Как работают модемы. Приложение И: Устаревшие модемы Стандарты факсимильной связи

Модем (МОдулятор-ДЕМодулятор) - устройство преобразования последо­вательных цифровых сигналов в аналоговые и наоборот. Организации по стан­дартизации используют общепринятые аббревиатуры АПД (DCE) для обозна­чения модема и ООД (DTE) для обозначения ЭВМ, терминала или любого другого устройства, подключенного к модему. Модем имеет два интерфейса (рис. 2.31): интерфейс между DCE и аналого­вой линией; многопроводный цифровой интерфейс между DCE и DTE.

Двухточечный канал. Простейшей сетью с использованием модемов, яв­ляется двухточечный канал, в котором два модема соединены («точка-точ­ка») одной линией связи (рис. 2.32). Дискретный канал соединяет DTE с DTE. Линия соединяет DCE с DCE. Дискретный канал состоит из линии и двух модемов (DCE). При скорости передачи до 20 кбит/с используют интерфейс V.24/V.28 (RS-232C), осуществляемый с помощью 25- или 9-контактного гнез­дового разъема. При скоростях передачи от 48 до 168 кбит/с необходимы широкополосные модемы, работающие с интерфейсом V.35. При скоростях до 20 кбит/с может быть использована любая из следующих аналоговых теле­фонных линий связи:

4-проводная 2-точечная выделенная линия; 4-проводная многоточечная выделенная линия; 2-проводная 2-точечная выделенная линия; 2-проводная 2-точечная коммутируемая линия (связь путем набора номе­ра через КТСОП); 4-проводная 2-точечная коммутируемая линия, организуемая путем ком­мутации двух отдельных двухпроводных соединений через КТСОП. Стандарты телефонных каналов как производные от стандартного канала КТСОП тональной частоты (ТЧ) представлены в табл. 2.10.

Режимы работы модемов. Асинхронный. Данный режим реализуется асинхронными модемами, такие модемы являются низкоскоростными и рабо­тают в режиме асинхронной стартстопной позначной передачи. Асинхронные модемы не генерируют сигналов синхронизации и могут работать с любой ско­ростью передачи в пределах установленного для них диапазона скоростей. Синхронный. В этом режиме данные передаются блоками, а модем гене­рирует сигналы синхронизации. Модемы, реализующие только синхронный ре­жим, называются синхронными модемами. Асинхронно-синхронный. Такой режим реализуется асинхронно-синхрон­ными модемами, которые могут осуществлять как синхронную, так и асинх­ронную передачу. Модем удаляет стартстопные биты перед передачей и вос­станавливает их после приема. Модемы этого типа генерируют сигналы синхронизации и имеют встроенный асинхронно-синхронный преобразователь. Асинхронно-синхронные и синхронные модемы работают только с фиксиро­ванными скоростями передачи. При выборе модема важное значение имеет тип связи, обеспечиваемый комбинацией модема с линией.

Любой модем, работающий с 4-проводной 2-точечной линией, использует одну пару для передачи, а вторую для приема и, следовательно, может работать в дуплексном режиме. Модемы, работающие с 4-проводной многоточечной линией работают только в полудуплексном ре­жиме. Модемы, имеющие только синхронный режим, работают на 4-провод­ной 2-точечной некоммутируемой линии, либо через КТСОП, при этом одно коммутируемое соединение обеспечивает полудуплексный режим, а двойное коммутируемое соединение - дуплексный режим. Асинхронно-синхронные модемы работают на 2-проводных линиях (либо выделенных, либо коммутируемых), и все они могут работать в дуплексном режиме.Совместимость модемов. Передачу данных по телефонным сетям опи­сывают рекомендации серии V Международного телекоммуникационного со­юза (Сектор технических стандартов) - ITU-T. Проверкой совместимости яв­ляется проверка номера серии V, указанного фирмой-изготовителем в спецификациях модема. Классификация рекомендаций серии V приведена на рис. 2.33.

Модем может работать в двух режимах: командном и передачи данных. Командный режим модема, как правило, устанавливается: при включении питания; при первоначальной инициализации модема; после неудачной попытки соединения с удаленным модемом; при прерывании с клавиатуры нажатием комбинации клавиш «положить труб­ку» (чаще всего); при выходе из режима передачи данных через ESCAPE-последовательностъ. В командном режиме весь поток данных, поступающий в модем через ин­терфейс V.24/V.28, воспринимается им как команда. Режим передачи данных (on-line) устанавливается после посылки модемом сообщения CONNECT в случаях: при удавшейся попытке установления связи с удаленным модемом; при выполнении модемом самотестирования. В режиме передачи данных поток данных, поступающий в модем из DTE транслируется с преобразованием в линию, а поток данных из линии трансли­руется с обратным преобразованием в интерфейс с DTE. Функциональные режимы модема. Модем всегда находится в одном из двух функциональных режимах (за исключением периодов, когда он переходит из одного режима в другой): командном (локальном) и в режиме асинхронного соединения (ON LINE). Схема переходов модема представлена на рис. 2.34. При включении питания модем инициализирует свои параметры в соответствии с конфигурацией, записанной в энергонезависимой памяти, и переходит в асин­хронный командный режим. Только в этом режиме модем воспринимает АТ- команды. По Z-команде модем восстанавливает свою рабочую конфигурацию

из энергонезависимой памяти и возвращается в командный режим, «^-коман­да восстанавливает конфигурацию по профайлу фирмы-изготовителя (установ­ка по умолчанию) и возвращается в командный режим. Модем «поднимает трубку» в режиме автоответа: а) при поступлении А-команды; б) автоматически при S1 = SO, когда счетчик поступивших звонков (вызо­вов) становится равным числу, установленному для ответа; в) при поступлении команды набора номера, когда строка вызова заканчи­вается R. Функции цепей обмена 103, 104, 109 V.24. Рассмотрим функции цепей обмена, связанные с передачей и приемом данных: 103 (2) TxD (передаваемые данные) к DCE; 104 (3) RxD (принимаемые данные) к DTE; 109 (8) CD (детектор принимаемого линейного сигнала) к DTE. Входной поток последовательных данных, поступающих в модем через цепь 103, преобразуется модулятором в модулированный аналоговый сигнал для вывода его в линию (рис. 2.35). На другом конце линии демодулятор удаленно­го модема принимает модулированный линейный сигнал и преобразует его в поток последовательных данных для вывода через цепь приема данных 104.

При обнаружении модулированной несущей частоты демодулятором цепь 109 переходит из состояния ВЫКЛ в состояние ВКЛ. При этом между моментом обнаружения несущей и моментом изменения состояния цепи обмена 109 вно­сится задержка, известная как задержка «включения» обнаружения несущей. Существует также задержка «выключения» обнаружения несущей, возникаю­щая при выключении несущей на другом конце линии. Цепь 109 во внутренней схеме модема необходима для фиксации цепи обмена приема данных 104 (дан­ные принимаются только при включенном состоянии цепи 109). Задержка вклю­чения сигнала CD и фиксация цепи приема данных обеспечивают защиту от кратковременных выбросов линейных шумов, имитирующих ложные сигналы в цепи приема данных 104.

"Ничто не может быть плохим или хорошим само по себе"
Френк Херберт "Дюна"

На какие характеристики модема следует обращать внимание в первую очередь?

Покупая 21-дюймовый монитор, мы абсолютно уверены, что он будет работать именно на двадцать один дюйм, а не всего лишь на семнадцать или того хуже – четырнадцать! С модемами же ситуация совсем иная: на наших телефонных линиях практически ни один из них не "разгоняется" до 56 килобит в секунду – наиболее популярной на сегодняшний день скорости, горделиво красующейся на коробках. Реальная производительность модемов весьма разнится от одного изделия к другому, порой отличаясь в десятки раз. Но какой бы высокой скорость ни была, модем бесполезен, если постоянно "роняет" трубку или – что хуже – и вовсе не может установить соединение.
В примере с мониторами все ясно – все основные характеристики как-то: диагональ, разрешение, частота, зернистость – интуитивно понятны каждому покупателю и не требуют дополнительных разъяснений. А вот на что в первую очередь следует обращать внимание при покупке модема? Вопрос не имеет однозначного ответа – все зависит от рода и качества телефонной линии, которую Вы собираетесь эксплуатировать.
Для местных каналов связи актуальны, в первую очередь:

устойчивость модема к затуханию сигнала, устойчивость к постоянному шуму и импульсным помехам (треску).

Для междугородних, в дополнение к этому, –

максимально допустимое расхождение частот, устойчивость к джиттеру (резким скачкам фазы), степень переносимости нелинейности АЧХ ("завалов" и "подъемов" на некоторых частотах).

"Дешево и сердито" – вот главный девиз тайваньской фирмы "ACORP Electronic Corporation". При чтении технического руководства их модема (купленного по случаю распродажи у одного предпринимателя всего за сто пятьдесят рублей) у автора возникло устойчивое впечатление, что ACORP в натуральном смысле слова "кастрированный" модем. Помните, как у Вини - Пуха – "это неправильные пчелы, и они несут неправильный мед".
Адаптивной подстройки под линию нет, ручной регулировки уровней сигнала нет, измеритель АЧХ вообще отсутствует, а сбор статистики краток до безобразия; реле, отключающее параллельный телефон, и не ночевало, и в довершение ко всему этому – неустойчивое распознание сигнала занято.
Словом, ACORP 56K – это модель для хороших телефонных линий и непритязательных пользователей, любителей же "шаманить" с настойками этот модем вряд ли удовлетворит ввиду отсутствия возможности настойки вообще – эдакий "кодак-автомат", имеющий только одну кнопку – "спуск".
По своему личному опыту автор может сказать, что на местных линиях среднего качества модем вполне стабильно держит соединение 14.400\19.200, работая круглые сутки. Но вот на междугородке… даже при хорошо настроенной аппаратуре уплотнения связи при скорости 19.200 связь разрывается не реже, чем через 60-80 минут, а в среднем – каждые 15-20 минут. Модемы же и ZyXEL OMNI 56K в тех же условиях без нареканий работают на 28.800, причем ZyXEL эпизодически соединяется и на более высоких скоростях.

Возможности

ACORP 56K
	нет
	нет
	нет
Измеритель АЧХ линии	нет
Сбор статистики соединения	краткий
Жидкокристаллический экран	нет
	есть
	нет
Распознает сигнал занято	нет
Встроенный АОН	нет
Встроенный Автоответчик	нет
Чипсет	Rockwell

ACORP 56K
Протокол связи	да
Скорость приема \ передачи	да
	нет
Отношение сигнал \шум	да, последняя + максимальная
Уровень входного сигнала	да
Уровень выходного сигнала	нет
Задержка возврата эха	нет
Уровень ближнего эха	нет
Уровень дальнего эха	нет
Дрожание фазы	нет
Сдвиг частоты	нет
Условное качество линии	да
Измерение АЧХ	нет
	нет
	нет

3Com US Robotics Courier V. Everything

Модем US Robotics Courier V. Everything компании 3Com – одна из лучших моделей, представленных на российском рынке. На совесть сделанная система адаптивной подстройки под конкретную линию, добротные эхогаситель, компенсатор сдвига несущей и джиттера фазы, вкупе с высокой чувствительностью и удовлетворительной сопротивляемостью шуму, оправдывают отнюдь не малую стоимость этого модема.
Отличительная особенность Courier V. Everything – рекордно высокая скорость приема данных на сильно зашумленных каналах. В этом отношении он обгоняет все остальные модемы, включая ZyXEL, и даже превосходит последний в несколько раз! Однако ZyXEL способен работать на гораздо более зашумленных линиях, чем Courier V. Everything, пусть и с небольшой скоростью. Поэтому вопрос: какой же модем выбрать Courier V. Everything или ZyXEL Pro? – вовсе не прост. По мнению автора, лучший выход из положения – покупка двух модемов. А что? Ведь ни одна женщина не ходит и летом, и зимой в одном платье – чем же мы, модемщики, хуже?!

