1. по типу используемого канала
2. по скорости передачи информации
3. по области применения
4. по исполнению
5. по реализации дополнительных функций
6. по средствам управления

Поэтому, чтобы поднять скорость передачи данных в четыре раза, достаточно было передавать два сигнала со сдвигом в 90°. Так появился протокол V.32, в котором максимальная скорость передачи данных составила 9600 bps, т. е. четырем фазовым состояниям сигнала (0°, 90°, 180° и 270°) сопоставили четыре возможные комбинации битов 00, 01,10 и 11 (рис.4.1). Дальнейшее увеличение скорости передачи данных за счет уменьшения фазового сдвига сигналов оказалось весьма проблематичным, поскольку такой сложный сигнал было очень тяжело декодировать на приемном конце из-за фазовых искажений сигнала, которые напрямую

В результате появился стандарт V.32bis, в котором максимальная скорость передачи данных ограничивалась 14400 bps при модуляционной скорости в 2400 бод. Разделив 14400 на 2400, получаем 6, а не 8. Специальный сектор стандартизации ITU-T при Международном телекоммуникационном союзе, рассмотрев все предложенные варианты, выбрал из восьми возможных шесть комбинаций сигнала, которые обеспечивали максимальную помехоустойчивость на среднестатистической аналоговой телефонной линии. Кроме этого, преследовалась и еще одна цель. Ограничив стандартом V.32bis максимальную скорость передачи данных на уровне 14400 вместо 19200 bps, ITU-T хотел создать здоровую конкуренцию между фирмами-производителями модемов.

Любая уважающая себя фирма, выпуская модем стандарта V.32bis, добавляла к нему свой фирменный протокол, позволяющий увеличить скорость передачи данных до 19200 и даже до 21600 bps. Так появились протоколы V.32 terbo в модемах таких фирм, как U.S.Robotics, ZyXEL, Multireel"), Motorola и др. Однако борьба кланов привела к резкой несовместимости модемов различных фирм из-за выбора разных схем кодирования и модуляционных скоростей. В лидеры же вырвались двое - ZyXEL и U.S.Robotics. Первая предложила протокол ZyXEL 19200 для зашумленных линий связи, позволявший устойчиво соединяться на скоростях до 19200 bps, а вторая - протокол HST, обеспечивающий соединение на скоростях до 21600 bps, причем на таких плохих линиях связи, где было невозможно достичь устойчивого соединения с использованием протокола V.32bis. Были и другие варианты протоколов. Следует отметить модемы WordBlazer и FastBlazer фирмы Telebit, которые могли подстраиваться под канал связи, выбирая оптимальные значения несущих частот. Однако цена таких устройств была уж слишком велика (порядка $1500-2000), из-за чего они не смогли получить широкого распространения.

Начиная с 1991 г. ведущие производители модемов стали работать над увеличением скорости соединения вплоть до 28800 bps. Фирма Rockwell International предложила протокол V.Fast, ставший стандартом де-факто (позже он был переименован в V.FC). Однако истинным стандартом V.FC так и не стал, поскольку остальные производители модемов по разным причинам не захотели использовать в своих изделиях фирменные наборы микросхем Rockwell.

И вот в 1994 г. ITU-T наконец-то принял долгожданный стандарт V.34 для связи по обычным аналоговым телефонным линиям связи на скоростях до 28800 и даже до 33600 bps. В настоящее время подавляющее большинство модемов поддерживают именно этот стандарт. В отличие от всех предыдущих, модуляционная скорость которых не превышала 2400 бод, в V.34 добавлены обязательные к применению модуляционные скорости -3000 и 3200 бод, а также дополнительные - 2743, 2800 и 3429 бод. Естественно, что их увеличение накладывает более жесткие требования к качеству телефонного канала связи. В стандарте V.34 скорость передачи данных может изменяться от 2400 до 28800 bps с шагом в 2400. В процессе разработки предполагалось, что в окончательный вариант будут включены скорости до 32 Kbps. Однако в середине декабря 1993 г. комиссией по разработке стандарта V.34 было принято решение ограничить скорость передачи данных до 28800 бит/с, а более высокие скорости опять-таки “отдать на откуп” фирмам-производителям модемов для развития здоровой конкуренции. Фактически, с принятием стандарта V.34 разработчики подошли к теоретическому пределу, скорости передачи данных по аналоговым телефонным каналам связи. Дальнейшее ее повышение стало уже невозможно без применения иного подхода, поскольку ширина полосы пропускания телефонного канала связи ограничена соотношением 1 Hz = 1 бод, т. е. для достижения максимально возможной скорости по стандарту V.34 ширина полосы телефонного канала связи должна быть больше 3429 Hz. Кроме того, количество позиций в модуляционном пространстве, позволяющее закодировать в одном боде несколько бит, практически подошло к уровню шумов. А значит, дальнейшее увеличение позиций модуляционного пространства уже не будет различимо на приемной стороне из-за фазовых искажений и шумов.

