Какво представляват модемите? Принцип на действие. Видове модеми

Когато свързват лаптоп или персонален компютър към интернет за първи път, слабо запознатите потребители обикновено имат въпроса: „Какво представляват модемите и защо са необходими?“ В рамките на тази статия ще бъде дадена класификация на модемите и ще бъде посочен алгоритъм за тяхното инсталиране и конфигуриране, след което без много затруднения начинаещ компютърен специалист ще може да избере и накара такова устройство да работи .

Какво е?

Първо, нека да разберем какво представляват модемите. Това е специален компонент в компютър, който е предназначен да го свързва с Думата „модем“ е образувана чрез комбиниране на два термина. Първият от тях е модулатор. Това е името в електрониката за специална схема, която кодира сигнал. А вторият е демодулатор. Тоест устройство, което прави обратното на модулатора. Единият от тях кодира и предава сигнала, а вторият приема и преобразува. Така доскоро повечето персонални компютри бяха свързани към интернет чрез телефонни кабели. Сега ситуацията се промени и те бавно се изтласкват от този пазарен сегмент от мрежовите карти. Те имат по-високи скорости и повечето дънни платки са оборудвани с тях. Но все още има безжични модеми, които все още нямат реална алтернатива.

Кога са необходими?

Сега нека да разберем в какви случаи са необходими. По същество може да има три такива момента. Първата от тях вече бавно остава в миналото. Състои се в това, че персонален компютър е свързан към интернет с помощта на такова устройство и телефонна линия. Сега е заменен от мрежови карти. И цената е по-ниска, а скоростта е няколко пъти по-висока. И надеждността на връзката в този случай е много по-добра. Но за системата Клиент-Банка такова устройство е просто задължително (втори случай). С негова помощ счетоводителят се свързва със сървъра на финансовата институция. Без да излиза от офиса, той може да извърши паричен превод или да провери наличността на средства по сметката. В този случай не е необходима висока скорост. Но защитата на връзката е необходима на правилното ниво. Сега много организации работят с банки точно в този формат. Последният случай, когато модемите са търсени, е ако човек пътува много. Той се нуждае от безжична интернет връзка. В този случай въпросът е: „Какво представляват модемите и защо са необходими?“ - възниква от само себе си. Този проблем просто не може да бъде разрешен с други технически средства.

По начин на изпълнение

Според метода на изпълнение такива устройства се разделят на два вида: вътрешни (тоест инсталирани вътре в системния блок на компютъра) и външни (за свързване на такова устройство се използва слотът за разширение на компютър, лаптоп или таблет). За последното трябва да настроите хардуерния превключвател (ако има такъв) в подходящата позиция. В този случай трябва да възникне следният въпрос: „Какво е модемен режим?“ Те могат да бъдат цифрови и аналогови - определят се от сигнала на телефонната линия. Наличен е само първият от тях. Всички клетъчни мрежи работят само в този стандарт. Следователно такъв превключвател не е предвиден за безжични устройства. Трябва да се отбележи още един момент. Старите дънни платки имаха интегрирани (т.е. запоени) подобни устройства. Но сега вече не можете да ги намерите на новите персонални компютри.

Чрез връзка

Втората класификация, която стана широко разпространена днес, се основава на метода на свързване. В съответствие с него тези устройства се разделят на кабелни и безжични. В първия случай е предвиден специален конектор, в който е монтиран телефонният проводник. В по-старите устройства можете да говорите по телефона или да сърфирате в интернет. Сега има специална модификация на такива устройства. Позволява ви да сърфирате в интернет и да комуникирате по телефона едновременно. Специален конвертор, който разделя разговора и предавания сигнал на различни честоти. В резултат на това два потока данни се предават по един и същи кабел. Във втория случай предаването на данни се осигурява от електромагнитно излъчване без кабели.

По тип поддържани мрежи

Този параметър класифицира само безжични устройства. В съответствие с него те се предлагат в следните видове: GSM (понякога се наричат ​​и 2G), 3G и LTE (друго име за 4G). Всички те са обратно съвместими един с друг. Тоест 3G може лесно да работи в GSM мрежата. Освен това потребителите са озадачени какво е USB модем. Именно в този форм фактор се произвеждат повечето от тези устройства. На външен вид това е флашка, която осигурява безжичен трансфер на данни. Изисква се да бъде оборудван със слот за инсталиране на SIM карта. Свързва се към правоъгълния USB конектор на персонален компютър.

Производители

Условно производителите на такова оборудване могат да бъдат разделени на два класа. Първият от тях са евтини и малко известни марки, които включват Sierra (цената им започва от 180 рубли) и Sprint (цената на такива устройства е 120-150 рубли). Но вторият клас е по-популярни и висококачествени устройства. Продават се под марките Pantech и Huawei. Цената за тях вече е 600 рубли или повече. Но това важи за безжичните устройства. В същото време често възниква въпросът какво е 3G модем. Това е миниатюрно устройство (на външен вид много подобно на флашка), в което е инсталирана SIM карта на мобилен оператор и с помощта на нея се осигурява обмен на данни с интернет. От своя страна сред кабелните устройства водещите позиции са заети от D-Link и A-Corp. Препоръчително е да им обърнете внимание при закупуване на такова устройство. Цената за някои модели в този сегмент започва от 120 рубли. Освен това качеството им е безупречно.