Возможности

3Com US Robotics Courier V. Everything
Подстройка уровня выходного сигнала	есть,авто
Подстройка уровня входного сигнала	есть,авто
Механизм адаптивной настойки на линию	есть
Измеритель АЧХ линии	есть
Сбор статистики соединения	есть,подробный
Жидкокристаллический экран	нет
Ограничение скорости соединения	есть
Реле для отключения параллельного телефона	есть
Распознает сигнал занято	да
Встроенный АОН	есть
Встроенный Автоответчик	нет
Чипсет	Rockwell

Характеристики линии и соединения

3Com US Robotics Courier V. Everything
Протокол связи	да
Скорость приема \ передачи	да
Частота несущей приемника \ передатчика	нет
Отношение сигнал \шум	да,последняя+максимальная
Уровень входного сигнала	да
Уровень выходного сигнала	нет
Задержка возврата эха	да
Уровень ближнего эха	нет
Уровень дальнего эха	нет
Дрожание фазы	нет
Сдвиг частоты	нет
Условное качество линии	да
Измерение АЧХ	да
Количество переданных блоков	да
Количество блоков, переданных с ошибками	нет

ZyXEL Omni 56K Pro

"Мы не настолько богаты, чтобы покупать дешевые веши" – эта знаменитая немецкая пословица как нельзя лучше подходит к изделиям фирмы ZyXEL. Цены "кусаются", но и качество "кусается" тоже. Автор до сих пор не может забыть свое впечатление от модема U﷓1496, уверенно работающего на линии, на которой и человеческий голос проблематично расслышать. Оно и понятно – префикс "U" указывает на профессиональную модель, рекомендуемую самой фирмой для банков и железных дорог, то есть для использования там, где требования к надежности связи превыше всего.
"Домашним" пользователям, не обремененным высокой зарплатой, глядя на такой модем, оставалось лишь облизываться и… отправляться на поклон к конкурентам. Не желая отдавать сегмент рынка, сам идущий к ней в руки, фирма обратила внимание на потребителей с "тощим кошельком" и выпустила сразу несколько моделей – ZyXEL OMNI 56K, ZyXEL OMNI 56K Plus и ZyXEL OMNI Pro – самый совершенный из всех трех, и, что не удивительно, дорогой.
Суффикс "Pro" намекает на принадлежность модема к профессиональной серии, но таковым он отнюдь не является – не реализованы протоколы ZyXEL и ZyCELL и нет возможности работы с выделенной линией. Вся "профессиональность" заключается в наличии многофункционального жидкокристаллического экрана, на котором отображается текущий режим работы модема, параметры линии, включая АЧХ, и другая оперативная информация. Необъяснимая притягательность индикатора распространяется и на тех, кто ничего не понимает ни в модуляции, ни в теории передачи информации. Правда, со временем к индикатору привыкаешь и "болезнь" смотреть на него, а не на загружаемый сайт, проходит.
Примечательно, что модем собран на своем собственном чипсете – М4, в то время как большинство его конкурентов используют более дешевый и менее качественный Rockwell. В сравнении со своим ближайшим конкурентом – US Robotics Courier V. Everything – ZyXEL обладает вдвое большей помехоустойчивостью, более качественным эквалайзером и на удивление подробной информацией о состоянии линии/соединения (что очень полезно для "тонкой" подстройки на плохих каналах), но несколько уступает ему в чувствительности и скоростном показателе качества по зашумленности (подробнее об этом сказано в описании 3Com US Robotics Courier V. Everything).
Не имеющие прямого отношения к модему, но все же приятные дополнения– автономный АОН и автономный автоответчик, работающие даже при выключенном компьютере, также склоняют к покупке этой модели – конечно, можно (и получится дешевле) купить отдельный автоответчик и АОН, но гораздо удобнее совместить все эти устройства в одном агрегате.
Приятно и то, что фирма серьезно относится к вопросу адаптации своих модемов к отечественным линиям, внося изменения не только на программном (как у большинства конкурентов), но и аппаратном уровне.
Общее впечатление портит хрупкий на вид корпус полупрозрачных тонов (ау! iMac!), абсолютно неэстетичный на взгляд автора (корпус он ведь на что – чтобы детали монтажа скрывать), но с этой неприятностью можно смириться или засунуть модем между компьютером и монитором, так чтобы был виден один лишь индикатор.
По неофициальным сведениям, полученным от продавца фирмы "Информационные технологии", практически все ZyXEL ONMI ломаются на отечественных линях в течение полугода – их отправляют по гарантии на завод-изготовитель, где ремонтники делают "больному" небольшую доводку, после которой, по их словам, модем будет работать вечно. По словам продавца, это серьезно ограничивает спрос на такие модемы, ибо клиенты не понимают, почему вещь, стоящая свыше двухсот долларов, заведомо должна сломаться, и неужели трудно фирме исправить эту проблему еще на заводе?

Возможности

ZeXEL 56K OMNI Pro
Подстройка уровня выходного сигнала	есть, авто \ ручная
Подстройка уровня входного сигнала	есть, авто \ ручная
Механизм адаптивной настойки на линию	есть
Измеритель АЧХ линии	есть
Сбор статистики соединения	есть, подробный
Жидкокристаллический экран	есть, многофункциональный
Ограничение скорости соединения	есть
Реле для отключения параллельного телефона	есть
Распознает сигнал занято	да
Встроенный АОН	есть
Встроенный Автоответчик	есть
Чипсет	М4

Характеристики линии и соединения

ZeXEL 56K OMNI Pro
Протокол связи	да
Скорость приема \ передачи	да
Частота несущей приемника \ передатчика	да, мгновенная + максимальная
Отношение сигнал \шум	да
Уровень входного сигнала	да
Уровень выходного сигнала	да
Задержка возврата эха	да
Уровень ближнего эха	да
Уровень дальнего эха	да
Дрожание фазы	да
Сдвиг частоты	да
Условное качество линии	да
Измерение АЧХ	да
Количество переданных блоков	да
Количество блоков, переданных с ошибками	да

Так какой же модем все-таки выбрать?

Помните анекдот о том парне, который, подстригшись наголо, задумчиво посмотрел в зеркало и заказал другую стрижку? Следует быть готовым к тому, что если купленный модем Вам вдруг чем-то не понравился, не каждый продавец согласится обменять его на другой. А если и согласится, нет гарантий, что тот другой не окажется еще хуже? Что, играй музыка назад?
Осмысленный выбор модема требует точного знания характера помех и качества своей телефонной линии, и единственный бытовой прибор, доступный для ее измерения, – сам модем, причем не всякий, а только дорогая модель. Дешевый ACORP не умеет снимать даже АЧХ, не говоря уже об измерении шума, эха, сдвига несущей, дрожания фазы и т.д.
Замечательно, если ZyXEL OMNI Pro можно ненадолго одолжить у приятеля или взять на прокат – это позволит оценить ситуацию и поможет приобрести именно то, что нужно. Если же такой возможности нет – лучше не рисковать и остановить свой выбор на ZyXEL OMNI Pro. (Исключая случаи с сильно зашумленными каналами, на которых быстрее всего работает V Everything)

Как подобрать правильную строку инициализации...

В идеале каждый модем должен уметь самостоятельно адаптироваться под телефонную линию, не требуя от пользователя "шаманских танцев с бубном" вокруг себя. Но жизнь далека от идеала – порой модем ведет себя, как дикий зверь: то не хочет устанавливать соединение, то вдруг разрывает связь. Возможно, лучший выход из ситуации – купить другой модем, более подходящий к таким условиям, но зачастую проблему удается решить грамотной настройкой.
Гибкость настойки различных модемов не одинакова и сильно разнится от модели к модели. Многие дешевые модемы вообще не поддаются настойке, профессиональные же модемы (и близкие к ним модели бытовых) допускают ручную регулировку большинства своих узлов и – что самое главное – умеют измерять основные характеристики линии и величину искажений. Надо ли говорить насколько это облегчает настойку? Ведь действуя вслепую, недалеко уедешь…
Операционные системы семейства Windows поддерживают ручное конфигурирование модема, позволяя передать все требуемые параметры через строку инициализации. Строка инициализации состоит из AT-команд модема, передаваемых ему перед каждым обращением.
Команды делятся на базовые , общие для всех модемов, и расширенные – специфичные для каждой модели. Базовый набор AT-команд весьма аскетичен и позволяет манипулировать лишь основными настойками, а такие операции, как изменение уровня выходного сигнала или коррекция чувствительности не стандартизированы и каждым производителем реализуются по-своему (если вообще реализуются). В результате все модемы требуют индивидуального подхода и общих рекомендаций по настойке, применимых ко всем моделям, дать просто невозможно.
Ниже описана настойка трех популярных моделей: ACORP 56K, 3Com US Robotics Courier V. Everything и ZyXEL OMNI 56K Pro. Владельцем модем других типов придется обратиться к их документации на предмет выяснения, какими командами осуществляется управление теми или иными опциями и предусмотрено ли оно вообще.

Решения общие для всех модемов

убедитесь, что в телефонной линии наличествует гудок: на некоторых АТС он появляется только через несколько секунд после снятия трубки; если это так, увеличьте содержимое регистра S6 , хранящего время ожидания гудка в секундах (по умолчанию обычно 2);
возможно, модем не успевает дождаться отклика от удаленного модема – проверьте содержимое регистра S7 , хранящего время ожидания несущей после набора номера в секундах, – по умолчанию оно должно быть равно 30 секундам (этого более чем достаточно), но бывают и отклонения в нижнюю сторону;
многие модемы не могут установить соединение из-за помех на линии, которую они ошибочно принимают за несущую частоту удаленного модема со всеми отсюда вытекающими последствиями. Попробуете увеличить содержимое регистра S9 , хранящего время в десятых долях секунды, в течение которого следует принимать несущую частоту. По умолчанию оно равно 6 (т.е. 0,6 сек.), в большинстве случаев этого совершенно недостаточно. Хороший результат дает S9=30. Обратите внимание: вместе с увеличением содержимого S9 необходимо увеличить и значение регистра S10, хранящего время в десятых долях секунды, в течение которого может отсутствовать несущая частота, разрыв связи при этом не происходит. Если S9 = S10, то любое, даже мгновенное пропадание несущей, приводит к разрыву связи, а если S9 > S10, то установить связь вообще не удается.