Использование протокола V.34 позволяет при прочих равных условиях резко повысить скорость и устойчивость соединения по сравнению со стандартом V.32. Это объясняется некоторыми новшествами: оптимальным выбором несущей частоты сигнала в диапазоне 1600-2000 Hz, подстройкой к характеристикам телефонного канала, а также более современным методом кодирования сигнала (адаптивное перекодирование и четырехмерное решетчатое кодирование). Кроме того, V.34 предоставляет некоторые дополнительные возможности, такие как полудуплексный режим для факсимильной связи, вторичный канал на 200 bps, использование процедуры V.8 (V.id) для быстрого установления соединения, асимметрия скорости передачи данных в разных направлениях.

Таким образом, можно констатировать, что V.34 - это последний протокол передачи данных по аналоговым линиям связи на скоростях близких к теоретическим. Вряд ли в ближайшее время появятся его вариации, позволяющие поднять скорость соединения вплоть до 35 Kbps, поскольку теоретический предел, как правило, в технических реализациях является недостижимым.

Как же удалось в протоколе V.90 поднять скорость передачи данных до 56 Kbps? Характерно, что скорость эта достижима только в одном направлении - от провайдера к конечному потребителю - за счет использования режима цифровой (а не аналоговой) передачи данных. В обратном направлении данные “текут” со скоростями, не превышающими 33600 bps, поскольку они передаются в обычном аналоговом режиме с использованием протокола V.34.

По заявлению ITU-T, введение протокола V.90 позволило провайдерам Internet поднять обслуживание своих клиентов на качественно новый уровень, обеспечив почти двукратное повышение скорости передачи данных до конечного потребителя. Для обеспечения такого сервиса у провайдера должно быть установлено специальное оборудование, поддерживающее режим цифровой передачи данных. Как правило, это серверы доступа таких известных фирм-производителей, как Ascend, Cisco, Livingston и ЗСом, удельная стоимость которых еще до недавнего времени составляла до тысячи долларов на один канал V.90. Правда, сегодня в Украину уже поставляется оборудование с удельной ценой порта около $400, но и это, согласитесь, немало.

Поэтому соединение двух модемов, поддерживающих протокол V.90 на скоростях до 56 Kbps, невозможно, так как для этого необходимо сложное оборудование. Без него в лучшем случае можно получить скорость 28800 или 31200 bps, а учитывая качество отечественных телефонных каналов связи, и того ниже. Иными словами, модем с протоколом V.90, в 90% случаев будет соединяться с такими же модемами на скоростях, оговоренных стандартом V.34.

Стандарт V.90 еще называют V.PCM (Pulse Coded Modulation) или стандартом импульсно-кодовой модуляцией. При этом использование данного вида модуляции не нарушает требований протокола V.34 и других морально устаревших аналоговых стандартов. Таким образом, согласно V.90 поток данных, поступающих от провайдера к конечному потребителю, не проходит фазу аналогового кодирования. Вместо этого данные кодируются по методу РСМ, причем импульсы передаются на разных уровнях сигнала.

Естественно, что использование протокола V.90 накладывает очень жесткие условия на качество телефонных каналов связи и самой АТС. Причем пользовательская АТС и АТС провайдера должны быть цифровыми. Это требование не является чрезмерным, поскольку сейчас модемные пулы практически всех ведущих украинских провайдеров установлены на цифровых АТС.

В цифровой телефонии частота сигнала дискретизации составляет 8 kHz, а число уровней дискретизации - 256, что соответствует восьми разрядам, поэтому максимальная скорость передачи данных может составлять 64 Kbps. Откуда же взялось ограничение в 56 Kbps в протоколе V.90? Дело в том, что понижение уровня передачи данных с 64 до 56 Kbps преследовало две цели. Во-первых, уменьшить нелинейные характеристики аналогового оборудования, которое обеспечивает связь с конечным потребителем, и во-вторых, уменьшить уровень шумов и перекрестных помех между соседними телефонными каналами.

При использовании модемов и обычных телефонных линий связи обмен данными ведется на одной из стандартных скоростей - 2400, 4800, 7200, 9600,12000,14400, 16800, 19200, 21600, 24000, 26400, 28800, 31200 и 33600 bps. Отметим, что на указанных скоростях данные могут как приниматься, так и передаваться. При использовании стандарта V.90 модемы могут принимать цифровые данные на одной из следующих скоростей - 28000, 29333, 30666,32000,33333, 34666, 36000,37333, 38666, 40000, 41333, 42666, 44000,45333, 46666, 48000,49333, 50666,52000,53333, 54666,56000 и 57333 bps. Для удовлетворения части 15 правил, принятых Федеральной комиссией по связи (FCC), ограничивающих уровни электромагнитных излучений электрических приборов, передача цифровых данных на скоростях выше 53 Kbps noобычным телефонным каналам запрещена. Поэтому даже при использовании протокола V.90 и отличного телефонного канала скорость передачи данных не превысит 53 Kbps. На практике же модемы крайне редко соединяются на скоростях, превышающих 44 Kbps.