Настройки

Нека разгледаме реда.Това са всички устройства от този клас, без изключение: както кабелни, така и безжични. И така, редът за настройка:

• Връзка. За външните това означава инсталирането им в разширителния слот на компютърно устройство. Но когато инсталирате такова вътрешно устройство, трябва да премахнете страничните капаци на системния модул на персоналния компютър, да инсталирате платката в слота за разширение, да я поправите и да сглобите всичко обратно.
• Инсталиране на драйвери. В повечето случаи това се случва автоматично и участието на потребителите в този процес е сведено до минимум. В края трябва да се появи съобщение, указващо успешната инсталация на този софтуер. (Ако това не се случи, те трябва да се инсталират ръчно от компактдиск или от уебсайт.)
• След това се свързваме с интернет.
• На последния етап стартирайте браузъра и проверете функционалността на връзката.

В някои случаи трябва да коригирате настройките на устройството (например да промените аналоговия метод на набиране на цифров). Тази информация се уточнява с вашия доставчик и телефонен оператор.

Резюме

Тази статия отговори на въпроса какви са модемите и защо са необходими. Дадени са възможни версии на такива устройства. Посочени са техните режими на работа и други технически характеристики. Даден е и алгоритъм за конфигуриране, следвайки който можете лесно и просто да конфигурирате такова устройство за свързване към компютърна мрежа.

Добър ден, скъпи приятели. Днес ще споделя малко носталгия с вас, като си спомня какво е модем. О, какво време беше... Чувствам, че сега не всички ме разбират, особено младите читатели, които за първи път чуват името на това устройство.

След това обяснявам, като се обръщам към историята.

Да кажем, че имате компютър, но няма интернет, изобщо няма. Чувстваш ли се зле без него? Да, особено като се има предвид, че знаете безкрайните му възможности. И така, ето го. През 90-те години собствениците на компютри в Русия за първи път научиха за такова чудо на света като глобалната мрежа. И се оказва, че можете да се свържете с него чрез обикновена телефонна мрежа. Което по това време беше единственото средство за жична комуникация, положено дори в отдалечени села.

Но това изискваше във вашия град да има доставчик, който предоставя достъп до интернет. И потребителят имаше устройство, наречено модем, което свързваше компютъра и телефонната линия.

Откъде започна всичко?

Случи се така, че след падането на желязната завеса интернет дойде у нас с готови хардуерни и софтуерни решения. Но в действителност както самата мрежа, така и устройствата, които я обслужват, трябваше да преминат през трънлив път до намирането на оптимални решения.

Историята на модемната обработка на данни започва в следвоенните планини в Съединените щати. През 1950 г. е положен път между военни бази за противовъздушна отбрана, разположени в цяла Северна Америка, който свързва радари, терминали и командни центрове. Обработката на сигнала в краищата на линиите се извършва с помощта на модулиращи трансформации.

Този принцип стана основа за създаването на подобни устройства за мрежова комуникация между персонални компютри.

През 1979 г. се появява Micromodem II, предназначен изключително за компютъра Apple II. Така устройството получава името си “модем”, произлизащо от името на двете операции, които извършва: МОДУЛАЦИЯ и ДЕМОДУЛАЦИЯ.

Сега ще обясня предназначението на тези функции и как работят. Така че цифровите кодови импулси, които са „правоъгълна“ графика, могат да се предават по канал, предназначен за аудио комуникация, те се модулират предварително, след което аналоговият сигнал, познат на телефонната линия, успешно преминава през мрежата.

От своя страна компютърът не е в състояние да възприема необичайна за него аналогова информация. Поради това плавната промяна в мрежовото напрежение се демодулира обратно в импулси, които могат да бъдат прочетени от процесора.

Но ако проучите по-подробно работата на модема, трябва да обърнете внимание на взаимодействието му с мрежата и компютъра, което предполага система от заявки, разпознаване, промяна на параметрите на връзката и други контролни операции.

Всичко това се записва с помощта на специален програмен код. През 1981 г. Hayes представя Smartmodem 300. Той използва система от такива команди, която по-късно става стандарт в модемната индустрия.

Какви видове модеми има и как са проектирани

Но тъй като започнахме да се ровим в такива тънкости. Тогава предлагам незабавно да разгледаме модемното устройство, състоящо се от:

• захранващ блок;
• два конектора за свързване на телефонен кабел (входящ от контакта и разклонение към телефона) и мрежов LAN или сериен LPT порт за свързване към компютър;
• контролер, отговорен за обмена на поточно предаване на данни от компютър;
• сигнален процесор, който директно извършва операции по преобразуване на сигнала;
• набор от чипове памет, включително RAM и два вида енергонезависима памет: ROM (с фърмуер, драйвери) и NVRAM с работни настройки.

