Какие виды и типы модемов бывают. Зачем нужен модем и что это вообще такое

Многие слышали слово «модем», и многие понимают значение данного слова. Сразу же напомню, что данное устройство зачастую используется для подключения компьютера к интернету . В этой статье мы попробуем более подробно разобраться с функциями данного девайса, видами модемов и принципами их функционирования.

Рис. 1

Для начала разберёмся с названием, почему именно модем ? Всё очень просто, слово произошло в результате слияния двух слов: модулятор и демодулятор, соответственно он модулирует и демодулирует сигнал. Модем производит преобразование аналогового сигнала в цифровой, к примеру, сигнал который идёт по телефонным линиям преобразовывается в сигнал понятный компьютеру, и наоборот. Для этого у модема имеется цифровой интерфейс для связи с компьютером, и аналоговый для связи с телефонной линией. С преобразованием сигнала всё просто: с определённой частотой измеряются характеристики сигнала, а потом записываются в цифровом виде с помощью специального алгоритма.

Из чего же состоит данный девайс? Модем состоит из процессоров (сигнального, универсального и модемного), которые управляют режимами роботы остальных частей модема, и выполняют собственно саму модуляцию/демодуляцию сигнала, также в модеме имеется память (ПЗУ, ППЗУ, ОЗУ ), и аналоговая часть модема, которая осуществляет сопряжение с сетью, а специальный контроллер всем этим управляет.

Модемы бывают внешние и внутренние. Внутренние модемы устанавливаются в сам корпус компьютера, и сделаны они в виде платы расширения, которая устанавливается в основном в слот PCI на материнской плате (выбор материнской платы ). Внешние модемы выполнены в виде отдельного устройства, которое подключается к компьютеру с помощью разъёма на сетевой карте. Есть ещё интегрированные (встроенные на материнскую плату ) модемы, но они встречаются редко. Среди достоинств внешнего модема можно отметить то, что он питается от сети, и не создает дополнительную нагрузку для БП, а также в нём присутствует индикация, с помощью которой можно ориентироваться в каком состоянии находится подключение к сети. Главное достоинство внутреннего модема - это незаметность, так как он находится внутри системного блока.

Рис.2

Также существуют беспроводные модемы (рис.2) , эти девайсы по достоинству оценили владельцы ноутбуков, которым нужно подключение к интернету в любой точке земного шара. Для передачи данных они используют различные стандарты беспроводной связи. Подключаются современные беспроводные модемы, в основном, с помощью портов USB.

Теперь поговорим о скоростях. Если раньше обычные цифро – аналоговые модемы работали на скоростях до 56 Кбит/С, то сейчас популярны ADSL –модемы (рис.2) , данные модемы работают с помощью технологии которая позволяет передавать данные со скоростью до 100Мбит/с, плюс к этому телефонная линия остается свободной. Правда, на практике, такие модемы из-за ограничения в скорости у телефонных линий, передают данные на скорости 1 – 24 Мбит/с, что также не мало.

С каждым годом интернет - провайдеры медленно и уверенно увеличивают скорость передачи данных по своим линиям, и возможно в недалёком будущем модемы будут передавать данные на скоростях равных скоростям современных локальных сетей.

Сегодня в нашу повседневную речь вошло немало технических терминов, значение которых люди, далекие от проблем, связанных с электронными технологиями, порой плохо понимают.

Одно из таких понятий – это модем, устройство, которое, возможно, есть и у вас или необходимо вам для того, чтобы постоянно иметь . Давайте разберемся, что же такое модем и как он работает.

Слово «модем» — это сокращение, или акроним, образованный из двух слов: «МОдулятор-ДЕМодулятор», которые описывают функции устройства на языке, понятном специалистам. То есть, с помощью модема электрический сигнал, идущий в одну сторону, модулируется, а поступающий обратно – демодулируется, и таким образом, осуществляется связь компьютера с сетью интернет.

