Содержание

Введение

1 Телекоммуникационные системы

2 Функции модемов в ТКС

3 Организация работы модемов

Заключение

Глоссарий

Список использованной литературы

Введение

Телекоммуникация и сетевые технологии являются в настоящее время той движущей силой, которая обеспечивает развитие мировой цивилизации. Практически нет области производственных и общественных отношений, которая не использовала бы возможности современных информационных технологий на базе телекоммуникаций.

Информация, которой оперируют компьютеры, называется данными, а территориально распределенные и соединенные линиями связи компьютеры, занимающиеся обработкой данных, в общем случае представляют собой распределенную систему обработки данных или сеть ЭВМ. Линия связи - это либо телефонная линия, либо другая среда передачи данных: витая пара, волоконно-оптическая линия связи, коаксиальный кабель, радиолиния и т.п. Совокупность различных линий связи и каналообразующей аппаратуры представляется как телекоммуникационная среда, обеспечивающая удаленное взаимодействие компьютеров.

К важнейшим достижениям ХХ века несомненно можно отнести Интернет. Он изменил мир и отразился на жизни каждого человека планеты, как бы далек тот ни был от компьютеров и компьютерных сетей. По своему воздействию на общество Интернет сопоставим с телефонной связью, телевидением, радио и печатной прессой одновременно.

Интернет предоставляет пользователю массу разнообразных возможностей, но только после того, как пользователь сумел подключиться к этой всемирной сети.

Для подключения к Интернету необходимо специальное оборудование, сервис-провайдер и набор программных компонентов.

Весьма важная процедура при решении задачи подключения к сети Интернет - выбор модема. Сейчас приходится выбирать из большого количества разнообразных, качественных и современных моделей модемов, предлагаемых на рынке. Характеристики этих модемов и их сравнительный анализ регулярно приводят в многочисленных компьютерных публикациях.

Основные моменты процедуры выбора модема:

· узнать у специалистов провайдера, модем какой марки и в каких торговых фирмах следует приобрести: как правило, наилучший результат по скорости и надежности работы достигается при установке у вас модема той же марки, что и у провайдера;

· обсудить с представителем провайдера характеристики вашей телефонной линии, имея в виду, что труднопреодолимыми препятствиями при использовании некоторых модемов могут стать: спаренность телефона, наличие высокочастотных телефонных разделителей, зашумленность телефонной линии, вид учрежденческой АТС и т. д.

Для подключения модема к телефонной сети следует сделать подводку телефонной линии поближе к компьютеру, приобрести, установить и подсоединить параллельно существующему телефону телефонный штекер стандарта RJ-11. У этой розетки 4 клеммы, к двум центральным из них и следует подключить телефонные провода, причем полярность подсоединения безразлична.

Когда модем приобретен и установлен, наступает наиболее сложный для большинства будущих клиентов Сети этап -- настройка операционной системы (например, настройка коммуникационных средств Windows) и установка прикладных программ взаимодействия с сетью (программ электронной почты, передачи файлов, просмотра серверов World Wide Web и т. д.). Если у вас нет достаточного опыт конфигурирования программного обеспечения компьютеров, то лучше эту работу поручить специалистам фирмы провайдера, пригласив их к себе в офис, либо отвезти системный блок вашего ПК в фирму.

Цель курсовой работы - описать структуру модема и дать характеристику основным функциям.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: перечислить разновидности модемов их функции и выявить различия между ними; дать характеристику модемов для аналоговых и цифровых каналов связи; описать технологию высокоскоростных и коммутируемых подключений; установить протоколы передачи данных.

Для написания работы основными источниками литературы были выбраны: Симонович С.В., Мураховский В.И., Евсеев Г.А, Алиев Т.И. Новые возможности Интернета; Бройдо В.Л., Ильина О.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации.

1. Телекоммуникационные системы

Телекоммуникация и сетевые технологии являются в настоящее время той движущей силой, которая обеспечивает развитие мировой цивилизации. Практически нет области производственных и общественных отношений, которая не использовала бы возможности современных информационных технологий на базе телекоммуникаций.

Телекоммуникация - передача данных на большие расстояния.

Средства телекоммуникации - совокупность технических, программных и организационных средств для передачи данных на большие расстояния.

Телекоммуникационными сетями являются:

1 Телефонные сети для передачи телефонных данных ( голоса );

2 Радиосети для передачи аудиоданных;

3 Телевизионные сети для передачи видеоданных;

4 цифровые ( компьютерные ) сети или сети передачи данных ( СПД ) для передачи цифровых ( компьютерных ) данных.

Данные в цифровых телекоммуникационных сетях формируются в виде сообщений, имеющих определённую структуру и рассматриваемых как единое целое.

Данные ( сообщения )могут быть:

1 непрерывными;

2 дискретными.

Непрерывные данные могут быть представлены в виде непрерывной функции времени, например, речь, звук, видео. Дискретные данные состоят из знаков ( символов ).

Передача данных в телекоммуникационной сети осуществляется с помощью их физического представления - сигналов.

В компьютерных сетях для передачи данных используются следующие типы сигналов:

1 электрический ( электрический ток );

2 оптический ( свет );

3 электромагнитный ( электромагнитное поле излучения - радиоволны.

