Компания
Asotel
— производитель и поставщик телекоммуникационного
оборудования. Широкий спектр устройств, предлагаемых
компанией «Асотел», позволяет решить комплексные задачи
по построению мультисервисных сетей передачи информации.
Линейка продукции компании в 2007 году включает:
оборудование xDSL (в том числе IP DSLAM), аналоговые
модемы, VoIP-шлюзы и IP-телефоны, коммутаторы Ethernet
(управляемые и неуправляемые), медиаконверторы,
маршрутизаторы, конверторы интерфейсов,
оборудование HomePNA и др. Стремясь не отставать от
тенденций в отрасли, компания готовится выйти на рынок
оборудования Wi-Fi и оборудования для предоставления
сервиса IPTV в домашних сетях.
Модем - это устройство, которое позволяет обмениваться
данными по телефонной линии.
Если компьютеры расположены слишком далеко и их нельзя
соеденить стандартным сетевым кабелем, связь между ними
осуществляется с помощью модема. В сетевой среде модемы
служат для соеденения отдельных сетей между собой или
между ЛВС и остальным миром. Осуществлять связь напрямую
через телефонную линию компьютеры не могут, так как
обмениваются данными с помощью цифровых электронных
импульсов, а по телефонной линии можно передавать только
аналоговые сигналы (звуки).
Цифровой сигнал может принимать лишь два значения - 0
или 1. Аналоговый сигнал- это плавная кривая, которая
может иметь бесконечное множество значений. Модем на
передающей стороне преобразует цифровые сигналы в
аналоговые и передаёт их по телефонной линии. Модем на
принимающей стороне преобразует приходящие аналоговые
сигналы в цифровые для компьютера - получателя. Другими
словами передающий модем модулирует цифровой сигнал в
аналоговый, а принимающий модем демодулирует
аналоговыйсигнал в цифровой.
Модемы имеют два стандартных физических интерфейса:
Последовательный интерфейс передачи данных (RS-232)
Интерфейс с телефонной линией RG-11(четырёхконтактный
телефонный разъём)
Существуют внутренние и внешние модемы. Внутренние
модемы устанавливаются в слоты расширения на материнской
плате подобно другим платам.
Внешний модем представляет собой коробочку, подключаемую
к компьютеру с помощью последовательного (RS-232)
кабеля. Этот кабель соеденяет последовательный порт
компьютера с тем разъёмом модема, который предназначен
для связи с компьютером. Для подключения модема к
телефонной линии используется кабель с разъёмом RG-11.
Стандарты модемов
Промышленные стандарты существуют практически для каждой
области сетевых технологий и модемы не являются
исключением. Стандарты обеспечивают взаимодействие
модемов от разных производителей. Спецификации,
известные как V-серии, включают номер стандарта. Иногда
включается так же слово "bis". Оно указывает, что данный
стандарт- пересмооьренная версия более раннего
стандарта. Если в названии присутствует слово "terbo"
это означает, что второй-"bis" стандарт так же был
модифицирован.
Производительность
модема
Изначально скорость модемов измерялась в битах в секунду
или в единицах, называемых "бод".Многии путали их,
считая что они обозначают одно и то же. На самом деле
бод относится к частоте осцилляций звуковой волны,
переносящих биты данных по телефонной линии. В начале
1980-х годов скорость в бодов равнялась скорости
передачи модемов. Затем инженеры разработали методы
сжатия и кодирования информации. В результате каждая
модуляция звука могла переносить больше одного бита
информации, следовательно скороость передачи в битах в
секунду может быть больше, чем скорость в бодах, поэтому
необходимо сначало обратить внимание на скорость в битах
в секунду, а затем в бодах. Например модем на скорости
28800бод в действительности может передавать данные со
скоростью 115200 бит/c. Cовременные модемы имеют такие
индустриальные стандарты сжатия данных как V.42bis/MNP5,
и имеют скорость передачи данных 57600 бит/c, а
некоторые-76800 бит/c.
Типы модемов
Существуют разные типы модемов, так как существуют
разные среды передачи, для которых требуется разные
методы передачи. Эти типы можно грубо разделить, взяв за
основу критерий синхронизации связи. Связь бывает
асинхронная и синхронная. Тип модема будет зависить от
среды и от назначения сети.
Асинхронная связь
Асинхронная связь- самая распространённая форма передачи
данных. Причина такой популярности заключается в
использовании этим методом стандартных телефонных линий.
При асинхронной передаче данные передаются
последовательным потоком. Каждый символ- буква, число
или знак раскладывается в последовательность битов.