Раздел 5: Области применения модемов. Линии связи.

Выделенная линия связи (физическая линия) - соединение оконечных устройств посредством медного телефонного кабеля, как правило городской телефонной сети. Дальность и скорость на таких линиях связи определяются исключительно электрическими характеристиками кабеля. К таким характеристикам относятся:

• длина линии связи;
• диаметр жил медного кабеля;
• сопротивление изоляции;
• качество соединений участков кабеля (в телефонных кроссовых шкафах или кроссах АТС);
• полоса пропускания.

Для достижения максимально качественной передачи данных по таким линиям следует учитывать следующее:

• длину и диаметр жил медного кабеля возможно скомпенсировать увеличением мощности передаваемого сигнала, однако при очень большом уровне модем может начать забивать принимаемый сигнал и сигналы, передаваемые по другим парам того же кабеля;
• сопротивление изоляции невозможно скомпенсировать параметрами модемов - низкое сопротивление медного кабеля проявляется в виде переходных помех между парами и резким ухудшением качества связи в сырую погоду;
• некачественное соединение участков кабеля проявляется в виде "потрескиваний", внезапными
  пропаданиями и появлениями связи;
• стандартная полоса пропускания кабеля 300 - 3400 Гц и уменьшается с увеличением длины линии связи из-за увеличения емкости и уменьшения сопротивления изоляции

Рекомендуемое значение мощности передаваемого сигнала -9 .. -10 дб на передаче и -10..-18 на приеме (работало и на -30 дб при меньшей скорости).

Низкое сопротивление изоляции и некачественное соединение участков кабеля проявляются на слух как фон переменного тока, прослушивание приглушенных телефонных переговоров или посторонних сигналов с других пар. При неисправности кабеля, или его намокании возможно появление "земли", которая проявляется также как и в случае низкого сопротивления изоляции, либо на паре прослушивается вещание радиостанции (получается простейший детекторный приемник). Устранение этого дефекта возможно либо заменой пары, некачественной муфты в месте спайки кабеля (просушкой кабеля и установкой муфты), либо выявлением места появления "земли" на паре.

Все перечисленные параметры влияют на соотношение сигнал/шум, который должен быть не менее -35..-40 дб. При меньшем соотношении может происходить потеря пакетов, которая снизит скорость передачи данных, а в случае передачи голосовой информации посредством оборудования голос - данные выпадением отдельных звуков. Можно проследить за показаниями параметра "качество линии", который не должен быть в пределах 8..9 (по 9-тибальной шкале).
По окончании установки модема, через некоторый промежуток времени необходимо посмотреть количество "Training". Если возникает изменение скорости модемов в результате изменения параметров линии, необходимо выбрать меньшую скорость, причем если скорость занижается до 14,4 кБит/с, то стоит перейти на протокол V.32bis.

Как правило телефонному каналу связи предшествует выделенная линия связи. Характеристики и правила подключения действуют те же, что и для выделенных линий связи, но появляются и новые.

Из норм на электрические параметры междугородных каналов связи известно, что уровень передаваемого в канал ТЧ сигнала -1,5 Нп, а принимаемого сигнала +0,5 Нп. Это означает, что канал ТЧ усиливает сигнал на +2,0 Нп. Для нормальной работы аппаратуры уплотнения уровень мощности на передаче не должен превышать -23 дб. Значит для эмуляции "медной проволоки" из канала ТЧ необходимо (уровень мощности передачи модема -10 дб) ослабить на -13 дб (-2,0 Нп). Такое затухание имеют транзитные удлинители на междугородных каналах ТЧ (используются при транзитах через пункты переприема). При подключении модема к каналу необходимо обратиться к техникам с просьбой установить такой удлинитель на передачу с обеих сторон канала. В случае отсутствия такового используют удлинитель из пяти сопротивлений примерно 130..270 Ом (главное все одинакового номинала).

Важным параметром является количество переприемов на канале ТЧ. При большом количестве переприемов сигнала происходит искажение фазы, незаметное на слух, но критичное для работы модема. Современные модемы рассчитаны на 2-3 переприема. При большем их количестве происходит падение скорости или даже невозможность установления связи. Кроме того, если полоса пропускания выдерживается в пределах 300-3400 Гц, то отношение сигнал/шум зависит от используемого типа оборудования уплотнения каналов ТЧ.
Следует обратить внимание на результаты значений "Биение", которое не должно превышать 1 градус и "Отклонение частоты" 1..2 Гц.

