Модемы в нашей жизни
1 ноября 2011
Рубрика: Связь и телекоммуникации. Тэги:
Автор: .

У каждого интернет-пользователя сегодня имеется модем. Он может быть установлен в ПК, в ноутбук, он может стоять на столе, он может быть встроен в смартфон, он может быть выполнен в виде USB-флешки. Сотовые операторы в Узбекистане продают 3G USB-модемы десятками тысяч. Было бы интересно узнать о том, что такое модем, его историю и какие виды модемов были, есть и будут.

Модулятор и демодулятор
Модем (акроним, составленный из слов модулятор и демодулятор) — устройство, применяющееся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации (то есть переносе его на несущую с модуляцией), и выполняющее функцию модуляции и демодуляции этого сигнала (чаще всего в речевом диапазоне).

Модулятор в модеме осуществляет модуляцию несущего сигнала, то есть изменяет его характеристики в соответствии с изменениями входного информационного сигнала, демодулятор — осуществляет обратный процесс. Модем выполняет функцию оконечного оборудования линии связи. Само формирование данных для передачи и обработки принимаемых данных осуществляет т. н. терминальное оборудование (в его роли может выступать и персональный компьютер).

Модемы широко применяются для связи компьютеров (одно из их периферийных устройств), позволяющее одному из них связываться с другим (также оборудованным модемом) через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем). Также модемы ранее применялись в сотовых телефонах (пока не были вытеснены цифровыми способами передачи данных).

Типы компьютерных модемов
По исполнению:
• внешние — подключаются через COM или LPT, USB-порт или стандартный разъем в сетевой карте RJ-45, обычно имеют отдельный блок питания (существуют и USB-модемы с питанием от шины USB);
• внутренние — дополнительно устанавливаются внутрь аппарата (в слот ISA, PCI, PCI-E, PCMCIA, AMR, CNR);
• встроенные — являются частью аппарата, куда встроены (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). Также в аппаратном модеме присутствует ПЗУ, в котором записана микропрограмма, управляющая модемом;
• программные (софт-модемы, Host based soft-modem) — все операции по кодированию сигнала, проверке на ошибки и управление протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера. В модеме находятся только входные аналоговые цепи и преобразователи (ЦАП и АЦП), также контроллер интерфейса (например, USB);
• полупрограммные (Controller based soft-modem) — модемы, в которых часть функций модема выполняет компьютер, к которому подключен модем.

По виду соединения:
• модемы для коммутируемых телефонных линий — наиболее распространенный тип модемов;
• ISDN — модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий;
• DSL — используются для организации выделенных (некоммутируемых) линий, используя обычную телефонную сеть. Отличаются от коммутируемых модемов тем, что используют другой частотный диапазон, а также тем, что по телефонным линиям сигнал передается только до АТС. 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 — работают в радиодиапазоне, используют собственные наборы частот и протоколы;
• сотовые — работают по протоколам сотовой связи — GPRS, EDGE, 3G, LTE и т. п. Часто имеют исполнения в виде USB-брелока. В качестве таких модемов также часто используют терминалы мобильной связи;
• спутниковые — используются для организации спутникового Интернета. Принимают и обрабатывают сигнал, полученный со спутника;
• 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.

Дополнительные функции
Факс-модем — позволяет компьютеру, к которому он присоединен, передавать и принимать факсимильные изображения на другой факс-модем или обычную факс-машину.
Голосовой модем — с функцией оцифровки сигнала с телефонной линии и воспроизведения произвольного звука в линию. Часть голосовых модемов имеет встроенный микрофон. Такой модем позволяет осуществить:
• передачу голосовых сообщений в режиме реального времени на другой удаленный голосовой модем, прием сообщений от него и воспроизведение их через внутренний динамик;
• использование в режиме автоответчика и для организации голосовой почты.

История

Акустический модем
Компания AT&T Dataphone Modems в Соединенных Штатах была частью SAGE (ПВО системы) в 50-х годах. Она соединяла терминалы на различных воздушных базах, радарах и контрольных центрах с командными центрами SAGE, разбросанными по США и Канаде. SAGE использовала выделенные линии связи, но устройства на каждом из концов этих линий были такими же по принципу, как современные модемы.

Первым модемом для персональных компьютеров стало устройство компании Hayes Microcomputer Products, которая в 1979 году выпустила Micromodem II для персонального компьютера Apple II. Модем стоил 380 долл. и работал со скоростью 110/300 б/сек.

В 1981 году фирма Hayes выпустила модем Smartmodem 300 б/сек, система команд которого стала стандартом де-факто. Источник: http://ru.wikipedia.org

Понятно, что сегодня окончательно проходит эпоха dial-up-модемов. Им на смену приходят ADSL и 3G-модемы. Совсем скоро появятся 4G LTE-модемы. Тем не менее, мы решили опубликовать краткую историю dial-up-модемов.