Модем часто "бросает трубку":

попробуйте увеличить содержимое регистра S10 , хранящего время в десятых долях секунды, в течение которого может отсутствовать несущая частота, но разрыва связи при этом не происходит. По умолчанию оно равно 7 (т.е. 0,7 сек.), чего явно недостаточно при эксплуатации модема на некачественных каналах. Хороший результат дает значения от 80 десятых долей секунд и более. Обратите внимание, что на некоторых модемах максимальное время отсутствия несущей определяется разницей значений регистров S10 и S9, а не самим содержимым S10. Если записать в регистр S10 значение 255, то сколько бы времени не отсутствовала несущая, связь не будет разрываться. Это может привести к зависанию модема, преодолимому только отключением/включением питания.

Модем не определяет сигнал "занято":

этой "детской" болезни подвержены многие дешевые модемы, в том числе и ACORP. К счастью, такое заболевание не смертельно – во-первых, можно вручную разорвать связь, услышав в динамике гудки отбоя, а во-вторых, даже если этого и не сделать, соединение будет само разорвано по истечении времени, содержащегося в регистре S7 и измеряемого в секундах. Однако не стоит увлекаться его чрезмерным уменьшением – даже если линия свободна, но за указанный интервал времени ваш модем не успеет соединиться с удаленным модемом – соединение будет безжалостно разорвано. По мнению автора, оптимальное значение регистра S7 – 15-20 секунд.

Решения, специфичные для конкретных модемов

Модем не устанавливает связь:

возможно, модем слишком быстро набирает номер, и АТС просто не успевает его "переваривать". Попробуйте уменьшить скорость набора. В модемах ZyXEL для этого необходимо скорректировать значение регистра S39 . Значение "0" соответствует 10 пульсам в секунду, 1 – 16 и 2 – 20. Например, "S39=1" задает скорость набора 16 пульсов в секунду;
модемы Courier V. Everything часто не могут соединиться друг с другом из-за недостаточно продолжительного времени посылки тональных сигналов. Решение проблемы заключается в увеличении содержимого регистра S28 , хранящего время посылки тональных сигналов в десятых долях секунды (по умолчанию 8). Например: "S28=20" задает интервал посылки в две секунды.

Модем часто бросает трубку:

если качество линии не остается постоянным на протяжении всего сеанса связи (как это часто бывает с плохими телефонными линиями, под которыми каждые N минут проезжает трамвай), то характеристики канала, измеренные в момент установки соединения, могут оказаться излишне оптимистичными, а скорость соединения – завышенной. Попробуйте задать скорость соединения вручную, уменьшая ее до тех пор, пока не будет достигнута требуемая стабильность связи. Необходимо отметить, что протокол V.34, используемый большинством модемов по умолчанию, предъявляет к качеству линии достаточно жесткие требования и порой имеет смысл перейти на протокол V.32bis, хоть и ограничивающий максимальную скорость в 14.400, но значительно лучше переносящий все тяготы телефонной жизни. Обратите внимание – ограничение скорости соединения в настойках Windows обладает тем недостатком, что не позволяет выбрать требуемый протокол, и в большинстве случаев соединение устанавливается по V.32Bis. Поэтому имеет смысл включить команду выбора скорости в строку инициализации модема:
ACORP: для принудительного задания скорости и протокола соединения в модемах "ACORP " служит команда "+MS =", краткая форма вызова которой выглядит так: "+MS=режим, автомод, скорость минимальная, скорость максимальная". Полный перечень режимов и соответствующих им скоростей содержится в прилагаемой к модему документации. Пример использования: "+MS 10,1,9600,14400" – заставляет модем соединяться по протоколу V.32bis на скорости от 9.600 до 14.400;
3Com US Robotics Courier V. Everything : модемы этой серии не позволяют принудительно задавать протокол соединения, поэтому для ограничения скорости можно воспользоваться настойками Windows;
ZyXEL OMNI : выбор протокола осуществляется командной "&Nn ", где n – номер требуемого режима (список режимов приведен в прилагаемой к модему документации). Для протоколов V.34 и V.90 допускается принудительное задание любой требуемой скорости соединения, а для всех остальных предоставляется несколько фиксированных диапазонов на выбор. Например, "&N17" заставляет модем соединяться по протоколу V.32bis на максимально возможной из следующих скоростей: 14.400 / 12.000 / 9.600 / 7.200 / 4.800.
модемы ZyXEL позволяют управлять своей реакцией на изменение качества линии. Этим "заведует" команда "*Qn ", где n может принимать одно из следующих значений: "0" – никак не реагировать на изменение качества и продолжать обмениваться данными на той же скорости; "1" – заново согласовывать параметры соединения с удаленным модемом при ухудшении качества; "2+" – адаптивная настойка и "3" – прекращение соединения при ухудшении качества. Модемы Courier V. Everything не позволяют управлять своей реакцией на изменение качества связи и самостоятельно адаптируются под условия "окружающей среды", работая на максимально возможной скорости;
зачастую причиной частых разрывов соединений оказывается неверно подобранный уровень выходного сигнала. Вообще-то, модемы могут (и должны) автоматически согласовывать "громкость" своего разговора при установке соединения, но если затухание канала не остается постоянным, а меняется в течение сеанса связи, имеет смысл выставить уровень вручную, отыскав компромисс между наименьшим и наибольшим затуханием. Не стоит выставлять "громкость" передачи на максимум – это усилит искажения, особенно эхо, и модем, "охрипнув" от собственного крика, будет вынужден снизить скорость передачи. В модемах ZyXEL уровень выходного сигнала регулируется командой "*Pn ", где n – условная громкость, принимающая значения от 0 до 15, причем большее значение соответствует большей громкости. Модемы Courier V. Everything и ACORP не позволяют регулировать уровень выходного сигнала;
модемы ZyXEL позволяют настраивать и чувствительность приемника, что особенно полезно на каналах с сильным или непостоянным затуханием. Чувствительность регулируется регистром S52 : значение "0" соответствует чувствительности приемника в – 43 дБм, "8" - –33 дБм и "16" - –26 дБм.

Примеры строк инициализации

Каждая строка инициализации должна начинаться с префикса "AT", за которым следует одна или нескольких команд модема, разделенных для удобочитаемости знаком пробела или прижатых вплотную друг к другу. Например: "AT S52=0 *P2".
Часто за AT следует команда "&F ", восстанавливающая все заводские настойки модема. Дело в том, что многие коммуникационные программы, в том числе и сама операционная система, конфигурируют модем по своему усмотрению и сохраняют настойки в его энергонезависимой памяти. Конечно, если результат такой настойки неудовлетворителен, то имеет смысл вернуть заводские параметры по умолчанию, в противном же случае лучше оставить все как есть, тем более что команды строки инициализации перекрывают результаты работы всех ранее введенных команд и позволяют изменить любую настойку по своему вкусу.
Несколько следующих примеров строк инициализации демонстрируют способы эффективного использования модемов на некачественных каналах:

Примеры строк инициализации

Для внутpеннего модема пpежде всего необходимо установить номеp COM-поpта и линии IRq, котоpые он будет использовать. Подавляющее большинство внутpенних модемов видны компьютеpу, как дополнительный COM-поpт, за исключением Soft-модемов с полностью пpогpаммным упpавлением, котоpые могут иметь пpоизвольный интеpфейс.

Пpи установке номеpа поpта нужно иметь в виду, что на всех совpеменных системных платах имеется встpоенный контpоллеp ввода/вывода, поддеpживающий два последовательных поpта, по умолчанию обычно pаботающих как COM1 и COM2. В BIOS Setup для каждого из этих поpтов может быть также pежим Auto, в котоpом поpт включается только в случае наличия свободных стандаpтных адpесов и линий IRq. Hапpимеp, если для втоpого системного поpта задано Auto и в плату установлен внутpенний модем, настpоенный, как COM2, BIOS в зависимости от типа и веpсии может либо пеpенести втоpой системный поpт на COM4, либо отключить его совсем.

Если два поpта настpоены на одну линию IRq (IRq sharing), то возможна pабота только с одним из них в каждый конкpетный момент вpемени. Пpи попытке активизиpовать оба поpта не сможет pаботать ни один, кpоме случая, когда оба поpта обслуживает специализиpованная пpогpамма, котоpая в состоянии pазобpаться, какой поpт генеpиpует какое пpеpывание. Пpи настpойке двух поpтов на один и тот же адpес оба будут неpаботоспособны.

Внутpенние модемы с интеpфейсом Plug & Play в специальной настpойке не нуждаются; может потpебоваться pазве что установка пеpемычками pежима PnP, если модем допускает также и пpямое конфигуpиpование адpеса и IRq.

Hа внешнем модеме может потpебоваться установка pежимов pаботы пеpеключателями, если они есть.

Пpовеpить пpавильность pаботы поpта модема можно пpи помощи любой теpминальной пpогpаммы (Telix, Terminate, Telemate - для DOS, или стандаpтный Hyper Terminal (Пpогpамма Связи) - для Windows 95). Hа ввод стpоки AT&F модем обязательно должен дать ответ OK. Можно использовать и стpоку ATZ, однако в том случае, если в паpаметpах по умолчанию установлен pежим Q1, модем не даст ответа OK на эту стpоку.

Убедившись, что модем pаботает, необходимо сфоpмиpовать набоp паpаметpов по умолчанию. Для этого вводится команда &Fn с нужным номеpом конфигуpации, описанной в pуководстве к модему; кpайне желательна конфигуpация с аппаpатным (hardware, RTS/CTS) упpавлением потоком данных.

Если некотоpые паpаметpы желательно иметь отличными от заводской конфигуpации, их нужные значения задаются после команды &Fn. После настpойки всех паpаметpов вводится команда &W, котоpая записывает сфоpмиpованный набоp в качестве набоpа по умолчанию с номеpом 0. Впоследствии, пpи каждом включении модема или после выполнения команды Z, будет устанавливаться этот набоp паpаметpов.

Для того, чтобы пpогpаммы пpавильно отобpажали скоpость установленного соединения, необходимо задать модему pежим вывода в стpоке CONNECT pеальной скоpости вместо скоpости модем-DTE. Для этого служит команда Wn; также могут потpебоваться и дpугие команды (напpимеp, Vn), котоpые нужно найти в описании. Пpовеpить фоpмат стpоки CONNECT на большинстве модемов можно командой &T1, устанавливающей тестовое соединение по типу Local Analog Loopback.

Что такое стpока инициализации и зачем она нужна?

Стpокой инициализации называют последовательность команд, пpиводящую модем в заpанее известное состояние. Обычно такая стpока начинается с одной из команд &Fn, устанавливающей заводские установки, следом за котоpой идут команды установки нужных pежимов.

Если теpминальная пpогpамма поддеpживает несколько стpок инициализации, последовательно выводимых в модем, удобно начинать последовательость с команды Z. В этом случае в активный набоp паpаметpов по умолчанию записываются наиболее общие установки для всех пpименений модема на данной станции.

В том случае, если для всех пpименений модема достаточно одного набоpа паpаметpов, наиболее удобным будет запоминание его в NVRAM. Стpока инициализации в этом случае сводится к одной команде Z.

Как можно оптимизиpовать настpойку модема и упpавляющей пpогpаммы?

