Протоколи фізичного рівня визначають в телекомунікаційних технологіях спосіб модуляції, спрямованість передачі (дуплекс, симплекс, напівдуплекс), орієнтованість на виділений або комутований канал. Можливе відображення в протоколах і деяких інших характеристик передачі, наприклад способи виправлення помилок і/або стиснення інформації.
Протокол V.21 використовується в простих модеми на 300 біт/с, застосована частотна модуляція з передачею по двопровідній лінії. Використовуються чотири частоти (від 980 до 1850 Гц) для подання 1 і 0 у прямому та зворотному напрямках передачі.
Протокол V.22 характеризується швидкістю 1200 біт/с, використовуються частотний поділ каналів (для дуплексу) і дворазова фазова модуляція (ФМ), тобто ФМ з чотирма значеннями фази. У V.27 з допомогою трикратної ФМ (з вісьма значеннями фази) досягається швидкість 4800 біт/с дуплексним виділених каналах.
Можливе застосування квадратурно-амплітудної модуляції. У протоколі V.22bis використовуються несучі частоти 1200 і 2400 Гц, при швидкості модуляції 600 бод швидкість передачі даних становить 2400 біт/с, так як кожен елемент сигналу відображає одне з 16 значень четырехбитовой комбінації (для кожного значення - своя амплітуда). У протоколі V.29 швидкість становить 9600 біт/с, використовується чотирипровідний виділений канал.
У модеми, відповідних V.32, досягається швидкість 9600 біт/с за рахунок фазової модуляції і фільтрування відлуння власного передавача від прийнятих сигналів. Спеціальний процесор автоматично знижує швидкість передачі при наявності шумів в лінії. Використовується завадостійке кодування.
У протоколі V.32bis при тих же несучих та бодовой швидкості пропускна здатність підвищена до 14,4 кбіт/с за рахунок комбінування квадратурно-амплитудной и фазовой модуляцій. Розширення V.32terbo цього протоколу вже розраховане на швидкості 16,8 і 19,2 кбіт/с.
Сучасні високошвидкісні модеми будуються відповідно до протоколу V.34 або його попередником V.FC. Тут швидкості становлять від 2,4 до 28,8 кбіт/с з кроком 2,4 кбіт/с. Протокол передбачає адаптацію передачі під конкретну обстановку, змінюючи несучу в межах 1600...2000 Гц, а також автоматичне попереднє узгодження способів модуляції в зухвалому і вызывном модеми. У протоколі V34.bis швидкості можуть досягати 33,6 кбіт/с.
останнім часом почали випускатися модеми на 56 кбіт/с по технології, названої х2. Проте відсутні стандарти на х2 і дворазового прискорення передачі ще отримати не вдалося.
Протокол V.42 відноситься до стандартів, які встановлюють способи захисту від помилок, а V.42bis, крім того, - способи стиснення даних. Поряд з протоколом V.42, для корекції помилок застосовують протоколи MNP (Microcom Network Protocol).
як приклад організації передачі повідомлень розглянемо протокол V.42, що є варіантом протоколу HDLC.
Встановлення з'єднання (вхід в протокол) відбувається в асинхронному байт-орієнтованому режимі. Запит на з'єднання здійснюється посилкою багатобайтових сигналів ОDP. Для з'єднання необхідно згоду приймача у вигляді посилки відповіді ADP. Після цього утворюється з'єднання здійснюється перехід в синхронний біт-орієнтований режим. На початку повідомлення передаються керуючі, а потім інформаційні кадри.
Короткі відомості про деяких протоколах (двопроводових на основі RS-232С) наведено нижче (зазначені ім'я протоколу, спосіб модуляції, швидкість в кілобітах в секунду і, можливо, інші особливості).
- V.21_ЧМ_0.3_ для "1" використовуються частоти 980 і 1650 Гц, для "0" - 1180 і 1850 Гц.
- V.22_ФМ_1,2_ частотний поділ прямого і зворотного каналів, несучі частоти 1200 і 2400 Гц; чотири значення фази.
- V.22bis_QAM дуплекс_2,4_ частотний поділ каналів; QAM чотирьох і 16-позиційна; модуляціонная швидкість 600 бод; основний протокол для середньошвидкісних модемів.
- V/29_ QAM _9,6_ QAM 16-позиційна, дуплекс при виділених каналах (чотирипровідна) або напівдуплекс при комутованих каналах (двопровідна).
- V.32_QAM_9,6_ QAM 16-позиційна, виділені або комутовані канали.
- V.32bis_QAM_14,4_ 128 QAM-позиційна.
- V.32ter_ QAM_19,2_ QAM, дуплекс, виділені або комутовані канали.
- V.34_ QAM_ 28,8_ QAM 256-позиційна, дуплекс.
Перераховані протоколи призначені для роботи в аналогових телефонних мережах з комутацією каналів. Вони спираються на двохпровідні лінії зв'язку і починаючи з V.29 використовують эхо-компенсацію. На виділених телефонних лініях з інтенсивним трафіком часто застосовують чотирипровідні лінії для дуплексного і двохпровідні для полудуплексной зв'язку (протоколи V.23, V.26, V.27, V.29).
У високошвидкісних виділених каналах можна використовувати аналогові протоколи V.35, V.36, V.37, розраховані відповідно на швидкості 48, 72, 168 кбіт/с.
