Interested Article - Модем

Моде́м ( акроним , составленный из слов мо дулятор и дем одулятор ) — устройство, применяющееся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации.

Модулятор в модеме осуществляет модуляцию (что является основным отличием модема от роутера — тот модуляции и демодуляции не осуществляет, если не имеет встроенного модема ) несущего сигнала при передаче данных, то есть изменяет его характеристики в соответствии с изменениями входного информационного сигнала, демодулятор осуществляет обратный процесс при приёме данных из канала связи. 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 через телефонную сеть ( телефонный модем ), кабельную сеть ( кабельный модем ), радиоволны ( , радиорелейная связь ). Ранее модемы применялись также в сотовых телефонах (пока не были вытеснены цифровыми способами передачи данных).

История

Компания AT&T Dataphone Modems в Соединённых Штатах Америки была частью SAGE (системы ПВО ) в 1950-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 конце этих линий были такими же по принципу действия, как и современные модемы.

Первым модемом для персональных компьютеров стало устройство Micromodem II для персонального компьютера Apple II , выпущенное в 1979 году компанией . Модем стоил 380 долл. и работал со скоростью 110/300 бит/с.

В 1981 году фирма Hayes выпустила модем Smartmodem 300 бит/с, система команд которого ( Hayes-команды ) стала стандартом де-факто в отрасли.

Виды компьютерных модемов

Модемы различаются по исполнению (внешние или внутренние), по принципу работы (аппаратные или программные), по типу сети , к которой производится подключение, а также по поддерживаемым протоколам передачи данных .

Наибольшее распространение получили внутренние программные, внешние аппаратные и встроенные модемы.

По исполнению

внешние — подключаются через COM -, LPT -, USB - или Ethernet -порт, обычно имеют отдельный блок питания (существуют и USB-модемы с питанием от шины USB).
внутренние — дополнительно устанавливаются внутрь системного блока или ноутбука (в слот ISA , PCI , PCI-E , PCMCIA , AMR / CNR ).
встроенные — являются частью устройства, куда встроены ( материнской платы , 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 или микроконтроллера ). Также в аппаратном модеме присутствует ПЗУ , в котором записана микропрограмма , управляющая модемом.
модемы без ПЗУ — работают полностью аппаратно, однако в начале работы драйвер должен загрузить микропрограмму в модем.
полупрограммные ( модем с упрощённым контроллером , controller based soft-modem ) — модемы, в которых часть функций модема выполняет компьютер, к которому подключён модем. Например, модуляцией и демодуляцией занимается аппаратура модема, а поддержкой высокоуровневых протоколов — драйвер.
программные ( софт-модемы , модемы без контроллера , host based soft-modem ) — все операции по кодированию сигнала, контролю ошибок и управлению протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера. В модеме находятся только входные/выходные аналоговые цепи и его значение и преобразователи ( ЦАП и АЦП ), а также контроллер интерфейса (например, USB).

По типу сети и соединения

Модемы для телефонных линий :
- Модемы для коммутируемых телефонных линий — наиболее распространённый в XX веке и 2000-х годах тип модемов. Используют коммутируемый удалённый доступ .
- ISDN — модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий.
- DSL — используются для организации выделенных (некоммутируемых) линий средствами обычной телефонной сети. Отличаются от коммутируемых модемов тем, что используют другой частотный диапазон , а также тем, что по телефонным линиям сигнал передаётся только до АТС . Обычно позволяют одновременно с обменом данными осуществлять использование телефонной линии для переговоров.
Кабельные модемы — используются для обмена данными по специализированным кабелям — к примеру, через кабель коллективного телевидения по протоколу DOCSIS .
Радиомодемы — работают в радиодиапазоне, используют собственные наборы частот и протоколы:
- Беспроводные модемы — работают по протоколам сотовой связи ( GPRS , EDGE , 3G , LTE ) или Wi-Fi . Часто имеют исполнения в виде USB-брелока. В качестве таких модемов также часто используют терминалы мобильной связи .
- Спутниковые модемы — используются для передачи данных через радиоканал с ретрансляцией через искусственные спутники Земли .
PowerLine-модемы (стандарт ) — используют технологию передачи данных по проводам бытовой электрической сети .

Устройство

Плата модема *Acorp Sprinter@ADSL LAN120M*

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 перепрограммируемая память, в которой хранятся настройки модема ( профиль модема ) . Пользователь может изменять установки, например, используя набор AT-команд .
- RAM — оперативная память модема, используется для буферизации принимаемых и передаваемых данных, работы и прочего.

Дополнительные функции

Факс-модем — позволяет компьютеру, к которому он присоединён, принимать и передавать факсимильные изображения, как в чёрно-белом, так и в цветном виде, на другой факс-модем или обычный факс-аппарат .

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 удалённый голосовой модем, приём сообщений от него и воспроизведение их через внутренний динамик ;
использование в режиме автоответчика и для организации голосовой почты .