Краткая история dial-up-модемов
Их появление ознаменовало новую эпоху в области телекоммуникаций, а роль в распространении доступа к Интернету неоценима. Наряду с другими технологиями и устройствами связи модемы стали неотъемлемой частью сетевой инфраструктуры, но благодарить за это следует вовсе не энтузиастов свободного обмена информацией. Когда американским ВВС потребовался удобный способ передачи данных от радаров в командные центры в конце 1940-х годов, они обратились к телефонным системам. Уже использовавшиеся в телетайпе два десятка лет модемы оказались идеальным решением для преобразования цифровых изображений в аналоговый сигнал и обратно, а в телефонных сетях проблемы не было.

Модулятор-демодулятор, или модем, был усовершенствован Bell Laboratories для повышения скорости передачи в системах телетайпа до 150 бит/с. В 1962 году вслед за первым Bell 101 (1958 г.) появилось второе, намного более практичное коммерческое устройство Bell 103, предлагавшееся AT&T. В нем использовались такие технологии, как дуплексная передача данных (одновременный прием и передача) и частотная манипуляция (изменение частоты в зависимости от последовательности единиц и нулей при постоянной амплитуде), а скорость составляла 300 бит/с.

Чтобы представить истинную скорость модемов полувековой давности, стоит отметить, что каждый символ кодируется 1 байтом (по стандарту ASCII), поэтому при 300 бит/с можно было передать не более 30 символов (букв). В 1960-х годах Пол Тейлор (Paul Taylor) разработал первое телекоммуникационное устройство для людей с нарушениями слуха, используя в качестве базы акустический модем. На снимке ниже — модель Miniprint 425 TDD.

Распространение электронных досок сообщений (BBS) означало скорое увеличение спроса на большую пропускную способность каналов для передачи файлов и изображений, и рынку были предложены модемы стандарта V.22 (модуляция Bell 212A), поддерживавшие скорость до 1200 бит/с.

Развитию рынка и появлению инноваций препятствовал тот факт, что AT&T не позволяла подключать к своим телефонным линиям постороннюю аппаратуру, не относившуюся к обычным модемам. Тогда изобретатель системы Carterfone Том Картер (Tom Carter), которая позволяла соединять мобильные радиостанции с PSTN-сетями, обратился к FCC (Federal Communication Commission — Федеральная комиссия связи), разрешившей в 1968 году использовать любые устройства, если они не создают угрозу работоспособности другого оборудования. Данное решение открыло доступ к рынку многочисленным компаниям и привело к появлению, в частности, факсов и автоответчиков.

В 1977 году Дейл Хитерингтон (Dale Heatherington) и Деннис Хейс (Dennis Hayes) создали первый модем для настольных компьютеров — 80-103A. На снимке он располагается над ПК IMSAI 8080 и имеет вид «голой» печатной платы с микросхемами. Он не требовал от пользователя ручного набора номера или подключения дополнительного наборного устройства. Решение оказалось настолько успешным, что была основана компания DC Hayes Associates, позже превратившаяся в Hayes Microcomputer Products.

Хитерингтон и Хейс выпустили модель Hayes Smartmodem 300 бит/с, а также разработали набор команд Hayes Command Set для модемов, использующийся до сих пор. Среди них, например, A0 или A — ответ на входящий звонок, P — импульсный набор, Z0 или Z — сброс модема и другие. Smartmodem позволял переключаться между режимом передачи данных и командным режимом, использовавшим Hayes Command Set.

Появление модемов стандарта V.22bis в середине 1980-х годов удвоило скорость до 2400 бит/с, а качество связи улучшилось с протоколом коррекции ошибок V.42 и сжатия данных V.42bis. Поколение устройств с 4800 бит/с долго не протянуло — с 1991 года началось распространение 9,6-Кбит/с модемов (V.32) благодаря, в том числе технологии эхоподавления. Рост скорости до 28,8 Кбит/с в середине 1990-х годов (V.34) занял более десятка лет, но уже в 1996 г. канадский изобретатель Брент Тауншенд (Brent Townshend) предложил концепцию 56-Кбит/с модемов (скорость загрузки данных; передача от пользователя — 33,6 Кбит/с) с алгоритмом собственной разработки.

Тауншенд предпочел не заниматься бизнесом модемов, а лицензировать технологию в обмен на $2,5 за одно устройство. С канадцем начала сотрудничать U.S. Robotics, а позже, когда компанию приобрела 3Com, эксклюзивные права получила последняя. Тем не менее, многие игроки рынка — Analog Devices, Cisco Systems, Intel, ESS Technology, Agere Systems — якобы незаконно выпускали собственные продукты с запатентованной технологией и столкнулись с судебными исками. В 1998 году Международный телекоммуникационный союз (International Telecommunications Union) ратифицировал стандарт V.90, также включавший алгоритм Тауншенда. V.90 объединял протоколы X2 U.S. Robotics и конкурирующий K56flex от Rockwell и Lucent. В 1999 году появился V.92 (скорость передачи от пользователя выросла до 48 Кбит/с), но к тому моменту провайдеры постепенно начали переходить на высокоскоростную связь.

Источник: http://news.org.ua

Orphus system
В Telegram
В Одноклассники
ВКонтакте