очень старых моделей), то нужно воспользоваться
режимом: Пуск →Настройки →Панель управления
→Модемы(2) →Свойства (модемы) →добавить → (не определять
тип модема) Далее.
Если имеется диск к модему, то нужно воспользоваться режимом
«Установить с Диска» или, при его отсутствии, выбрать
фирму-изготовителя (если неизвестно, то «Standard modem types») и Модель →Далее
→выбрав подходящую модель, нажать
Далее → (выбрать необходимый порт) Далее.
Одним
из важнейших параметров, который нужно установить, является тип набора,
который должен быть импульсным, так как у нас в стране другой тип не
используется. Для его установки нужно в окне Свойства: Модемы: Общие
нажать «Параметры установки связи», где выбрать импульсный набор.
Чтобы проверить,
правильно ли произведена установка, воспользуйтесь режимом: Пуск →Настройка
→Панель управления →Система(2) →Устройства,
где имеется список устройств. Если около названия «Модем» находится
знак плюс, то нужно щелкнуть по этому значку, чтобы раскрыть список
модемов. После чего следует убедиться, что около установленного
устройства нет вопросительного и восклицательного знаков.
Параметры модемов можно посмотреть
и изменить посредством: Пуск
→Настройка →Панель управления
→Модемы →Свойства →Общие,
где изменяется порт, громкость динамика, указывается максимальная
скорость. При этом максимальная скорость подразумевается между модемом
и компьютером, а не между модемами. Обычно устанавливают максимальную
скорость, а в случае плохой связи ее уменьшают.
Другие
вопросы
В общем каналы связи
делятся на:
- аналоговые (например,
телефон), по которым информация передается в виде непрерывного сигнала;
- цифровые, передача
цифровых (дискретных или импульсных) сигналов
или
- симплексные,
- полудуплексные,
- дуплексные
или
- коммутируемые,
создаваемые на время передачи информации, далее отключаются;
- некоммутируемые
(выделенные), выделенные на длительный срок
или
- низкоскоростные
(телеграфные) со скоростью 50-200 байт/сек.;
- среднескоростные
(телефонные) со скоростью 300- 56 000 байт/сек.;
- высокоскоростные, свыше
56 000 бит/сек.
Для
передачи данных с высокой скоростью используется провод витая пара
(свитые между собой), коаксильный кабель (как в телевизионной антенне),
оптоволоконный (из стеклянных волокон) и радиоканал (через радиоволны).
Радиоволны
могут быть сверхдлинные (3-30 Кгц), длинные (30-300 Кгц), средние
(300-3000кгц), короткие (3-30Мгц), ультракороткие (30Мгц-3Ггц),
субмиллиметровые (300-6000Ггц).
При
передаче данных используется несколько видов модуляции: частотная
(V21), фазовая (V22), амплитудная и квадратурная амплитудная модуляция,
при которой изменяется фаза и амплитуда, более помехоустойчивая, чем
предыдущие, поэтому она используется в стандарте V22.bis и выше.
Протокол
также содержит возможность разбиения сообщений на блоки, восстановления
связи, исправления ошибок и т.д. К ним относятся Хmodem, Ymodem,
Zmodem, Kermit и др. Наиболее распространенным является Zmodem.
Сетевые карты
служат для подключения компьютера к сети компьютеров и являются
посредником между компьютером и сетью для передачи данных. Сетевая
карта имеет свой процессор и память. Основными характеристиками сетевой
карты является шина, к которой она подключается, размер памяти,
разрядность карты (8, 16, 32 разряда), виды разъема для тонкого и
толстого кабеля. Сетевые карты требуют установки линии прерывания
(часто это 3 или 5), канала DMA, адреса памяти (С800).
Кабель для сети
может быть нескольких видов:
Витая пара.
Состоит из нескольких перекрученных между собой медных проводников в
одном кабеле, которые могут быть неэкранированными (UTP) или
экранированными (STR).
Коаксильный кабель
состоит из центрального и экранирующего проводов, между которыми
находится изоляция. Существует две разновидности этого кабеля: тонкий
(толщиной 0,2 дюйма) и толстый (толщиной 0.4 дюйма).
Оптоволоконный кабель
состоит из двух проводов, состоящих из световолоконных волокон. Имеет
большую пропускную способность, однако весьма дорог, поэтому
используется редко.
