Введение
Сейчас мы все наблюдаем компьютерный бум в области телекоммуникаций, с огромной скоростью развиваются сети, которые как гигантская паутина опутывают мир (некоторые видят в этом угрозу). Но задаётся вопрос: “По средствам чего это все может происходить?” Как частный пользователь персонального компьютера может проникнуть в огромный мир мировой информации? Ответ прост: “С помощью модема”, - маленького устройства рядом с компьютером и телефонной линией или даже простой платы в компьютере. Модемы все усиливают свои функции, модемы уже даже посылают и принимают факсы. Рынок модемов расширяется. Одно поколение модемов сменяет другое, скорость передачи информации все растёт и растёт. Модем является ступенькой к общему информационному пространству. Именно по этому мне показалось интересным и полезным изучить эту прогрессивную и важную тему в компьютерном мире. Безусловно существует несколько таких тем, которые также находятся в бурном развитии (например мультимедиа), но так или иначе они связаны с модемами и их использованием.
В курсовом проекте рассматриваются следующие вопросы:
Назначение модемов
Классификация модемов
Параметры модемов
Принцип работы модемов
Режимы работы модемов
Структурная схема внешнего модема
Интерфейсы модемов
Диагностика и устранение неисправностей внешнего модема
Тепловой расчет системы охлаждения
Выбор системы охлаждения
Расчет мощности потребляемой компонентами
1 Теоретическая часть
Назначение модемов
Моде́м (акроним, составленный из слов модулятор и демодулятор) — устройство, применяющееся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации.
Модулятор в модеме осуществляет модуляцию несущего сигнала при передаче данных, то есть изменяет его характеристики в соответствии с изменениями входного информационногосигнала, демодулятор осуществляет обратный процесс при приёме данных из канала связи. Модем выполняет функцию оконечного оборудования линии связи. Само формирование данных для передачи и обработки принимаемых данных осуществляет т. н. терминальное оборудование (в его роли может выступать и персональный компьютер).
Модемы широко применяются для связи компьютеров через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем). Ранее модемы применялись также в сотовых телефонах (пока не были вытеснены цифровыми способами передачи данных). На рисунке 1 представлен внешний модем ПК.
Рисунок 1 - внешний модем
Классификация модемов
Модемы различаются по исполнению (внешние или внутренние), по принципу работы (аппаратные или программные), по типусети, к которой производится подключение, а также по поддерживаемым протоколам передачи данных.
Наибольшее распространение получили внутренние программные, внешние аппаратные и встроенные модемы.
По исполнению:
внешние — подключаются через COM-, LPT-, USB- или Ethernet-порт, обычно имеют отдельный блок питания (существуют и USB-модемы с питанием от шины USB).
внутренние — дополнительно устанавливаются внутрь системного блока или ноутбука (в слот ISA, PCI, PCIE, PCMCIA,AMR/CNR).
встроенные — являются частью устройства, куда встроены (материнской платы, ноутбука или док-станции).
По принципу работы:
аппаратные — все операции преобразования сигнала, поддержка физических протоколов обмена производятся встроенным в модем вычислителем (например, с использованием DSP или микроконтроллера). Также в аппаратном модеме присутствуетПЗУ, в котором записана микропрограмма, управляющая модемом.
программные (софт-модемы, host based soft-modem) — все операции по кодированию сигнала, контролю ошибок и управлению протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера. В модеме находятся только входные/выходные аналоговые цепи и преобразователи (ЦАП и АЦП), а также контроллер интерфейса (например USB).
полупрограммные (controller based soft-modem) — модемы, в которых часть функций модема выполняет компьютер, к которому подключён модем.
По типу сети и соединения:
Модемы для телефонных линий:
Модемы для коммутируемых телефонных линий — наиболее распространённый в XX веке и 2000-х годах тип модемов. Используют коммутируемый удалённый доступ.
ISDN — модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий.
DSL —используются для организации выделенных (некоммутируемых) линий средствами обычной телефонной сети. Отличаются от коммутируемых модемов тем, что используют другой частотный диапазон, а также тем, что по телефонным линиям сигнал передается только до АТС. Обычно позволяют одновременно с обменом данными осуществлять использование телефонной линии для переговоров.
Кабельные модемы — используются для обмена данными по специализированным кабелям — к примеру, через кабельколлективного телевидения по протоколу DOCSIS.
Радиомодемы — работают в радиодиапазоне, используют собственные наборы частот и протоколы:
Беспроводные модемы — работают по протоколам сотовой связи (GPRS, EDGE, 3G, LTE) или Wi-Fi. Часто имеют исполнения в виде USB-брелка. В качестве таких модемов также часто используют терминалы мобильной связи.
Спутниковые модемы — используются для организации спутникового Интернета. Принимают и обрабатывают сигнал, полученный со спутника.
PowerLine-модемы (стандарт HomePlug) — используют технологию передачи данных по проводам бытовой электрической сети.
Параметры модемов
1. Скорость передачи данных. Трактуется так как есть, т.е. скорость, с которой модем способен передавать информацию.
Протоколы модуляции. Протокол - набор правил для выполнения какого-либо действия (например, передачи данных). Согласно протоколу данные режутся на пакеты, к ним добавляется иформация для коррекции ошибок и другие сведения, и пакет отправляется по сети; после этого, если другой компьютер получил пакет без ошибок, то он отправляет уведомление компьютеру, который послал пакет о том, что всё правильно; в противном случае он посылает повторный запрос на тот же самый пакет. Это примитивная схема работы протокола. Применительно к модемам, протокол может определять скорость передачи данных, сжатие данных, коррекцию ошибок
Внутренние и внешние модемы. Внутренний модем представляет собой обычную "карту, плату", которая вставляется в слот расширения системной платы (ISA или PCI разъемы). Внешний - находится в родном корпусе, имеет свой блок питания и подключается к компьютеру через последовательный порт (COM) или шину USB. Внешние модемы стоят немного дороже внутренних, но оин и лучше: 1) не зависят от питания компьютера (при сбое внутренние модемы зависают); 2) меньше подвержены воздействию внешних магнитных полей; 3) установка внешнего модема значительно проще установки внутреннего (могут возникнуть проблемы с установкой прерываний и портов в BIOS и Windows - из своего опыта).
Обеспечение качества связи. Это самый главный вопрос, который волнует пользователя. Связь может быть плохой, часто рваться из-за помех, но может быть и хорошей, стабильной. Качество связи зависит прежде всего от АТС пользователя и АТС того, с кем он соединяетесь. В России еще полно старых аналоговых АТС, с которыми у всех возникают проблемы, ибо не все модемы могут нормально работать в таких условиях. Для старых аналоговых АТС характерны импульсный набор и много помех на линии (как правило, телефонный кабель бывает очень старый и оборудование на АТС тоже очень старое и изношенное). Дешевые модемы на таких линиях часто рвут связь из-за потери несущей. В этих случаях следует использовать модемы ZyXEL или даже US Robotics Courier. Они способны удерживать связь и обеспечивать достаточную скорость передачи данных. Сейчас создаются новые цифровые АТС с хорошим оборудованием и защитой от помех, и как правило, прокладывается новый телефонный кабель. На таких АТС используется тоновый набор номера и на них могут работать практически любые модемы.