Перед установкой модемов необходимо послушать наличие посторонних шумов в канале ТЧ. При этом допускается тихое, однотонное шипение без шорохов и завываний (особенно с изменяемой амплитудой).

На одном из каналов в другом городе модемы отказались обеспечивать устойчивое соединение. Причиной тому стало подключение в одну первичную группу оборудования уплотнения каналов "К 60-П" третьего модема. После переключения модема в другую первичную группу работа модемов нормализовалась.

В другом городе не удавалось добиться достаточного соотношения сигнал/шум из-за большого количества участков переприема, при этом скорость соединения изменялась "на глазах" от 2400 до 19200 бит/с. Добиться сравнительно хорошего качества и скорости соединения 21600 бит/с удалось установкой на одной из приемной сторон делителя.

Телефонные сети существовали еще за 160 лет до становления электронных устройств. Первые слова, переданные доктором Бэлом через говорящий телеграф, были переданы электрическими сигналами в аналоговой форме. На этих же принципах основывается телефонная связь и в наши дни. Хотя, строго говоря, цифровая связь старше телефонной - первый телеграф опередил телефон почти на три десятилетия (С.Морзе заставил работать свой аппарат в 1844 году)- но цифровая технология постоянного тока была создана только недавно.

С течением времени телефонная система сформировалась в огромную международную телефонную сеть, способную обрабатывать миллионы аналоговых сигналов одновременно и передавать их от одного телефонного аппарата к другому, разбросанным по всему миру. Хотя телефонные компании для передачи информации между телефонными станциями, входные и выходные окончания цепей по-прежнему работают с аналоговыми сигналами.

За более чем 100 лет в телефонии было внедрено множество открытий; одно из них - уплотнение каналов связи, позволяющее по одному физическому каналу передавать множество телефонных переговоров. А чтобы соседние телефонные каналы не влияли друг на друга, для них была выделена жесткая полоса 4 KHz. Именно эта полоса и сдерживает развитие модемной технологии в направлении увеличения скорости передачи данных.

Телефонная система была предназначена только для обработки сигналов аналоговой формы, потому что вся передаваемая информация поступала через микрофон. И уже сегодня она не справляется с возросшими требованиями по скорости и качеству передачи данных. Уже почти достигнуты теоретические пределы скорости и качества передачи данных, которые могут обеспечить телефонные линии. И если раньше скорости модемов повышались так же быстро, как тактовые частоты процессоров, ожидать подобного в будущем уже не приходится. Во-вторых, объемы передаваемой информации возрастают буквально катастрофическими темпами (файлы документов и презентаций, пересылаемые по электронной почте, версии обновления ПО, новые драйверы аппаратных средств и т.д.).

Тем не менее вряд ли следует ожидать быстрого умирания модемной технологии. Скорее всего, цифровые линии связи со временем полностью вытеснят модемы из сферы профессиональной передачи информации, однако последние еще довольно долго будут применяться абонентами сети для любительской связи и соединения с провайдером Internet. Вообще говоря, отечественный пользователь вправе ожидать от той части компьютерной промышленности, которая выпускает модемы, что она, наконец, повернется к нему лицом, и обусловлено это следующим. С одной стороны, масштабы отечественного рынка достаточно велики, и его потенциал далеко не исчерпан. С другой, трудно надеяться на то, что коаксиальный кабель или витая пара придут в обозримом будущем в каждый дом. К сказанному можно добавить, что по ряду объективных и субъективных причин в ближайшее время вряд ли можно рассчитывать на существенное улучшение качества каналов связи, а это значит, что для нас с вами потребность не просто в модемах, а в хороших модемах будет актуальной еще не один год. Кроме того, украинские требования к аппаратуре передачи цифрового сигнала по телефонным сетям несколько отличаются от стандартов других стран, в частности США, поэтому адаптация модемов с учетом отечественных стандартов может принести весьма существенный выигрыш в скорости передачи информации, особенно на плохих линиях.

Раздел 6: Проблемы использования модемов на отечественных телефонных линиях.

Телефонная линия может иметь параметры, близкие к идеальным лишь в том случае, если сигнал, поступивший на вход без изменения будет получен на выходе. Однако близким к идеальному может быть лишь короткий кусок провода. В линиях имеются паразитные емкость, индуктивность и конечное сопротивление проводов. Все это приводит к затуханию сигнала, причем на разных частотах по-разному. Плюс к этому для связи между АТС используется аппаратура уплотнения, вносящая дополнительные искажения: шумы квантования и сдвиги частот. На слух это воспринимается как шум и тембра голоса говорящего.

