6.6. Модемы

6.6.1. Структурная схема и классификация модемов

Модем представляет собой устройство, преобразующее цифровые данные в аналоговые сигналы за счет модуляции на передающей стороне и выполняющее обратное преобразование за счет демодуляции на приемной стороне (см. рис. 6.1). Для модемов стандарты ITU-T помечаются префиксом V (V.22, V.26, V.32, V.34 и т.д.) и определяют методы модуляции, способы коррекции ошибок и компрессии данных, скорость передачи и ряд других параметров. Существуют также стандарты de-facto, разработанные отдельными производителями оборудования, но еще не зарегистрированные комитетами по стандартизации [20, 23, 26, 118, 121, 122, 130 -134].

Для передачи данных применяют протоколы Xmodem, Ymodem, Zmodem, Kermit, различающиеся размерами полей данных, контрольной суммой, скоростью передачи с учетом выявленных шумов и качества линии и т.д. Организация соединения между двумя модемами включает процесс согласования параметров, заключающийся в предварительной передаче специальных сигналов, которые позволяют установить оптимальные параметры для каждого модема.

Упрощенная структурная схема модема показана на рис. 6.28.

Р и с. 6.28. Упрощенная схема модема

Фильтры осуществляют выделение сигнала по шкале частот и подавление шумов. Усилители доводят мощность сигнала до требуемой для приема и передачи соответствующих сигналов. Скремблер и дескремблер производят такое преобразование передаваемого и принятого сигналов, которое исключает влияние длинных цепочек из логических нулей или единиц, а также коротких повторяющихся последовательностей на надежность синхронизации в приемной части модема. Скремблер при необходимости «прореживает» последовательности за счет вставляемых принудительно логических нулей или единиц, делая преобразованные данные псевдослучайными, а дескремблер удаляет лишние биты, восстанавливая исходный вид данных. Тип модулятора/демодулятора зависит от метода модулирования сигнала и может включать АЦП/ЦАП. В состав типового модема входит также кодек (кодирующее/декодирующее устройство), назначение которого описано в 6.1 (см. рис. 6.1).

Классификация модемов для передачи данных представлена на рис. 6.29. Внешние модемы – отдельное устройство, питающееся от сети и имеющее разъемы для подключения линии с последовательным портом (интерфейсом) микроЭВМ.

Р и с. 6.29. Классификация модемов

Внутренние модемы выполнены в виде отдельной платы, вставляемой в слот на материнской плате ПК. Одним из недостатков внутреннего модема является сложность контроля его работы и настройки конфигурации COM-интерфейсов. С другой стороны, внешние модемы довольно громоздки, требуют собственного источника питания.

Модемы ближнего действия (short-range) применяют там, где требуется эффективное недорогое решение для связи на расстояниях, не превышающих 15-30 км, по частным линиям, не являющимся частью систем общего пользования.

Интеллектуальные модемы обладают возможностями управления их работой и установки конфигурации (скорости передачи, режима работы, типа синхронизации, протокола защиты от ошибок и др.). Голосовые модемы позволяют одновременно передавать данные и голос. В основном в пользовательских моделях применяется метод аналоговой передачи потоков голоса и данных, разнесенных по частотам, получивший название ASVD (Analogue Simultaneous Voice/Data). Другой подход – DSVD (Digital Simultaneous Voice/Data) – подразумевает оцифровку голоса (факсов) и включение полученных отсчетов в общий поток данных.

Программные и аппаратные модемы выполнены по одинаковым схемам. Особенность программного модема заключается в том, что часть его функций реализуется за счет центрального процессора компьютера и программного обеспечения.