Веднага ще кажа, че този „комплект“ е взет от дизайна на външен модем, който беше най-често срещаният в периода на най-голямата им популярност. Някои хора вероятно си спомнят модели като Courier или Zyxel.

С течение на времето се появиха вътрешни модеми, които бяха поставени в дънната платка. Те вече не се нуждаят от захранване и външен com-порт. Но беше използван конектор, който може да бъде полезен за други нужди. Някои производители дори направиха вградени модеми, интегрирани в дънната платка.

Метод на свързване, който определя скоростта на интернет

Разговорът за модемите няма да бъде пълен, ако пренебрегнем методите за свързването им с интернет. И първият, разбира се, е Dial-up - редовно набиране, набиране на номер. Разбира се, тази функция се изпълняваше от електронния пълнеж на устройството, придружаващ работата му с характерни звуци, идващи от високоговорителя. Те не бяха специално деактивирани (въпреки досадното), за да контролират процеса. Комутируемата връзка имаше свои собствени характеристики:

• набирането отне много време и докато работите в мрежата, използването на телефона беше невъзможно;
• много ниска скорост на връзката 40 - 45 kbit/s, която освен това силно зависи от качеството на телефонната линия;
• Таксуването често беше на минута и предвид ниската скорост беше скъпо...

Като алтернатива на корпоративните и богати потребители беше предложена специална комуникационна линия за комутируема връзка. Предимството на което беше липсата на набиране и най-доброто качество на канала.

Практиката на използване на Интернет показва, че обемът на изтеглената от потребителя информация е много по-голям от този, който се предава в мрежата. Затова беше предложена ADSL технология - асинхронно честотно разделяне на потоци от данни с помощта на мултиплексор и модем, способен да работи с такъв сигнал. Това предостави нови възможности и очевидни предимства:

• стана възможно едновременното използване на телефона при работа с интернет;
• скоростта е увеличена до 25 Mbit/s;
• Времето за връзка е значително намалено;

Предаването на информация с помощта ни позволи да хвърлим нов поглед върху възможностите на високоскоростния интернет, но за съжаление капацитетът на телефонните линии се оказа ограничаващ фактор на този етап. Доставчиците започнаха директно да поставят комуникационни линии (усукана двойка или оптично влакно) към потребителя, увеличавайки скоростта на връзката до 100-300 Mbit/s.

Вече не е актуално?

Какво ще кажете за нашите модеми, ще попитате, липсват ли? Е, не съвсем. Все пак полагането на нова линия е трудна задача, а телефонният кабел вече лежи там. Би било грях да не го използваме. Следователно доставчиците все още предлагат тази услуга. Друго нещо е, че телефонните комуникации се промениха, цифровизираха, станаха мобилни и предоставиха нови перспективи под формата на 3G/4G USB модеми.

Сега можете да се свържете с интернет навсякъде в зоната на покритие на вашия мобилен оператор. Освен това скоростта на пренос на данни ще ви позволи лесно да гледате поточно видео. С течение на времето USB модемите имат конкуренти - смартфони. Което в способни ръце може лесно да разпространява интернет чрез wi-fi.

Но това е друга история. И мисля, че е възможно да завърша този. До скоро, скъпи мои читатели.

Модемът е устройство, което приема и предава сигнал. Характеристика: речта обикновено се отнася изключително до компютърни технологии; аналоговите тандеми се наричат ​​трансивъри. Цифровите системи използват предимно две ленти: радио и оптична. Комуникацията е кабелна или безжична. В съответствие с тази градация са създадени обсъжданите приемо-предавателни устройства. Етимологията на термина се формира от имената на два противоположни по значение процеси: модулация, демодулация. Компютрите днес използват изключително цифрови сигнали.

Процесът на модулация гарантира оцеляването на информацията в околната среда. Попов е първият, който забелязва бързото затихване на ниските честоти. Руският изследовател измисли как да промени параметрите на електромагнитните вибрации според закона за предаваната информация. Процесът се нарича модулация. Попов използва амплитуда, половин век по-късно се появи честота, днес думите, които текат към компютъра, са предимно импулсно-кодова модулация, въведена в употреба от американците, които извършиха военни действия срещу страните от Оста. Описанието на системата Green Hornet е публично достъпно.

Принцип на работа

Всяка среда е образувана от частици и молекули. Механичните вълни причиняват периодични циклични смени на веществата. Естеството на електромагнитните колебания и механизмът на тяхното възникване все още не са изяснени. Въпреки това свойствата и характеристиките на разпространение са добре проучени. Медиите са (главно):

1. Атмосфера на Земята.
2. Мед.
3. Оптично стъкло.