Очевиден факт, что наши телефонные линии уступают западным. Основные проблемы, которые возникают при использовании модемов на наших телефонных линиях - это низкая пропускная способность в целом, "плавающие" характеристики канала связи, частые всплески шумов, паразитные гудки "занято" и прочие помехи. К тому же сигналы "занято" не всегда соответствуют общепринятому стандарту.

Так для устранения этих проблем необходима полная реорганизация телефонной сети, то единственное, что остается- это приспосабливаться к ней. Каждый модем можно и нужно настраивать под свои конкретные условия. При этом стоит отметить, что разные модемы обладают разной способностью к настройке, правильное проведение которой позволяет существенно улучшить производительность работы с ними. Основные проблемы, характерные для отечественных телефонных линий и исправимые с помощью настройки- это завышение начальной скорости соединения , неоптимальный выбор частоты несущей и скорости передачи а так же неверное переключение скоростей при работе , обрыв связи при щелчках в линии и некорректное распознавание сигнала "занято".

• Наличие в телефонных розетках подключенного параллельно линии конденсатора номиналом 0,1...0,5 мкф. Необходимо удалить конденсатор, отключить все параллельные телефоны.
• Уровень сигнала ниже уровня, требуемого модемом (слабый сигнал в телефонной линии, является довольно частой причиной отсутствия связи между двумя модемами). Необходимо поднять уровень выходного сигнала модема, хотя имеется такая возможность далеко не всегда. Как правило, изменение уровня выходного сигнала осуществляется путем записи соответствующего значения в один из S-регистров. В более старых моделях на задней стенке может быть специальный регулятор. По умолчанию уровень выходного сигнала модемов устанавливается в пределах -8...-12 дБ. Необходимо поднять его до -4...-6 дБ. На модемах US Robotics можно добавить в строку инициализации команду ATS39=4. He стоит подымать уровень выходного сигнала в линии больше -4 дБ, поскольку это может вызвать перегрузку входных аналоговых цепей АТС и привести к противоположному эффекту.
• Модем "не слышит" модема провайдера. Необходимо задействовать усилитель телефонного сигнала. В некоторых модемах есть специальный регулятор чувствительности приемника. У USR Courier - это регистр +S18, значение которого по умолчанию равно 2. Попытайтесь увеличить это число на несколько единиц с помощью команды AT+S18=5.

3. Модем связывается, но в процессе передачи данных часто прерывает передачу данных на длительное время, достаточно часто обрывает соединение . Это связано с тем, что большинство модемов устанавливают скорость соединения в соответствии с соотношением сигнал/шум (SNR- signal to noise ratio). При этом существуют помехи, не отражающиеся сильно на соотношении SNR, но в значительной мере мешающие передаче данных. Настройка модема здесь мало чем может помочь - все что возможно сделать зависит только от производителей.
4. Модем ни с того ни с сего вдруг кладет трубку . Это объясняется тем, что на отечественных линиях часто возникают не предсказуемые всплески шумов. При этом не адаптированные и не настроенные модемы при этом инициируют retrain. Некоторые модемы (например, IDC) ждут 3 с. Часто качество линии снова возвращается к прежнему уровню, и можно обойтись без retrain. В некоторых модемах (например, ZyXEL) можно установить в регистрах время отклика на потерю несущей, установив его на любую величину.
5. При дозвоне после набора номера из динамика слышны короткие гудки сигнала "Занято", а модем не кладет трубку и не возвращает строку BUSY . Устойчивое распознание сигнала "Занято" - достаточно важное достоинство модема. Без него телефонная линия надолго занимается модемом при попытке куда-либо дозвониться. Обычно на отечественных телефонных линиях модемы не определяют сигнала BUSY из-за того, что частота гудка сильно отклоняется от стандарта в 425 Гц. Помимо того сигнал может быть слишком слабым. Увеличить чувствительность модема сигналам АТС можно при помощи изменения содержимого регистра S91 - его значение задается в диапазоне от 0 до 45 Дб. Однако это делать не рекомендуется, т.к. оно влияет на модем и во время режима обмена данными и приводит к искажению сигнала.
6. Повышенный уровень сигнала в линии также влияет на качество и устойчивость соединения двух модемов. Чувствительность входного усилителя модема очень велика. Он обеспечивает устойчивое соединение при уровне входного сигнала -35...-40 дБ и даже ниже. Повышенный сигнал в линии приводит к перегрузке и нарушению нормальной работы аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Поэтому, если качество связи с провайдером очень плохое, необходимо запустить терминальную программу. Если содержимое строки, которая выводится после соединения, наподобие CONNECT 9600/V32/NONE вместо CONNECT 28800/V34/ARQ/V42bis, необходимо уменьшить уровень сигнала в линии. Для этого включить в разрыв телефонной линии, идущей к модему, два резистора (рис 1). Их номинал придется подобрать опытным путем; как правило, это 100...500 Ом.

