Тема 5. Модемы

5.1 Методы модуляции

Модем – устройство для преобразования цифрового информационного сигнала в аналоговый (модуляция) для передачи по аналоговым линиям связи, и обратного преобразования принятого аналогового сигнала снова в цифровой (демодуляция).

Аналоговая модуляция является таким способом физического кодирования, при котором информация кодируется изменением амплитуды, частоты или фазы синусоидального сигнала несущей частоты. Основные способы аналоговой модуляции показаны на рисунке 21. На диаграмме а) показана последовательность бит исходной информации, представленная потенциалами высокого уровня для логической единицы и потенциалом нулевого уровня для логического нуля. Такой способ кодирования называется потенциальным кодом, который часто используется при передаче данных между блоками компьютера.

Рисунок 21 - Различные типы модуляции

При амплитудной модуляции (рис. 2,11, б) для логической единицы выбирается один уровень амплитуды синусоиды несущей частоты, а для логического нуля - другой. Этот способ редко используется в чистом виде на практике из-за низкой помехоустойчивости, но часто применяется в сочетании с другим видом модуляции - фазовой модуляцией.

При частотной модуляции (рис. 2.11, в) значения 0 и 1 исходных данных передаются синусоидами с различной частотой - f₀ и f₁ при неизменной амплитуде. Этот способ модуляции обычно применяется в низкоскоростных модемах, работающих на скоростях 300 или 1200 бит/с.

При фазовой модуляции (рис. 2.11, г) значениям данных 0 и 1 соответствуют сигналы одинаковой частоты, нос различной фазой. Например, в зависимости от значения двух битов (00, 01, 10 или 11) фаза сигнала может измениться на 0°, 90°, 180°, 270° .

В скоростных модемах часто используются комбинированные методы модуляции, как правило, амплитудная в сочетании с фазовой.

Скорость модуляции характеризуется количеством переключений с одного аналогового сигнала на другой за 1 секунду и измеряется в бодах. Например, если за одну секунду изменение аналогового сигнала происходит 9600 раз, то скорость модуляции составляет 9600 бод. Однако, практически важной характеристикой модема являются скорость передачи данных, измеряемая в битах в секунду (сокращенно бит/с).

Если применяется только один вид модуляции (например, только амплитудная модуляция), то 1 бод  соответствует 1 бит/с и скорость передачи данных  в вышеуказанном случае составляет 9600 бит/с. Если одновременно реализуются два вида модуляции (например, амплитудная и частотная), то при каждом изменении аналогового сигнала происходит выбор одного из четырех состояний и, следовательно, каждое такое изменение несет 2 бита информации.

5.2 Классификация модемов по исполнению

Внутренний модем вставляется в компьютер как плата расширения. Преимущества внутреннего модема (по сравнению с внешним модемом):

• Не занимает места

• Не нуждается в блоке питания, который занимает розетку

• Не нуждается во включении/выключении

• Не занимает стандартные COM порты компьютера

• Дешевле по крайней мере на 10% , так как не нужны корпус, соединительный кабель, блок питания

• Содержит скоростной приемопередатчик порта, согласованный со скоростью модема

Недостатки:

• Как и всякая плата расширения, внутренний модем предназначен для определенной шины

• Не имеет световых индикаторов и поэтому не информативен;

• При зависании модема придется перегрузить машину, а во внешнем включить и выключить сам модем.

Настольный (внешний ) модем - имеет корпус и собственный блок питания, подключается к компьютеру соединительным кабелем через последовательный порт.

Модемы в виде карточки такой модем выполнен в виде периферийного устройства размером с пластиковую кредитную карточку и предназначен для подключения к портативному компьютеру через специальный разъем, через который он также получает питание. Портативные компьютеры обычно снабжаются встроенными модемами, однако низкоскоростными. Как и все миниатюрное, они стоят существенно дороже на­стольных модемов с аналогичными возможностями.

Портативный модем – похож на настольный, только уменьшенного размера- он умещается на ладони.. Имеет более прочный корпус и универсальное питание. Может питаться от:

- электрической сети через адаптер

- от автомобильной сети (12 вольт)

- от внутренних батареек - это удобно для портативных компьютеров, т.к. их встроенные аккумуляторы имеют малую емкость, а модем в виде карты может забирать до 30% общего потребления энергии.

В таком исполнении выпускают модемы для мобильной радиотелефонии.

Стоечные модемы - при использовании большого числа модемов они для удобства обслуживания объединяются в группы (пулы). Модемный пул представляет в себя стандартный каркас, где размещается какое-то количество без корпусных модемов. На передней панели находится, как правило, только индикация, выходы в телефонную сеть и разъемы последовательного интерфейса подключаются через заднюю панель.

Менеджер модемов позволяет:

• Компактно разместить модемы.

• Повысить удобство работы с модемами, например, автоматизировать профилактические тесты модемов, отображать текущее состояние модемов, неисправности и т.д. В менеджере есть система принудительной вентиляции.

• Повысить уровень защиты от несанкционированного доступа к компь­ютеру. В числе возможностей такого рода - метод обратного звонка. Эта функция может быть реализована и в одиночном модеме, но здесь база данных пользователей хранится в стойке, а не в модеме, что удешевляет модемы и допускает большие базы данных.

• Вести журнал работы. Обеспечивается, если подключить к стойке компью­тер. Тогда возможно получать отчеты по абонентам, линиям, модемам за лю­бой период. В том числе выставлять счета абонентам за предоставленные услуги.

Все эти возможности обусловили повсеместное применение стоечных модемов в модемных пулах провайдеров Интернет .