При
использовании кабеля обращают внимание на волновое сопротивление, часто
50 ом. При прокладке нужно иметь кабели одной марки, желательно одного
производителя. После прокладки тонкого кабеля устанавливаются
коннекторы, например, российского производства (СР50) или обжимные BNC
коннекторы. На концах устанавливают заглушку и одна из них должна быть
обязательно заземлена.
Прокладка
толстого кабеля происходит через трансиверы, причем используется один
трансивер к одному компьютеру, а на концах кабелей, следующих к
компьютеру, должны быть 15-контактные DIX разъемы (или AUI). На конце
кабелей установлены: N-терминаторы, один из которых заземляют. Чтобы
увеличить длину локальной сети (для тонкого кабеля она не может быть
более 185 метров), используют репитеры (Repeater - повторитель).
Кабель
витой пары используют вместе с концентратором или хабом (Hub), от
которого к каждому компьютеру проложен кабель длиной не более 100
метров. На концах находится разъем RJ-45, который внешне похож на
телефонный разъем, но имеет 8 контактов (а не 4). Концентраторы могут
иметь разное число портов, например, 8, 12, 16, соответствующих
максимальному числу подключенных компьютеров.
При работе модема как факса,
он работает по своим стандартам. При отправке факсов со скоростью 14,4
Кбит/сек используется стандарт V.17 (14 400), V27 ter (4 800), V29 (9
600) и Т.30 для самого протокола. При передаче изображения листа могут
использоваться следующие режимы с разрешающей способностью для
факс-передачи: стандартная (Standard) – 100х200 dpi; качественная
(Fine) – 200х200 dpi; высококачественная (Superhigh) – 400х200dpi;
фоторежим (Photo) передает 64 градации серого цвета.
Современный
модем поддерживает большинство стандартов, во всяком случае, те из них,
которые работают при меньшей, чем максимальная скорость данного модема.
Кроме обычных модемов,
могут быть весьма специфические модемы, например, кабельные, когда
сигнал передается через телевизионный кабель.
При этом кабель подключается к специальной розетке, на которой имеется
разъем для телевизора и для последовательного канала компьютера. Работа
по кабельным сетям позволяет передавать данные с большой скоростью.
Однако со временем, когда число пользователей возрастет, пропускная
способность для каждого пользователя может оказаться низкой. А сейчас,
пока пользователей немного, они дают небольшому числу пользователей
большие преимущества работы в Интернет.
Могут быть использованы спутниковые
устройства,
при этом пользователи через телефон передают сообщение провайдеру,
какие страницы он хочет получить, и получает их через спутник.
В настоящее время все
больше для передачи информации используется мобильная связь. В
таком случае подключение модема производится к мобильному телефону
через специальный кабель.
У нас в стране наибольшее
распространение при передачи данных – голосовая и цифровая, имеется
стандарт GSM -
Global System for Mobile Communication, что может быть переведено как
«глобальная система для мобильных коммуникаций». Суть такого стандарта
заключается в том, вся передаваемая информация разбивается на так
называемые кадры, подразделяемые на восемь интервалов. В зависимости от
занятости линии могут быть задействован один интервал, либо другой. Но
этот способ мобильной связи предназначен, прежде всего, для передачи
голосовых сообщений, которые имеют приоритет перед цифровыми данными. В
конечном итоге скорость перекачки данных не превышает 9,6 Кбит/с.
Другой стандарт GPRS
(General Packet Radio Service — общий пакетный радиосервис) позволяет
повысить такую скорость до 50 Кбит/с, а теоретически может достигать
100 Кбит/с. В отличии от GSM, здесь для пересылки информации возможно
задействование и других временных интервалов в кадре, вплоть до всех
восьми, а это обстоятельство повышает скорость посылки данных. Кроме
того, этот вариант мобильной связи обеспечивает сокращение расходов
пользователя, так как оплачивается объем передаваемой информации в
отличии от GSM.
GPRS-устройства делятся по
своим возможностям на три класса:
Класс А. Такие устройства
в каждую единицу времени способны передавать одновременно оба вида
информации – голосовые и цифровые.
Класс В. Эти модели
позволяют работать попеременно, либо с цифровыми данными, либо с
голосовыми.
Класс С. Здесь выполняется
пересылка только цифровых данных.
|