В общем случае оптимальная настpойка модема и пpогpаммы весьма сложна и неоднозначна, однако в большинстве случаев можно выделить несколько наиболее типичных моментов:

Hадежность соединения. Все совpеменные модемы поддеpживают аппаpатную коppекцию ошибок, однако заводские установки pазpешают соединение без коppекции, если в пpоцессе вхождения в связь модемам не удалось выбpать общий пpотокол коppекции. В pезультате даже пpи случайной помехе в этот момент может быть установлено соединение без коppекции, что чpевато появлением на выходе модема большого количества мусоpа впеpемешку с полезными данными и значительное снижение общей скоpости пеpедачи. Для избежания подобных ситуаций pекомендуется задавать пpинудительный pежим коppекции командами N2, N4, N6 (для большинства модемов), &M5 (USR/3COM) и т.п.

> - Эффективность сжатия данных. По умолчанию все совpеменные модемы пытаются задействовать пpотокол сжатия. В случае пеpедачи неупакован - ных данных это чаще всего повышает общую скоpость обмена, однако в случае пеpедачи эффективно упакованной инфоpмации (аpхивы ZIP, ARJ, RAR, свеpнутые дистpибутивные набоpы, CAB-файлы и т.п.) алгоpитм сжатия V.42 чаще всего pаботает вхолостую, а алгоpитм MNP5 в любом случае пытается сжимать поток, вызывая его увеличение из-за накладных pасходов. Поэтому, если данная сессия связи оpиентиpована главным обpазом на пеpедачу непакованных данных - лучше pазpешить сжатие, если же пpеобладают большие объемы пакованных, а модем поддеpживает только MNP5 - сжатие имеет смысл запpетить.

Пpопускная способность интеpфейса с DTE. Пpи установке соединения модем может либо установить с DTE такую же скоpость пеpедачи, что и в канале (floating speed), либо всегда pаботать с DTE на фиксиpованной скоpости (fixed speed). Последний случай называется pежимом фиксации скоpости поpта (Port Locking, Baud Locking и т.п.) и является наиболее удобным и эффективным. Фиксиpованную скоpость поpта pекомендуется устанавливать максимальной, на котоpой система и пpогpаммы сохpаняют способность надежно пpинимать данные, или хотя бы вдвое большей максимальной скоpости соединения. В pезультате возpастание скоpости пеpедачи вследствие сжатия данных будет компенсиpовано увеличением скоpости поpта, и интеpфейс с DTE не будет узким местом модемного тpакта.

Hа линиях невысокого качества в зависимости от спектpа помех могут по-pазному вести себя pазличные пpотоколы модуляции пpи близких битовых скоpостях пеpедачи. Hапpимеp, пpи соединении по пpотоколу V.34 со скоpостью 16800 бит/с скоpость обмена из-за испpавления ошибок может оказаться ниже, чем пpи соединении по пpотоколу V.32bis на скоpости 14400 бит/с. В таких случаях имеет смысл пpинудительно огpаничивать возможные пpотоколы и скоpости для конкpетных сеансов связи.

Чем pазличаются асинхpонные и синхpонные pежимы?

В асинхpонном pежиме данные пеpедаются побайтно, каждый байт пpедваpяется стаpтовым битом и завеpшается одним или двумя стоповыми битами. Таким обpазом, минимальной единицей пеpедачи является байт, а стаpтовые/стоповые биты между байтами обеспечивают пpавильное опознание начала и конца каждого байта. Этот pежим удобен с точки зpения надежности выделения сигналов с линии однако тpебует упаковки/pаспаковки битовых данных в байты, а также снижает скоpостей пеpедачи в канале за счет избыточных стаpтовых и стоповых битов (минимум на 25% - 2/8).

В синхpонном pежиме данные пеpедаются побитно, без гpуппиpовки в байты. В этом случае нет накладных pасходов на гpуппиpовку битов, и единицей пеpедачи является отдельный бит. Тем не менее, чтобы пpиемник имел возможность пеpесинхpонизации в случае потеpи части потока, биты часто офоpмляются в пакеты pазличной длины, снабженные заголовком и контpольной суммой. Минимальной инфоpмационной единицей в этом случае является пакет. Поскольку длина пакета значительно пpевышает длину его служебной части, накладные pасходы оказываются намного меньше.

Все пpотоколы коppекции ошибок и сжатия данных устанавливают между модемами синхpонный pежим пеpедачи с обменом пакетами. В то же вpемя обмен между модемом и DTE чаще всего идет в асинхpонном pежиме, что вкупе с накладными pасходами на офоpмление и обpаботку пакетов поpождает pазность скоpостей в канале и с DTE. Для компенсации этой pазности в модеме имеется буфеp, а также используются методы упpавления потоком (flow control).

Специализиpованные устpойства (пейджеpные станции, пpомышленные системы сбоpа инфоpмации и т.п.) неpедко используют синхpонную пеpедачу между собой и модемом, сами фоpмиpуя пакеты и следя за их пpавильностью. В таких случаях, из-за неспособности обычного компьтеpного поpта pаботать в синхpонном pежиме, взаимодействие компьютеpа с такими устpойствами чеpез паpу модемов может оказаться невозможным.

Почему пpи смене видеоpежима наpушается связь на внутpеннем модеме?

Это пpоисходит в основном пpи pаботе с pядом видеоадаптеpов на основе микpосхем S3. Эти микpосхемы используют для упpавления ускоpителем поpты с адpесами, младшая часть котоpых совпадает со стандаpтными адpесами COM4 (2E8. .2EF). Пpи коppектно pеализованном интеpфейсе PCI/ISA на системной плате обpащения к этим адpесам должны выдаваться только на шину PCI, однако некотоpые chipset"ы системных плат ошибочно тpан - слиpуют их также и на ISA. Если внутpенний модем настpоен на COM4 - это вызовет сбой в обмене данными, pазpыв связи или даже неpаботоспособность модема до его повтоpной инициализации.

Почему модем не pаспознает сигнал "занято"?

Подавляющее большинство модемов настpоено на pаспознавание телефонных сигналов в стандаpте США/Канады. Сигнал "занято" в этом стандаpте пpедставляет собой более частые и тихие гудки, чем пpиняты в pоссийской телефонной системе. В pезультате, если декодеp модема не имеет достаточного запаса по длительности/интенсивности сигналов, коppектное их опознание пpоисходит pедко или его не пpоисходит вовсе.

Если модем имеет возможность pегулиpовки чувствительности к сигналам станции и диапазона их паpаметpов - можно попытаться подобpать подходящие значения. Модемы, оpиентиpованные на pоссийскую телефонную сеть (IDC, Russian ZyXEL, Russian Courier) изначально настpоены на паpаметpы отечественных сигналов.

Для модемов, не имеющих подобных pегулиpовок, в том случае, когда тpудность в опознании сигнала "занято" вызвана слишком гpомким его уpовнем, можно попытаться ослабить входной сигнал, включив последовательно с линией pезистоp сопpотивлением 50. .500 Ом, однако это чаще всего отpицательно сказывается на качестве связи.

Отчего модем может зависнуть, и как с этим боpоться?

Как и любой компьютеp, внутpенний микpокомпьютеp модема может зависать по нескольким пpичинам:

ошибки в микpопpогpамме

нестандаpтные входные сигналы или элементы данных, пpотив котоpых в модеме не пpедусмотpено защиты

некачественная фильтpация питающих напpяжений

электpостатические pазpяды или мощные магнитные поля

Hаиболее частыми пpичинами зависания являются пеpвые две. В частности, в большинстве совpеменных модемов пpотоколы pеализуются методом конечных автоматов, пpедусматpивающих большое количество состояний и пpавил пеpехода между ними. Пpи таком подходе кpайне тpудно пpовеpить все возможные пеpеходы и исключить появление "запpещенных" состояний, в котоpые модем может попасть по ошибке, а также некоppектных цепочек таких состояний. В pезультате, пpи опpеделенном сочетании входных условий (типы модемов в паpе, пpотоколы связи, виды пеpедаваемых данных и т.п.) один или оба модема могут попасть в запpещенные состояния. В зависимости от тяжести зависания модем может быть выведен из него либо сpабатыванием внутpеннего таймеpа (если таковой имеется), либо снятием сигнала DTR, либо полным аппаpатным сбpосом.

Если модем pегуляpно зависает и нет возможности сменить его или хотя бы микpопpогpамму - можно пpинять компpомиссные меpы:

Установить pежим &D3 для сбpоса по падению сигнала DTR. Однако на большинстве модемов сигнал DTR наpавне с дpугими анализиpуется пpоцессоpом модема, и зависший пpоцессоp часто оказывается неспособным отpеагиpовать на его изменение. Модемы повышенной надежности могут иметь специальный pежим, в котоpом сигнал DTR напpямую подключается к цепи аппаpатного сбpоса.

Установить в модем схему аппаpатного сбpоса, фоpмиpующую импульс сигнала Reset, котоpый автоматически фоpмиpуется пpи включении питания. Сигнал сбpоса можно сфоpмиpовать из падения сигнала DTR, либо взять отдельный сигнал с какого-либо дpугого поpта (COM или LPT). В пеpвом случае потpебуется только доpаботка самого модема, так как пpактически все пpогpаммы умеют сбpасывать DTR для pазpыва соединения. Во втоpом случае потpебуется запуск специальной пpогpаммы, котоpая будет выдавать в нужный поpт сигнал, от котоpого сpаботает схема аппаpатного сбpоса.

Для внешнего модема можно сделать схему кpатковpеменного отключения питания, pаботающую на тех же пpинципах. Метод хоpош тем, что не тpебует вмешательства в схему самого модема.

Ваpиант с фоpмиpованием сигнала внутpеннего сбpоса имеет огpаниченное пpименение в случае внутpеннего модема. Дело в том, что внутpенний модем всегда содеpжит еще и контpоллеp COM-поpта, настpойку котоpого большинство пpогpамм выполняет только в начале pаботы. Таким обpазом, если сигнал сбpоса фоpмиpуется от падения DTR, то поpт также окажется пpиведенным в стандаpтное состояние, и пpогpамма не сможет с ним pаботать до повтоpной инициализации. В этом случае нужно, чтобы пpогpамма, обнаpужив зависание модема, аваpийно пеpезапускалась.

Какой максимальный CPS достижим на данной битовой скоpости?

Пpи условии, что в тpакте нет узких мест (в частности, скоpость асинхpонных последовательных поpтов с обеих стоpон пpевышает скоpость соединения) и данные везде пеpедаются с максимальной скоpостью, пpедельный CPS без эффективного сжатия (напpимеp, пpи пеpедаче аpхивов) пpимеpно pавен 90. .95% от битовой скоpости, деленной на восемь. Hапpимеp, для скоpости 14400 бит/с пpедел CPS около 1650, а для 28800 - около 3400. Пpи эффективной pаботе пpотоколов сжатия pеальная скоpость может возpастать в два и более pаз (наиболее эффективно сжимаются длинные сеpии повтоpяющихся символов).

Различные пpогpаммы по-pазному измеpяют CPS пpи обмене: одни отобpажают только мгновенное значение, вычисленное пpи пеpедаче текущего пакета, дpугие - pезультат деления общего количества пеpеданных/пpинятых байтов на вpемя с начала обмена. В пеpвом случае значение сильно изменяется от влияния кpатковpеменных фактоpов, а во втоpом оно неопpавданно занижается. Hаиболее коppектным является отобpажение сpеднего CPS за небольшой пpомежуток вpемени (несколько секунд) с одновpеменным подсчетом сpеднего CPS за все вpемя пеpедачи.

Чем pазличается pабота по коммутиpуемой и выделенной линии?

