Типы модемов

Существуют различные типы модемов, поскольку существуют различные типы среды передачи, для которых требуются разные методы передачи данных. Эти среды можно грубо поделить на два типа, взяв как критерий синхронизацию связи. Итак, связь бывает: асинхронная; синхронная.

Тип модема, используемого в сети, будет зависеть и от среды, и от назначения сети.

Асинхронная связь

Асинхронная связь — самая распространенная форма передачи данных. Причина такой популярности кроется в том, что асинхронный метод связи использует стандартные телефонные линии. При асинхронном методе данные передаются последовательным потоком.

Каждый символ — буква, число или знак — раскладывается в последовательность битов. Каждая из этих последовательностей отделяется от других стартовым битом и стоповым битом. Передающее и принимающее устройства должны согласовывать комбинацию стартовых и стоповых битов. Принимающий компьютер для управления синхронизацией использует стартовые и стоповые биты, готовясь тем самым к приему следующего байта данных.

Связь этого типа не синхронизируется, т. е. отсутствует синхронизирующее устройство или метод для координации действий между передатчиком и приемником. Передающий компьютер просто шлет данные, а принимающий компьютер просто их получает. Затем принимающий компьютер проверяет данные, чтобы убедиться в том, что они приняты без ошибок. Двадцать пять процентов трафика данных при асинхронной связи состоит из управляющей и координирующей информации.

Скорость асинхронной передачи по телефонным линиям может достигать 28 800 бит/с и выше. Однако новейшие методы сжатия данных в непосредственно соединенных системах обеспечивают скорость до 115 200 бит/с.

Контроль ошибок

Вероятность ошибок никогда не исключена, поэтому при асинхронной связи может использоваться специальный бит — бит четности. Схема проверки и коррекции ошибок, которая его применяет, называется контролем четности. При контроле четности количество посланных и принятых единичных битов должно совпадать.

Стандарт модемов V.32 не предусматривал контроля ошибок. Чтобы решить эту проблему, компания Microcom создала собственный стандарт асинхронного контроля ошибок данных, который был назван Microcom Network Protocol (MNP), Этот метод работал так хорошо, что другие компании заимствовали не только начальную версию протокола, но и другие версии, называемые классами. В настоящее время разные производители модемов используют MNP классов 2, 3 и 4.

В 1989 году комитет СС1ТТ опубликовал схему асинхронного контроля ошибок, названную V.42. Этот стандарт аппаратной коррекции ошибок включает в себя два протокола. Основная схема контроля ошибок — это Link Access Procedure for Modems, LAPM (процедура доступа к каналу связи для модемов), однако V.42 также использует MNP Class 4. Протокол LAPM используется при соединении двух модемов, удовлетворяющих стандарту V.42. Если один из модемов поддерживает только стандарт MNP 4, будет использоваться MNP 4.

Увеличение скорости передачи

На производительность канала связи оказывают влияние два фактора.

• Скорость канала. Этот параметр характеризует, насколько быстро биты кодируются и передаются по каналу связи.

• Пропускная способность (throughput). Этот параметр характеризует долю полезной информации, передаваемой по каналу.

• Скорость передачи и пропускная способность — это не одно и то же. Например, за счет сжатия (compressing) данных можно удвоить пропускную способность и не оплачивать при этом более быстрый канал связи.

• Сжатие уменьшает время, необходимое для передачи данных (за счет удаления избыточных элементов или пустых участков). Один из распространенных в настоящее время стандартов сжатия — протокол сжатия данных MNP Class 5 фирмы Microcom.

Если на обеих сторонах линии связи используется протокол MNP Class 5, время передачи данных может быть сокращено наполовину.

Следуя стандарту V.42bis, можно добиться даже большей производительности, так как он описывает аппаратную реализацию непрерывного сжатия данных. Например, с модемом на 9 600 бит/с при использовании V.42bis можно достичь пропускной способности 38 400 бит/с.

Комбинирование стандартов

Различные стандарты определяют различные аспекты работы модема. Поэтому один и тот же модем, чтобы увеличить производительность, иногда использует некую комбинацию протоколов передачи данных и контроля ошибок. Например, при использовании модемов на асинхронном аналоговом канале связи между локальными сетями хорошие, устойчивые результаты может дать следующая комбинация: V.32bis — передача; V.42 — контроль ошибок; V.42bis — сжатие.

Асинхронные, или последовательные, модемы дешевле синхронных, поскольку не нуждаются в схемах и компонентах для управления синхронизацией (необходимой при синхронной связи).

Синхронная связь

Синхронная связь основана на схеме синхронизации, согласованной между двумя устройствами. Ее цель — выделить биты из группы при передаче их блоками. Эти блоки называют кадрами. Для установки синхронизации и периодической проверки ее правильности используются специальные символы.

Поскольку биты передаются в синхронном режиме, стартовые и стоповые биты не нужны. Передача завершается в конце одного кадра и начинается вновь на следующем кадре. Этот метод более эффективен, чем асинхронная передача.

В случае ошибки синхронная схема распознавания и коррекции ошибок просто повторяет передачу кадра. Синхронные протоколы выполняют некоторые действия, не предусмотренные асинхронными протоколами, а именно: разбивают данные на блоки; добавляют управляющую информацию; проверяют данные на наличие ошибок. Основные протоколы синхронной связи:

SDLC (Synchronous Data Link Control) — протокол синхронного управления каналом;

HDLC (High-level Data Link Control) — высокоуровневый протокол управления каналом;

BISYNC (Binary SYNchronous Communications protocol) — протокол двоичной синхронной связи.

Синхронная связь используется практически во всех цифровых системах связи и сетях. Допустим, что для соединения удаленных компьютеров Вы используете цифровые линии. Тогда, чтобы подключить компьютер к цифровой линии, Вы будете устанавливать синхронный модем, а не асинхронный. Справедливости ради заметим, что из-за высокой стоимости и сложности синхронные модемы для домашних условий, как правило, не предлагаются.