8. Неравномерность частотной характеристики телефонного канала связи . На рис. 3 приведены амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) трех телефонных каналов, измеренные с помощью встроенных средств модема USR Courier. Связь осуществлялась с тремя модемами, установленными на разных АТС Киева. Зеленой линией обозначен уровень -36 дБ, при котором еще возможна качественная связь, сиреневой - минимальный уровень сигнала, когда модем еще может выделить данные из шумов. Однако устойчивая связь при таком уровне сигнала уже невозможна.

9. Кратковременное пропадание несущей . Иногда в телефонных каналах, особенно при связи на больших расстояниях, кратковременно на 0,1...0,5 с пропадает сигнал. И хотя качественная связь в этом случае невозможна, все-таки добиться устойчивой работы соединения можно. По умолчанию модем ждет появления несущей не более 0,5 с, после чего “вешает” трубку. При работе на отечественных телефонных линиях указанный интервал следует увеличить до 1,5...2,5 с. Для этого нужно в регистр S10 поместить значение интервала в десятых долях секунды. Например, ATS10=25.
10. Импульсные помехи . Если в телефонной трубке слышен треск, то, скорее всего, на такой линии не будет работать ни один модем. Рекомендуется переключить модем в режим 1200...2400 bps или отключить режим коррекции ошибок MNP5, оставив только V42.bis. Строка инициализации модема будет выглядеть так: AT S58=33 S56=224 S27=20 S34=7 &K3 &M5. В ней дополнительно включаются режимы выборочной компрессии данных и режим ARQ.
11. Использование цифровых гибридных офисных мини-АТС . Существуют два типа мини-АТС: аналоговые и цифровые. Как правило, аналоговая станция рассчитана на небольшое число абонентов (от 8 до 16) и при ее использовании с модемом не возникает никаких проблем. Цифровые мини-АТС позволяют подключать от 16 до 64 абонентов, причем некоторые станции делают невозможной работу модема на высокоскоростных протоколах V.34 и V.90. Аналогичные проблемы возникают при использовании аппаратуры уплотнения телефонных каналов. Выход один: попытаться включить модем непосредственно в прямую телефонную линию.
12. Несоответствие прошивки модема телефонной линии. Большинство модемов рассчитаны на телефонные каналы с более или менее стандартными характеристиками. Практически все современные модемы имеют Flash-память, в которую загружается микропрограмма работы модема. Некоторые фирмы-производители модемов предлагают несколько прошивок, адаптированных для разных телефонных линий. Поэтому покупая модем, обязательно поинтересуйтесь у продавца, сертифицирован ли он для работы на отечественных телефонных линиях. Процедура смены прошивки несложна, однако к ней нужно тщательно подготовиться и изучить инструкции. Перед загрузкой новой прошивки обязательно сделайте копию старой, чтобы в случае неудачи вернуться к ее исходному варианту. Обычно вместе с новой прошивкой поставляется и один из вариантов старой.
13. Еще одна проблема, с которой сталкиваются пользователи зарубежных модемов, не сертифицированных для отечественных АТС - проблема разности напряжений. Напряжение на аналоговых АТС старого образца составляет 60 В против 48 В для зарубежных АТС, на которые рассчитаны модемы. Выходов из этого положения несколько. Можно либо убрать в настройках модема команды "дожидаться гудка в линии", либо убрать переход в командный режим после выдачи ATDP. Второе реализуется в INF файле программного обеспечения модема, где закомментирован суффикс "";"". Другой - самый простой и логичный в данной ситуации метод- добиться понижения напряжения, путем ограничения напряжения, поступающего на модем сопротивлением порядка 150 Ом. Но этот способ незамедлительно ухудшит и без того плохое качество приема/передачи данных при все тех же шумах. Поэтому следует отдать предпочтение третьему способу, когда вместо сопротивления используется двунаправленный стабилитрон на напряжение 12 В, зашунтированный конденсатором на 1,0 МкФ. Конструкция соединяется с одним из телефонных проводов и входом модема. В идеале, если все перечисленные выше рекомендации ни к чему не привели, необходимо связаться с администрацией телефонного узла и объяснить им суть проблемы. Иногда проблему удается решить путем перекоммутации телефонного номера на свободную пару. При этом придется зарегистрировать модем и в таком случае можно будет официально требовать, чтобы параметры телефонной линии соответствовали стандартам, принятым для устройств передачи данных. Кардинальный способ решения рассматриваемой проблемы - замена телефонного номера и подключение к цифровой АТС .