Създадени са множество видове модеми, които конвертират протоколи: Wi-Fi, 4G, Ethernet. Началният и крайният сигнал винаги са поредица от цифрови информационни импулси. Те се манипулират от процесора, предната шина и RAM. Спектърът на цифровия сигнал обаче не прониква добре в средата: медна жица, етер. Електромагнитните вибрации са напълно безсилни да преминат през PON влакно; вече са необходими светлина или подобни диапазони (инфрачервени, ултравиолетови).

Характеристики на околната среда

• Собствен капацитет.
• Индуктивност.

Горното определя наличието на резонансни характеристики на системата. Просто казано, има определена честота, която преминава идеално през кабел с усукана двойка, коаксиален кабел или комуникационен кабел. Ако централизирате спектъра на сигнала около този пик, обхватът на мрежата се увеличава значително. Подобна картина се демонстрира от оптично влакно, също надарено с честотни характеристики. Горното обяснява необходимостта от проектиране на конвертори, продавани от производителите чрез модеми.

Условия

Модулацията е процес на промяна на параметрите на носеща честота според информационно съобщение.

Демодулацията е извличане на сигнал, вграден от предаващата страна за последваща употреба.

Модулираният сигнал се разпространява перфектно по кабела, оптичното влакно (светлина) и етера. Модемът от приемащата страна извършва демодулация.

Радиосигналът е носеща честота, модулирана от информация.

Видеосигналът е типичен правоъгълен импулс.

Използвани среди

Постоянната конкуренция принуждава производителите да се преместят. Организациите, издаващи сертификати, непрекъснато получават нови образци. Последната версия на Wi-Fi... надмина Gigabit Ethernet по битрейт. Версията IEEE 802.3an-2006 осигурява десет пъти по-висока скорост на разстояние от 100 метра. Налични опции за дълги разстояния.

През същата година, когато беше пуснат IEEE 802.3an, беше създадена група, която планира да преодолее бариерата от 100 Gbit/s. Първите версии на Ethernet (10 Mbit/s) използваха коаксиален кабел, следващите версии започнаха да използват усукана двойка и оптично влакно. Увеличаването на честотата значително увеличава капацитета на канала. Това свойство се превърна в основната причина за използването на светодиоди.

По същия начин честотата на етерните вълни се увеличава. Първоначално Wi-Fi използваше региона от 900 MHz, след което стандартите станаха:

1. 2,4 GHz.
2. 5 GHz.

Днес има тенденция за развитие на 60 GHz регион. Антените на рутера работят паралелно, информацията се предава в четири или осем потока.

Ключова разлика между модемите

Внимателният читател ще забележи, че компютърните комуникации често носят чист цифров сигнал, лишен от носител (например мониторен канал). Източниците на руски език дават пример за разликата между рутер и модем:

Рутерът често е лишен от модулиращи и демодулиращи устройства и се занимава изключително с пренасочване на потока от данни.

Напомня ми за глупости? Отговорът обаче е частично верен.

Трудности при класификацията

Премахването на необходимостта от използване на носител значително ускорява процеса на пренос на информация. Асоциативната RAM на рутера повишава производителността. Домейнът на Wikipedia на английски (en.wikipedia.org/wiki/Modem) обаче описва ситуацията по отношение на ранните внедрявания на Ethernet (10 Mbit/s) по следния начин:

„Често, дори при инсталиране на кабел, има нужда от използване на радиосигнали (модулация). Коаксиалният кабел осигурява невероятна честотна лента, но затихването на цифровото видео се превръща в огромен проблем. Използвайки модем, получаваме много по-висок битрейт. Кабелната телевизия и интернет все по-често работят с радиосигнали, което гарантира задоволяване на нуждите на нарастващата клиентска база. В същото време става възможно честотното разделяне на каналите - пълен дуплекс се осигурява от една линия.

Вторият аспект е техниката на Ethernet за избягване на сблъсък. Държава, която предстои да предаде съобщение, първо проверява дали няма оператор. Помислете за това, това е интерфейс RJ45: мрежова карта, рутер, линия, свързваща ADSL модема към компютъра. Това е системата „1-persistent CSMA“, която Ethernet протоколът използва.

Знаете ли, всички рецензии, които засягат темата, пропускат важен детайл. Къде точно устройствата хващат носителя, какъв носител? Мобилните мрежи от първо поколение, например, използваха отделна честота, разположена извън основната лента на канала. Въз основа на това състояние на нещата мнозина започнаха да приравняват модема и Ethernet мрежовата карта.

Отговор

Отговорът се крие в самото име на Ethernet технологията. Включва думата BASE, което означава: сигнализиране в основната лента.

Битовете преминават през 4B5B криптиране, импулсно оформяне и след това NRZI кодиране. Полученият сигнал просто се предава на кабела. За 100BASE-T средната честота е 31,5 MHz. По някаква неизвестна причина литературата нарича получения спектър носещ спектър, въпреки че кабелът предава типичен видео сигнал. Това е, което оборудването се опитва да улови, преди да предаде. Тук няма превозвач!