Для передачи электрических и оптических сигналов применяются кабельные линии связи:

1 электрические ( ЭЛС )

2 волоконно-оптические ( ВОЛС )

Передача электромагнитных сигналов осуществляется через радиолинии ( РЛС ) и спутниковые линии связи ( СЛС ).

Сигналы, как и данные, могут быть:

1 непрерывными;

2 дискретными.

При этом, непрерывные и дискретные данные могут передаваться в телекоммуникационной сети либо в виде непрерывных, либо в виде дискретных сигналов.

Процесс преобразования (способ представления ) данных в вид, требуемый для передачи по линии связи и позволяющий, в некоторых случаях, обнаруживать и исправлять ошибки, возникающие из-за помех при их передаче, называется кодированием. Примером кодирования является представление данных в виде двоичных символов. В зависимости от параметров среды передачи и требований к качеству передачи данных могут использоваться различные методы кодирования.

Линия связи - физическая среда, по которой передаются информационные сигналы, формируемые специальными техническими средствами, относящимися к линейному оборудованию ( передатчики, приёмники, усилители, и т.п. ). Линию связи часто рассматривают как совокупность физических цепей и технических средств, имеющих общие линейные сооружения, устройства их обслуживания и одну и ту же среду распространения. Сигнал, передаваемый в линии связи, называется линейным ( от слова линия ).

Линии связи можно разбить на 2 класса:

1. кабельные ( электрические и волоконно-оптические линии связи ):

2. беспроводные ( радиолинии ).

На основе линий связи строятся каналы связи.

Канал связи представляет собой совокупность одной или нескольких линий связи и каналообразующего оборудования, обеспечивающих передачу данных между взаимодействующими абонентами в виде физических сигналов, соответствующих типу линии связи.

Канал связи может состоять из нескольких последовательных линий связи, образуя составной канал. В то же время, в одной линии связи может быть сформировано несколько каналов связи, обеспечивающих одновременную передачу данных между несколькими парами абонентов.

Телекоммуникационная вычислительная сеть (ТВС) - это сеть обмена и распределенной обработки информации, образуемая множеством взаимосвязанных абонентских систем и средствами связи.

Средства передачи и обработки информации ориентированы в ней на коллективное использование общественных ресурсов аппаратных, информационных, программных.

Телекоммуникация - дистанционная передача данных на базе компьютерных сетей и современных технических средств связи.

Абонентская система (АС) - это совокупность ЭВМ, программного обеспечения, периферийного оборудования, средств связи с коммутационной подсетью вычислительной сети, выполняющих прикладные процессы.

Коммуникационная подсеть, или телекоммуникационная система (ТКС), представляет собой совокупность физической среды передачи информации, аппаратных и программных средств, обеспечивающих взаимодействие АС.

С появлением ТВС удалось решить две очень важные проблемы:

обеспечение в принципе неограниченного доступа к ЭВМ пользователей независимо от их территориального перемещения больших массивов информации на большие расстояния. В ТВС все находящиеся в составе разные абонентские системы ЭВМ связываются между собой автоматически.

Каждая ЭВМ сети приспособлена как для работы в автономном режиме под управлением своей операционной системы (ОС), так и в качестве составного звена сети.

ТВС позволяет решать такие качественно новые задачи, как, например:

* обеспечение распределенной обработки данных и параллельной обработки многими ЭВМ;

* возможность создания распределенной базы данных (РБД), размещаемой в памяти различных ЭВМ;

* возможность обмена большими массивами информации между ЭВМ, удаленными друг от друга на значительные расстояния;

* коллективное использование дорогостоящих ресурсов: прикладных программных продуктов (ППП), баз данных (БД),баз знаний (БЗ), запоминающих устройств (ЗУ), печатающих устройств (ПУ), сетевых операционных систем (ОС);

* предоставление большого перечня услуг, в том числе таких, как электронная почта (ЭП), телеконференции, электронные доски объявлений (ЭДО), дистанционное обучение, организация безбумажного документооборота, электронная подпись, принятие управленческих решений;

* повышение эффективности использования средств вычислительной техники и информатики (СВТИ) за счет более интенсивной и равномерной их загрузки, а также надежности обслуживания запросов пользователей;

* возможность оперативного перераспределения вычислительных мощностей между пользователями сети в зависимости от изменения их потребностей, а также резервирование этих мощностей и средств передачи данных на случай выхода из строя отдельных элементов сети;

* сокращение расходов на приобретение и эксплуатацию СВТИ (за счет коллективного их использования);

* обеспечение работ по совершенствованию технических, программных и информационных средств.

Телекоммуникационные вычислительные сети являются высшей формой многомашинных ассоциаций. Основные отличия компьютерных сетей от многомашинного вычислительного комплекса следующие:

* размерность, то есть большое количество ЭВМ (от десятка до нескольких сотен), расположенных на расстоянии друг от друга от десятков метров до нескольких сотен и даже тысяч километров; разделение функции ЭВМ, то есть обработка данных и управление системой, анализ и хранение информации распределены между различными ЭВМ сети;

* необходимость решения в сети задачи маршрутизации сообщений, то есть сообщение от одной ЭВМ к другой в сети может быть передано по различным маршрутам в зависимости от приоритета и состояния каналов связи, соединяющих ЭВМ друг с другом.

По функциональному признаку все множество систем компьютерной сети можно разделить на абонентские, коммутационные и главные (Host) системы.

