Продолжение статьи «Что такое модем и как он работает»
Модемы со скоростью передачи 300 бит в секунду
Начнем с модемов, обеспечивающих скорость передачи 300 бит в секунду, поскольку очень легко понять, как они работают. Модем 300-бит в секунду – устройство, использующее для передачи цифровой информации по телефонной линии частотную манипуляцию (frequency shift keying, FSK). Согласно методу частотной манипуляции, для передачи разных битов используется разный тон (частота) (подробности можно найти в статьях, посвященных этой тематике).
Когда модем терминала набирает номер модема компьютера, модем терминала называется вызывающим модемом. Он передает тон частотой 1 070 Гц, если должен передаваться 0, и частотой 1 270 Гц, если нужно передать 1. Модем компьютера называют отвечающим модемом, он передает тон частотой 2 025, если должен передаваться 0, и 2 225 Гц, если нужно передать 1. Поскольку вызывающий и отвечающий модем передают разные тона, они могут использовать линию одновременно. Такой режим работы называют полностью дуплексным. Модемы, которые могут передавать информацию в каждый момент времени только в одном направлении, называют полудуплексными и они встречаются редко.
Допустим, что подключен модем со скоростью 300 бит в секунду и пользователь на терминале набрал латинскую букву «a». Код ASCII для этой буквы 97 в десятичном виде и 01100001 в двоичном. Имеющееся в терминале устройство, называемое UART (universal asynchronous receiver/transmitter, универсальный асинхронный приемопередатчик), преобразует байт в биты и отправляет последние по очереди через порт терминала, называемый RS-232 или портом последовательного ввода-вывода. Модем терминала подключен к порту RS-232, он поочередно принимает биты и отправляет их в телефонную линию.
Более быстрые модемы
Для создания модемов с большей скоростью передачи конструкторам пришлось прибегнуть к более сложным технологиям, чем метод частотной манипуляции. Вначале они стали использовать фазовую манипуляцию, или ФМн (phase-shift keying, PSK), а затем квадратурную амплитудную модуляцию или сокращенно КАМ (quadrature amplitude modulation, QAM). Эти технологии позволяют втиснуть немыслимое количество информации в полосу частот 3 000 герц обычной телефонной линии. Практическим пределом для использования таких технологий являются 56K модемы, которые при подключении к далеко не идеальным линиям обеспечивают реальную скорость приблизительно 48 килобит в секунду.
Во всех скоростных модемах используется принцип постепенного ухудшения характеристик (gradual degradation), то есть модем тестирует телефонную линию и переходит на меньшую скорость, если передача по линии на наибольшей скорости, обеспечиваемой модемом, невозможна.
Следующей вехой в эволюции модемов стала разработка модемов асимметричной цифровой абонентской линии (asymmetric digital subscriber line, ADSL). Слово «асимметричная» используется потому, что эти модемы передают данные в одном направлении быстрее, а в другом – медленнее. В модеме ADSL используется та особенность, что к большинству домов, квартир или офисов подведена отдельная медная пара, соединяющая их с ближайшим мультиплексором или телефонной станцией. Эта отдельная медная пара может пропустить значительно больше данных, по сравнению с сигналом в полосе 3 000 герц, который требуется для работы вашего телефона. Если на телефонной станцию и у вас дома установить модемы ADSL и подключить их к телефонной линии, участок медной пары между домом и телефонной станцией может действовать как полностью цифровой скоростной канал передачи данных. Его пропускная способность в идеальных условиях составляет приблизительно один миллион бит в секунду в направлении от дома к телефонной станции (восходящий поток данных) и восемь миллионов бит в секунду в обратном направлении (нисходящий поток данных). По одной и той же линии можно одновременно передавать и телефонные разговоры, и цифровые данные.
Принцип работы модема ADSL очень простой. Полоса частот телефонной линии между 24 000 герц и 1 100 000 герц разбита на участки по 4 000 герц и за каждым из этих участков закреплен виртуальный модем. Каждый из таких виртуальных модемов осуществляет тестирование своего участка и принимает все меры по улучшению качественных показателей передаваемых в этом участке данных. Общая скорость передачи данных по данной линии является суммой скоростей передачи 249 виртуальных модемов.
Протокол «точка-точка»
В наше время для подключения к отдельному компьютеру никто не использует терминалы ввода-вывода или эмуляторы терминала. Вместо этого пользователи с помощь модема подключаются к поставщику услуг Интернета, а тот, в свою очередь, соединяет их с Интернетом. С помощью Интернета можно подключиться к любому другому компьютеру, где бы он ни находился (более подробно об этом можно узнать из статьи, специально посвященной Интернету). Особенности взаимодействия пользовательского компьютера, поставщика услуг Интернета и самого Интернета не дают возможности передавать отдельные символы. Вместо этого пользовательский модем осуществляет обмен пакетами данных по протоколу TCP/IP между компьютером пользователя и оборудованием поставщика услуг Интернета.
Стандартная технология маршрутизации этих пакетов пользовательским модемом называется протоколом «точка-точка» (Point-to-Point Protocol, PPP). Основополагающая идея проста – пользовательский компьютер формирует пакеты данных по протоколу TCP/IP обычным образом, но затем эти пакеты отправляются к модему для дальнейшей передачи. Поставщик услуг Интернета принимает каждый пакет и отправляет его по требуемому маршруту в Интернет. Такой же процесс происходит при получении данных от поставщика услуг Интернета пользовательским компьютером.
Источник:
Просмотров: 2139
Ваш коментарий будет первым
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять коментарии. Пожалуйста зарегистрируйтесь или войдите в ваш аккаунт.
Продолжение статьи «Что такое модем и как он работает»
Ваш коментарий будет первым
