Модем

Внешние модемы различных марок

Моде́м (акроним, составленный из слов модулятор и демодулятор) в устройство, применяющееся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации, и выполняющее функцию модуляции при передаче сигнала и демодуляции при приёме сигнала из канала связи (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 в 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 через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем). Ранее модемы применялись также в сотовых телефонах (пока не были вытеснены цифровыми способами передачи данных).

История

Акустический модем

Компания AT&T Dataphone Modems в Соединённых 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 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 Hayes Microcomputer Products. Модем стоил 380 долл. и работал со скоростью 110/300 бит/сек.

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

Виды компьютерных модемов

Внешний модем U.S. Robotics Courier V34

Внутренний модем для шины PCI

Аппаратный модем промышленного класса

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 в подключаются через COM-, LPT-, USB- или Ethernet-порт, обычно имеют отдельный блок питания (существуют и USB-модемы с питанием от шины USB).
• внутренние в дополнительно устанавливаются внутрь системного блока или ноутбука (в слот ISA, PCI, PCI-E, PCMCIA, AMR/CNR).
• встроенные в являются частью устройства, куда встроены (материнской платы, ноутбука или док-станции).

По принципу работы

• аппаратные в 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.
• программные (софт-модемы, host based soft-modem) в 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 преобразователи (ЦАП и АЦП), а также контроллер интерфейса (например USB).
• полупрограммные (controller based soft-modem) в модемы, в которых часть функций модема выполняет компьютер, к которому подключён модем.

По типу сети и соединения

• Модемы для телефонных линий:
  • Модемы для коммутируемых телефонных линий в наиболее распространённый в XX веке и 2000-х годах тип модемов. Используют коммутируемый удалённый доступ.
  • ISDN в модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий.
  • DSL в 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 передается только до АТС. Обычно позволяют одновременно с обменом данными осуществлять использование телефонной линии для переговоров.
• Кабельные модемы в используются для обмена данными по специализированным кабелям в к примеру, через кабель коллективного телевидения по протоколу DOCSIS.
• Радиомодемы в работают в радиодиапазоне, используют собственные наборы частот и протоколы:
  • Беспроводные модемы в работают по протоколам сотовой связи (GPRS, EDGE, 3G, LTE) или Wi-Fi. Часто имеют исполнения в виде USB-брелка. В качестве таких модемов также часто используют терминалы мобильной связи.
  • Спутниковые модемы в используются для организации спутникового Интернета. Принимают и обрабатывают сигнал, полученный со спутника.
• PowerLine-модемы (стандарт HomePlug) в используют технологию передачи данных по проводам бытовой электрической сети.

Устройство

Плата модема Acorp Sprinter@ADSL LAN120M

1. Порты ввода-вывода в схемы, предназначенные для обмена данными между телефонной линией и модемом с одной стороны, и модемом и компьютером в с другой. Для взаимодействия с аналоговой телефонной линией зачастую используется трансформатор.
2. 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.
3. Контроллер управляет обменом с компьютером.
4. Микросхемы памяти:
   • ROM в энергонезависимая память, в которой хранится микропрограмма управления модемом в 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 в энергонезависимая электрически перепрограммируемая память, в которой хранятся настройки модема (профиль модема). Пользователь может изменять установки, например, используя набор AT-команд.
   • RAM в оперативная память модема, используется для буферизации принимаемых и передаваемых данных, работы алгоритмов сжатия и прочего.

Дополнительные функции

Факс-модем в позволяет компьютеру, к которому он присоединён, передавать и принимать факсимильные изображения на другой факс-модем или обычный факс-аппарат.

Голосовой модем в 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.

См. также

• Протоколы модемной связи
• Голосовой модем
• Модемный пул
• Импульсный и тональный наборы

Ссылки

Статьи

• Технологии недавнего прошлого: краткая история dial-up-модемов  (рус.)
• модемы инструкции и их интерфейсы  (рус.)

Записи звуковых сигналов

• [1]