Как да класифицираме

Модемът винаги извършва преобразуване на сигнала. За медно ядро ​​процесът не е очевиден - няма факт за промяна на околната среда. Следователно типичният RJ45 (8p8c) порт не може да се нарече модем. Вътре в компютъра има месингови шини, отвън - усукана двойка. Свързването на оптични влакна и използването на ефирни вълни, напротив, винаги има нещо общо с модема.

1. Необходим е светодиод за преобразуване на електрическите вибрации в светлина.
2. Антените на USB Wi-Fi адаптера излъчват ефирни вълни.

Получаващата страна извършва подобни трансформации. Въпросът за скоростта е основната причина за използването на PON от доставчиците навсякъде, когато покриват последната миля от достъпа до Интернет главно с кабели с усукана двойка. Според публично достъпни източници:

Модемът обикновено се нарича кабелен комуникационен модулатор-демодулатор.

Безжичните са по-скоро трансивъри, трансивъри. Казано по-просто, няма елементарна теоретична основа, подкрепяща развитието на местните мрежови технологии.

Внимание, въпрос

Как тогава трябва да тълкуваме фиброоптични Ethernet технологии? Името БАЗА се запазва по инерция. Това предполага, че няма допълнителни преобразувания на спектъра по отношение на вариантите с усукана двойка, в допълнение към тези, извършвани от светодиода. Субмилиметровата честота автоматично действа като носеща. Следователно всеки рутер, съдържащ оптичен порт, може (и трябва) да се нарече модем. Въпреки че формално сигнализирането остава видео сигнал (Baseband).

Окончателното разграничаване

Като вземем предвид горното, определено ще наречем устройствата модем:

• Безжична комуникация. Защото се излъчва радиовълна.
• Оптично влакно. Преобразуването на сигнала става на границата на две различни среди проводник-стъкло.
• Извършване на модулация/демодулация в медни мрежи: ADSL, Dial-up и др. Ethernet (RJ45) не се прилага тук в по-голямата си част.

История на dial-up: телефонни линии

Wikipedia е склонна да счита първите мултиплексори за модеми. Например устройства, които използват (втората половина на 19 век) трансатлантическия кабел. Ние обаче смятаме подобно свободно тълкуване за ненужно. Първите системи се управляват изключително от ток, като сигналите са символи на морзовата азбука. По-нататъшното разказване на световната енциклопедия е напълно приемливо. За отправна точка се приема 1941 г., времето на създаването на системата SIGSALY с кодово име Green Hornet.

Речта беше цифровизирана от вокодер, така че приемо-предавателното устройство можеше да се нарече модем. Съюзническите войски бяха първите, които използваха фазова манипулация. По-нататъшното развитие е, меко казано, секретно. Известно е само, че много преди появата на първите (известни на научната общност) компютърни мрежи, модемите вече са свързвали части от изчислителния комплекс за противовъздушна отбрана SAGE, предназначен да управлява реакцията на NORAD на хипотетична съветска атака.

Следователно годината на раждане на модемите се нарича 1958. Терминът се използва от 1937 г., характеризирайки аналоговите трансформации на механични и електрически вълни. Днес обаче концепцията е напълно заета от компютърните учени. SAGE модемите свързват командни центрове, терминали, бази и радарни станции. Продуктите са описани от специализиран стандарт на AT&T.

Първа птица

Наборът от данни Bell 101 беше първият търговски успех. Година по-късно (след изпращане на военните) моделите бяха публикувани. Посочената скорост на предаване е 110 бода. Цифровите данни се предават по всяка телефонна линия. Устройствата са първите, които използват ASCII азбуката. Поради това те бързо получиха името „четири реда“; истинският октет, съставен от две шестнадесетични цифри, се използва и днес. Преди това те използваха "3-редовия" код на Бодо (6-битов), който беше доминиращ в периода 1908..1962.

Второ поколение (1962) – акустичните модеми Bell 103 достигат 300 бода. Оборудването използва честотна манипулация на звукови вибрации. Приложен дуплексен канал:

1. Заявка 1270 Hz (едно)/1070 Hz (нула).
2. Отговорът е 2225 Hz (едно)/2025 Hz (нула).

Въпреки че старите неща отдавна са изхвърлени, сертификатите за съвместимост на Bell 103 продължават да се използват днес. Дълго време новият хардуер остава обратно съвместим. Модулационният метод е популярен сред радиолюбителите, HF радиостанциите и търговските приложения. Удивителната надеждност на техниката поддържа надеждно приемане в невероятно тежки условия.