Абонентская система представляет собой компьютер, ориентированный на работу в составе компьютерной сети и обеспечивающий пользователям доступ к ее вычислительным ресурсам.

Коммутационные системы являются узлами коммутации сети передачи данных и обеспечивают организацию составных каналов передачи данных между абонентами системы. В качестве управляющих элементов узлов коммутации используются процессоры телеобработки или специальные коммутационные (сетевые) процессоры.

Большим разнообразием отличаются главные (Host) системы или сетевые серверы.

Сервером принято называть специальный компьютер, выполняющий основные сервисные функции: управление сетью, сбор, обработку, хранение и предоставление информации абонентам компьютерной сети.

В зависимости от территориальной рассредоточенности абонентских систем компьютерные (вычислительные) сети разделяют на три основных класса:

* глобальные сети (WAN - Wide Area Network);

* региональные сети (MAN - Metropolitan Area Network);

* локальные сети (LAN - Local Area Network).

Основная функция телекоммуникационных систем (ТКС), или территориальных сетей связи (ТСС), в условиях функционирования телекоммуникационных вычислительных сетей (ТВС) заключается в организации оперативного и надежного обмена информацией между абонентами, а также в сокращении затрат на передачу данных.

Главный показатель эффективности функционирования ТКС - время доставки информации. Он зависит от ряда факторов: структуры сети связи, пропускной способности линий связи, способов соединения каналов связи между взаимодействующими абонентами, протоколов информационного обмена, методов доступа абонентов к передающей среде, методов маршрутизации пакетов и др.

Наиболее распространенные телекоммуникационные системы, или территориальные сети связи это: Х.25, Frame Relay (FR), IP, ISDN, SDN, ATM. Особенно важным преимуществом той или иной сетевой технологии является ее возможность наиболее полно использовать имеющуюся в распоряжении пользователя полосу пропускания канала связи и адаптироваться к качеству канала.К технологиям глобальных сетей Интернета относятся сети Х.25,frame relay, SMDS, ATM. Все эти сети, кроме IP, используют маршрутизацию пакетов, основанную на виртуальных каналах между конечными узлами сети.

В современных телекоммуникационных системах информация передается с помощью электрических сигналов (тока или напряжения), радиосигналов или световых сигналов - все эти физические процессы представляют собой колебания электромагнитного поля различной частоты и природы

2. Функции модемов в ТКС

Модем (Модулятор - Демодулятор) -- устройство прямого (модулятор) и обратного (демодулятор) преобразования сигналов к виду, принятому для использования в определенном канале связи Кульгин М. Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2002 год. 784 стр.

. Используется для соединения компьютера с другими компьютерными системами через телефонную сеть. Главными показателями качества работы модема является скорость и надежность связи.

Модемы можно разделить на аналоговые и цифровые, а также они бывают внешние и внутренние. И у тех и других есть разъемы для подключения к телефонной линии и к обычному телефону, а так же разъемы для подключения к шине компьютера. Вид внешних и внутренних модемов (Приложение 1).

Оборудование, необходимое для подключения, зависит от типа соединения, предоставляемого провайдером. Современные компьютеры обычно используют средства широкополосного доступа: адаптер кабельной системы Ethernet, цифровой адаптер телефонной линии ADSL, адаптер беспроводной линии Wi-Fi. Низкоскоростное соединение обеспечивает аналоговый модем телефонной линии.

Коммутируемое подключение - использует для связи с Интернетом существующую телефонную линию в аналоговом режиме. Данные преобразуются из цифрового вида в аналоговый с помощью аналогового модема. На другом конце линии аналогичное устройство служит для обратного преобразования данных в цифровую форму. Когда соединение установлено, телефонную линию нельзя использовать для телефонных переговоров. Скорость передачи данных через коммутируемое подключение невысока.

ADSL- подключение также используется для связи с Интернетом телефонную линию, но только на участке от пользователя до ближайшей АТС (Приложение 2). Данные передаются в цифровом виде и в особом диапозоне частот, так что их передача не мешает обычному использованию телефона. Со стороны потребителя для приема и передачи данных используется ADSL-модем. ADSL-подключение нессеметрично: скорость передачи данных к потребителю может быть намного выше, чем от потребителя.

Методы передачи данных по телефонным каналам с использованием модемов задаются в виде рекомендаций ( стандартов ) серии V.

Модемы должны обеспечивать защиту передаваемых данных от ошибок, возникающих в каналах связи и в аппаратуре передачи данных, путём контроля и коррекции ошибок.

Коррекция ошибок - отделение полезного сигнала от шумов и исправление возникающих в процессе связи ошибок.

Для контроля и коррекции ошибок при передаче данных используются протоколы контроля ошибок, в частности, протокол сетевого обмена MNP ( Microcom Network Protocol ), который стал частью стандарта коррекции ошибок V.42.

Модемы при передаче данных используют алгоритмы сжатия данных, что повышает скорость обмена и уменьшает время передачи.

Сжатие данных - кодирование информации с целью уменьшения её объёма.

При передаче данных по телефонному каналу используются средства для автоматической упаковки-распаковки данных.

Стандарт TAPI ( Telephony Application Programming Interface ) -описывает взаимодействие ПК с телефонной линией и позволяет интегрировать в приложения для ПК обращения к услугам телефонной связи: от простого набора номера до блокировки звонков, переадресации вызовов и конференцсвязи.

