14. Модемы. Принципы работы современных высокоскоростных протоколов. Организация дуплексного обмена. Общие принципы передачи в технологиях xDsl.

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.

Цифровые абонентские линии технологий *DSL - новый метод высокоскоростного доступа по обычным медным парам.

В последнее время наибольшее внимание специалистов привлекла технология асимметричной цифровой абонентской линии (AsymmetricDigitalSubscriberLine, ADSL), но помимо нее пользователям будут предложены также службы симметричной цифровой абонентской линии (SDSL), цифровой абонентской линии с переменной скоростью (RateAdaptiveDSL, RADSL) и сверхбыстрой цифровой абонентской линии (Veryhigh-speedDSL, VDSL). Еще один вариант этой технологии - быстрая цифровая абонентская линия (High-speedDSL, HDSL) - уже используется сегодня в информационных каналах типа Т-1 и Е-1, но ее создатели сейчас работают над тем, чтобы превратить ее в технологию сетевого доступа.

Все эти технологии рассчитаны на высокоскоростную передачу данных на коротком отрезке витой пары, соединяющей абонента с ближайшей телефонной АТС. В то время как обычные модемы (V.34, V.34+) рассчитаны на работу с полосой пропускания в 3100 Гц, модемы *DSL могут получить в свое распоряжение полосу порядка 1 МГц - эта величина зависит от расстояния до АТС и сечения используемых проводов.

ADSL-модемы, подключаемые к обоим концам короткой линии между абонентом и АТС, образуют три канала: быстрый канал передачи данных из сети в компьютер, менее быстрый дуплексный канал передачи данных из компьютера в сеть и простой канал телефонной связи, по которому и передаются обычные телефонные разговоры. Передача данных в каналах с высокой пропускной способностью происходит со скоростью от 1,5 до 8 Мбит/с, в дуплексных же каналах данные передаются со скоростью от 16 Кбит/с до 1 Мбит/с.

Одно из главных преимуществ технологии ADSL по сравнению с аналоговыми модемами и протоколами ISDN и HDSL - то, что поддержка голоса никак не отражается на параллельной передаче данных по двум быстрым каналам. Причина подобного эффекта состоит в том, что ADSL основана на принципах разделения частот, благодаря чему голосовой канал надежно отделяется от двух других каналов передачи данных.

Технологии *DSL - очень новые технологии, и их применение только начинается. Широкое распространение этих технологий должно сопровождаться некоторой перестройкой работы Internet-провайдеров и провайдеров телефонных сетей, так как их оборудование должно теперь работать совместно.

Еще одной новой технологией, направленной на обеспечение недорогого и быстрого способа доступа пользователей к сетям провайдеров, является технология асимметричных модемов, рассчитанных на работу со скоростью 56 Кб/с из сети, и со скоростью 30-40 Кб/с в сеть.

Основная идея технологии асимметричных модемов состоит в следующем. В современных телефонных сетях единственным аналоговым звеном в соединении с сервером удаленного доступа является телефонная пара, соединяющая модем компьютера с коммутатором телефонной станции. Этот канал оптимизирован для передачи речевых сигналов: максимальная скорость передачи данных здесь определяется из предельно допустимого соотношения между шумами физической линии передачи и погрешностью дискретизации звукового сигнала при его оцифровывании. Эта величина задается стандартом V.34 и равна 33,6 Кбит/с.

Однако все выше приведенные соображения справедливы только для одного направления передачи данных - от аналогового модема к телефонной станции. Именно на этом участке выполняется аналого-цифровое преобразование, которое вносит погрешность квантования. Эта погрешность добавляется к другим помехам линии и ограничивает скорость передачи 33,6 Кбит/с. Обратное же, цифро-аналоговое преобразование не вносит дополнительного шума, что делает возможным увеличение скорости передачи от телефонной станции к модему пользователя до 56 Кбит/с.

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.