Модемы сегодня широко используются в различных сферах деятельности, где необходима точная, а нередко и безопасная система передачи данных. Всем известны, помимо компьютерных, телефонные модемы. Эти устройства используются в военном деле, обеспечивая связь командных пунктов с устройствами слежения, войсковыми подразделениями и т.д.

Фактически любой модем — это устройство, которое преобразует компьютерный двоичный код в аналоговые колебания электрического напряжения (в телефонном модеме) или в радиоволны (в модеме беспроводной связи), если ваш компьютер отправляет пакет данных, и обратное преобразование – если принимает данные с сервера. Это позволяет обеспечивать высокую точность передачи данных и качество связи, поскольку оцифрованный сигнал передается со значительно меньшим количеством помех, чем аналоговый.

По конструкции модемы бывают:

— внешними – в отдельном корпусе, с собственным блоком питания и подключением к компьютеру через COM-порт;

— встроенными – представляющими собой плату, размещенную внутри компьютера;


— программными, или карточными – имеющими только устройство преобразования сигнала, а его обработку выполняет процессор компьютера. Эти модемы подключаются через USB вход.

По принципу передачи данных сегодня существует несколько наиболее распространенных типов модемов.

1. Телефонный, или Dial-up модем передает информацию в сеть интернет с помощью проводной телефонной линии, причем в момент передачи телефонный сигнал передаваться не может.

2. ADSL-модем передает информацию по телефонному проводу, но не мешает прохождению телефонных сигналов.

3. USB-модем – небольшое внешнее устройство, подключаемое через порт USB и передающее информацию с помощью сетей сотовой связи.

4. 3G-модем – на сегодняшний день обеспечивает наиболее быстрый массовый обмен данными, используя технологию 3G. Для того, чтобы 3G модемом можно было пользоваться, необходима система 3G сотовой связи.

Специалисты советуют: если пропало подключение к интернету через модем, нужно последовательно выполнить следующие действия:

1. Проверить, подключен ли модем к компьютеру.

2. Проверить, есть ли сигнал приема сети.

3. Проверить, достаточно ли средств на счету для оплаты интернет-соединения.

4. Если все вышеперечисленные пункты выполнены, и причина отсутствия сигнала не найдена, следует позвонить провайдеру и сообщить о возникшей проблеме. Нередко она может быть устранена без выезда технического специалиста, с помощью изменения настроек модема.

Нередко неспециалисты путают модем с роутером, однако это разные устройства. Если модем служит для преобразования проходящего сигнала, то роутер необходим для распределения поступающего сигнала на несколько устройств.


В состав современных роутеров входит и модем, и маршрутизатор, поэтому роутер представляет собой модем усложненной конструкции. Он принимает сигнал с сервера, рассортировывает его и отправляет на подключенные к нему компьютеры, планшеты или телефоны, каждому устройству – предназначенный для него пакет данных.

Используя роутер, мы имеем возможность подключать к одному интернет-кабелю несколько разных компьютеров и работать на каждом из них в автономном режиме.

Модем (акроним, составленный из слов мод улятор- дем одулятор) — устройство, применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и демодуляции. Модулятор осуществляет модуляцию, то есть изменяет характеристики несущего сигнала в соответствии с изменениями входного информационного сигнала, демодулятор осуществляет обратный процесс. Частным случаем модема является широко применяемое периферийное устройство для компьютера, позволяющее ему связываться с другим компьютером, оборудованным модемом, через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем).

Типы модемов:

По исполнению:

Внешние — подключаются к COM или USB порту, обычно имеют внешний блок питания (существуют USB-модемы, питающиеся от USB и LPT-модемы).

Внутренние — устанавливаются внутрь компьютера в слот ISA, PCI, PCMCIA, AMR, CNR

Встроенные — являются внутренней частью устройства, 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). Так же в аппаратном модеме присутствует ПЗУ, в котором записана микропрограмма, управляющая модемом.