Развитие на комуникационните технологии

Още тогава е използвана четирипроводна дуплексна система, осигуряваща скорости от 2000 (210A) - 2400 (201V) bps. 1968 г. донесе революционна идея, предложена от FCC: една линия може да бъде заредена с електрически устройства едновременно. Акустичните модеми се нуждаят от тясна лента от 1-2 kHz. По-голямата част от устройствата, базирани на патенти на General Electric, бяха напълно способни да работят заедно. Добре познати модели акустични модеми от 70-те години:

• CXR Андерсън-Джейкъбсън
• Новация КАТ
• Модем Pennywhistle
• AT&T 212A
• Vadic VA3400, VA3467

Устройствата помогнаха на първите търговски модели на персонални компютри (Apple II) да комуникират. Едва новият Hayes Smartmodem 300 (обявен на 27 април 1981 г.), който помогна на разработчиците на първите електронни табла за обяви, окончателно унищожи монопола на SEALs.

CAT използва системи за кодиране Bell 103 (300 bps), 202 (1200 bps). Първият вариант е много обемист и заема слота за разширение на Apple PC. Благодарение на вътрешната си инсталация (за разлика от порта RS-232), устройството поддържа широк набор от команди и генерира отчети за грешки. Въвеждането на вътрешни слотове (Apple S-100) помогна за създаването на наистина софтуерно управлявани модели.

80-те години

Истинският бум от началото на 80-те години беше причинен от бързо падащите цени на електронните компоненти. Пускането на линията Hayes провокира бързо нарастване на броя на електронните табла за обяви, създавайки предпоставки за появата на Fidonet. Компанията предостави на разработчиците редица вградени инструкции за извършване на различни действия. Smartmodem беше първото външно устройство, поддържащо управление чрез RS-232 интерфейс.

Увеличаването на скоростите позволи на ентусиастите да прехвърлят файлове, добавяйки BBS услуги с електронни библиотеки. Том Денингс, създателят на Fidonet, изпрати дистанционно софтуерни актуализации до абонатите в напълно автоматичен режим. Вместо два (виж по-горе), те започнаха да предават повече честотни символи - 4, 8. Всеки съдържаше 2, 3 бита наведнъж, което значително увеличи скоростта на пренос на данни. 2400 bps стана де факто стандарт.

Три американски кита

Три компании предложиха на първите абонати да свържат устройства към мрежата (тогава интернет не съществуваше) на телефонните компании:

Успехът на новите продукти беше донесен от способността за правилно задаване на скоростта. Автоматичното откриване на битрейт гарантира съвместимост с остарели типове устройства, поддържайки „наследството от трудно минало“. Алгоритъмът е безобразно прост:

1. Новодошлият започна да се обажда.
2. Без да получа отговор, намалих битрейта, за да получа отговор.

Имаше припокривания. Моделите V.32 и HST се оказаха несъвместими. И двете поддържаха скорост от 9600 bps, но разликата в реализациите ги принуди да използват 2400. Подобен проблем сполетя творенията на компанията USRobotics.

Компютърни състезания

90-те години донесоха бързо увеличение на скоростта, правейки оборудването по-евтино. През 1998 г. крайъгълният камък от 56 kbit/s беше преодолян чрез използване на технология за компресиране на информация заедно с импулсно-кодова модулация. Скоростта на напредък постави нови граници:

1. Архивирани файлове – 50 kbps.
2. Текст – 320 kbit/s.
3. Други – 160 kbit/s.

Беше необходимо да се въведе локален буфер на паметта, тъй като алгоритмите за компресия бяха неравномерни. В същото време първите интернет сайтове започнаха активно да използват технологии за компресиране и използване на абонатна мощност (например Flash приложения).

Развитие на опциите

Съвременната скорост се появи постепенно.

Потискане на ехото

Експертите нарекоха потискането на ехото революционна стъпка. Местните телефонни мрежи с лошо качество предизвикаха отражение на сигнала. Понякога хората обичат да чуват слабо ехо от собствения си глас, тъй като фактът, че има отговор, показва, че линията работи. Въпреки това, модемите са безсилни да различат собственото си ехо от заявка от модем, разположен от другата страна на линията. Първите устройства използваха разширение на сигнала за заявка извън сигнала за отговор. Битрейтът пострада.

Новата система за премахване на ехото изпрати уникален звуков тон навън и започна да слуша за обратна връзка. След това задавам времето на забавяне за обърнатия отговор. Фазите на двата добавени сигнала бяха настроени да бъдат противоположни. Ехото беше напълно угаснало. Модемите получиха пълния спектър на свое разположение.

Квадратурна модулация

Квадратурната модулация помогна за удвояване на битрейта (в сравнение с манипулацията с честотно изместване). Две носещи честоти (1650 kHz) се предават заедно с фазово изместване от 90 градуса. Крайната стойност беше 9600 bps вместо 2400 baud. Съвременниците решиха, че теоретичната граница на компресиране на информация е достигната. През 1968 г. нов продукт струва 20 000 долара.

Решетъчна модулация

1982 г. донесе на света документ, който се превърна в нова граница в развитието на посоката. Готфрид Унгербок предложи кодиране на паритетни битове, подредени в двуизмерен ромб. При същия брой откази битрейтът се удвои. Техниката се нарича Trellis модулация.

