Устройство, позволяющее передавать и получать компьютерную информацию по телефонной линии

Обновлено: 21.11.2024

При подключении к Интернету вы можете подключаться через обычный модем, через подключение к локальной сети в офисе, через кабельный модем или через подключение по цифровой абонентской линии (DSL). DSL — это очень высокоскоростное соединение, использующее те же провода, что и обычная телефонная линия. Вот некоторые преимущества DSL:

Вы можете оставить подключение к Интернету открытым и по-прежнему использовать телефонную линию для голосовых вызовов.
Скорость намного выше, чем у обычного модема.
DSL не обязательно требует новой проводки; он может использовать уже имеющуюся у вас телефонную линию.
Компания, предлагающая DSL, обычно предоставляет модем как часть установки.

Но есть и недостатки:

Подключение DSL работает лучше, когда вы находитесь ближе к центральному офису провайдера. Чем дальше от центрального офиса, тем слабее становится сигнал.
Соединение быстрее для получения данных, чем для отправки данных через Интернет.
Эта служба доступна не везде.

В этой статье мы объясним, как DSL-подключение позволяет передавать больше информации по стандартной телефонной линии и позволяет совершать обычные телефонные звонки, даже когда вы подключены к Интернету.

Телефонные линии

Если вы читали «Как работают телефоны», то знаете, что стандартная телефонная установка в США состоит из пары медных проводов, которые телефонная компания устанавливает у вас дома. Медные провода имеют много места для передачи не только ваших телефонных разговоров — они способны обрабатывать гораздо большую полосу пропускания или диапазон частот, чем требуется для голоса. DSL использует эту «дополнительную пропускную способность» для передачи информации по проводу, не нарушая способность линии передавать разговоры. Весь план основан на сопоставлении определенных частот с конкретными задачами.

Чтобы понять DSL, вам сначала нужно узнать пару вещей об обычной телефонной линии, которую профессионалы телефонной связи называют POTS, от Plain Old Telephone Service. Один из способов, с помощью которого POTS максимально использует провода и оборудование телефонной компании, заключается в ограничении частот, которые будут передавать коммутаторы, телефоны и другое оборудование. Человеческие голоса, говорящие нормальным разговорным тоном, могут передаваться в частотном диапазоне от 0 до 3400 герц (количество циклов в секунду — отличная демонстрация этого приведена в разделе «Как работают телефоны»). Этот диапазон частот крошечный. Например, сравните это с диапазоном большинства стереодинамиков, которые охватывают примерно от 20 до 20 000 Гц. А сами провода в большинстве случаев могут работать на частотах до нескольких миллионов герц.

Использование такой небольшой части общей пропускной способности проводов является историческим явлением — помните, что телефонная система использовала пару медных проводов для каждого дома около века. Ограничивая частоты, передаваемые по линиям, телефонная система может размещать множество проводов на очень маленьком пространстве, не беспокоясь о помехах между линиями. Современное оборудование, которое передает цифровые, а не аналоговые данные, может безопасно использовать гораздо большую емкость телефонной линии. DSL делает именно это.

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

модем (от «modulator/demodulator») — любое из класса электронных устройств, которые преобразуют цифровые сигналы данных в модулированные аналоговые сигналы, подходящие для передачи по аналоговые телекоммуникационные цепи. Модем также принимает модулированные сигналы и демодулирует их, восстанавливая цифровой сигнал для использования оборудованием для передачи данных. Таким образом, модемы позволяют установленным телекоммуникационным средствам поддерживать широкий спектр передачи данных, таких как электронная почта между персональными компьютерами, факсимильная передача между факсимильными аппаратами или загрузка аудио-видео файлов с сервера World Wide Web в дом. компьютер.

Большинство модемов поддерживают голосовой диапазон; т. е. они позволяют цифровому оконечному оборудованию обмениваться данными по телефонным каналам, которые спроектированы с учетом узкополосных требований человеческого голоса. Кабельные модемы, с другой стороны, поддерживают передачу данных по гибридным оптоволоконным коаксиальным каналам, которые изначально были разработаны для предоставления широкополосных телевизионных услуг.И голосовые, и кабельные модемы продаются как отдельно стоящие модули размером с книгу, которые подключаются к телефонной или кабельной розетке и порту на персональном компьютере. Кроме того, модемы голосового диапазона устанавливаются в виде печатных плат непосредственно в компьютеры и факсимильные аппараты. Они также доступны в виде небольших устройств размером с карту, которые подключаются к портативным компьютерам.