Винмодемы — аппаратные модемы, лишённые ПЗУ с микропрограммой. Микропрограмма такого модема хранится в памяти компьютера, к которому подключён модем. Работоспособен только при наличии драйверов, которые обычно писались исключительно под операционные системы семейства MS Windows.

Полупрограммные (Controller based soft-modem) — модемы, в которых часть функций модема выполняет компьютер, к которому подключён модем.

Программные (Host based soft-modem) — все операции по кодированию сигнала, проверке на ошибки и управление протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера. При этом в модеме находится аналоговая схема и преобразователи: АЦП, ЦАП, контроллер интерфейса (например USB).

По типу:

Аналоговые — наиболее распространённый тип модемов для обычных коммутируемых телефонных линий

ISDN — модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий

DSL — используются для организации выделенных (некоммутируемых) линий используя обычную телефонную сеть. Отличаются от коммутируемых модемов кодированием сигналов. 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.

Основная статья: Беспроводной модем

Спутниковые

PLC — используют технологию передачи данных по проводам бытовой электрической сети.

Наиболее распространены в настоящее время:

Внутренний программный модем

Встроенные в ноутбуки модемы.

Внешний аппаратный модем

Основные элементы модема

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. Пользователь может изменять установки, например используя набор AT-команд.

RAM — оперативная память модема, используется для буферизации принимаемых и передаваемых данных, работы алгоритмов сжатия и прочего.

Модемы с дополнительными возможностями

Факс-модем — позволяет компьютеру, к которому он присоединён, передавать и принимать факсимильные изображения на другой факс-модем или обычную факс-машину.

Это позволяет осуществить:

Использование такого модема в режиме автоответчика и для организации голосовой почты.

История

Компания AT&T Dataphone Modems в Соединённых Штатах была частью SAGE (ПВО системы) в 50-х годах. Она cоединяла 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.

2. внутренние - устанавливаются внутрь компьютера в слот ISA, PCI, PCMCIA

3. встроенные - являются внутренней частью устройства, например ноутбука.

Другая классификация заключается в разделении модемов на обычные и голосовые.
Голосовые снабжены разъемами под наушники и микрофон и позволяют общаться в
режиме «интернет - телефона » посредством сети Интернет.

По принципу работы:

аппаратные - все операции преобразования сигнала, поддержка физических
протоколов обмена, производятся встроенным в модем вычислителем (например с
использованием DSP, контроллера ). Так же в аппаратном модеме присутствует ПЗУ, в
котором записана микропрограмма, управляющая модемом

Виндовс модемы - аппаратные модемы, лишённые ПЗУ с микропрограммой.
Микропрограмма такого модема хранится в памяти компьютера, к которому
подключён модем. Работоспособен только при наличии драйверов, которые обычно
писались исключительно под операционные системы семейства MS Windows.
полу - программные (Controller based soft-modem ) - модемы, в которых часть функций
модема выполняет компьютер, к которому подключён модем.
программные (Host based soft-modem) - все операции по кодированию сигнала,
проверке на ошибки и управление протоколами реализованы программно и
производятся центральным процессором компьютера. При этом в модеме находится
аналоговая схема и преобразователи: АЦП, ЦАП, контроллер интерфейса (например USB).

По типу:

Аналоговые - наиболее распространённый тип модемов для обычных коммутируемых телефонных линий
ISDN - модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий
DSL - используются для организации выделенных (некоммутируемых ) линий используя обычную телефонную сеть. Отличием от коммутируемых модемов в кодировании сигнала. Обычно позволяют одновременно с обменом данными осуществлять использование телефонной линии в обычном порядке.
Кабельные - используются для обмена данными по специализированным кабелям
- к примеру, по кабелям систем коллективного телевидения.
Радио Спутниковые PLC - используют технологию передачи данных по проводам бытовой
электрической сети, т. е. обычно по электропроводке 220 Вольт.

