13. Модемы. Основные модемные протоколы физического уровня. Организация дуплексного обмена.

Модем – это устройство, преобразующее цифровые данные от компа в аналоговые сигналы перед их передачей по последовательной линии и , после передачи, производящее обратное преобразование. Кроме функции согласования полосы частот, занимаемой передаваемыми сигналами, с полосой пропускания реальной линии передачи, выполняет много других функций, как правило, чисто аппаратными средствами (сжатие данных, формирование и проверка помехоустойчивости циклического кода, эхо-компенсация и др.)

Все модемы содержат в себе управляющий микропроцессор, постоянную память (ROM), куда записано фирменное программное обеспечение и интерпретатор команд, энергонезависимую память (NVRAM - non-volatile RAM), которая хранит конфигурационные профайлы модема, телефонные номера и т.д., буфер ввода/вывода (128-256 байт), сигнальный процессор (DSP), включающий в себя модулятор и демодулятор, интерфейс для связи с ЭВМ (RS-232) и оперативную память.

Протокол – набор правил и действий, которые надо осуществлять для передачи данных + формат данных.

Протоколы физического уровня – это протоколы модуляции и обмена.

Таблица 4.3.7.1. Основные протоколы модемов

Название	Тип модуляции	Назначение протокола
V.21	FSK	Дуплексный модем на 300 бит/с для телефонных сетей общего назначения, используется факс-аппаратами и факс-модемами
V.22	DPSK	Дуплексной модем для работы при скоростях 600/1200бит/с
V.22bis	QAM	Дуплексной модем для работы при скоростях 1200/2400бит/с
V.23	FSK	Асинхронный модем на частоту 600/1200бит/с (сети videotex), несовместим с V.21, V.22 и V.22bis
V.24		Стандарт на схемы сочленения DTE и DCE
V.26		Модем для работы на выделенную линию на частотах 2400/1200бит/с
V.27		Модем для работы на частотах 4800бод/с
V.27bis		Модем для работы на выделенную линию на частотах 2400/4800бит/с
V.27ter	DPSK	Модем с набором телефонного номера на частоту 2400/4800бит/с (fax)
V.29	QAM	Модем на частоту 9600бит/с для 4-проводных выделенных линий (fax)
V.32	QAM tcm	Семейство 2-проводных модемов, работающих на частотах до 9600бит/с
V.32bis	TCM	Модем, работающий на выделенную линию для частот 7200, 12000 и 14400бит/с
V.33	TCM	Модем на частоту 14.4кбит/с для выделенных линий
V.34		Модем на частоту 28.8кбит/с, использован новый протокол установления связи
V.34bis		Модем на частоту 32 кбит/с
V.35		Модем, работающий на выделенную линию с частотами до 9600бит/с
V.42bis		Стандарт для сжатия данных в модемах (4:1)

Начиная с модемов V.32bis, стала использоваться динамическая регулировка скорости в ходе телекоммуникационной сессии в зависимости от состояния линии связи. Качество линии отслеживается по отношению сигнал/шум или по проценту блоков, переданных с ошибкой за определенный период времени.

Важным свойством модемов является возможность коррекции ошибок и сжатия информации. Ошибки корректируются путем повторной пересылки ошибочных блоков (ARQ - automatic repeat request). Ошибки контролируются с использованием CRC (cyclic redundancy check). Этим целям отвечает стандарт V.42., он включает в себя протокол LAPM (link access procedure for modems) и один из протоколов mnp (microcom networking protocol). В V.42 применен алгоритм сжатия информации Lempel-Ziv. При установлении связи между модемами определяется, какой из протоколов коррекции и сжатия они оба поддерживают. Если это V.42, то они сначала пытаются работать с использованием протокола LAPM. При неудаче (один из модемов не поддерживает V.42) используется протокол MNP.

Дуплексная передача - передача информации одновременно в двух направлениях.

При четырехпроводной дуплексной передаче используются две двухпроводные линии связи для передачи информации в каждом из направлений.

При двухпроводной дуплексной передаче информация передается по двухпроводной линии связи одновременно в двух направлениях (одновременная двунаправленнаяя передача).

Для организации дуплексной передачи со скоростью 9600/4800 бит/с используются модемы, в основном, по Рекомендации V.32. В 1990-1992 гг. получили распространение модемы на скорость 14400 бит/с, реализованные в соответствии с Рекомендацией V.32 bis.