Модемные стандарты серии V по передаче данных по телефонным линиям определяют:

1 назначение;

2 тип канала связи;

3 вид модуляции;

4 скорость передачи.

Модемы классифицируются по:

1 функциональному назначению;

2 конструктивному исполнению;

3 способу передачи данных;

4 способу реализации протоколов.

По функциональному назначению модемы делятся на:

1 телефонные;

2 телеграфные;

3 сотовые ( радиомодемы );

4 факс-модемы;

5 кабельные, предназначенные для передачи данных по кабельным линиям связи, в частности по сети кабельного телевидения со скоростью до 10 Мбит/с.

По конструктивному исполнению модемы могут быть:

1 внешние, подключаемые кабелем к разъёму RS-232 персонального компьютера;

2 Внутренние - в виде платы, установленной внутри компьютера.

По способу передачи данных ( принципу работы в линии ) модели делятся на:

1 синхронные, использующие синхронный способ передачи данных, при котором каждый бит посылается через фиксированный интервал времени с использованием синхронизации приёмного и передающего устройства; синхронизация обеспечивается путём передачи управляющей информации и использования в обоих устройствах тактовых генераторов; синхронный режим целесообразно применять при организации связи по типу “ точка-точка “ через выделенные каналы связи;

2 асинхронные, использующие асинхронный способ передачи данных, при котором каждый символ ( реже слово или небольшой блок ) посылается отдельно и между данными могут быть произвольные промежутки времени; для распознавания поступающих данных каждый переданный элемент содержит стартовый и стоповый биты; этот способ известен также как старт-стоповая передача; модем работает в асинхронном режиме при использовании коммутируемых каналов связи;

По способу реализации протоколов коррекции ошибок и сжатия данных модемы бывают:

1 с аппаратной реализацией

2 с программной реализацией.

Разновидности модемов и их функции

Многие модемы, кроме обеспечения процедур передачи информации, выполняют и ряд других весьма полезных в системах телекоммуникаций функций, таких как:

· «оцифровку» голоса и обратную операцию восстановления оцифрованного голоса (voice-модемы);

· прием и передача факсимильных сообщений (факс-модемы);

· автоматическое определение номера вызывающего абонента (АОН);

· функции автоответчика и электронного секретаря и т. п.

Поэтому современный модем кроме устройств модуляции и демодуляции (а иногда и вместо них) содержит специализированный микропроцессор, управляющий работой модема, оперативную и постоянную память, элементы звуковой и световой сигнализации о режимах работы модема и характеристиках канала связи. Постоянная память используется для сохранения конфигурации модема при выключении питания и часто может перепрограммироваться.

Современные модемы бывают двух классов Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер. 2000 год. 257 стр.

:

Класс 1 предполагает выполнение основной работы по приему и передаче сообщений компьютером с программой поддержки факсимильной связи. Модемы этого класса часто называются программными (software) модемами. Программные модемы бывают на шине PCI, а поскольку они работают только под управлением Windows, их называют также Win-модемами. В программных модемах часть их функций реализована не в виде микросхем, а заменена программой, которая выполняется центральным процессором ПК. Такая замена существенно удешевляет модем, но обусловливает некоторую дополнительную нагрузку на сам компьютер. Правда, при наличии процессора Pentium II и ОЗУ 32 Мбайт эта нагрузка практически незаметна. Win-модемы хуже работают на плохих телефонных линиях; возможностей настройки у них меньше, чем у аппаратных модемов, и чаще происходит обрыв связи.

Класс 2 реализует все процедуры передачи и приема факсов средствами самого модема; естественно, модемы второго класса несколько дороже, но они более эффективны, особенно при работе в многозадачных операционных системах. Такие модемы часто называются аппаратными (hardware) модемами. Аппаратные модемы бывают на шине ISA и на шине PCI. PCI-модемы ввиду отсутствия логического СОМ-порта работают хорошо только под Windows, а для работы в DOS, Linux и т. д. требуют специальных драйверов. ISA-модемы, еще недавно доминировавшие на рынке, сдают свои позиции ввиду отсутствия шины ISA на последних моделях материнских плат. Достоинство hard-модемов в том, что они просты в настройке, не занимают внутренних ресурсов ПК и хорошо «держат» плохие телефонные линии.

Существуют еще два типа современных и дешевых модемов: AMR (Audio and Modem Riser Card) и CNR (Communication and Networking Riser Card) модемы, которые могут работать только с новейшими Intel-чипсетами и с тональными набирателями номера.

Модемы различаются также:

· конструкцией -- автономные и встраиваемые в аппаратуру;

· интерфейсом с каналом связи -- контактные и бесконтактные (аудио);

· назначением -- для разных каналов связи и систем, например, для систем передачи только данных -- модемы, для систем передачи данных и факсов -- факсмодемы (правда, сегодня большинство фирм выпускают факс-модемы, а «чистые» модемы, без факсовых функций, практически уже не выпускаются);

· скоростью передачи -- существует стандарт скоростей (шкала) передачи данных, соответствующий стандарту протоколов МККТТ для телефонных каналов связи. Он включает следующие скорости (в битах/с): 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 12000, 14400, 16800, 19200, 28800, 33600, 56000. Сейчас выпускаются в основном модемы со скоростью 56000 бит/с.

