Что такое модем и как он работает

Когда компьютер используется для обмена информацией по телефонной сети, необходимо устройство, которое может принять сигнал из телефонной сети и преобразовать его в цифровую информацию. На выходе этого устройства информация подвергается МОДуляции, а на входе ДЕМодуляции, отсюда и название МОДЕМ. Назначение модема заключается в замене сигнала, поступающего из компьютера (сочетание нулей и единиц), электрическим сигналом с частотой, соответствующей рабочему диапазону телефонной линии. Акустический канал этой линии модем разделяет на две полосы низкой и высокой частоты. Полоса низкой частоты применяется для передачи данных, а полоса высокой частоты – для приема. В первых модемах использовалось два способа кодировки информации: метод FSK (Frequency Shift Keing) для скорости передачи до 300 бод (бод – единица скорости передачи информации, равная 1 бит/с) и метод PSK (Phase Shift Keing) для более быстрых модемов – скорость передачи от 2400 бод.

FSK использует четыре выделенные частоты. При передаче информации сигнал частотой 1070 Гц интерпретируется как логический нуль, а сигнал частотой 1270 Гц – как логическая единица. При приеме нуль соответствует сигналу 2025 Гц, а единица – 2225 Гц.

PSK использует две частоты: для передачи данных – 2400 Гц, для приема – 1200 Гц. Данные передаются по два бита, при этом кодировка осуществляется посредством сдвига фазы сигнала. Используются следующие сдвиги фазы для кодировки: 0 градусов для сочетания битов 00, 90 градусов для 01, 180 градусов для 10, 270 градусов для 11. Частотной модуляции пришла на смену амплитудно-фазовая модуляция (АФМ), а ей уже «дышит в спину» импульсно-амплитудная модуляция сигнала (НАМ).

Модем выполняется либо в виде внешнего устройства, которое одним выходом подсоединяется к телефонной линии, а другим выходом – к компьютеру (как правило, через разъем RS232 – см. рекомендации CCITTV.24), либо в виде платы, которая устанавливается на общую шину компьютера.

Международные Стандарты Модемов

Наибольшее распространение получили так называемые Hayes – совместимые модемы (стандарт фирмы Hayes). Эти модемы используют АТ-команды, совместимые с Hayes Smartmodem – самым распространенным стандартом для низкоскоростных модемов. Кроме совместимости по набору команд, модем должен соответствовать какому-либо стандарту передачи информации по телефонным сетям. Для Европы такими стандартами являются рекомендации СС1ТТ.

Стандарты СС1ТТ:

• PSTN – общественная телефонная сеть (именно этой сетью пользуются все жители Великобритании);

• V.21 – полностью дуплексный модем со скоростью 300 бит/сек для использования в рамках PSTN;

• V.22 – полностью дуплексный модем со скоростью 1200 бит/сек для использования в рамках PSTN;

• V.22bis – полностью дуплексный модем со скоростью 2400 бит/сек для использования в рамках PSTN;

• V.23 – асимметричный дуплексный модем со скоростью 1200 бит/сек для использования в PSTN;

• V.24 – список определений сигналов для обмена данными между терминалом и модемом (эквивалент RS-232);

• V.25 – последовательность автоматического ответа для модемов в PSTN;

• V.25bis – командный язык для управления модемом при автоматическом наборе номера и т.п. (несовместим с изделиями фирмы Hayes);

• V.29 – полный дуплексный или полудуплексный модем со скоростью 9600 бит/сек для использования в арендованных линиях связи;

• V.32 – полностью дуплексный модем со скоростью 9600 бит/сек для использования в рамках PSTN;

• V.32bis, позволяющий передавать данные с номинальной скоростью до 14400 бит/сек;

• V.42, предусматривающий исправление ошибок;

• V.42bis, обеспечивающий сжатие данных и повышение максимальной скорости передачи до 57600 бит/сек;

• V.32 terbo, предложенный компанией AT&T и позволяющий достичь предельных возможностей технологии V.32;

• V.32 FC, разработка компании Rockwell, подготавливающая почву для технологии V.34. Модемы V.32 FC используют ту же технологию, что и модемы V.34, но другой протокол установления соединения;

• V.34, позволяющий работать на скорости 28800 бит/сек без сжатия и 115200 бит/сек со сжатием данных. Модемы V.34 повышают скорость передачи данных благодаря увеличению рабочей частоты обычных телефонных линий с 2400 Гц (эта частота используется устройствами V.32) до 3429 Гц;

• V.80 – видеоконференции;

• V.90 – стандарт, позволяющий работать на предельных скоростях для телефонных линий – 56 Кбит/сек;

• V.92 – 56 Кбит/сек в обе стороны.

Модемы, соответствующие этим стандартам, могут свободно обмениваться информацией. Большинство высокоскоростных модемов совместимы с менее быстрыми стандартами (1200, 2400 бод и др.).