Как Интернет перемещает информацию между компьютерами? Какая операционная система сделана Microsoft? Войдите в этот тест и проверьте свои знания о компьютерах и операционных системах.

Рабочие параметры

Модемы частично взаимодействуют друг с другом, и для этого они должны следовать соответствующим протоколам или операционным стандартам. Мировые стандарты для модемов голосового диапазона устанавливаются рекомендациями серии V, опубликованными Сектором стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи (МСЭ). Помимо других функций, эти стандарты устанавливают сигнализацию, с помощью которой модемы инициируют и завершают связь, устанавливают совместимые схемы модуляции и кодирования и достигают одинаковых скоростей передачи. Модемы имеют возможность «откатиться» на более низкие скорости, чтобы приспособиться к более медленным модемам. «Полнодуплексные» стандарты допускают одновременную передачу и прием, что необходимо для интерактивного общения. «Полудуплексные» стандарты также допускают двустороннюю связь, но не одновременно; таких модемов достаточно для факсимильной передачи.

Сигналы данных состоят из нескольких чередований между двумя значениями, представленными двоичными цифрами или битами, 0 и 1. С другой стороны, аналоговые сигналы состоят из изменяющихся во времени волнообразных колебаний значений, очень похожих на тоны человеческий голос. Чтобы представить двоичные данные, флуктуирующие значения аналоговой волны (то есть ее частота, амплитуда и фаза) должны быть изменены или модулированы таким образом, чтобы представить последовательности битов, которые составляют сигнал данных. Модемы используют для этого ряд методов; они отмечены ниже в разделе «Разработка модемов голосового диапазона».

Каждый измененный элемент модулированной несущей (например, сдвиг с одной частоты на другую или сдвиг между двумя фазами) называется бод. В ранних модемах голосового диапазона, начиная с начала 1960-х годов, один бод представлял один бит, так что модем, работающий, например, со скоростью 300 бод в секунду (или, проще говоря, 300 бод), передавал данные со скоростью 300 бит в секунду. В современных модемах бод может представлять собой много битов, так что более точной мерой скорости передачи являются биты или килобиты (тысячи бит) в секунду. В ходе разработки модемы увеличили пропускную способность с 300 бит в секунду (бит/с) до 56 килобит в секунду (кбит/с) и выше. Кабельные модемы достигают пропускной способности в несколько мегабит в секунду (Мбит/с; миллионов бит в секунду). При самых высоких скоростях передачи должны использоваться схемы канального кодирования, чтобы уменьшить ошибки передачи. Кроме того, можно использовать различные схемы исходного кодирования для «сжатия» данных до меньшего количества битов, увеличивая скорость передачи информации без увеличения скорости передачи данных.

Разработка модемов голосового диапазона

Первое поколение

Хотя это и не имеет прямого отношения к цифровой передаче данных, ранние работы Bell System над телефотографическими аппаратами (предшественниками современных факсимильных аппаратов) в 1930-х годах привели к методам преодоления некоторых искажений сигнала, присущих телефонным цепям. Среди этих разработок были методы коррекции для преодоления смазывания факсимильных сигналов, а также методы преобразования факсимильных сигналов в несущий сигнал с частотой 1800 Гц, который можно было передавать по телефонной линии.