Ранее модемы выпускались каждый для определенной скорости работы; современные модемы более универсальны: некоторые из них (например, МТ1932, МТ2834 и т. п.) могут работать как с коммутируемыми, так и с некоммутируемыми каналами связи; поддерживают почти всю шкалу названных скоростей; имеют режимы модема и факс-модема. При плохих условиях работы модемы сами понижают свою скорость до достижения приемлемого уровня искажений.

Остановимся несколько подробнее на конструктивных разновидностях модемов: автономных и встраиваемых в аппаратуру Кирсанов Д. Факс-модем: от покупки и подключения до выхода в Интернет. -СПб.: Символ-Плюс, 2001 год. 283 стр.

.

Автономные модемы часто называют внешними, а встраиваемые в аппаратуру -- внутренними.

· Внутренний модем представляет собой плату, вставляемую в разъем внутренней платы устройства, например, в слот системной платы компьютера, имеющей евро-разъем типа RJ-11 для подключения к телефонной линии связи.

· Внешний модем -- это самостоятельная конструкция, обычно в виде небольшой коробочки, оснащенная блоком питания, разъемами для подключения к аппаратуре (к последовательному порту компьютера -- RS-232) и телефонному каналу (разъем RJ-11), а также панелью с индикаторами. Индикаторы дают информацию о режимах работы модема. Так, индикаторы показывают:

· MR (Modem Ready) -- модем включен в сеть;

· ОН (Off Hook) -- модем «поднял трубку»;

· АА (Auto Answer) -- модем отвечает на звонок телефона;

· CD (Carrier Detect) -- модем определил другой модем в линии;

· DC (Data Compression) -- выполняется процедура сжатия данных;

· ЕС (Error Control) -- выполняется процедура контроля ошибок и т. д.

На внешнем модеме могут быть световые индикаторы его работы.

Некоторые внешние модемы имеют регулятор громкости звука, что тоже бывает не лишним. Поэтому, хотя внешний модем стоит обычно дороже внутреннего, требует автономного питания, иногда он предпочтительней.

Отдельно следует упомянуть модемы Pocket PC, PCMCIA и PC-Card для портативных компьютеров, позволяющие последним работать в системах телекоммуникаций и компьютерных сетях. В частности, модемы PCMCIA, поддерживающие протокол MNP-10, обеспечивают работу портативных ПК с электронной почтой и с сетью Интернет через мобильный радиотелефон.

На российском рынке широко представлены модемы фирм ZyXEL, U.S. Robotics (3Com), Genius, Rockwell, Motorola, Lucent, IDC и др. Наиболее популярны модемы первых двух фирм, в общем занимающие 75% рынка. Модемы тайваньской фирмы ZyXEL используют собственные эффективные протоколы защиты от ошибок ZyCell, обеспечивающие хорошую работу на весьма некачественных российских каналах связи, вплоть до каналов сотовой телефонии, и лучше других реализуют отправку и прием факсов, но они, как правило, дорогие. Модемы американской фирмы U.S. Robotics по популярности еще в 1996 году существенно уступали модемам ZyXEL, но сейчас уже значительно обошли их. Рост их популярности основан на хорошей работе в компьютерных сетях и невысокой стоимости, а также на ton: что U.S. Robotics опередила ZyXEL с выпуском высокоскоростных модемов протокола V.90 Олифер В. Г., Олифер Я. А. Компьютерные сети. - СПб.: Питер, 2000 год. 401 стр.

.

Сейчас компания U.S.Robotics выпускает модемы трех семейств:

· Sportster -- недорогие модемы, оснащенные минимумом функций;

· Courier -- профессиональные высокоскоростные модемы;

· Worldport -- модемы, ориентированные на работу в сотовых линиях связи.

Многие типы модемов обеспечивают весьма разнообразные сервисные возможности. Например, модемы серии ZyXEL U, оснащенные фирменным программным обеспечением Zvoice, функции факса, автоответчика и АОН могут выполнять весьма эффектно в автоматическом режиме. Так, в ответ на телефонный звонок факсмодем «поднимет трубку», определит номер абонента, высветит его на экране; затем, как автоответчик, воспроизведет свое приветствие и проанализирует, кто с ним соединился. Если он услышит приветствие факса, то примет факс и, при наличии подключенного принтера, распечатает его. Если позвонит абонент, передающий данные, то факс-модем примет их и загрузит в подсоединенный к нему почтовый ящик (конечно, если таковой подключен). Если же позвонит по телефону человек, то речевое сообщение может быть записано на магнитный диск и прослушано позже через телефон. При автоматической рассылке факсов модем, если для него заранее подготовлен текст и список телефонов рассылки, самостоятельно будет обзванивать клиентов и отправлять им факсы, причем, если трубку снимет человек, то факс-модем вежливо «по-человечески» попросит его принять факс Бройдо.В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации.-2-е изд. - СПб.: Питер, 2005, 320 стр.

.

Модемы для аналоговых каналов связи

Это самые распространенные сейчас модемы. Первоначально аналоговый модем был предназначен для выполнения следующих функций:

· при передаче для преобразования широкополосных импульсов (цифрового кода в узкополосные аналоговые сигналы);

· при приеме для фильтрации принятого сигнала от помех и его детектирования, то есть обратного преобразования узкополосного аналогового сигнала в цифровой код.

