Модем, как устройство связи между компьютером и телефонной линией, предназначен для автоматического преобразования цифровых электрических сигналов в аналоговые и обратно. Это связано с тем, что компьютер работает только с цифровыми сигналами, а телефонные линии (до недавнего времени) − только с аналоговыми.
Процесс преобразования цифрового сигнала в аналоговый называется в технике модуляцией, а процесс обратного преобразования − демодуляцией.
Аналоговый сигнал обычно характеризуется тремя параметрами: амплитудой, частотой и фазой. Современные модемы используют в своей работе все три характеристики аналогового сигнала. Модем принимает от компьютера три бита информации, а затем посылает в линию аналоговый сигнал, амплитуда которого определяется первым принятым битом, частота − вторым и фаза − третьим.
Модем-приемник, получив такую информацию, расшифровывает аналоговый сигнал и преобразует его в три переданных бита. Исходным аналоговым сигналом является сигнал несущей частоты, используемый в телефонных линиях связи, который и подвергается преобразованиям модемом-передатчиком.
Модемы бывают внутренними и внешними (в виде отдельного устройства с блоком питания).
Пропускная способность модема определяется двумя составляющими: скоростью передачи информации и объемом цифровой информации в одном аналоговом сигнале. Скорость передачи информации измеряется в бодах и определяется способностью модема переключаться с одного аналогового сигнала на другой. Так, если модем за секунду изменяет характеристики аналогового сигнала 2400 раз, то он имеет скорость передачи данных 2400 бод.
Объем цифровой информации в одном аналоговом сигнале определяется количеством битов, упакованных в этом сигнале.
Пропускная способность модема, являющаяся основной его характеристикой, определяется как произведение рассмотренных составляющих и измеряется в bps (бит/сек). Если модем имеет скорость 2400 бод, а аналоговый сигнал несет информацию о 4 битах, то пропускная способность модема составит 9600 bps.
Два модема при установке связи должны работать на одной и той же скорости и использовать один и тот же метод модуляции. В противном случае такая связь не может быть установлена, поэтому каждый модем имеет стандартную скорость передачи данных. Сейчас используются модемы со скоростью передачи от 14400 до 56000 bps. Величина скорости определяет свой способ модуляции, то есть, как и какими характеристиками аналогового сигнала кодируется цифровая информация. Кроме того, любой модем должен поддерживать не только свою максимальную скорость, но и все меньшие, чтобы иметь возможность устанавливать связь и с более медленными модемами. При этом модем с более высокой скоростью переходит на более низкую, соответствующую скорости модема на другом конце связи. Переход на более низкую скорость может происходить и при плохих условиях связи, обусловленных помехами в некачественных телефонных линиях.
После передачи очередного блока передающий модем ожидает ответа от модема на другом конце линии связи о том, что все принято правильно. Если информация принята с ошибкой, то принимающий модем выдаст сигнал на повторение передачи посланного блока. Этот метод коррекции ошибок называется ARQ (Automatic Repeat reQuest − автоматический запрос на повторение). Некоторые протоколы связи отслеживают определенное заранее число ошибок при передаче информации, и когда это число превышает указанное, модем-приемник «предлагает» модему-передатчику перейти на более низкую скорость или уменьшить размер передаваемых блоков.
Для контроля передаваемой информации каждый ее блок снабжается контрольной суммой, которая представляет собой число, получаемое путем арифметических действий над всеми битами передаваемого блока.
Подключенный к компьютеру модем может находиться в одном из двух режимов работы: режим передачи данных (modem is online) или режим команд. В режиме передачи данных все, что посылает модему компьютер, воспринимается им как данные, которые нужно преобразовывать в аналоговый сигнал и передавать в телефонную линию. Режим команд предназначен для управления модемом. В этом режиме используются специальные команды, выдаваемые компьютером, а сам модем работает самостоятельно.
Современное коммуникационное программное обеспечение освобождает пользователя от необходимости знания модемных команд, последовательность и количество которых формируется в зависимости от решаемой задачи.
Технологии xDSL − это семейство технологий цифровой абонентской линии (Digital Subscriber Line — DSL), таких, как IDSL, HDSL, SDSL, ADSL, RADSL, MSDSL и других, которые используют специальное кодирование сигнала и адаптивные методы коррекции искажений линии для передачи различной информации (голос, данные, видеосигналы и др.) с высокой скоростью по обычным телефонным двухпроводным линиям. При этом обеспечивается достаточно высокая достоверность, сравнимая с качеством передачи по оптическому каналу. Эти технологии позволяют передавать данные со скоростями, значительно превышающими скорости, доступные лучшим аналоговым и цифровым модемам. Важной особенностью технологий xDSL является то, что многие из них позволяют совмещать высокоскоростную передачу данных и передачу голоса по одной и той же телефонной паре. Все это, наряду с легкостью установки и сравнительно невысокой стоимостью установки и обслуживания, позволяет говорить об удобстве и доступности применения названных технологий организациями и отдельными пользователями для использования Internet, а также для дистанционного доступа надомных работников к ЛВС организаций.
Каждая технология xDSL разрабатывалась с определенной целью и для удовлетворения конкретной потребности рынка. Некоторые из технологий являются оригинальными разработками, другие представляют собой лишь теоретические модели, в то время как третьи уже стали широко используемыми стандартами (например, ADSL). Главным различием данных технологий являются методы модуляции, используемые для кодирования данных.
Некоторые из основных технологий xDSL:
− ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) − асимметричная цифровая абонентская линия (вариант DSL), позволяющая передавать данные пользователю со скоростью до 8,192 Мбит/с, а от пользователя со скоростью до 768 Кбит/с.
− IDSL (цифровая абонентская линия ISDN) − недорогая технология, использующая чипы цифровой абонентской линии основного доступа BRIISDN и обеспечивающая абонентский доступ со скоростью до 128 Кбит/с.
− SDSL (Simple Digital Subscriber Line) − симметричная высокоскоростная цифровая абонентская линия, работающая по одной паре.
− VDSL (Very High Speed Digital Subscriber Line − сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия): технология xDSL, обеспечивающая скорость передачи данных к пользователю до 52 Мбит/сек.