Решетъчните матрици са въведени от Дейв Форни (1973). Почти всички продукти, които достигнаха 9600 bps, използваха конволюционен код и алгоритъма на Viterbi.

Кодове за коригиране на грешки

Въвеждането на излишък помогна за коригиране на грешки или разпознаване на „счупени“ думи.

ADSL

Технологията на акустичния модем бързо достигна своя успех. Увеличаването на битрейта изисква овладяване на ултразвуковия спектър (разпростира се до единици MHz). Капацитетът на телефонния (американски стандарт) кабел с усукана двойка надвишава нуждите на телекомуникационните оператори с марж (максимално ограничение 3,5..5 kHz). Остава гигантско пространство. Това е фактът, от който се възползва технологията за асиметрична цифрова комуникация.

ADSL покри най-успешно последната миля. Асиметричното предаване се нарича поради характерното разпределение на спектъра:

1. Качване – 26..137 kHz.

Пространството е разделено от относително тесни (4.3125 kHz) контейнерни канали. Модемът разглежда наличните контейнери един по един, оценявайки съотношението сигнал/шум, за да оптимизира скоростните характеристики. Още първите версии (1984) надхвърлиха заветния праг от 100 kbit/s. ITU-T G.9700 (декември 2014 г.) осигурява скорост на изтегляне от 100 Mbps. Канадската технология DSL Rings използва съществуващи медни телефонни мрежи за постигане на скорост от 400 Mbps.

• Основната разлика между ADSL технологията и dial-up е използването на значително по-високи зони на спектъра. Резултатът беше разширяване на капацитета на канала.

Теоретичните основи бяха обобщени (1948 г.) от Клод Шанън, който написа работата Математическа теория на комуникацията:

• Увеличаването на битрейта изисква разширяване на честотната лента. Връзката е нелинейна, тъй като непрекъснато се появяват нови техники за цифрова обработка*.

* Очевидно изследователят е имал предвид създаването от американците на цифровата комуникационна система Green Hornet (1941 г.).

DSL модем

Особености:

1. Свързване към телефонна линия за цифрови услуги.
2. Докинг с компютър чрез USB, Ethernet, PCI.

Те дори произвеждат DSL рутери, включително такива, съдържащи точка за достъп. Характерен външен вид на външен модем:

1. RJ11 конектор за вход за телефонна линия.
2. RJ45 или USB за свързване към компютър.
3. Набор от светодиодни индикации, показващи активността на канала.
4. Конфигуриране чрез браузър или включен софтуер.

История

В началото на 50-те години военните използват телефонни линии. Въпреки това кабелите с усукана двойка се използват и от филмови студия. Оказа се, че линията напълно преминава 4 телевизионни канала в HF региона. Например британският маршрут BBC-Pontop Pike е с дължина 16 км. В този случай картината беше доста скапана, давайки само обща представа за случващото се.

Но началото на 80-те години донесе световното кабелно излъчване, което значително разшири предишните му граници. Патент на САЩ 4,330,687, подаден на 14 март 1979 г., предлага споделяне на един кабел с усукана двойка между компютър и телефон. Логично продължение (1984 г.) е създаването на ISDN регламенти за цифрово кабелно излъчване. Персоналът на Bellcore постави предаването над гласовия видео сигнал чрез модулиране на носещата. Стандарт от 1998 г. (Патент на САЩ 4.924.492) установява технологията.

Формулиране на концепцията за асиметричен канал

Джоузеф Лехлейдер показа двойното предимство на асиметричната линия пред симетричната. Интернет доставчиците бързо оцениха новия продукт. ADSL започна да поддържа два режима:

1. Бърз.
2. Редуващи се канали.

Първият перфектно предаваше поток от мултимедийни данни (видео, звук), допускайки наличието на грешни битове информация. Режимът на преплитане прехвърля файлове по-добре, но е по-бавен. Доставчиците трябваше да овладеят съществуващите мрежи с мрежово превключване (не пакетно). Технологиите HDSL и SDSL гарантираха напълно доставката на Digital Signal 1, използвайки разработките на Bell labs, до потребителя.

Подобрения на интерфейса

Най-старите разновидности осигуряваха скорост от 8 Mbit/s по неекранирана линия с усукана двойка на разстояние 2 км. По-нататъшното увеличаване на обхвата изисква използването на повторители. Ръстът на популярността беше ограничен от относително високата цена. Ситуацията беше коригирана от изхода на VLSI (супер големи интегрални схеми). ADSL царуваше върховно за около десетилетие, започвайки в края на 90-те години.

Първите видове цифрови канали плахо използваха честотната лента 10..100 kHz. Постепенно горната граница достигна 1,1 MHz. По-късно лентата започва да се разделя на две:

1. Зона за качване на данни.
2. Зона за зареждане.