Преобразование, выполняемое при передаче данных, обычно связано с их модуляцией.

Модуляция -- это изменение какого-либо параметра сигнала в канале связи (модулируемого сигнала) в соответствии с текущими значениями передаваемых данных (модулирующего сигнала).

Демодуляция -- это обратное преобразование модулированного сигнала (возможно, искаженного помехами при прохождении в канале связи) в модулирующий сигнал.

В современных модемах встречаются четыре вида модуляции:

· частотная -- FSK (Frequence Shift Keying);

· фазовая - PSK (Phase Shift Keying);

· импульсно-кодовая PCM (Pulse Code Modulation);

· квадратурная амплитудная -- QAM (Quadrature Amplitude Modulation).

При частотной модуляции в соответствии с текущими значениями модулирующего сигнала (передаваемых данных) изменяется частота физического сигнала (обычно синусоидального) при неизменной его амплитуде. В простейшем случае значениям первого и нулевого битов данных соответствуют два значения частот, например. 980 Гц и 1180 Гц, как было принято в одном из первых протоколов V.21 передачи данных. Частотная модуляция весьма помехоустойчива, так как при передаче искажается обычно лишь амплитуда сигнала.

При фазовой модуляции модулируемым параметром является фаза сигнала при неизменных частоте и амплитуде; помехоустойчивость высокая Петров В. Я. Информационные системы. - СПб.: Питер, 2002 год. 315 стр..

При импульсно-кодовой модуляции при изменении модулирующего сигнала меняется количество импульсов, помехоустойчивость высокая.

При чистой амплитудной модуляции сигнала его защищенность от помех крайне низкая, поэтому применяют более помехоустойчивую, но и более сложную квадратурную амплитудную модуляцию, при которой в такт передаваемым данным изменяются одновременно и фаза, и амплитуда сигнала.

Модемы для цифровых каналов связи

Развивающиеся цифровые технологии передачи данных, обеспечивающие значительно большие скорости передачи и качество связи, предоставляющие пользователям существенно лучший сервис, требуют использования модемов иного класса -- цифровых. Цифровые модемы более правильно называть сетевыми адаптерами, поскольку о классической модуляции-демодуляции сигналов в них речи не идет -- входной и выходной сигнал такого модема являются импульсными. Для цифровых модемов общепринятых стандартов работы вообще, и стандартов скорости в частности, пока не разработано Пятибратов А.П, Гудыно Л.Я, КириченкоА.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: / Под. ред. А. П. Пятибратова. - М.: Финансы и статисти-ка, 2002 год. 562 стр.

.

Цифровые модемы выпускаются для работы в конкретных цифровых технологиях: ISDN, HDSL, ADSL, SDSL и т. д. (см. главу 24 «Системы и каналы передачи данных»).

Так, например, модемы для работы в ISDN бывают как внутренними, так и внешними. Внутренние модемы могут использовать или ISA-, или PCI-слоты на материнской плате и они обеспечивают максимальную скорость 128 Кбит/с. Внешние модемы подключаются к компьютеру по последовательной шине USB и скорость передачи у них ограничивается величиной 115,2 Кбит/с. Имеются комбинированные модемы для работы как по цифровым каналам ISDN, так и по аналоговым каналам (например, модем Courier-1 компании 3Com).

Модемы для работы в сетях xDSL имеют большие скорости, так, ADSL-модемы обеспечивают скорости 1,5-6 Мбит/с при приеме информации и 64-384 Кбит/с при передаче. А вот ADSL-модем Viper-DSL компании 3Com даже большие: 7 Мбит/с для входящих и 1 Мбит/с для исходящих сообщений. Но наибольшие скорости обеспечивают VDSL-модемы: при передаче данных на короткое расстояние до 300 м достигается скорость 2,3 Мбит/с, а при приеме -- 51,8 Мбит/с! (При работе на больших расстояниях скорости существенно уменьшаются.)

Популярные цифровые модемы производит и фирма ZyXEL:

· Omni.net Plus имеют адаптеры ISDN со скоростями 128 Кбит/с;

· Prestige 681 оснащаются адаптером SDSL и интерфейсом 10/100Base-T Ethernet с функциями моста и маршрутизатора на скорости до 2,32 Мбит/с;

· Prestige 641 имеют адаптер SDSL и интерфейс 10/100Base-T Ethernet с функциями моста на скорости до 8 Мбит/с; существует и ряд других.

Выпускаются также Новиков Ю, Черепанов А. Персональные компьютеры. - СПб.: Питер, 2001 год. 371 стр.

:

· кабельные модемы для работы с сетями через коммуникации кабельного телевидения, например. Они обеспечивают скорости передачи данных в среднем до 10 Мбит/с, но сверхскоростной модем UBR 904 компании Cisco позволяет передавать данные со скоростью до 36 Мбит/с и принимать со скоростью до 2 Мбит/с;

· сотовые модемы для работы в системе сотовой телефонной связи. Это обычно PCMCIA-модемы для работы в стандартах GSM, CDMA, NMT, NAMPS и т. д. Первые два стандарта являются цифровыми, а последние -- аналоговыми;

· оптоволоконные модемы для работы по волоконно-оптическим каналам связи по протоколам EDDI;

· спутниковые радиомодемы для приема данных через спутник: прием информации осуществляется через спутниковую антенну со скоростями до 400 Кбит/с, а передача возможна только при наличии громоздкого дорогостоящего оборудования. Поэтому обычно для передачи данных используются проводные каналы связи и дополнительный соответствующий модем;

· анонсированы силовые модемы для работы в сетях через систему электропитания компьютеров.