Первые попытки разработки цифровых модемов, по-видимому, были связаны с необходимостью передачи данных для ПВО Северной Америки в 1950-х годах. К концу того десятилетия данные передавались со скоростью 750 бит в секунду по обычным телефонным линиям. Первым коммерчески доступным модемом в Соединенных Штатах был модем Bell 103, представленный в 1962 году американской телефонной и телеграфной компанией (AT&T). Bell 103 допускал полнодуплексную передачу данных по обычным телефонным линиям со скоростью передачи данных до 300 бит в секунду. Для отправки и приема двоичных данных по телефонной линии использовались две пары частот (по одной паре для каждого направления).Двоичная 1 сигнализировалась сдвигом на одну частоту пары, а двоичный 0 сигнализировалась сдвигом на другую частоту пары. Этот тип цифровой модуляции известен как частотная манипуляция или FSK. Другой модем, известный как Bell 212, был представлен вскоре после Bell 103. Передавая данные со скоростью 1200 бит или 1,2 килобита в секунду по полнодуплексным телефонным линиям, Bell 212 использовал фазовую манипуляцию. или PSK для модуляции несущего сигнала частотой 1800 Гц. В PSK данные представлены в виде фазовых сдвигов одного несущего сигнала. Таким образом, двоичная 1 может быть отправлена как фазовый сдвиг на ноль градусов, а двоичный 0 может быть отправлена как фазовый сдвиг на 180 градусов.

В период с 1965 по 1980 год были приложены значительные усилия для разработки модемов, обеспечивающих еще более высокую скорость передачи. Эти усилия были сосредоточены на преодолении различных нарушений телефонных линий, которые напрямую ограничивали передачу данных. В 1965 году Роберт Лаки из Bell Laboratories разработал автоматический адаптивный эквалайзер для компенсации смазывания символов данных друг другом из-за несовершенной передачи по телефонной линии. Хотя концепция эквалайзера была хорошо известна и применялась к телефонным линиям и кабелям в течение многих лет, старые эквалайзеры были исправлены и часто настраивались вручную. Появление автоматического эквалайзера позволило передавать данные с высокой скоростью по коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN) без какого-либо вмешательства человека. Более того, в то время как методы адаптивной коррекции компенсировали несовершенства в пределах номинальной трехкилогерцовой полосы пропускания голосовой цепи, усовершенствованные методы модуляции позволяли передавать данные на еще более высоких скоростях в этой полосе пропускания. Одним из важных методов модуляции была квадратурная амплитудная модуляция, или QAM. В QAM двоичные цифры передаются как дискретные амплитуды двух фаз электромагнитной волны, причем каждая фаза сдвинута на 90 градусов по отношению к другой. Частота несущего сигнала находилась в диапазоне от 1800 до 2400 герц. QAM и адаптивная коррекция позволяли передавать данные со скоростью 9,6 килобит в секунду по четырехпроводным каналам. Затем последовали дальнейшие усовершенствования модемной технологии, так что к 1980 году появились коммерчески доступные модемы первого поколения, способные передавать данные со скоростью 14,4 кбит/с по четырехпроводным выделенным линиям.

Модем (аббревиатура от слова модулятор/демодулятор) представляет собой устройство, позволяющее одному компьютеру "разговаривать" с другим по стандартной телефонной линии. Модемы действуют как своеобразный переводчик между компьютером и телефонной линией. Компьютеры передают цифровые данные, выраженные в виде электрических импульсов, тогда как телефоны передают частоты голоса в виде аналоговых сигналов. Для передачи цифровых данных передающий модем должен сначала модулировать или кодировать цифровой сигнал компьютера в аналоговый сигнал, который может передаваться по телефонной линии. Затем принимающий модем должен демодулировать или декодировать аналоговый сигнал обратно в цифровой сигнал, распознаваемый компьютером. Модем передает данные в битах в секунду (бит/с), при этом самые быстрые модемы передают со скоростью 56К (килобит в секунду). внутренний модем находится внутри самого компьютера, а внешний модем представляет собой отдельное устройство, подключенное к компьютеру кабелем.

Множество протоколов (стандартов, правил) регулируют преобразование данных в цифровые и аналоговые и наоборот. Они также регулируют исправление ошибок и сжатие данных. Исправление ошибок необходимо для обнаружения и исправления данных, которые могли быть потеряны или искажены в результате плохой телефонной связи. Сжатие данных ускоряет передачу данных за счет устранения любых избыточных данных, передаваемых между двумя модемами, которые принимающий модем затем восстанавливает в исходном виде. Отдельные модемы различаются по типам поддерживаемых ими протоколов в зависимости от таких факторов, как производитель и возраст.