Более широко используются в настоящее время:
внутренний программный модем
внешний аппаратный модем
встроенные в ноутбуки модемы.

Составные устройства

1. 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.
2. Сигнальный процессор (Digital Signal Processor, DSP ). Обычно модулирует исходящие
сигналы и демодулирует входящие на цифровом уровне в соответствии с
используемым протоколом передачи данных.
В нем находится программная «начинка» модема - прошивка - BIOS.
Может также выполнять другие функции.
3. Контроллер управляет обменом с компьютером .
Контроллер является специальной микросхемой, принимающей информацию,
прошедшую через DSP. Ее назначение – сжатие информации и коррекция ошибок.
Кодек (Digital - Analog Coder-Decoder) . Переводит цифровые сигналы (готовые к
отправке данные) в аналоговые и отправляет их по телефонным линиям.
Данные, поступающие на ваш ПК через Интернет , проходит обратное преобразование
и после этого передается на обработку контроллеру и процессору DSP .
4. 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. Пользователь может изменять установки, например используя набор
AT - команд.
АТ - команды модема Huawei для Hiperterminal читайте
RAM - оперативная память модема, используется для буферизации принимаемых и передаваемых данных, работы алгоритмов сжатия и прочего.

Виды модемов

Следует признать, что описанная выше классическая схема используется не во всех модемах.
В дешевых внутренних устройствах могут отсутствовать 1 или 2 микросхемы .

«Софтмодем» (softmodem) . В нем отсутствует микросхема контроллера, а его функции
переложены на центральный процессор. Это отражается лишь в небольшом падении
скорости, но не в работоспособности модема.
«Винмодемы» (winmodem) . В нем отсутствует микросхема DSP , ее функции выполняет
специальное ПО, ориентированное на работу под ОС Windows .
Преимущество описанных выше моделей – низкая цена. Они используются в домашних целях,
но уступают в производительности полноценным модемам.

По протоколу

Протокол – язык , посредством которого 2 модема устанавливают связь.
Он определяет тип и скорость передачи информации.

1. V.34. Позволяет принимать информацию на скорости до 33 600 бит в секунду (bps);
2. V.90, х2 и k56flex. Поддерживают работу со скоростью 57 600 бит/с. Протокол V.90 – универсальный. х2 и k56flex - «приватные» разработки отдельных фирм;
3. V.92. Протокол принят в 2000 году.
Какая скорость передачи информации в компьютерах, читайте

Однако для пользователей главное не протокол , а скорость приема и передачи данных .
Аналоговые модемы не могут сполна удовлетворить эту потребность в отличие от кабельных модемов . Минимальная скорость работы в интернете - 28 800бит/с . Протокол V.90 теоретически позволяет работать на скорости 57 600 бит/с , но реальность не оправдывает это.

Рекомендации для аналоговых модемов.

Для устойчивости и хорошего качества работы этих моделей нужны дополнительные
микросхемы и программное обеспечение , которые отвечают за коррекцию ошибок и
регулирование уровня сигнала.
Модем следует подключать напрямую к телефонной линии перед телефоном, иначе связь
будет обрываться.
Кабельные модемы не требуют исполнения выше изложенных советов.

Есть еще модемы с дополнительными возможностями, это:


Факс - модем, позволяет компьютеру, к которому он присоединен, передавать и принимать
факсимильные изображения на другой факс-модем или обычную факс - машину.

Голосовой модем - имеет функцию оцифровки сигнала с телефонной линии и воспроизведение произвольного звука в линию. Часть голосовых модемов имеет встроенный микрофон . Это позволяет осуществить: передачу голосовых сообщений в режиме реального времени на другой удаленный голосовой модем и прием сообщений от него и воспроизведение их через внутренний динамик; использование такого модема в режиме автоответчика и для организации голосовой почты.

Как настроить модем и интернет читайте
Как настроить Wi-Fi в Windows XP читайте
Вот всё, что я хотел рассказать Вам о модемах.