Что касается быстродействия модема, то скоростной модем, конечно, лучше, что может проиллюстрировать табл. 1.1.

Вместо модема в локальных сетях можно использовать сетевые адаптеры (сетевые карты, network adapter, net card), выполненные в виде плат расширения, устанавливаемых в разъем материнской платы. Еще есть карты устанавливаемые в разъем ISA, но современные устанавливаются обычно в разъем PCI.

модем цифровой канал связь аналоговый

Таблица 1.1 Зависимость времени передачи информации от ее объема и скорости передачи

3 Организация работы модемов

Высокоскоростные и коммутируемые подключения

Cкорость обмена данными и режим оплаты зависит от типа подключения к Интернету. Наиболее популярными сегодня являются разные типы высокоскоростных соединений -- к ним относят все соединения с производительностью не ниже 128 Кбит/с, использующие постоянные каналы связи. Производительность некоторых типов высокоскоростных соединений для домашних компьютеров доходит до 100 Мбит/с. Высокоскоростные соединения обеспечивают практически мгновенное отображение веб-страниц и довольно быструю загрузку файлов Иванова Т.И. Корпоративные компьютерные сети. - М.: Эко Трендс, 2001 год. 421 стр.

.

Дополнительное достоинство высокоскоростного соединения -- постоянный режим подключения. Соединение устанавливается практически мгновенно и активно все время работы компьютера. Поддержка соединения, даже если Интернет не используется, не требует усилий и финансовых затрат.

В нашей стране встречается два основных типа высокоскоростных соединений -- по выделенной линии или через ADSL-модем. Основное различие между ними заключается в том, как именно организован канал связи.

За рубежом, а сейчас, и в нашей стране применяется также подключение через кабельный модем. В этом случае для передачи сигнала используются сети кабельного телевидения.

Подключение к Интернету по выделенной линии подразумевает интеграцию компьютера в сеть сервис-провайдера, соединенную с Интернетом. Для передачи данных по выделенной линии используется сетевой кабель, который должен быть проведен до компьютера. Этот кабель подключается к сетевому адаптеру. В современных компьютерах сетевой адаптер обычно интегрирован в состав материнской платы, но при необходимости может быть установлен и как дополнительное устройство.

Для передачи данных через ADSL-модем используется телефонная линия. При этом используется частотный диапазон, не задействованный при передаче голоса, так что работа в Интернете не мешает телефонным переговорам. На конечном участке линии устанавливается специальный фильтр (сплиттер), разделяющий голосовой сигнал и данные, передаваемые в Интернет. ADSL-модем обычно подключается к разъему сетевого адаптера или к разъему USB.

Если к телефонной линии подключено несколько аппаратов, то при подключении ADSL-модема необходимо установить дополнительные фильтры на линию, идущую от каждого аппарата. Это необходимо для подавления шумов, связанных с передачей цифрового сигнала.

Хотя в последние годы популярность коммутируемых подключений в нашей стране заметно снизилась, в некоторых регионах эти тип связи остается самым доступным методом подключения к Интернету. Недостатков у коммутируемого подключения два: низкая скорость передачи данных (теоретический максимум -- 56000 бит/с) и невозможность телефонных переговоров во время работы в Интернете.

При использовании коммутируемого соединения крайне сложно передавать файлы большого объема. Однако пропускной способности такого подключения достаточно для просмотра простых веб-страниц и работы с электронной почтой. Удается и принимать файлы небольшого объема. Для использования коммутируемого соединения в состав компьютера должен входить аналоговый модем.

Информация о возможностях связи данного компьютера с другими хранится в специальной папке «Сетевые подключения». Набор параметров для организации связи представлен в виде специального объекта - подключения.

Подключение - объект Windows XP, содержащий данные, необходимые для организации связи между компьютерами. Каждому коммуникационному устройству компьютера обычно соответствует отдельное подключение. Создание ADSL-подключения и подключения по выделенной линии автоматизировано. Коммутируемое подключение необходимо создавать вручную.

Создание и настройка подключения:

1) Откройте папку «Сетевые подключения»;

2) Дайте команду Файл > Новое подключение. При этом запускается мастер новых подключений. Нажмите кнопку Далее;

3) Последовательно установите переключатели «Подключение к Интернету», «Установить подключение вручную», и «Через обычный модем», нажимая всякий раз кнопку Далее;

4) Введите имя создаваемого соединения. Нажмите Далее;

5) Введите номер телефона, предоставленного сервис-провайдером;

6) Введите регистрационное имя пользователя и пароль. Если регистрационное имя еще не получено, используйте гостевые данные. Пароль необходимо ввести дважды. Совпадение обоих вариантов рассматривается как признак отсутствия опечаток;

7) Если установить флажок «Использовать следующие имя пользователя и пароль при подключении любого пользователя», то созданное подключение может использовать любой пользователь компьютера. Если установить флажок «Сделать это подключение подключением к Интернету по умолчанию», то операционная система будет автоматически использовать созданное подключение при попытке обратиться к Интернету в отсутствие связи. Нажмите Далее;

8) Значок подключения создается в папке «Сетевые подключения». Нажмите Готово.