Каждая такая последовательность отделяется от другой
стартовым и стоповым битом. Передающее и принимающее
устройства должны согласовывать последовательность
стартовых и стоповых битов. Связь этого типа не
синхронизируется, передающий компьютер передаёт, а
принимающий получает без координации взаимодействия
устройств. Затем принимающий компьютер проверяет
полученные данные на наличие ошибок и принимает
следующий блок информации. 25% трафика уходит на
передачу согласующей информации.
Контроль ошибок
Вероятность ошибок никогда не исключена, поэтому в
асинхронной передаче используется специальный бит-бит
чётности Схема проверки и коррекции ошибок, которая его
применяет называется контролем чётности. При контроле
чётности количество посланных и принятых единичных битов
должно совпадать.
Стандарт модемов V.32 не предусматривал контроль ошибок.
Чтобы решить эту проблему, компания Microcom создала
собственный стандарт асинхронного контроля ошибок
данных, который был назван Microcom Network Protocol (MNP).
Этот метод оказался настолько удачным, что и другие
компании заимствовали не только начальную версию его, но
и другие версии, называемые классами. В настоящее время
используется MNP классов 2,3, и 4.
В 1989 г. комитет CCITT опубликовал схему асинхронного
контроля ошибок, названную V.42. Этот стандарт
аппаратной коррекции ошибок включает в себя два
протокола. Основная схема контроля ошибок- это Link
Acces Procedure for Modem (LAPM), однако V.42 так же
использует MNP4. Протокол LAPM используется для
соеденения модемов по стандарту V.42, однако если один
из модемов поддерживает только стандарт MNP4, будет
использоватся MNP4.
Увеличение скорости передачи
Алгоритм коррекции/сжатия
При передаче информации с использованием протокола
коррекции (MNP4, v.42) происходит обрезание 10 бит,
полученных из компьютера, до 8-ми информационных
(удаляются стартовый и стоповый биты) (10 бит =
старт_бит + 8 информационных + стоп_бит - см.
Асинхронный протокол RS232). И наоборот, при получении
из линии 8-ми информационных бит модем их преобразует в
10 и передает в компьютер. Таким образом по линии идет
информации меньше, чем модем получил из компьютера. Но
это еще не все. При использовании протокола сжатия
(MNP5, v.42bis) происходит еще и уменьшение объема
полезной информации, так что от тех 10-ти бит, что модем
получил от компьютера, в линию (и на удаленный модем)
попадет от них только часть...
На производительность канала связи оказывают влияние два
фактора:
Cкорость канала- характиризует, насколько быстро биты
кодируются и передаються по каналу связи
Пропускная способность- характиризуют долю полезной
информации, передаваемой по каналу
Скорость передачи и пропускная способность не одно и то
же. За счёт сжатия данных можно увеличить пропускную
способность- сжатие уменьшает время, необходимое для
передачи данных (за счёт удаления избыточных элементов и
пустых участков). Один из распространёных протоколов
сжатия данных является MNP5- время передачи может быть
сокращенно наполовину
При использовании стандарта V.42bis можно добиться
наибольшей производительности, так как он описывает
аппаратную реализацию непрерывного сжатия информации.
Пропускная способность на скорости 9600бит/с может
достигать 38400бит/c.В настоящее используются такие
высокоскоростные протоколы, как х2 и V.90.
Комбинирование стандартов
Для увеличения производительности используют комбинацию
протоколов передачи данных и коррекции ошибок. Например
при асинхронной передаче хорошие результаты даюёт
комбинация:
V.32bis- передача
V.42-коррекция ошибок
V.42bis-cжатие
Cинхронная связь
Синхронная связь основанна на схеме синхронизации,
согласованной между двумя устройствами. Её цель-
выделить биты из группы при передаче их блоками. Эти
блоки называются кадрами. Для установления синхронизации
и проверки правильности её работы используются
специальные символы. Поскольку биты передаются в
синхронном режиме, стартовые и стоповые биты не нужны.
Передача завершается в конце одного кадра и начинаются в
начале другого. Этот метод более эффективен, чем
асинхронная передача. В случае ошибки синхронная схема
распознования и коррекции ошибок повторяет передачу
кадра.
Синхронные протоколы выполняют следующие действия,
не предусмотренные асинхронными протоколами:
Разбивают данные на блоки
Добавляют управляющую информацию
Проверяет данные на наличие ошибок
Основные протоколы синхронной передачи:
SDLC-протокол синхронного управления каналом
HDLC-протокол высококровнего управления каналом
BISYNC-протокол двоичной синхронизированной связи
Синхронная связь используется, в основном, на выделенных
цифровых линиях, и в домашних условиях, как правило, не
применяется.
Типы модемов
По исполнению:
внешние — подключаются к COM или USB порту, обычно имеют
внешний блок питания (существуют USB-модемы, питающиеся
от USB и LPT-модемы).
внутренние — устанавливаются внутрь компьютера в слот
ISA, PCI, PCMCIA, AMR, CNR
встроенные — являются внутренней частью устройства,
например ноутбука или док-станции.
По принципу
работы:
аппаратные — все операции преобразования сигнала,
поддержка физических протоколов обмена, производятся
встроенным в модем вычислителем (например с
использованием DSP, контроллера). Так же в аппаратном
модеме присутствует ПЗУ, в котором записана
микропрограмма, управляющая модемом.
винмодемы — аппаратные модемы, лишённые ПЗУ с
микропрограммой. Микропрограмма такого модема хранится в
памяти компьютера, к которому подключён модем.
Работоспособен только при наличии драйверов, которые
обычно писались исключительно под операционные системы
семейства MS Windows.
полупрограммные (Controller based soft-modem) — модемы,
в которых часть функций модема выполняет компьютер, к
которому подключён модем.
программные (Host based soft-modem) — все операции по
кодированию сигнала, проверке на ошибки и управление
протоколами реализованы программно и производятся
центральным процессором компьютера. При этом в модеме
находится аналоговая схема и преобразователи: АЦП, ЦАП,
контроллер интерфейса (например USB).
По типу:
Аналоговые — наиболее распространённый тип модемов для
обычных коммутируемых телефонных линий
ISDN — модемы для цифровых коммутируемых телефонных
линий
DSL — используются для организации выделенных
(некоммутируемых) линий используя обычную телефонную
сеть. Отличаются от коммутируемых модемов кодированием
сигналов. Обычно позволяют одновременно с обменом
данными осуществлять использование телефонной линии в
обычном порядке.
Кабельные — используются для обмена данными по
специализированным кабелям — к примеру, через кабель
коллективного телевидения по протоколу DOCSIS.
Радио
Основная статья: Беспроводной модем
Спутниковые
PLC — используют технологию передачи данных по проводам
бытовой электрической сети.
Наиболее распространены в настоящее время:
внутренний программный модем
внешний аппаратный модем
встроенные в ноутбуки модемы.
Составные устройства
Порты ввода-вывода - схемы, предназначенные для обмена
данными между телефонной линией и модемом с одной
стороны, и модемом и компьютером — с другой. Для
взаимодействия с аналоговой телефонной линией зачастую
используется трансформатор.
Сигнальный процессор (Digital Signal Processor, DSP)
Обычно модулирует исходящие сигналы и демодулирует
входящие на цифровом уровне в соответствии с
используемым протоколом передачи данных. Может также
выполнять другие функции.
Контроллер управляет обменом с компьютером.
Микросхемы памяти:
ROM — энергонезависимая память, в которой хранится
микропрограмма управления модемом — прошивка, которая
включает в себя наборы команд и данных для управления
модемом, все поддерживаемые коммуникационные протоколы и
интерфейс с компьютером. Обновление прошивки модема
доступно в большинстве современных моделей, для чего
служит специальная процедура описанная в руководстве
пользователя. Для обеспечения возможности перепрошивки
для хранения микропрограмм применяется
флэш-память(EEPROM). Флэш-память позволяет легко
обновлять микропрограмму модема, исправляя ошибки
разработчиков и расширяя возможности устройства. В
некоторых моделях внешних модемов она так же
используется для записи входящих голосовых и
факсимильных сообщений при выключенном компьютере.
NVRAM — энергонезависимая электрически
перерепрограммируемая память, в которой хранятся
настройки модема. Пользователь может изменять установки,
например используя набор AT-команд.
RAM — оперативная память модема, используется для
буферизации принимаемых и передаваемых данных, работы
алгоритмов сжатия и прочего.
Модемы с дополнительными возможностями
Факс-модем — позволяет компьютеру, к которому он
присоединён, передавать и принимать факсимильные
изображения на другой факс-модем или обычную
факс-машину.
Голосовой модем — имеет функцию оцифровки сигнала с
телефонной линии и воспроизведение произвольного звука в
линию. Часть голосовых модемов имеет встроенный
микрофон.
Это позволяет осуществить:
передачу голосовых сообщений в режиме реального времени
на другой удалённый голосовой модем и приём сообщений от
него и воспроизведение их через внутренний динамик;
использование такого модема в режиме автоответчика и для
организации голосовой почты.