Существуют также особенности, характерные для некоторых конкретных видов АТС, например, АТС "КВАНТ". Проблема в том, что модемы, используемые на телефонных линиях этих АТС, не могут самостоятельно "снять трубку" для набора номера. Это объясняется тем, что сопротивление модемов в состоянии "трубка снята" гораздо выше ( а импульс тока меньше), чем нужно АТС "КВАНТ", чтобы распознать сигнал "трубка снята". Некоторые производители модемов проводят так называемую "КВАНТ-доработку", обеспечивая полную совместимость.

Большинство телефонных станций бывшего СССР позволяют производить автоматическое определение номера (АОН) вызывающего абонента. Порядок действий следующий: в течение 1 сек. После снятия трубки в ответ на входящий звонок аппарат посылает запрос на посылку АОН - короткий гудок частотой 500 Гц. Услышав его, АТС присылает номер звонящего абонента в закодированном виде. Некоторые модели модемов (например, ZyXEL и IDC) умеют выполнять АОН, когда отвечают на входящий звонок. Если записать в регистр большое S95 для не голосовых и S125 для голосовых моделей число 2, то при автоответе или выполнении команды ATA модем задействует АОН и выдаст номер звонящего среди других сообщений о соединении. На большинстве цифровых телефонных линий реализуется распространенная заграницей функция Caller ID (identification) - аналог отечественной функции АОН. При этом вместе с номером абонента высылаются и другие данные о нем (имя, фамилия). Эта функция в отличии от АОН реализована в большинстве современных моделей модемов.

Курсовая работа по дисциплине "Вычислительные системы" студента третьего курса Института Прикладного Системного Анализа при Национальном Техническом Университете Украины "Киевском Политехническом Институте" Яковлева Андрея Сергеевича на тему "Модемы". Выполнен под руководством доктора технических наук доцента Тимошенко Юрия Александровича.

Работа занимает 35 страниц.

содержит следующие рисунки:

рис.1.1: Функциональная схема модема.

рис. 3.1: Соединение модемов.

рис. 4.1: Фазовая модуляция: сопоставление битовых комбинаций для стандарта V.32.

рис. 4.2: Амплитудная модуляция.

рис. 4.3: Квадратурная модуляция.

рис. 6.1: Схема понижения уровня сигнала в линии.

рис. 6.2: Схема понижения уровня высокочастотных помех.

рис. 6.3: АЧХ цифровых и аналоговых телефонных линий г. Киева

Таблицы:

таб.1.1: Зависимость скорости передачи данных от длины соединительного кабеля.

таб.3.1: Совместимость модемов X2,V.34,V.90,K56flex.

таб.4.1: Сравнение скоростей передачи данных в различных протоколах.

Таб.5.1: Параметры различных типов телефонных линий.

Модем является устройством, позволяющему превратить компьютер из обособленной машины в звено глобальной сети. Компьютер давно уже перестал быть машиной, предназначенной только для вычислений, объединив в себе множество других функций, реализуемых современными цифровыми технологиями. Само название "модем" определили процессы модуляции и демодуляции, выполняемые им, при помощи которых осуществляются основные функции по передаче и приему информации.

Поскольку исторически сложилось так, что основным и самым распространенным средством коммуникации являются телефонные аналоговые сети, а компьютер является устройством сугубо цифровым, понадобилось некое аналого-цифровое устройство, позволившее бы осуществлять связь между двумя удаленными цифровыми устройствами (компьютерами) посредством аналогового канала связи. Именно эти функции и сочетает в себе модем, преобразуя цифровые сигналы в аналоговую форму (модулируя) различным образом. Модем, расположенный с противоположной стороны, преобразует ( демодулирует ) полученный сигнал, получая на выходе в цифровом виде информацию, переданную первым модемом. Для того, чтоб получать неискаженную информацию и иметь возможность ее прочитать, используются различные протоколы передачи данных. Каждый из протоколов имеет набор критериев, отличающих его от других протоколов: тип и параметры модуляции, наличие или отсутствие дуплексной связи, порядок установки связи и многое другое.

На сегодняшний день модем является самым распространенным и самым дешевым устройством, при помощи которого можно получить доступ во всемирную компьютерную сеть Интернет. Конкуренция на рынке аппаратного обеспечения заставляет ведущих производителей модемов и комплектующих к ним, таких как 3Сom/US Robotics, Lucent, ZyXEL, Rockwell, внедрять в жизнь новые разработки, совершенствовать и удешевлять старые, что в конечном счете благотворно отражается на пользователе модемов.

При передаче информации модемом крайне важны такие параметры как набор поддерживаемых скоростей и максимальная скорость передачи и приема данных, способность легко устанавливать и устойчиво удерживать установленное соединение, поддерживать стабильность характеристик соединения.

До недавнего времени с успехом использовалось соединение с максимальной скоростью 33,6 Кб/c, что считалось порогом скорости передачи и приема данных по коммутируемым телефонным линиям связи.