Протоколы передачи данных

Передача данных и их преобразования в модемах выполняются в соответствии с принятыми протоколами.

Протокол передачи данных -- это совокупность правил, регламентирующих формат данных и процедуры их передачи в канале связи. В протоколе, в частности, может подробно указываться, как представить данные, какой способ модуляции данных избрать с целью ускорения и защищенности их передачи, как выполнить соединение с каналом, преодолеть действующие в канале шумы и обеспечить достоверность передачи данных.

Стандарт обычно включает в себя совокупность протоколов, реже один протокол. Официальным законодателем в области протоколов передачи данных для модемов является МККТТ -- Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (часто встречается в литературе его французская аббревиатура CCITT). Этот комитет недавно переименован в Международный союз телекоммуникаций (ITU -- International Telecommunication Union).

Практически все модемные стандарты передачи данных установлены этой организацией; некоторые характеристики важнейших из них приведены в табл. 2.1.

В протоколах передачи, начиная с V.22, используются сложные методы кодирования данных, при которых в каждый момент времени элемент данных представлен не двумя, а большим количеством значений модулируемого параметра сигнала. Это позволило резко поднять скорость передачи данных, но ухудшило помехозащищенность сигналов.

Хотя при фильтрации сигнала, выполняемой при демодуляции, помехозащищенность повышается, этого оказалось недостаточно для эффективного подавления ошибок передачи данных, возникающих из-за помех и шумов в каналах связи. Поэтому в середине 80-х годов были предложены более действенные протоколы семейства MNP (Microcom Network Protocol) защиты от ошибок, поддерживаемые в большинстве современных модемов. Эти протоколы основаны на использовании корректирующих кодов с обнаружением и исправлением ошибок, поэтому модемы существенно усложнились.

Этими же протоколами предусмотрено дальнейшее совершенствование модемов, связанное с внедрением в них функции сжатия данных, позволившей существенно поднять скорость передачи данных. Принцип сжатия данных основан на анализе потоков данных, замене часто встречающихся в передаваемом блоке символов двоичными кодами меньшей длины, чем коды, используемые для кодирования редко встречающихся символов, а также в определении повторяющихся последовательностей символов и передаче взамен их коротких блоков-описателей. Это еще более усложнило конструкцию модема.

Таблица 2.1

Протоколы передачи данных по телефонным каналам связи

Протоколы семейства MNP-1-MNP-10 в последние годы стали вытесняться протоколами LAPM (Link Access Procedure for Modem), V.42, V.42bis, позволяющими более эффективно выполнять коррекцию ошибок и сжатие данных.

Поддерживаемый в подавляющем большинстве современных модемов стандарт V.90 -- это протокол дуплексной передачи информации, обеспечивающий скорость 56000 битов/с и объединивший существовавшие долгое время спецификации Х2 и K56flex. По этому протоколу модем может принимать данные со скоростью до 56 000 битов/с (реально, даже на хороших каналах связи, эта скорость недостижима), а передавать данные со скоростью до 33 600 битов/с. Стандарт V.90 предусматривает выполнение тестирования канала связи, позволяющего определить оптимальный для него режим работы модемов (несущая частота, полоса пропускания, скорость передачи, уровень передаваемого сигнала). В соответствии с этим стандартом начальное соединение осуществляется на минимальной скорости 300 битов/с -- такая связь возможна даже на линиях самого низкого качества. В дальнейшем происходит идентификация модемов на обоих концах канала связи, определяется возможность поддержки протоколов коррекции ошибок и сжатия данных, тип используемой модуляции и выбирается эффективная скорость передачи данных.

Новый протокол V.92, не увеличивая скорость приема данных (56 Кбит/с -- теоретический предел), поднимает максимальную скорость передачи данных до 48 Кбит/с. Из полезных нововведений нового протокола следует отметить:

· Quick Connect -- уменьшение времени выполнения коммутированного соединения с Интернетом (почти в два раза);

· Modem on hold - функцию временного удержания соединения, которая делает возможным ответ на телефонный вызов в момент, когда телефонная линия оккупирована модемом, находящимся на связи. Телефонная линия не будет занята при работе в Интернете, и пользователь может ответить на телефонный вызов и вести разговор в течение 16 минут (или в течение интервала времени, разрешенного интернет-провайдером) без разрыва модемной связи.

Для передачи файлов установлены свои протоколы, регламентирующие дополнительно процедуры разбиения информации на блоки, использования кодов с автоматическим обнаружением и исправлением ошибок, повторной пересылки неверно принятых блоков, восстановления передачи после обрыва и т. д. К наиболее распространенным протоколам этой группы следует отнести протоколы XMODEM, YMODEM, Kermit, ZMODEM. Первые три не очень устойчиво работают на российских телефонных линиях, ZMODEM сейчас является, пожалуй, самым распространенным протоколом передачи файлов и с полным основанием может быть рекомендован для использования Алиев Т.И. Сети ЭВМ и телекоммуникации. СПбГУ ИТМО. 2011. 400 стр..

Заключение