Коммуникационное программное обеспечение позволяет модему выполнять множество задач, необходимых для завершения сеанса отправки и получения данных. Чтобы инициировать сеанс модема, пользователь выдает команду, соответствующую используемому программному обеспечению; Затем программное обеспечение берет на себя управление и начинает сложный процесс открытия сеанса, передачи данных и закрытия сеанса.

Чтобы открыть сеанс, программа звонит принимающему модему и ожидает ответного сигнала. Как только два модема установили соединение, они участвуют в процессе, называемом «рукопожатие»: они обмениваются информацией о типах протоколов, которые каждый использует, в конечном итоге соглашаясь использовать набор, общий для обоих. Например, если один модем поддерживает более новый набор протоколов, чем другой, первый согласится использовать более ранний набор, чтобы каждый из них отправлял данные с одинаковой скоростью, с коррекцией ошибок и сжатием данных, соответствующими этим протоколам.Сам процесс установления связи регулируется собственным протоколом.

Помимо передачи и получения данных, коммуникационное программное обеспечение может также автоматизировать другие задачи пользователя, такие как набор номера, ответ, повторный набор номера и вход в онлайн-службу.

АЛЬТЕРНАТИВЫ ТРАДИЦИОННОМУ МОДЕМУ

Функции традиционного коммутируемого модема — возможность отправлять и получать информацию в электронном виде — также предлагаются в других технологиях, обеспечивающих более высокую скорость передачи, хотя каждая из них не лишена недостатков. Цифровая сеть с интеграцией служб (ISDN), асимметричные цифровые абонентские линии (ADSL) и цифровые абонентские линии (DSL) используют большую емкость существующего телефона для предоставления услуг.

При разрешении 128 K ISDN более чем в два раза быстрее коммутируемого модема, но не так быстро, как ADSL или DSL. ADSL может доставлять данные со скоростью 8 Мбит/с, но доступен только в некоторых городских районах. DSL передает с высокой скоростью, но для обеспечения надежного обслуживания пользователь должен находиться рядом с центральным офисом телефонной компании или удаленными передатчиками. Кроме того, DSL-соединение всегда «включено», что делает компьютер более уязвимым для атак хакеров. Чтобы защитить DSL-соединение, пользователь должен установить либо программный пакет, называемый брандмауэром, либо аппаратное обеспечение, называемое маршрутизатором. При наличии любого из них DSL-соединение не может быть обнаружено посторонними.

Кабельные модемы не используют телефонные линии. Вместо этого они используют ту же линию, которая предоставляет потребителям услуги кабельного телевидения. Предлагаемые компаниями кабельного телевидения кабельные модемы примерно в 50 раз быстрее модема с коммутируемой связью, но скорость передачи зависит от количества абонентов, одновременно пользующихся услугой. Поскольку служба использует общее соединение, ее скорость снижается по мере увеличения числа пользователей. Спутниковые или беспроводные услуги работают быстрее, чем модем 56K, но медленнее, чем DSL. Кроме того, первоначальная установка спутника стоит дорого. Однако для пользователей в сельской местности, у которых нет доступа к другим услугам, беспроводная связь может быть приемлемым вариантом.

МОДЕМЫ И РАБОЧЕЕ МЕСТО

Как утверждает Бонни Лунд в Деловое общение, которое действительно работает!, «скорость, с которой мы можем обмениваться документами, произвела революцию в деловом общении», что, в свою очередь, позволило вести дела «быстрее и дешевле». , и более эффективно». Модемы вместе с соответствующими технологиями облегчают эту быструю передачу информации между коллегами или клиентами, независимо от их местонахождения. Коммуникации, на выполнение которых в прошлом могло уйти несколько дней или даже недель, теперь могут выполняться в кратчайшие сроки. Например, в течение обычного рабочего дня сотрудник может использовать модем для отправки сообщения электронной почты клиенту, передачи электронной таблицы с годовым бюджетом менеджеру для проверки или загрузки файла из Интернета. В загруженный день это будет повторяться десятки раз.