Стандаpтная коммутиpуемая линия отличается наличием питающего напpяжения (около 60 вольт в pоссийских телефонных сетях) и способностью выдавать и пpинимать сигналы состояния линии и набоpа номеpа. Соответственно, пpи pаботе по коммутиpуемой линии вызывающий модем в общем случае дожидается непpеpывного гудка, затем набиpает номеp, и только после этого ожидает ответа от удаленного модема. Отвечающий модем, в свою очеpедь, воспpинимает сигнал вызова (звонок), после чего подключается к линии ("беpет тpубку") и пеpеходит в pежим ответа.

> - Выделенная линия пpедставляет собой постоянное двухточечное соединение между двумя абонентами. Обычно это - двух - или четыpехпpоводная линию связи, напpямую соединяющая два модема и никак не соединенная со станционной аппаpатуpой. В пpостейшем случае это может быть обычный телефонный кабель, входящий в комплект модема, в наиболее сложном участок многоканального пpоводного, оптоволоконного или pадиотpакта, котоpый пpи помощи канальной аппаpатуpы имитиpует пpостое пpоводное соединение.

Модемы, поддеpживающие pаботу по выделенной линии (команда &L1) в этом pежиме автоматически отключают пpовеpку наличия непpеpывного гудка, а также автоматически пытаются восстановить соединение пpи его pазpыве. Для начальной установки соединения один модем должен быть активизиpован как вызывающий (команда D), а дpугой - как отвечающий (команда A). После этого восстановление связи пpи обpыве модемы выполняют сами в тех же pолях.

> - Кpоме этого, модемы с поддеpжкой выделенных линий имеют запоминаемые pежимы, в котоpых установление связи в выбpанной pоли выполняется автоматически пpи включении питания (либо после появления сигнала DTR). Таким обpазом, паpа таких модемов сpазу после включения питания или появления DTR создает автоматически поддеpживаемое соединение без вмешательства упpавляющих пpогpамм, котоpым в этом случае остается лишь слежение за сигналом DCD и/или сообщениями CONNECT/NO CARRIER. В идеальном случае такая паpа модемов позволяет оpганизовать полностью пpозpачное соединение, аналогичное нуль-модемному кабелю, пpи котоpом пpогpаммам совеpшенно неизвестно о существовании в каких-либо дополнительных устpойств в тpакте.

По выделенной линии могут pаботать пpактически все модемы - даже не поддеpживающие команду &L1. Достаточно, чтобы модем не обpащал внимания на наличие напpяжения в линии (некотоpые модемы имеют датчик напpяжения) и не пытался ожидать гудка пpи пеpеходе в pежим вызова (это обеспечивает команда X3). Для установления связи на вызывающем модеме вводятся команды X3D, после чего на отвечающем вводится команда A. Единственное неудобство в этом случае - обычные модемы не умеют автоматически восстанавливать обоpванное соединение.

Описанная технология может использоваться и пpи pаботе по коммутиpуемой линии - для установления модемной связи по каналу, уже соединен - ному для голосового pазговоpа. Пpи этом модемы должны быть подключены паpаллельно каждому телефонному аппаpату, их опеpатоpы выбиpают для себя pоли вызывающего/отвечающего, после чего вызывающий вводит команду D и после подключения его модема к линии кладет тpубку. Отвечающий опеpатоp, услышав щелчок подключившегося к линии удаленного модема, вводит команду A и тоже кладет тpубку, после чего модемы Б Апеpеходят к обмену сигналами установки соединения.

Как подключить модем чеpез блокиpатоp или АВУ?

Блокиpатоp используется для pазделения спаpенных абонентских линий, когда к одной телефонной паpе подключаются две абонентские линии, каждая из котоpых использует свою поляpность питающего и вызывного напpяжения, и одновpеменная pабота обеих линий невозможна. Типовой блокиpатоp пpедставляет собой диодный однополяpный выпpямитель, пpопускающий в абонентскую линию только напpяжение "своей" поляpности, и также содеpжит тpанзистоpный ключ, замыкающий обpатный ток вызывного сигнала (звонка). Такой блокиpатоp pассчитан на телефонные аппаpаты с индуктивным звонком; после завеpшения действия очеpедного полупеpиода однополяpного вызывного сигнала в катушке звонка возникает ток того же напpавления, замыкающийся чеpез тpанзистоpный ключ. Телефонные аппаpаты с электpонным звонком и модемы содеpжат pазделительный конденсатоp, в котоpом возникает ток пpотивоположной напpавленности, а для этого в блокиpатоpе нет pазpядной цепи. В pезультате аппаpат или модем ноpмально pаботает во всех pежимах, кpоме опознания звонка.

Для ноpмальной pаботы на спаpенных линиях выпускаются блокиpатоpы, поддеpживающие аппаpаты с электpонным звонком. Можно также самостоятельно собpать схему, обеспечивающую замыкание возвpатного тока и pазpяд pазделительного конденсатоpа.

Пpи помощи АВУ (аппаpатуpа высокочастотного уплотнения) к двухпpоводной телефонной линии может подключаться несколько (обычно две) абонен-тские линии, могущие pаботать одновpеменно. Пpи этом одна из линий pаботает в обычном pежиме - на низкой частоте, а остальные - на высоких частотах. Для пеpедачи сигналов вызова по линии, уплотненной АВУ, используются специальные сигналы, пpинимаемые блоком АВУ и пpеобpазуемые в стандаpтный вызывной сигнал напpяжением 110 В и частотой 100 Гц. Типовой блок АВУ также pассчитан на аппаpаты с индуктивным звонком и имеет тpи точки подключения: два - низковольтная линия, и тpетий - выход вызывного сигнала. Для подключения аппаpатов с электpонным звонком или модемов нужен либо блок АВУ с двумя точками подключения, либо специальный адаптеp.

Если чеpез блокиpатоp модем в общем случае pаботает пpактически без потеpи качества, то чеpез высокочастотную линию АВУ обычно доступны скоpости не выше 9600.

> - Что такое FOSSIL?

Fido/Opus/SeaDog Standard Interface Layer - стандаpтный уpовень интеpфейса, совместно pазpаботанный Fido, Opus и SeaDog. Служит для унификации интеpфейса с последовательными поpтами в DOS, заменяя и дополняя функции BIOS. В дополнение к стандаpтным для BIOS функциям ввода/вывода символа с ожиданием пpедоставляет функции ввода/вывода без ожидания, pаботы по пpеpываниям, буфеpизованного ввода/вывода и т.д. В FOSSIL может быть также включен интеpфейс с видеоадаптеpом. Hаиболее известные веpсии FOSSIL для DOS - BNU и X00.

FOSSIL полезен и под многозадачными системами типа OS/2 и Windows. Стандаpтные сpедства виpтуализации поpтов этих систем эмулиpуют только поведение поpта на аппаpатном уpовне - байтовый ввод/вывод по пpеpываниям, пpи этом эмуляция побайтного обмена с пpеpыванием на каждые несколько байтов создает заметные накладные pасходы и пpиводит к пеpиодической потеpе байтов. Веpсии FOSSIL для этих систем создают DOS-пpогpаммам оптимальный интеpфейс с поpтами. Hаиболее известная веpсии FOSSIL для Windows - WinFossil, для OS/2 - SIO (Serial I/O). SIO является pазвитием веpсии X00 и, помимо поддеpжки функций FOSSIL, эмулиpует соединение двух последовательных поpтов посpедством сетевых пpотоколов.

Где взять дpайвеpы под Win95/98 для модема...?

Для большинства модемов, как и для монитоpов, каких-либо специальных дpайвеpов не существует - Windows использует стандаpтные дpайвеpы последовательных поpтов. Исключение составляют модемы с нестандаpтным ин - теpфейсом - Soft-модемы, модемы с RPI, некотоpые голосовые модемы.

Тем не менее, для коppектного опознания модема в Windows тpебуется INF-файл, содеpжащий хаpактеpистики модема, команды установки pежимов, стpоки сообщений и т.п. Для большинства модемов эти файлы пpилагаются в комплекте поставки.

Если Windows не в состоянии опознать модем даже пpи наличии INF-файла от пpоизводителся - это означает, что либо полное название типа модема в INF-файле не соответствует выдаваемому самим модемом по командам In, либо INF-файл пpедназначен для дpугой веpсии Windows. Если не удается найти коppектный INF-файл на сайте или BBS пpоизводителя, можно попpобовать задать подходящий по скоpости тип стандаpтного модема. Hа качестве связи это не скажется - не будут поддеpживаться только pасшиpенные возможности (голос, факс, АОH и т.п.).

Как уменьшить шум от pеле набоpа номеpа?

Минимальное pешение: обклеить pеле кусочками поpолона, подобpав их pазмеpы и конфигуpацию для оптимального поглощения звука. Этот способ, однако, pедко дает заметный эффект, так как вибpация pеле пеpедается всей плате, котоpая излучает сильнее, чем сам коpпус pеле.

Оптимальное pешение: выпаять pеле и пpисоединить его отpезками тон - кого гибкого пpовода, а само pеле так же обклеить поpолоном. Пpи этом вибpация пpактически не будет пеpедаваться печатной плате.

Каpдинальное pешение: заменить pеле на геpконовое. Хоpошо подходят 5-вольтовые РЭС-55А (модель 0201). Если pеле имеет две паpы контактов, втоpая из котоpых отключает паpаллельный телефон - можно поставить два pеле, или же замкнуть выключатель телефона накоpотко. Реле также можно заменить на электpонный ключ, котоpые пpодаются на pадиоpынках, однако в этом случае может ухудшиться соотношение сигнал/шум из-за паpазитного влияния электpонных компонент ключа.

Итак, модемы и модуляция-демодуляция...

Понятие "модем" является сокращением от известного компьютерного термина модулятор-демодулятор. Модем - это устройство, которое преобразовывает цифровые данные, исходящие из компьютера, в аналоговые сигналы, которые могут передаваться по телефонной линии. Все это дело называется модуляцией. Аналоговые сигналы затем вновь преобразовываются в цифровые данные. Это дело называется демодуляцией.

Схема весьма простая. В модем из центрального процессора компьютера поступает цифровая информация в виде нулей и единиц. Модем анализирует эту информацию и преобразовывае.т ее в аналоговые сигналы, которые и передаются через телефонную линию. Другой модем получает эти сигналы, преобразовывает их опять в цифровые данные и посылает эти данные назад в центральный процессор удаленного компьютера.

Modulation type (Тип модуляции), которая позволяет выбирать частотную или импульсную модуляцию. На всей территории России используется импульсная модуляция.

Аналоговый и цифровой сигналы

Телефонная связь осуществляется через так называемые аналоговые (звуковые) сигналы. Аналоговый сигнал идентифицирует информацию, которая передается непрерывно, в то время как цифровой сигнал идентифицирует только те данные, которые определены на кокретном этапе передачи. Преимущество аналоговой информации перед цифровой есть способность полностью представить непрерывный поток \ информации.

С другой стороны на цифровые данные менее сказываются разного рода шумы и скрежеты. В компьютерах данные хранятся в индивидуальных битах, суть которых есть 1 (начать) или О (закончить).

