9.2.2. Методи побудови і технічна реалізація сучасних модемів

Розглянемо, основні принципи реалізації перерахованих у розділі 9.2.1 функцій телефонних модемів , які реальні умови необхідно при цьому враховувати , варіанти такої реалізації і визначальні їхні стандарти.

Сполучення джерела цифрового сигналу з аналоговим каналом.

Основною функцією модему, як було показано вище, є сполучення джерела цифрового сигналу з аналоговим каналом зв'язку різної природи. Задача такого сполучення - насамперед погодити частотний спектр сигналу, що несе дискретне повідомлення, з частотною характеристикою каналу зв'язку. Оскільки цифровий сигнал від джерела дискретних повідомлень має вид послідовності одиничних і нульових елементів, представлених у виді імпульсів постійного струму, його частотний спектр зосереджений в області низьких частот (і може мати постійну складову). Як відомо, канал ТЧ має частотну характеристику типу смугового фільтра зі смугою пропущення 0,3...3,4 кГц. Щоб “уписати” у цю смугу спектр сигналу, мабуть, досить зробити модуляцію вихідним сигналом одного з параметрів гармонійної несучої.

Більшість сучасних модемів використовують чотири основних методи модуляції сигналу, переданого по телефонній лінії:

- Метод амплітудної модуляції (Amplitude Shift Keying - ASK). Найменш ефективний метод модуляції, у якому інформація кодується за рахунок зміни амплітуди переданого сигналу. Застосовується тільки на дуже повільних швидкостях -до 100 біт/з

- Метод частотної модуляції (Frequency Shift Keying - FSK). Інформація кодується за рахунок зміни частоти переданого сигналу. Застосовується на швидкостях до 1200 біт/з

- Метод фазової модуляції (Phase Shift Keying - PSK). Інформація кодується за рахунок зміни фази переданого сигналу. При цьому для підвищення швидкості передачі без розширення спектру сигналу звичайно використовують багаторазову модуляцію - двох і трьохразову (ДОФМ і ТОФМ). Застосовується на швидкостях до 2 400 і 4800 біт/з

- Метод квадратурної амплітудної модуляції (Quadrature Shift Keying - QSK). Є комбінацією фазової й амплітудної модуляції, має найбільше застосування в сучасних модемах. Дозволяє передавати дані зі швидкістю більше чим 9 600 біт/с.

При виборі виду модуляції, як і взагалі сигналу-переносника, необхідно враховувати наступні критерії :

• узгодження по спектру з частотною характеристикою безупинного каналу;

• ефективне використання каналу зв'язку (максимальну швидкість передачі інформації);

• максимальну завадостійкість;

• наявність синхроінформації в робочому сигналі;

• наявність надмірності.

Максимальна швидкість передачі може бути отримана за допомогою багаторазової чи комбінованої модуляції, коли кожен елемент сигналу несе більш 1 біта інформації.

Максимальна завадостійкість досягається застосуванням сигналів з максимальною “відстанню” між векторами: наприклад, протилежних, як при ФМ.

Ці вимоги до модему є суперечливими і найкращим рішенням є компроміс, що досягається застосуванням квадратурної АМ, що одержало останнім часом саме широке поширення.

Сполучення з каналом зв'язку крім зазначених задач повинне забезпечити можливість роботи в режимі передачі інформації, обумовленої користувачем.