Линията беше затворена от модеми, ангажирани с носеща модулация. Дешифрираните данни се предават на компютри, рутери и хъбове. Малък недостатък е, че сигналът не може да премине през намотката на Pupin. Старите телефонни линии периодично съдържат подобни устройства, които увеличават обхвата на комуникация. Постепенно доставчиците на услуги замениха старата кабелна система с полагане на оптични влакна.

Рутерите се превърнаха в свързващи устройства (Ethernet, Wi-Fi, Powerline). Изглежда странно, но голите DSL мрежи все още са популярни в световен мащаб. През 2012 г. в САЩ беше съобщено, че остарелите ADSL линии се заменят с оптични.

Други технологии

Съгласно горната класификация има много оборудване, обслужващо оптични линии. Принципът на работа на абсолютно всички конвертори може да се настрои към модема. Безжичните технологии заслужават отделна дискусия, включително Wi-Fi, Bluetooth, оборудване от клетъчни оператори, инфрачервени портове и сателитни комуникации. Такъв обширен списък от устройства доведе до появата на нови термини.

Трансивърите, които украсяват параболични антени (чинии), обикновено се наричат ​​трансивъри. Bluetooth и Wi-Fi оборудването несправедливо заеха нишата на адаптерите. Въпреки че този клас оборудване се занимава специално с модулация. Един обикновен адаптер просто преобразува вида на сигнала. Пример: типично зарядно устройство:

• Вход: 220 V 50 Hz.
• Изход: постоянно напрежение 4-12 V.

И накрая, добре познатите уоки-токита (уоки-токита) също правят модулация/демодулация. Преди това скептиците можеха да твърдят, че сигналът е аналогов, но днес всяка Motorola работи с цифрови кодове.

Обобщавайки казаното, можем недвусмислено да заявим: терминологията на областта на цифровите комуникации остава непълна. Проблемът се допълва от неточността на западната класификация на устройствата. Резултатът е неясни познания на местните специалисти относно реалното състояние на нещата. Както се казва, разчитайте на Windows, но не правете грешка сами.

Мнозина са чували думата „модем“ и мнозина разбират значението на тази дума. Нека ви напомня веднага, че това устройство често се използва за свързване на компютър интернет. В тази статия ще се опитаме да разберем по-подробно функциите на това устройство, видовете модеми и принципите на тяхната работа.

Ориз. 1

Първо, нека да разберем името, защо точно модем? Всичко е много просто, думата се появи в резултат на сливането на две думи: модулатор и демодулатор, съответно модулира и демодулира сигнала. Модемът преобразува аналогов сигнал в цифров, например сигнал, който се движи по телефонните линии, се преобразува в сигнал, разбираем за компютър, и обратно. За целта модемът има цифров интерфейс за комуникация с компютър и аналогов за комуникация с телефонна линия. При преобразуването на сигнала всичко е просто: характеристиките на сигнала се измерват на определена честота и след това се записват цифрово с помощта на специален алгоритъм.

От какво се състои това устройство? Модемът се състои от процесори (сигнален, универсален и модемен), които контролират режимите на работа на останалите части на модема и извършват същинската модулация/демодулация на сигнала; модемът разполага и с памет (ROM, PROM,RAM) и аналоговата част на модема, която се свързва с мрежата, и специален контролер контролира всичко това.

Модемите могат да бъдат външни и вътрешни. Вътрешните модеми са инсталирани в самия корпус на компютъра и са направени под формата на разширителна карта, която се инсталира главно в слота PCIна дънната платка ( избор на дънна платка). Външните модеми са проектирани като отделно устройство, което се свързва към компютъра с помощта на конектор на мрежовата карта. Има и интегрирани(вградени в дънната платка) модеми, но са рядкост. Сред предимствата на външния модем може да се отбележи, че той се захранва от мрежата и не създава допълнително натоварване за захранването, а също така има индикация, с която можете да навигирате в състоянието на мрежовата връзка. Основното предимство на вътрешния модем е неговата невидимост, тъй като се намира вътре в системния модул.

Фиг.2

Има и безжични модеми (фиг.2), тези устройства бяха високо оценени от собствениците на лаптопи, които се нуждаят от интернет връзка навсякъде по света. Те използват различни стандарти за безжична комуникация за предаване на данни. Съвременните безжични модеми се свързват главно чрез USB портове.

Сега да поговорим за скоростите. Ако преди това обикновените цифрово-аналогови модеми работеха със скорости до 56 Kbps, сега ADSL модемите са популярни (фиг.2), тези модеми работят с технология, която ви позволява да прехвърляте данни със скорост до 100 Mbit/s, плюс телефонната линия остава безплатна. Вярно е, че на практика такива модеми, поради ограниченията на скоростта на телефонните линии, предават данни със скорости от 1 - 24 Mbit / s, което също не е ниско.

Всяка година интернет доставчиците бавно и сигурно увеличават скоростта на предаване на данни по своите линии и може би в близко бъдеще модемите ще предават данни със скорости, равни на скоростите на съвременните локални мрежи.