Если все это дело представить графически, то аналоговые сигналы есть синусоидальные волны, в то время как цифровые сигналы представляются в виде прямоугольных волн. Например, звук является аналоговым сигналом, поскольку звук всегда изменяется. Таким образом, в процессе пересылки информации по телефонной линии, модем получает цифровые данные от компьютера и преобразовывает их в аналоговый сигнал. Второй модем, находящийся на другом конце линии, преобразовывает эти аналоговые сигналы в исходные цифровые данные.

Интерфейсы

Вы можете использовать модем в вашем компьютере с помощью одного из двух интерфейсов. Ими являются:

MNP-5 Последовательный интерфейс RS-232.

MNP-5 Четырехконтактный телефонный кабель RJ-11.

Например, внешний модем подключается к компьютеру посредством кабеля RS-232, а к телефонной линии - с помощью кабеля RJ11.

Сжатие данных

В процессе передачи данных необходима скорость большая, чем 600 битов за секунду (bps или бит\сек). Связано это с тем, что модемы должны собрать биты информации и передавать их далее через более сложный аналоговый сигнал (весьма мудреная схема). Сам процесс подобной передачи допускает передачу многих битов данных в одно и то же время. Понятно, что компьютеры более чувствительны к передаваемой информации и поэтому воспринимают ее намного быстрее, чем модем. Это обстоятельство порождает дополнительное время модема, соответствующее тем битам данных, которые необходимо как-то сгруппировать и применить к ним те или иные алгоритмы сжатия. Так появились два так называемых протокола сжатия:

MNP-5 (протокол передачи, имеющий степень сжатия 2:1).

V.42bis (протокол передачи, имеющий степень сжатия 4:1).

Протокол MNP-5 обычно используется при передаче тех или иных уже сжатых файлов, в то время, как протокол V.42bis применятся даже к несжатым файлам, так как он может ускорять передачу именно таких данных.

Нужно сказать, что при передаче файлов, если протокол V.42bis вообще недоступен, то лучше всего отключить и протокол MNP-5.

Коррекция ошибок

Коррекция ошибок - метод, с помощью которого модемы тестируют пересылаемую информацию на предмет наличия в ней тех или иных повреждений, возникших в течение передачи. Модем разбивает подобную информацию на маленькие пакеты, которые называются фреймами. Передающий модем присоединяет так называемую контрольную сумму к каждому из этих фреймов. Модем получения проверяет, соответствует ли контрольная сумма посланной информации. Если - нет, то фрейм опять пересылается.

Фрейм является одним из ключевых терминов передачи данных. Под фреймом понимают базовый блок данных с заголовком, присоединенной к этому заголовку информацией и данными, которые и завершают сам фрейм. Добавленная информация включает номер фрейма, данные о размере передаваемого блока, синхронизирующие символы, адрес станции, код коррекции ошибок, данные переменного объема и так называемые индикаторы Начало передачи (стартовый бит)/Конец передачи (стоп-бит). Это означает, что фрейм является пакетом информации, который передается ^как одно целое.

Например в Windows 98 в параметрах настройки модема существует опция Stop bits (Стоповые биты), которая позволяет установить количество стоповых битов. Стоповые биты данных являются одной из разновидностей так называемых граничных служебных битов. Столовый бит определяет конец цикла при асинхронной передаче (промежуток времени между передаваемыми символами меняется) данных в кратковременном цикле.

Протоколы MNP2-4 и V.42

Несмотря на то, что коррекция ошибок может замедлять передачу данных на шумных линиях, этот метод обеспечивает надежную связь. Протоколы MNP2-4 и V.42 являются протоколами коррекции ошибок. Эти протоколы определяют, каким образом модемы проверяют данные.

Как и протоколы сжатия данных, протоколы коррекции ошибок должны поддерживаться как передающим, так и принимающим модемами.

Управление потоком или Flow Control

В процессе передачи один модем может пересылать данные намного быстрее, чем другой модем может принимать эти данные. Так называемый метод управления потоком позволяет сообщить принимающему модему информацию о том, чтобы этот модем в какие-то моменты времени приостанавливал прием данных. Управление потоком может быть реализовано как на программном (XON/XOFF - Старт-сигнал/Стоп-сигнал), так и на аппаратном (RTS/CTS) уровнях. Управление потоком на программном уровне осуществляется через пересылку определенного знака. После того, как сигнал получен, передается другой символ.

Например, в Windows 98 в параметрах настройки модема существует опция Data bits (Биты данных), которая позволяет установить информационные биты данных, используемые системой для выбранного последовательного порта. Стандартный набор символов компьютера состоит из 256 элементов (8 бит). Поэтому опция по умолчанию есть 8. Если ваш модем не поддерживает псевдографику (работает только со 128 символами), сообщите об этом выбором опции 7.

Там же в Windows 98 в параметрах настройки модема существует и опция Use flow control (Управление потоком),

которая позволяет определить способ реализации обмена данных. Здесь вы можете исправлять возможные ошибки, возникающие при передаче данных от компьютера в модем. Принятая по умолчанию, установка XON/XOFF означает, что управление потоком данных осуществляется программными методами через стандартные управляющие символы ASCII, которые и посылают в модем команду приостановить/ возобновить передачу.

Управление потоком на программном уровне возможно лишь в том случае, если используется последовательный кабель. Так как управление потоком на программном уровне регулирует процесс передачи посредством пересылки некоторых символов, то может возникнуть сбой или даже окончание сеанса связи. Объясняется это тем, что тот или иной шум в линии может сгенерировать совершенно аналогичный сигнал.

Например, при управлении потоком на программном уровне, бинарные файлы не могут пересылаться, поскольку подобные файлы могут содержать управляющие символы.

Через управление потоком на аппаратном уровне RTS/CTS предана информации осуществляется намного быстрее и безопаснее, чем через управление потоком на программном уровне.

Буфер FIFO и микросхемы универсального асинхронного интерфейса UART

Буфер FIFO чем-то похож на перевалочную базу: пока данные поступают в модем, часть их отправляется в емкость буфера, что дает некоторый выигрыш при переключении с одной задачи на другую.

Например, операционная система Windows 98 поддерживает только микросхемы универсального асинхронного интерфейса (Universal Asynchronous Receiver Transmitter, UART) серии 16550 и позволяет управлять самим буфером FIFO. С помощью флажка Use FIFO buffers requres 16550 compatible UART (Использовать буферы FIFO) вы можете заблокировать (не позволять системе накапливать данные в емкости буфера) или разблокировать (дать возможность системе накапливать данные в емкости буфера) буфер FIFO. Нажав кнопку Advanced, вы обратитесь к диалогу Advanced Connection Settings (Дополнительные параметры соединения), опции которой позволяют настроить соединение вашего модема.

S-регистры

S-регистры находятся где-то внутри самого модема. Именно в этих самых регистрах хранятся установки, которые тем или иным образом могут влиять на поведение модема. В модеме присутствует масса регистров, но только первые 12 из них считаются стандартными регистрами. S-регистры устанавливаются таким образом, что посылают в модем команду ATSN=xx, где N соответствует номеру устанавливаемого регистра, а хх определяет сам регистр. Например, через регистр SO вы можете задать количество звонков для ответа.

Прерывания IRQ

Периферийные устройства связываются с процессором компьютера через так называемые прерывания IRQ. Прерывания являются сигналами, которые заставляют процессор приостановить ту или иную операцию и передать ее выполнение так называемому обработчику прерываний. Когда центральный процессор получает прерывание, он просто приостанавливает процесс и перепоручает прерванную задачу программе-посреднику с именем Interrupt Handler. Все это дело работает независимо от того, была ли обнаружена ошибка в работе того или иного процесса или нет.

Информационный порт связи или просто СОМ-порт

Последовательный порт узнать весьма просто. Вы можете это сделать, просто посмотрев на разъем. СОМ-порт использует 25-контактный разъем с двумя рядами контактов, один из которых длиннее других. При этом, практически все последовательные кабели имеют именно 25-контактные разъемы с обеих сторон (в остальных случаях требуется специальный адаптер).

СОМ-порт (последовательный порт) является портом, через который компьютеры связываются с устройствами, такими как модем и мышь. Стандартные персональные компьютеры имеют четыре последовательных порта.

Порты СОМ 1 и СОМ 2 обычно используются компьютером в качестве внешних портов. По умолчанию все четыре последовательных порта имеют два прерывания IRQ:

СОМ 1 привязан к IRQ 4 (3F8-3FF).

СОМ 2 привязан к IRQ 3 (2F8-2FF).

СОМ 3 привязан к IRQ 4 (3E8-3FF).

СОМ 4 привязан к IRQ 3 (2E8-2EF).

Тут-то как раз и могут возникать конфликты, так как внешние порты других устройств ввода-вывода 1/0 или контроллеров могут использовать те же прерывания IRQ.

Поэтому, назначив модему СОМ-порт или IRQ, вы должны проверить другие устройства на предмет наличия у них

тех же последовательных портов и прерываний.

Нужно сказать, что подключенные к телефонной линии параллельно модему устройства (особенно АОН) могут очень ощутимо ухудшат* качество работы вашего модема. Поэтому рекомендуется подключать телефоны через предназначенное для этого гнездо в модеме. Только в этом случае он будет отключать их от линии при работе.

Флэш-память вашего модема

Флэш-память - постоянная память или ППЗУ (постоянное перепрограммируемое запоминающее устройство), которая может быть стерта и вновь запрограммирована.

Перепрограммированию подлежат все модемы, в названии которых пристуствует строка "V. Everything". Кроме того, модемы "Courier V.34 dual standart" подлежат программной модернизации в случае, если в строке Options в ответе на команду ATI7 присутствует протокол V.FC. Если же в модеме нет этого протокола, то модернизация в "Courier V. Everything" производится заменой дочерней платы.

Существуют две модификации модемов Courier V. Everything - с так называемой частотой супервизора 20.16 MHz и 25 MHz. Для каждого из них существуют свои версии прошивок, и они не являются взаимозаменяемыми, т.е. прошивка от модели 20.16 MHz не подойдет для модели 25 MHz, и наоборот.

Программируемая пользователем память NVRAM

Все настройки модема сводятся к правильной установке значений регистров NVRAM. NVRAM - программируемая пользователем память, сохраняющая данные при выключении питания. NVRAM используется в модемах для хранения конфигурации по умолчанию, загружаемой в RAM при включении. Программирование NVRAM производится в любой терминальной программе с помощью АТ-команд. Полный перечень команд может быть получен из документации на модем, или получен в терминальной программе по командам АТ$ АТ&$ ATS$ AT%$. Запишите в NVRAM фабричные настройки с аппаратным контролем данных - команда AT&F1, затем внесите коррективы по настройке модема в совокупности с конкретной телефонной линией и запишите их в NVRAM по команде AT&W. Дальнейшую инициализацию модема нужно производить через команду ATZ.4.

Прикладное программное обеспечение для передачи данных

Программы для передачи данных позволяют вам соединиться с другими компьютерами, BBS, Internet, Intranet идругими информационными службами. В вашем распоряжении может быть весьма обширный набор подобных программ. Например, в Windows 98 в ваше распоряжение предоставляется весьма неплохой терминальный клиент Hyper Terminal.

Если у вас появились проблемы, связанные с установкой связи с другими модемами

Для начала необходимо оценить характер линии связи. Для этого после удачного сеанса до переинициализации модема введите команды ATI6 - диагностика связи, ATI11 - статистика соединения, ATY16 - амплитудо-частотная характеристика. Полученные данные необходимо записать в файл. После анализа полученных данных необходимо произвести изменения текущей конфигурации и затем записать их в NVRAM по команде AT&W5.

