Модеми середньої продуктивності

До модемів середньої продуктивності відносяться аналогові модеми з інформаційною швидкістю від 4800 до 9600 б/с. Першим протоколом таких модемів став протокол V.32, упроваджений в галузь в другій половині 80-х років.

Модеми V.32 - дуплексні модеми з гасінням луни. Обидва модеми працюють на частоті 1800 Гц. Технологія модуляції в цих приладах - квадратура-амплітудна або гратчаста (з трелліс-кодуванням - Trellis Coded Modulation 32). Модуляційна швидкість - 2400 бод. Протокол визначає один режим модуляції для швидкості 4800 б/с і два альтернативні режими для швидкості 9600 б/с. Перший використовують на якісних лініях зв'язку з низьким рівнем шумів, а другий - на зашумлених лініях.

Згідно протоколу V.32 робота на інформаційній швидкості 9600 б/с може забезпечуватися альтернативним режимом модуляції з треллис-кодированием.

На початку 90-х років на основі протоколу V.32 був упроваджений протокол V.32 bis. Його основною відмінністю від V.32 є те, що він підтримує максимальну інформаційну швидкість 14 400 б/с замість 9600 б/с.

Модеми високої продуктивності

До аналогових модемів високої продуктивності відносяться модеми, що забезпечують інформаційну швидкість передачі даних від 14 400 б/с до 33 600 б/с. Ці модеми працюють відповідно до протоколів V.34 (до 28 800 б/с) і V.34 bis (до 33 600 б/с).

Перша характерна особливість модемів V.34 полягає у тому, що вони здатні працювати на одній з декількох модуляційних швидкостей: 2400,2743,2800,3000,3200, або 3429 бод. Вибір, на якій швидкості працювати, визначається парою модемів під час попередніх переговорів по протоколу V.8 і багато в чому залежить від фізичних властивостей з'єднання. Для кожної модуляційної швидкості (окрім 3429 бод) модеми можуть погоджувати одну з двох можливих несучих частот, тобто модеми V.34 володіють можливістю тестування лінії зв'язку і підбору найбільш оптимальних параметрів роботи.

Друга характерна особливість модемів V.34 полягає у використовуванні 4-мірного треллис-кодирования проти 2-мірного в модемах V.32. Це дозволяє збільшити кількість крапок на діаграмі станів і, в той же час, розрізняти їх з достатньо високою вірогідністю.

З протоколами V.34 і V.34 bis аналогові модеми підійшли впритул до теоретичної межі пропускної спроможності для телефонних ліній, передбаченої Клодом Шенноном в своїй знаменитій теоремі (1948 р.). Видно подальший розвиток аналогових технологій припиниться, і подальше підвищення швидкості надходження інформації ми одержимо тільки з переходом на цифрові лінії зв'язку.

Швидкісні модеми 56к

Продуктивність 33,6 Кб/с довгий час вважалася граничною, тобто максимально можливою для аналогових телефонних ліній. Проте, у міру того, як служби зв'язку почали упроваджувати цифрові технології, з'явилися умови, коли в деяких випадках клієнт може мати стійке з'єднання, що працює з продуктивністю більше 50 Кбіт/с.

Початківці часто ставлять питання: «А чому не можна напряму по телефонному дроту відправити цифрові імпульси з одного компьютера на іншій? Навіщо ми спочатку витрачаємо стільки сил, щоб перетворити прості імпульси на аналогові сигнали, а потім витрачаємо не менше сил на зворотне перетворення? »

Так відбувається тому, що між двома видаленими комп'ютерами лежить не просто ділянка телефонного кабеля. У телефонній мережі розташована безліч найрізноманітнішої апаратури АТС. Це комутаційне устаткування, завдяки якому ми з'єднуємося з абонентами видалених АТС, підсилювачі, апаратура ущільнення каналів і багато що інше. Аналогові сигнали через це устаткування проходять, оскільки устаткування АТС історично створювалося для роботи з аналоговими сигналами. А ось цифрові імпульси від комп'ютера в абсолютній більшості випадків не пройдуть. Тому на одному кінці з'єднання стоїть модем, що виконує цифро-аналогове перетворення, а на іншому кінці стоїть модем, що перетворює аналоговий сигнал в цифровій.