Лунд также отмечает, что "модемы меняют стиль работы в корпоративной Америке", позволяя сотрудникам перемещаться или работать удаленно. Как сообщила Эми Джойс в газете Washington Post со ссылкой на данные Ассоциации и Совета телеработы (ITAC), «количество нанятых американцев, которые выполняли какую-либо работу из дома всего за один день в в год до полного рабочего дня, выросло с 41,3 миллиона в 2003 году до 44,4 миллиона в 2004 году, т. е. на 7,5 процента». Родственным развитием является «распределенный офис», используемый во многих малых предприятиях, занимающихся консалтингом, разработкой программного обеспечения, издательским делом и подобными отраслями, где члены компании работают из дома, общаясь по электронной почте и используя общий сетевой сервер, доступный каждому через один из самых быстрых способов телекоммуникаций.

БИБЛИОГРАФИЯ

"Шлюз обеспечивает удаленное управление сайтом." Сеть новостей о продуктах. 18 апреля 2006 г.

Джойс, Эми. «Выполнение работы дома: удаленная работа может сэкономить деньги и повысить производительность». Вашингтон пост. 26 июня 2005 г.

Лунд, Бонни. Деловое общение, которое действительно работает! Affinity Publishing, Inc., 1995 г.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

модем (от «modulator/demodulator») — любое из класса электронных устройств, которые преобразуют цифровые сигналы данных в модулированные аналоговые сигналы, подходящие для передачи по аналоговые телекоммуникационные цепи.Модем также принимает модулированные сигналы и демодулирует их, восстанавливая цифровой сигнал для использования оборудованием для передачи данных. Таким образом, модемы позволяют установленным телекоммуникационным средствам поддерживать широкий спектр передачи данных, таких как электронная почта между персональными компьютерами, факсимильная передача между факсимильными аппаратами или загрузка аудио-видео файлов с сервера World Wide Web в дом. компьютер.

Большинство модемов поддерживают голосовой диапазон; т. е. они позволяют цифровому оконечному оборудованию обмениваться данными по телефонным каналам, которые спроектированы с учетом узкополосных требований человеческого голоса. Кабельные модемы, с другой стороны, поддерживают передачу данных по гибридным оптоволоконным коаксиальным каналам, которые изначально были разработаны для предоставления широкополосных телевизионных услуг. И голосовые, и кабельные модемы продаются как отдельно стоящие модули размером с книгу, которые подключаются к телефонной или кабельной розетке и порту на персональном компьютере. Кроме того, модемы голосового диапазона устанавливаются в виде печатных плат непосредственно в компьютеры и факсимильные аппараты. Они также доступны в виде небольших устройств размером с карту, которые подключаются к портативным компьютерам.

Рабочие параметры

Разработка модемов голосового диапазона

Первое поколение

Первые попытки разработки цифровых модемов, по-видимому, были связаны с необходимостью передачи данных для ПВО Северной Америки в 1950-х годах. К концу того десятилетия данные передавались со скоростью 750 бит в секунду по обычным телефонным линиям. Первым коммерчески доступным модемом в Соединенных Штатах был модем Bell 103, представленный в 1962 году американской телефонной и телеграфной компанией (AT&T). Bell 103 допускал полнодуплексную передачу данных по обычным телефонным линиям со скоростью передачи данных до 300 бит в секунду. Для отправки и приема двоичных данных по телефонной линии использовались две пары частот (по одной паре для каждого направления). Двоичная 1 сигнализировалась сдвигом на одну частоту пары, а двоичный 0 сигнализировалась сдвигом на другую частоту пары. Этот тип цифровой модуляции известен как частотная манипуляция или FSK. Другой модем, известный как Bell 212, был представлен вскоре после Bell 103. Передавая данные со скоростью 1200 бит или 1,2 килобита в секунду по полнодуплексным телефонным линиям, Bell 212 использовал фазовую манипуляцию. или PSK для модуляции несущего сигнала частотой 1800 Гц. В PSK данные представлены в виде фазовых сдвигов одного несущего сигнала. Таким образом, двоичная 1 может быть отправлена как фазовый сдвиг на ноль градусов, а двоичный 0 может быть отправлена как фазовый сдвиг на 180 градусов.

Читайте также: