Модемы

ПЛАН

1. Модемы.
2. Типы модемов.

{spoiler=Подробнее}

13.1. Модемы

Когда компьютеры находятся далеко друг от друга и их невозможно соединить сетевым кабелем, то встает задача обеспечения удаленного доступа. До сих пор для удаленной связи ПК с ЛВС или ЛВС с остальным миром используются в основном не дорогостоящие цифровые каналы связи, а обычные телефонные линии, которые служат для передачи аналоговых сигналов.

Модем (МОдулятор – ДЕМодулятор) – это устройство связи, позволяющее компьютеру передавать данные по обычной телефонной линии. Он выполняет модуляцию аналогового сигнала телефонной линии в соответствии с поступающими от компьютера цифровыми данными. При приеме сообщений модем преобразует аналоговые сигналы в цифровые (рис. 13.1).

:                                      :

Рис. 13.1. Работа модемов

Модем – оборудование для передачи данных – имеет два стандартных физических интерфейса: - последовательный интерфейс передачи данных (RS–232); - интерфейс с телефонной линией RJ–11 (четырехконтактный разъем). Существуют внутренние и внешние модемы. Внутренние устанавливают в слоты расширения системной платы, внешние выполняются в виде отдельного блока.

Основной характеристикой модема является его производительность, измеряемая количеством битов, переданных за 1 секунду. Изначально скорость модема измерялась в бодах (1бод = 1 бит/с). Однако бод используется в технике связи и относится к частоте изменений аналогового сигнала, переносящей биты данных по телефонной линии.

В 80-х годах скорость бодов равнялась скорости передачи модемов (300 бод было эквивалентно 300 бит/с). Затем инженеры связи разработали методы сжатия и кодирования данных. В результате каждая модуляция аналогового сигнала могла переносить больше одного бита информации.

Это означает, что скорость в бит/с больше скорости в бод. Так модем со скоростью модуляции 28800 бод может в действительности передать до 115200 бит/с.

Международные стандарты, определяющие скорость модема, используемые методы кодирования и сжатия, определяют совместимость модемов от разных производителей (таблица 13.1).

Таблица 13.1

13.2. Типы модемов

В различных линиях передачи данных используются различные методы передачи: асинхронные и синхронные. Тип модема зависит от метода передачи и назначения сети.

13.2.1. Асинхронные модемы

Стандартные телефонные линии наиболее часто используют асинхронную связь, при которой данные передаются последовательным потоком (рис. 13.2).

Рис. 13.2. Асинхронная передача (последовательный поток) данных

При старт-стопной передаче отсутствует синхронизация между приемником и передатчиком. Передающий модем просто шлет данные, а принимающий – принимает, а затем проверяет, что они приняты без ошибок. Для обнаружения ошибок выделяется дополнительный бит – бит четности. Если информационные биты имеют нечетное число «1», то в бит четности заносится «1», если четное – «0». При приеме осуществляется контроль четности. Если в процессе передачи произошло искажение какого-либо разряда («1» → «0» или «0» → «1»), то будет получено нечетное количество «1» и обнаружена ошибка.

Стандарт модемов V.32 не предусматривает аппаратного контроля ошибок, и он возлагается на специальное программное обеспечение, работающее с модемом. Модемы V.42 используют аппаратную коррекцию ошибок (и поддерживают MNP4). Недостатком асинхронной связи является то, что ≈ 25% трафика данных состоит из управляющей и контролирующей информации.

Сжатие уменьшает время, необходимое для передачи данных (за счет удаления избыточных элементов или пустых участков). Наиболее распространенными стандартами сжатия являются V.42bis и MNP5 (Microsoft Network Protocol class 5). Различные стандарты определяют различные аспекты работы модема. Поэтому один и тот же модем, чтобы увеличить производительность, иногда использует комбинацию протоколов передачи данных и контроля ошибок.

Например, при использовании модемов на асинхронном аналоговом канале связи между ЛВС хорошие результаты может дать следующая комбинация: V.32bis – передача; V.42 – контроль ошибок; V.42bis – сжатие. Однако необходимо, чтобы модемы на обеих сторонах поддерживали одни и те же протоколы. Асинхронные или последовательные модемы дешевле синхронных, поскольку не нуждаются в схемах и компонентах для управления синхронизацией.

13.2.2. Синхронные модемы

Синхронная связь основана на согласованной работе двух устройств. Ее цель – выделить биты из группы при передаче их блоками. Эти блоки называют кадрами. Для установки синхронизации и периодической проверки ее правильности используются специальные символы.

Рис. 13.3. Синхронная передача данных

Поскольку биты передаются в синхронном режиме, стартовые и стоповые биты не нужны (рис. 13.3). Передача завершается в конце одного кадра и начинается вновь на следующем кадре. Этот метод более эффективнее, чем асинхронная передача, т. к. доля передаваемой полезной информации может превышать 95% (в то время как при асинхронной передаче не более 75 – 80%).

В случае обнаружения ошибки синхронная схема распознавания и коррекции ошибок просто повторяет передачу кадра. Синхронные протоколы:

• разбивают данные на блоки;
• добавляют управляющую информацию;
• устанавливают соединение;
• проверяют данные на наличие ошибок.

Основные протоколы синхронной связи: SDLC – протокол синхронного управления каналом (Synchronous Data Link Control); HDLS – высокоуровневый протокол управления каналом (High Data Link Control); BISYNC – протокол двоичной синхронной связи (Binary Synchronous Communication protocol).

Синхронная связь используется практически во всех цифровых системах связи. Если для соединения удаленных ПК используются цифровые линии, то необходимо устанавливать синхронный модем. Следует отметить, что из-за высокой стоимости и сложности синхронные модемы для домашних условий и небольших ЛВС, как правило, не предлагаются.

Контрольные вопросы:

1. Удаленный доступ к ресурсам сетей.
2. Использование модемов.
3. Линии связи, используемые модемами.
4. Методы удаленного доступа.
5. Совместное использование модемов.

{/spoilers}