Вивчення сучасних модемів

9.1. Ціль роботи

9.1.1.Ознайомитися з основними принципами передачі даних по телефонній мережі загального користування.

9.1.2.Вивчити призначення, функції модему, стандарти на сучасні модеми.

9.1.3.Ознайомитися з методами побудови, технічною реалізацією і параметрами сучасних модемів.

9.1.4. Досліджувати функціональні можливості модему, вивчити його конструкцію і надані їм послуги.

9.1.5. Одержати практичні навички роботи з модемом у різних режимах.

9.2.Ключові положення

9.2.1. Призначення, класифікація і функції сучасного модему.

Стандартизація.

В міру поширення комп'ютерів виникла необхідність швидкої передачі інформації між ними. Природно, що найбільш важко виявилося зв'язати комп'ютери, розташовані на великій відстані один від одного. Прокладка спеціальних ліній зв'язку є дуже дорогий шлях, особливо коли треба зв'язати тисячі комп'ютерів, розкиданих по всій країні.

У той же час вже існує телефонна мережа загального користування, що охоплює всю земну кулю. Однак телефонні лінії дозволяють передавати аналоговий сигнал, комп'ютер же працює тільки з дискретним цифровим сигналом.

Тому були розроблені спеціальні пристрої, призначені для перетворення дискретних цифрових сигналів в аналогову форму, передачі отриманого сигналу по телефонній лінії і прийому аналогового сигналу з телефонної лінії з наступним перетворенням його в цифрову форму для передачі комп'ютеру. Такий пристрій одержав назву м о д е м (модулятор - демодулятор), а також - пристрій перетворення сигналів (ППС). Спочатку модеми використовувалися тільки для передачі даних (ПД).

В міру розвитку обчислювальної техніки з'явилися плати розширення до персональних комп'ютерів, що дозволяють комп'ютеру обмінюватися факсимільними повідомленнями з цифровими факсимільними апаратами. Така плата одержала назву факсу-плати. Випускалися дві її різновиди – які дозволяють тільки передавати факси чи передавати і приймати їх. Тому що факси-плати ґрунтувалися на тих же принципах передачі інформації, що і звичайні модеми, та ці два пристрої були об'єднані разом і названі факсом-модемом (Fax-modem).

Згодом стало все виразніше виявлятися тенденція до інтеграції мереж і послуг, у результаті виникла необхідність передачі по тій же мережі і таких же методах мовних повідомлень і як наслідок - з'явилися мовні (голосові) модеми (Voice-modem).

Таким чином, усі перераховані модеми вирішували свою основну задачу - передати по аналоговому каналі зв'язку дискретний (цифровий) сигнал, використовуючи для цього модуляцію гармонійної несучої, що і відбилося в їх назві.

Однак для забезпечення необхідної якості й ефективності передачі дискретних повідомлень по існуючим каналах зв'язку необхідно виконати ще цілий ряд додаткових операцій. Крім того, наявний у сучасних ЕОМ і ПЭВМ рівень сервісу, забезпечуваний розвитими операційними системами, вимагає відповідного рівня послуг при з'єднаннях у реальних мережах зв'язку. Ці операції спочатку виконувалися самими ЕОМ - користувачами, але в міру удосконалювання технології і відповідно елементної бази обчислювальної і зв'язної техніки стали з'являтися усі великі можливості покласти їх виконання на модем. Ця тенденція підтримувалася прагненням максимально розвантажити технологічну ЕОМ від рутинних операцій, необхідних для одержання доступу в мережу і передачі повідомлень з необхідними параметрами.

Сучасний модем дозволяє виконати наступні основні функції:

• сполучення з аналоговим каналом зв'язку різної природи;

• передачу повідомлень з необхідними швидкістю і вірністю;

• високу ефективність використання каналу зв'язку шляхом стиску даних;

• захист інформації від несанкціонованого доступу.

Крім основних, на сучасний модем часто накладаються додаткові функції:

• встановлення і підтримка з'єднання, а також роз'єднання відповідно до процедури, прийнятої у відповідній мережі;

• перевірка і тестування каналу зв'язку й адаптація до властивостей каналу;

• обмін з модемом-партнером інформацією про свої функціональні можливості й адаптація до них;

• обмін повідомленнями в черговому режимі й ін.

Уся величезна розмаїтність модемів, що існують сьогодні на мережах, вимагає їх класифікації, яку можна провести по ряду ознак:

• призначення модему, (вид переданої інформації): телеграфний, передачі даних, факсимільний, мовний;

• канал зв'язку: фізичний ланцюг, телеграфний, телефонний (тч), широкосмуговий;

• провідний, кабельний, оптичний, радіоканал; що комутується, що не комутується (орендований);

• з 2-провідним чи 4-провідним закінченням;

• режим передачі дискретних повідомлень: однобічний (симплексний),

двосторонній (дуплексний - симетричний і асиметричний,

напівдуплексний); синхронний, асинхронний;

• спосіб передачі : паралельний, послідовний ;

• сигнал - переносник (вид модуляції) : АМ, ЧМ, ФМ, ОФМ, ДОФМ і т.д.;

• набір швидкостей передачі інформації (максимальна швидкість);

• способи побудови приймача одиничних елементів сигналу і його найважливіших вузлів;

• алгоритм стиску інформації;

• метод підвищення вірності передачі: коригувальний код, тип зворотнього зв'язку і т.д.;

• метод захисту від несанкціонованого доступу ;

• набір послуг по взаємодії з телефонною мережею: пам'ять номерів, автовідповідач, АОН і т.п.;

• набір команд для керування модемом;

• спосіб реалізації (по функціях): апаратний і програмний;

• конструкція: автономний і вбудований.

Щоб усі модеми, вироблені різними фірмами, могли з'єднуватися один з одним і обмінюватися інформацією, вони повинні використовувати однакові алгоритми виконання більшості функцій: насамперед способи перетворення цифрових даних в аналогові і назад, тобто однакові способи модуляції і демодуляції сигналів і ін. З цією метою було вирішено визначити ряд нормативних вимог, яким вони повинні відповідати, і представити їх у виді міжнародних стандартів.

Для розробки стандартів у свій час був створений спеціальний Міжнародний консультативний комітет з телеграфії і телефонії МККТТ (International Consultative Соммееttее for Telegraphy and Telephony -CCITT), сьогодні - Міжнародний союз електрозв'язку МСЭ (International Communication Union - ITU-T).

До дійсного часу цей комітет розробив велику кількість різних рекомендацій, що визначають способи модуляції і демодуляції сигналів, алгоритми з'єднання модемів, протоколи корекції помилок, протоколи стиску інформації і т.д. Усі рекомендації ССІТТ пронумеровані, і практично всі рекомендації, що відносяться до найбільш розповсюджених телефонних модемів, мають у своїй назві (перед номером) префікс V.