Разом з тим, в останні десятиліття стали упроваджуватися так звані цифрові АТС. Для зв'язку із застарілим аналоговим устаткуванням вони теж виконують аналого-цифрове і цифроаналогове перетворення. У результаті наші цифрові сигнали, витікаючі від послідовного порту комп'ютера, можуть по шляху проходження кілька разів перетворюватися в цифрові і назад.

Фахівцям давно не дає спокою проблема виключення багатократних і абсолютно не потрібних для комп'ютерного зв'язку перетворень. Їх дійсно можна уникнути, якщо між двома комп'ютерами розташовується тільки цифрове устаткування АТС, хоча наперед це не відомо.

Суть ідеї полягає в тому, щоб цифровий сигнал передати безпосередньо цифровій АТС. В цьому випадку комп'ютеру вже не потрібен модем, оскільки немає необхідності в модуляції аналогового сигналу. Проте якийсь пристрій все-таки потрібен, хоча б для того, щоб погоджувати параметри послідовного порту комп'ютера з параметрами цифрової телефонної мережі. Такі пристрої називають термінальними адаптерами. Плюс до цього бажано, звичайно, щоб кабель, що сполучає комп'ютер з цифровою АТС, складався не з п'ятдесяти шматків, випущених в тридцятих роках, а був єдиним, цільним, грамотно прокладеним. Нічого неможливого в цьому немає, хоча все це стоїть вельми недешево і більшості наших співгромадян явно не по кишені.

Справі допомагає той факт, що в телефонному зв'язку завжди є два учасники, і те, що не по кишені одній, може бути по кишені іншій. Так, наприклад, коли ми хочемо підключитися до Інтернету, то з'єднуємося з сервіс-провайдером - організацією, що надає послугу підключення. Якщо у цього сервіс-провайдера тисячі клієнтів, що платять гроші за підключення, то у нього цілком може знайтися достатня сума, щоб встановити термінальний адаптер і з'єднатися з довколишньою АТС (неодмінно цифровою) не яким попало, а пристойним кабелем.

В цьому випадку в з'єднанні двох комп'ютерів може залишитися тільки одне цифроаналогове перетворення - між клієнтом і його АТС. Причому це перетворення працює тільки в одну сторону - коли клієнт посилає дані. Коли ж він їх приймає, необхідності в цьому перетворенні немає.

У результаті ми маємо несиметричний канал зв'язку. Потік даних від сервіс-провайдера поступає тільки по цифровому каналу і має інформаційну швидкість 56 000 бит/с, а потік даних від клієнта до провайдера рухається по аналоговому каналу, після чого проходить аналогово-цифрове перетворення. Пропускна спроможність аналогового каналу, як ми встановили вище, досягає 33 600 бит/с для модемів, що працюють по протоколу V.34 bis. Таким чином, в даному випадку клієнт може приймати дані з вищою швидкістю, ніж відправляти. Для тих, хто використовує Інтернет ради споживання інформації, така модель зв'язку цілком прийнятна. Тим же, хто використовує Інтернет для поставки своєї інформації, ця схема не годиться, але як правило це не приватні особи, а організації, і у них повинні бути засоби для оренди високопродуктивних каналів зв'язку і придбання необхідного термінального устаткування. Якщо усереднити об'єми висхідного і низхідного потоків, то в середньому швидкісні модеми приблизно еквівалентні модемам з інформаційною швидкістю 45-50 Кбит/с.

Стандарт на швидкісні модеми, що підтримують з'єднання з інформаційною швидкістю 56 Кбит/с, був вироблений далеко не відразу. Дві компанії одночасно в 1996 р. вийшли на ринок з своїми пропозиціями. Компанія US Robotics (знаменитий виробник модемів Courier і Sportster) розробила технологію Х2, а компанія Rockwell (не менш знаменитий виробник чіпсетів для модемів) розробила технологію К56 flex. За своєю суттю ці технології були дуже схожі, але модеми, що підтримують ці технології, були несумісні між собою. Між двома технологіями почалася тривала і марнотратна «війна стандартів». Кожна із сторін прагнула збільшити кількість користувачів саме своєї технології.

З назвою технології Х2 пов'язана одна помилка, укорінена сьогодні в масовій літературі. Річ у тому, що її помилково розуміють як «подвоєння» інформаційної швидкості модемів 28,8 Кбит/с. Тому нерідко в літературі зустрічаються повідомлення про те, що швидкісні модеми дозволяють приймати дані з швидкістю до 57,6 Кбит/с. Насправді це не так. 56 Кбит/с - це вища теоретична межа, а все, що ще вище - це рекламні трюки.