Однако, принятый 6 февраля 1998 года в Женеве Международным Телекоммуникационным Союзом цифровой стандарт передачи данных V.90 в очередной раз заставил серьезно задуматься как производителей модемов, так и конечных их пользователей. Достигнутая при помощи этого протокола скорость передачи данных 56Кб/c теоретически является максимально возможной для телефонной линии связи. Однако это новшество в очередной раз оставило позади пользователей, качество телефонных каналов связи которых и без того оставляло желать лучшего. К сожалению в этой области даже самые приспособленные к работе в зашумленных условиях модемы зачастую бывают бессильны, как бы не пытались адаптировать их производители.

По оценкам специалистов, данная проблема является актуальной для более чем 75% пользователей модемов в странах на территории бывшего Советского Союза. Надо отметить, что модемы ведущих фирм и фирм, специализирующихся на производстве модемов для линий, технические характеристики которых далеки от нормы, с успехом позволяют помочь пользователю не задумываться над тем, какие сложности они преодолевают для установления качественной и устойчивой связи. Но, к сожалению, большинству модемов это все-таки не под силу. В этом случае необходим точный анализ проблемной ситуации и коррекция работы модема в соответствии с этим посредством изменения содержимого регистров, отвечающих за те или иные параметры модема, что более подробно рассмотрено в разделе 6 данной работы.

Другой важный аспект- выбор провайдера, что тоже зачастую напрямую связано с вышеуказанным. Например, модем автора Motorola SpeedCom+ стандарта V.90 не может обеспечить связь с провайдером Infocom, так же поддерживающим этот стандарт со скоростью, превышающей 21600 б/c. Но к сожалению, большая часть фирм, работающих на украинском рынке компьютерных комплектующих и модемов в том числе, не предупреждает покупателей о том, что их современные модемы могут сделать "шаг назад" при эксплуатации на отечественных линиях.

При n=0 ответ происходит цифровым кодом,

при n=1 модем отвечает в символьном виде на английском языке.

Использование цифровой формы ответа облегчает обработку результатов выполнения команды при написании собственных программ управления модемом.

Существуют два способа отключения модема от линии:

стандартный, когда модем получает неактивный сигнал DTR от компьютера;

принудительный, когда модем получает от удаленного модема сигнал перерыва BREAK.

Команда ATH0 направляет удаленному модему сигнал перерыва BREAK, который длится 4с.

При n=0 модем отключается стандартно,

при n=1 модем отключается после получения из линии сигнала BREAK.

При n=0 сигнал DCD всегда активен,

при n=1 сигнал DCD устанавливается только тогда, когда модем обнаруживает несущую частоту от удаленного модема.

При n=0 модем игнорирует DTR,

n=1 - при потере сигнала DTR модем переходит в командный режим работы,

n=2 - при потере сигнала DTR модем прекращает связь, отключается от линии, отключает режим автоответа и переходит в командный режим работы,

n=3 - при потере сигнала DTR автоматически сбрасывается конфигурация модема, как при выполнении команды ATZ. Модем обнаруживает потерю сигнала DTR, если сигнал DTR отсутствует дольше времени, определенного в регистре модема S25.

n=0 - защитная частота выключена,

n=1 - модем генерирует защитную частоту 550 Hz,

n=2 - модем генерирует защитную частоту 1800 Hz. Использование данной команды зависит от особенностей телефонной линии.

При n=0 передача по обычным (коммутируемым) линиям связи,

n=1 передача по выделенным каналам.

При n=0 устанавливается асинхронный режим,

при n=1,2,3 устанавливается синхронный режим.

При n=0 – коэффициент заполнения замыкание/интервал 39/61 (Америка),

при n=1 - 33/67 (Англия).

n=0 - сигнал переходит в активное состояние после получения сигнала RTS. Данные, передаваемые модему до поступления сигнала RTS, игнорируются.

n=1 - модем игнорирует RTS.

При n=0 сигнал DSR активен всегда,

при n=1 сигнал DSR активизируется только после окончания этапа установления связи между модемами.

&Zn - Используется для записи телефонного номера в энергонезависимую память модема. Количество телефонов зависит от модели модема.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

Так же использованы материалы с сайтов:

Корпорация 3Соm: www.3com.ru/products/modems/index.html

Корпорация Motorola: www.motorola.ru/products/internet_networking/inf_links/default.htm

Сервер информационных технологий: www.citforum.ru/internet/comer/gl1.shtml

Analytic TelecomSystems www.analytic.ru/modem_test.html; www.analytic.ru/documents.html

Журнал CHIP: chip.com.ua

Журнал "Подводная лодка": www.submarine.ru

Журнал PCworld: www.osp.ru/pcworld