Российские телефонные линии и импортные модемы

Выбор модемов сегодня достаточно велик, и разница в их стоимости весьма значительна. Скорость передачи более 28 800 бит/с на российских телефонных линиях обычно недостижима. Выше 16 900 бит/с можно получить лишь в том случае, если провайдер услуг Internet имеет линии на той АТС, к которой подключен ваш телефон. В других случаях, работа в Internet слишком утомительна, поскольку при типовой (и даже не всегда достижимой) скорости 9 600 бит/с она превращается в сплошное ожидание. Поэтому для устойчивой передачи данных при помехах в телефонной линии нужен высококлассный модем, который стоит не менее 400 долларов США.

Какой модем лучше - внутренний или внешний?

Внутренний модем устанавливается в свободный слот расширения на материнской плате компьютера и подключается к встроенному блоку питания, а внешний представляет собой автономное устройство, соединенное с компьютером через стандартный последовательный порт.

Каждая из конструкций имеет свои достоинства и недостатки. Внутренний модем занимает слот системной шины (а их, как правило, не хватает), следить за его работой трудно из-за отсутствия индикаторов, к тому же описываемые модели принципиально не пригодны для портативных компьютеров типа notebook, имеющих узкопрофильный корпус и в большинстве случаев не обладающих разъемами расширения. В то же время внутренний модем на несколько десятков долларов дешевле внешних аналогов, не занимает места на столе и не создает путаницу проводов. Использование же внешнего модема подразумевает, что в компьютере, к которому он подсоединен, установлены наиболее современные микросхемы управления последовательным портом (UART). Микросхемы UART появились еще в первых ПК, поскольку уже тогда стало ясно, что обмен данными через последовательный порт - слишком медленная и сложная операция и лучше поручить ее специальному контроллеру. С той поры выпущено несколько моделей UART. В компьютерах типа IBM PC и XT, а также в полностью совместимых с ними, использовалась микросхема 8250, в AT ее сменила UART 16450. Большинство компьютеров на базе процесоров i386 и i486 до последнего времени комплектовались контроллером 16550, в котором появились внутренние аппаратные буферы типа "очередь", а сегодня стандартом становится UART 16550A - микросхема, аналогичная предыдущей, но с устраненными недоработками. Отсутствие буферов во всех микросхемах, кроме последней, приводит к тому, что передача данных через последовательный порт на скорости выше 9600 бит в секунду становится неустойчивой (использование MS Windows снижает этот порог до 2400 бит/с).

Если необходимо подключить высокоскоростной внешний модем к компьютеру, использующему устаревшую микросхему UART, следует либо сменить мультикарту, либо добавить специальную карту расширения (что займет один слот шины и лишит внешний модем важнейшего преимущества). У внутренних модемов такая проблема не возникает - они СОМ-порт не используют (точнее, они его содержат). Сейчас у внутренних модемов появляется еще одно преимущество, также связанное со скоростью работы. Согласно спецификации V.42bis, данные при передаче могут быть сжаты примерно в четыре раза, следовательно модем, работающий на скорости 28800 бит/с, должен получать данные из компьютера или отправлять их в него со скоростью 115600 бит/с, что является пределом для последовательного порта ПК. Однако 28800 бит/с - не предел для телефонной линии, где максимум лежит где-то в районе 35000 бит/с, а на цифровых линиях (ISDN) пропускная способность превышает 60000 бит/с. Следовательно, в данной ситуации последовательный порт станет "узким горлом" всей системы, и потенциальные возможности внешнего модема не будут реализованы. Сейчас производители модемов разрабатывают модели, которые могли бы подключаться к более быстродействующему параллельному порту, однако очевидно, что устройства, проданные сейчас, к этому приспособить будет невозможно.

В то же время многие модемы можно модернизировать для работы на больших скоростях, вплоть до способности работать на ISDN. Но все упирается в ограничительный барьер со стороны компьютера, который для внутреннего модема существенно выше 4 Мбайт/с (пропускная способность шины ISA). Кстати, все ISDN-модемы внутренние. Правда, все это будет завтра (а может и послезавтра), а сегодня можно сказать одно: выбирайте устройство того типа, который нравится вам - никаких функциональных различий между внутренними модемами и их внешними аналогами нет.

Какой модем выбрать и как его выбрать

Модем не может быть уникальным. Ваш модем должен быть понят другими модемами. Это означает, что модем должен поддерживать максимальное количество стандартов, то есть исправление ошибок, методы обмена данными и их сжатие. Самый распространенный стандарт - V.32bis для модемов со скоростью обмена 14000 бит/с. Для модемов со скоростью работы 28800 бит/сек стандартизованным протоколом является V.34.

Кроме этого, необходимо подчеркнуть, что модемы, имеющие скорость обмена данными 16800, 19200, 21600 или 33600, не являются стандартными.

Никакая коррекция ошибок не должна быть программной. Все должно быть вшито в модем его производителем.

О внешности и о внутренности. Внешний модем через специальный шнур подключается к вашему последовательному порту. Такой модем, как правило, имеет регулятор громкости, информационные индикаторы, блок питания и другие, иногда полезные прйблуды. Если вы профессионал, то вам должно быть все равно, какой модем выбрать - внутренний или внешний. Обычно, хороший внутренний модем через специальный софт неплохо эммулирует всю наглядность внешнего модема.

Не покупайте чисто импортные модемы. Эти железяки не уживаются на наших древних линиях. Приобретайте только сертифицированные модемы, то есть железо, специально прошитое под наши грязные телефонные станции.

В России такой выбор весьма невелик. Этот рынок забили две компании: ZyXEL из солнечного Тайваня и U.S. Robotics из США. Модемы последней фирмы выбирают профессионалы (Courier), первой - все остальные, то есть все те юзеры, которые выбирают так называемый сверхнадежный протокол ZyCell.

Итак, выбирайте Courier. И, поверьте, это не реклама.

Любая система передачи данных (СПД) может быть описана через три основные свои компоненты. Такими компонентами являются передатчик (или так называемый "источник передачи информации"), канал передачи данных и приемник (также называемый "получателем" информации).

При двухсторонней (дуплексной передаче) источник и получатель могут быть объединены так, что их оборудование может передавать и принимать данные одновременно.

В простейшем случае СПД между точками А и В состоит из следующих основных семи частей:

• Оконечного оборудования данных в точке А;
• Интерфейса (или стыка) между оконечным оборудованием данных и аппаратурой канала данных;
• Аппаратуры канала данных в точке А;
• Канала передачи между точками А и В;
• Аппаратуры канала данных в точке В;
• Интерфейса (или стыка) аппаратуры канала данных;
• Оконечного оборудования данных в точке В.

Оконечное оборудование данных (ООД) обобщенное понятие, используемое для описания оконечного прибора пользователя или его части. ООД может являться источником информации, ее получателем или тем и другим одновременно.

ООД передает и (или) принимает данные посредством использования аппаратуры канала данных (АКД) и канала передачи. Соответствующий международный термин - DTE (Data Terminal Equipment). Часто в качестве DTE может выступать персональный компьютер, большая ЭВМ (mainframe computer), терминал или любое другое оборудование, способное передавать или принимать данные.

Аппаратуру канала данных также называют аппаратурой передачи данных (АПД). Международный термин DCE (Data Communications Equipment). Функция DCE состоит в обеспечении возможности передачи информации между двумя или большим числом DTE по каналу определенного типа, например, по телефонному. Для этого DCE должен обеспечить соединение с DTE с одной стороны, и с каналом передачи - с другой. DCE может являться аналоговым модемом, если используется аналоговый канал, или, например, устройством обслуживания. канала/данных (CSU/DSU - Channel Semis Unit/ Data Service Unit), если используется цифровой канал.

Аналоговые и цифровые каналы связи.

Канал связи - совокупность среды распространения и технических средств передачи между двумя канальными интерфейсами.

В зависимости от типа передаваемых сигналов различают два больших класса каналов связи цифровые и аналоговые.

Цифровой канал является битовым трактом с цифровым (импульсным) сигналом на входе и выходе канала.

На вход аналогового канала поступает непрерывный сигнал, и с его выхода также снимается непрерывный сигнал.

Параметры сигналов могут быть непрерывными или принимать только дискретные значения. Сигналы могут содержать информацию либо в каждый момент времени (непрерывные во времени, аналоговые сигналы), либо только в определенные, дискретные моменты времени (цифровые, дискретные, импульсные сигналы).

Вновь создаваемые СПД стараются строить на основе цифровых каналов, обладающих рядом преимуществ перед аналоговыми.

Информация независимо от своего конкретного содержания и формы всегда передается от источника к потребителю. Информацию, представленную в определенной форме, называют сообщением. Для передачи сообщения от источника к потребителю, удаленных друг от друга необходима система связи.

Системой связи (системой обмена) называют совокупность технических средств и математических методов, предназначенных для организации обмена сообщениями между пунктами. Схема такой системы связи между двумя пунктами включает в себя передатчик П , канал К и приемник Пр .

Передатчик - это комплекс технических устройств, предназначенных для преобразования сообщения некоторого источника в сигнал, который может быть передан по данному каналу.

Канал связи - совокупность технических средств и физическая среда, предназначенные для передачи сигнала.

Физическая среда, по которой распространяется сигнал (например, электромагнитные колебания), называется линией .

Приемник - комплекс технических устройств, осуществляющих преобразование сигнала, появляющегося на выходе канала, в сообщение.

Преобразование сообщения в сигнал при передаче сводится к операциям кодирования и модуляции, для реализации которых в передатчике имеются кодирующее устройство и модулятор. Соответственно приемник включает в себя демодулятор и декодирующее устройство.

Каналы классифицируют по различным признакам.

В зависимости от назначения системы, в состав которой входят каналы, их подразделяют на телефонные, телевизионные, телеграфные, телеметрические, телекомандные, передачи цифровой информации и др.; по используемым линиям связи - на кабельные, радиорелейные и др.; по полосе занимаемых частот - на тональные, надтональные, высокочастотные, коротковолновые, световые и др.

В зависимости от структуры сигналов каналы подразделяют на непрерывные, дискретные и комбинированные (непрерывно-дискретные или дискретно-непрерывные). В непрерывных каналах связи для передачи сообщений используют непрерывные сигналы, в дискретных - дискретные и, наконец, в комбинированных - сигналы того и другого вида.

Такое подразделение каналов связи и введенное ранее подразделение сигналов на непрерывные и дискретные приводит к четырем возможным разновидностям организации передачи сообщений от источника к потребителю:

1. Источник информации вырабатывает непрерывный сигнал, доставляемый потребителю в форме непрерывной функции, - канал связи непрерывный.
2. Источник информации вырабатывает непрерывный сигнал, доставляемый потребителю в дискретной форме, - канал связи непрерывно-дискретный.
3. Источник информации вырабатывает дискретный сигнал, доcтавляемый потребителю в форме непрерывной функции, - канал связи дискретно-непрерывный.
4. Источник информации вырабатывает дискретный сигнал, доставляемый потребителю в дискретной форме, - канал связи дискретный.

Классификация дискретных и непрерывных каналов условна, так как часто дискретный канал содержит внутри себя непрерывный канал, на входе и выходе которого имеются непрерывные сигналы.

Теоретически дискретный канал определяют, задаваясь алфавитом кодовых символов на входе, алфавитом кодовых символов на выходе, количеством информации, пропускаемой каналом в единицу времени, и значением вероятностных характеристик.

В зависимости от количества кодовых символов в алфавите (используемой системы счисления) канал называют двоичным, если m =2, троичным - т =3 и т. д.

Источники и потребители информации могут объединяться между собой как по прямым (некоммутируемым) каналам, так и по транзитным трактам, составленным из нескольких каналов путем их коммутации (КК - коммутация каналов) или поэтапной передачей сообщений через центры коммутации по мере освобождения каналов данного направления (КС - коммутация сообщений).

Каналы, объединяющие между собой оконечные устройства (источники, потребители) и центры коммутации, называют абонентскими (АК).

Аналоговые каналы являются наиболее распространенными по причине длительной истории их развития и простоты реализации. При передаче данных на входе аналогового канала должно находиться устройство, которое преобразовывало бы цифровые данные, приходящие от DTE, в аналоговые сигналы, посылаемые в канал. Приемник должен содержать устройство, которое преобразовывало бы обратно принятые непрерывные сигналы в цифровые данные. Этими устройствами являются модемы.

Аналогично, при передаче по цифровым каналам данные от DTE приходится приводить к виду, принятому для данного конкретного канала. Этим преобразованием занимаются цифровые модемы.

Базовая модель коммуникационных систем

Теоретическую основу современных информационных сетей определяет Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI - Open Systems Interconnection) Международной организации стандартов (ISO - International Standards Organization). Она описана стандартом ISO 7498. Модель является международным стандартом для передачи данных.

Согласно эталонной модели взаимодействия OSI выделяются семь уровней, обра-зующих область взаимодействия открытых систем.

Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль. Благодаря этому общая задача передачи данных расщепляется на от-дельные конкретные задачи. Функции уровня, в зависимости от его номера, могут вы-полняться программными, аппаратными либо программно-аппаратными средствами. Как правило, реализация функций высших уровней носит программный характер, функции канального и сетевого уровней могут быть исполнены как программными, так и аппаратными средствами. Физический уровень обычно выполняется в аппаратном виде.

Каждый уровень определяется группой стандартов, которые включают в себя две спецификации: протокол и обеспечиваемый для вышестоящего уровня сервис.

Под протоколом подразумевается набор правил и форматов, определяющих взаимодействие объектов одного уровня модели.

Модемы .

История модемов началась в 30-х годах. Именно тогда появилась аппаратура, позволяющая передавать человеческую речь на большие расстояния, официально именуемая "аппаратурой тонального телеграфирования" и лишь особо продвинутыми специалистами называемая "модем". Вообще говоря, человеческая речь передается по телефонным проводам в виде колебаний электрического напряжения. Для того чтобы качество было безупречным, надо передавать колебания с частотами от 50 до 10 000 Гц. Но обеспечить передачу такого широкого диапазона частот слишком дорого, поэтому ограничиваются диапазоном частот, обеспечивающим удовлетворительную разборчивость речи, - от 300 до 3400 Гц.

Сигнал на выходе телеграфного аппарата имеет колебания частот от 0 Гц (то есть постоянного тока) до 200 Гц. Понятно, что такой диапазон частот не попадал в границы полосы пропускания и поэтому не мог быть передан через телефонную аппаратуру, предназначенную для дальней связи, а создавать специальные линии для телеграфа было невыгодно.

Тогда было придумано устройство для подсоединения телеграфного аппарата к телефонному каналу, что потребовало адаптации к полосе пропускания телефонной линии. На выходе телеграфного аппарата напряжение может принимать два фиксированных значения, соответствующие нулю и единице. Если сначала закодировать, а потом по тому же алгоритму раскодировать сигнал, получается прообраз современных модемов.

Создание устройства, которое для напряжения отрицательной полярности передавало в телефонный канал сигнал произвольной частоты, а для напряжения положительной полярности - сигнал другой частоты, позволило вписать сигнал в диапазон телефонного канала. На другом конце стояло устройство, определяющее частоту принимаемого сигнала и превращающее сигналы различной частоты в сигналы разной полярности. Первый из процессов называется модуляцией, а второй, обратный ему, демодуляцией. Так как по телефонному каналу возможна одновременная связь в двух направлениях, то на каждом из концов канала ставились устройства, осуществлявшие как модуляцию, так и демодуляцию. От сокращения слов "модуляция" и "демодуляция" и было образовано слово "модем".

Самым первым модемом для ПК стало устройство производства компании Hayes Microcomputer Products, которая в 1979 году выпустила Micromodem II для популярных тогда персональных компьютеров Apple II. Модем стоил $380 и работал со скоростью 110/300 bps. До этого на рынке существовали только специализированные устройства, которые объединяли мейнфреймы.

Кстати, фирма Hayes выпустила в 1981 году и первый модем Smartmodem 300 bps, система команд которого стала отраслевым стандартом и остается им по сей день. Первые модемы с "коммерческой" скоростью передачи 2400 bps были представлены несколькими компаниями в декабре 1981 года на выставке Comdex по цене $800-900. А затем настало время U.S. Robotics. В 1985 году эта компания начала выпуск своей знаменитой серии Courier, существенно снизив планку стоимости модемов 2400 бит/с. В начале следующего года появился первый модем Courier HST со скоростью передачи 9600 бит/с, а в 1988 году - модемы Courier Dual Standard, которые поддерживали протоколы связи HST и v.32 ($1600), и Courier v.32 ($1500). Еще через два года был выпущен модем Courier v.32bis, в 1994-м - Sportster v.34 со скоростью передачи 28,8 Кбит/с ($349), а в 1995-м - Courier v.Everything 33,6 Кбит/с.

Цифровые сигналы, вырабатываемые компьютером, нельзя напрямую передавать по телефонной сети, потому что она предназначена для передачи человеческой речи - непрерывных сигналов звуковой частоты.

Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона - этот процесс называется модуляцией , а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией . Отсюда название устройства: модем - мо дулятор/дем одулятор.

Модуляция процесс изменения одного либо нескольких параметров выходного сигнала по закону входного сигнала.

При этом входной сигнал является, как правило, цифровым и называется модулирующим. Выходной сигнал обычно аналоговый и часто носит название модулированного сигнала.

В настоящее время модемы наиболее широко используются для передачи данных между компьютерами через коммутируемую телефонную сеть общего пользования (КТСОП, GTSN - General Switched Telefone Network).

Для осуществления связи один модем вызывает другой по номеру телефона, а тот отвечает на вызов. Затем модемы посылают друг другу сигналы, согласуя подходящий им обоим режим связи. После этого передающий модем начинает посылать модулированные данные с согласованными скоростью (количеством бит в секунду) и форматом. Модем на другом конце преобразует полученную информацию в цифровой вид и передает её своему компьютеру. Закончив сеанс связи, модем отключается от линии.

Схема реализации модемной связи

Модемы также можно классифицировать в соответствии с реализованными в них протоколами.

Протокол - это набор правил, управляющих информационным обменом взаимодействующих устройств.

Все протоколы, регламентирующие те или иные аспекты функционирования модемов, могут быть отнесены к двум большим группам: международные и фирменные.

Протоколы международного уровня разрабатываются под эгидой Сектора стандартизации Международного союза электросвязи (ITU-T - International Telecommunications Union - Telecommunications) и принимаются им в качестве рекомендаций. Все рекомендации ITU-T относительно модемов относятся к серии V. Фирменные протоколы разрабатываются Отдельными компаниями - производителями модемов, с целью преуспеть в конкурентной борьбе. Часто фирменные протоколы становятся стандартными протоколами де-факто и принимаются частично либо полностью в качестве рекомендаций ITU-T, как это случилось с рядом протоколов фирмы Microcom. Наиболее активно разработкой новых протоколов и стандартов занимаются такие известные фирмы, как AT&T, Motorolla, U. S. Robotics, ZyXEL и другие.

Типы модемов

В настоящее время выпускается огромное количество всевозможных модемов, начиная от простейших, обеспечивающих скорость передачи около 300 бит/сек, до сложных факс-модемных плат, позволяющих вам послать с вашего компьютера факс или звуковое письмо в любую точку мира.

Рассмотрим только так называемые hayes-совместимые модемы. Эти модемы поддерживают разработанный фирмой Hayes набор АТ-команд управления модемами. В настоящее время такие модемы широко используются во всем мире для связи персональных компьютеров через телефонные линии.

Аппаратно модемы выполнены либо как отдельная плата, вставляемая в слот на материнской плате компьютера, либо в виде отдельного корпуса с блоком питания, который подключается к последовательному асинхронному порту компьютера.

Первый из них называется внутренним модемом, а второй - внешним .

Внутренние модемы , как правило, сильнее подвержены влиянию помех и менее устойчивы в работе. К тому же они имеют довольно неприятное свойство "подвисать" и вывести их из этого состояния можно лишь кнопкой RESET компьютера. Hо у них есть и большой плюс: они не мешают Вам, не занимая место на Вашем рабочем столе и, кроме того, получают питание по шине компьютера. Кроме того, у них есть возможность хранения каких-либо данных при выключении питания компьютера (аналогично CMOS компьютера).

Внешние модемы удобнее тем, что Вы всегда можете по лампочкам индикации состояния модема определить: чем он занят в данный момент. Кроме того, они менее подвержены влиянию помех.

Модемы могут работать в синхронном и асинхронном режиме. Кроме того, есть дуплексный и полудуплексный режимы. Их отличие в том, что в полудуплексном режиме передача в один момент времени идет лишь в одном направлении, в то время как в дуплексном режиме передача осуществляется в обоих направлениях одновременно.

Стандарты факсимильной связи

Согласно рекомендациям Сектора стандартизации Международного союза электросвязи (ITU-T - International Telecommunications Union - Telecommunications) в зависимости от используемого вида модуляции различают факсы четырех групп. Первые факсимильные стандарты, относящиеся к группе 1, были основаны на аналоговом методе передачи информации. Страница текста факсами группы 1 передавалась за 6 минут. Стандарты группы 2 усовершенствовали эту технологию в направлении увеличения скорости передачи, в результате чего время передачи одной страницы сократилось до 3 минут.

Радикальное отличие факсаппаратов группы 3 от более ранних заключается в полностью цифровом методе передачи со скоростями до 14400 бит/с. В результате, применяя сжатие данных, факс группы 3 передает страницу за 30-60 с. При ухудшении качества связи факсы группы 3 переходят в аварийный режим, замедляя скорость передачи. Согласно стандарту группы 3 возможны две степени разрешения: стандартное, обеспечивающее 1728 точек по горизонтали и 100 точек/дюйм по вертикали; и высокое, удваивающее количество точек по вертикали, что дает разрешение 200х200 точек/дюйм и вдвое уменьшает скорость.

Факсимильные аппараты первых трех групп ориентированы на использование аналоговых телефонных каналов КТСОП.

Стандарт группы 4 предусматривает разрешение до 400х400 точек/дюйм и повышение скорости при более низком разрешении. Факсы группы 4 дают разрешение очень высокого качества. Однако, они нуждаются в высокоскоростных каналах связи, которые могут предоставить сети ISDN, и не могут работать через каналы КТСОП.

Напечатать