Перш за все, в розв'язаній війні стандартів постраждали сервіс-провайдери. Щоб не втрачати половину клієнтів, вони повинні були встановлювати на своїй стороні термінальні адаптери як для однієї, так і для іншої технології. Постраждали і клієнти. Перш ніж купувати той або інший модем, їм доводилося з'ясовувати, яку технологію підтримує вибраний сервіс-провайдер, а при зміні провайдера шукати такого, який підтримує їх модем. Додаткова неприємність полягала у тому, що і та, і інша технології були «фірмовими», а це означає, що «треті фірми» не могли випускати модеми, що підтримують нову технологію. В результаті модеми 56К були помітно дорожчими за моделі V.34 bis і їх продаж істотно гальмувався.

«Війна стандартів» без видимого успіху тягнулася до 1998 року. Лише після того, як компанія US Robotics ввійшла до складу суперконцерну 3Com, ворогуючі сторони вдалося усадити за стіл переговорів, і під егідою Міжнародного союзу електрозв'язку (ITU) вони виробили новий стандарт V.90, сумісний як з тією, так і з іншою технологією. В результаті з 1999 р. в світі почався масовий випуск модемів 56К, і вони стали швидко дешевшати. Сьогодні модеми V.90 стали найпоширенішими. Їх безумовно стоїть придбати тим, хто підключений до сучасних цифрових АТС. Але і ті користувачі, які підключені до застарілих АТС, теж можуть сміливо придбати такі модеми, оскільки при неможливості встановлення швидкісного з'єднання модем «відступає» до протоколу V.34 bis і працює як звичний аналоговий модем. Ніякої особливої «накрутки» в ціні за підтримку швидкісного режиму роботи в модемах V.90 немає, тому, навіть якщо ви упевнені, що ваша лінія дуже неякісна і робота з високими швидкостями вам не загрожує, все одно можете придбати модем V.90.

Інша справа у тих, хто вже має модеми, що працюють на швидкостях 28 800 і 33 600 біт в секунду. Строго кажучи, немає ніяких вагомих підстав викинути свій модем і поспішати замінити його модемом V.90. Якщо ви не фанатик високих швидкостей і не збираєтеся половину життя присвятити роботі з модемом, то можете продовжувати користуватися тим, що є. Нічого принципово нового модем V.90 не дасть - для цього потрібні абсолютно інші технології, здатні забезпечити прийом мегабітів в секунду. Тоді комп'ютер зможе витіснити і телевізор, і музичний центр, і деяку іншу побутову електроніку, але поки до цього ще далеко.

«Фірмові» протоколи модуляції

Протоколи, затверджувані міжнародним союзом зв'язку ITU, не падають з неба, а, як правило, розробляються тими ж самими фірмами, які випускають модеми. Кожна компанія мріє про те, щоб розробити свій власний чудовий протокол і затвердити його як стандартного - це дало б їй незаперечні конкурентні переваги перед іншими фірмами. Проте не всім і не завжди це вдається, і у ряді випадків модеми певних виробників можуть підтримувати свої «фірмові» протоколи, що так і не стали стандартами. Скористатися перевагами таких протоколів можна тільки в тому випадку, якщо модем суміжної сторони теж випущений тією ж фірмою.

Втім, при придбанні модему цей чинник цілком можна враховувати. Річ у тому, що ми купуємо модем не для того, щоб він взаємодіяв зі всіма модемами в світі - йому цілком досить одного єдиного партнера, якщо цей партнер - сервіс-провайдер, що підключає нас до Інтернету. Тому рекомендується перед покупкою модему поспілкуватися з своїм передбачуваним сервіс-провайдером і запитати його, які модеми він використовує на вході і які протоколи підтримує. Можливо, і вдасться знайти яке-небудь оригінальне рішення. Так, наприклад, багато модемів від компанії US Robotics/3Com підтримують «фірмовий» протокол «високошвидкісної» передачі даних HST (High Speed Transmission). Слово «високошвидкісної» ми узяли в лапки, тому що на сьогоднішній день показники цього протоколу (від 9600 до 24000 б/с) зовсім не виглядають високими. Зате він забезпечує підвищену стійкість в роботі на дуже поганих лініях зв'язку і, можливо, для когось стане прийнятною альтернативою для доступу до Інтернету.