Устройство для модуляции и демодуляции сигнала используется для присоединения компьютеров к сети

Модуляция и демодуляция | Их важный вариант | Модуляция против демодуляции

Положительная сторона отправки сигнала с более высокой частотой множественна: во-первых, если все радиопередачи вещают на звуковых частотах, их нельзя будет распознать друг от друга, и будет только смешанный или смешанный сигнал. Во-вторых, обнаружено, что для передачи звука необходима специальная антенна с диапазоном действия от 5 до 5000 миль.

Выражение модулированной несущей волны:

Грех 2πf_ct

Если для наглядности в качестве модулирующего сигнала взять конкретный аудиосигнал, его можно охарактеризовать как

B грех 2πf_at

Модулированный сигнал может быть представлен как,

(A + Bsin2πf_at) (sin 2πf_ct)

В = В_c (1 + B / A sin2πf_aт) (sin2πf_ct)

Основы компьютера и интернета.

Полезный блог для начинающих пользователей компьютера и не только..

Какие виды и типы модемов бывают

Здравствуйте уважаемые читатели блога. Сегодня хотел бы поделиться с Вами, какие бывают типы модемов и принцип их работы. Итак, модем (аббревиатура, составленная из слов модулятор — демодулятор) — 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:
1. внешние — подключаются к COM или USB порту, обычно имеют внешний блок
питания (существуют USB — модемы, питающиеся от USB, и LPT — модемы
(производитель — Prolink)).

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).

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

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 далее

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

История модемов

Считается, что цифровая эра наступила с появлением первого компьютера, но это не совсем так. Принцип работы телетайпа, электромеханического устройства, предназначенного для печати сообщений, поступающих через телефонную линию, также основан на кодировании символов с помощью двоичного кода, как самого простого в реализации. Понятно, что чтобы телетайп понимал, что печатать, он должен уметь преобразовывать телефонный сигнал, и эта задача ложилась на плечи первых в истории модемов, появившихся в 20-ых годах прошлого столетия. В качестве интерфейса между телетайпом и модемом уже тогда использовалось соединение типа RS-232.

Телетейп Джорджа Штибица

Важной вехой в истории создания модема стали 40-ые годы, когда модем был впервые апробирован на компьютере: Джорджу Штибицу в Нью-Йорке удалось получить сообщение, отосланное телетайпом из Нью-Гемпшира. В конце сороковых ВВС США спонсировали разработку устройства, способного предавать данные с радаров в единый командный центр. В итоге специалисты из исследовательского центра AFCRC под руководством Джона Харрингтона представили первый модем, способный оцифровывать звук и выполнять обратную операцию.

В 1958 году команде из Bell Laboratories удалось усовершенствовать устройство, доведя скорость передачи и дешифровки данных до 150 бод (1 бод=1 бит/сек). Спустя два года AT&T разработала прототип, работающий на скорости 300 бод, который первоначально использовался только внутри телефонной компании. В 1962 году появилась модель Bell 103, предназначенная для внешнего рынка. Она была довольно дорогой и использовалась преимущественно для работы с компьютером в терминальном режиме.

Bell Dataphone 103

Дальнейшему совершенствованию препятствовали разные факторы: от неважного качества телефонных линий до сложностей, связанных с передачей команд компьютером (отсутствие стандартов, интерфейсов и пр.). Частично проблему помогли решить внутренние модемы, представляющие собой плату, вставляемую в стандартный разъём на Motherboard. Одним из первых представителей модемов данного класса стала модель Apple-CAT II.

Apple-CAT II

Стоит отметить, что вторая половина 70-ых была временем, когда в компьютерной области новые устройства часто разрабатывались «с коленки» энтузиастами этого дела, примеров тому имеется множество. Такими энтузиастами были и Денис Хейс с Дейлом Хезерингтоном: друзья в 1977 году занялись разработкой модемов, а через год сделали это занятие основным, оставив прежние места работы. Так появилась компания Hayes Microcomputer, на многие годы вперёд определившая пути развития данных устройств. Первым по-настоящему массовым и успешным их продуктом стала модель Micromodem 100, предназначенная для Apple II и компьютеров S-100 (1979 год). Внутренние модемы были достаточно производительными, но тоже имели недостатки – несовместимость со многими компьютерами на уровне интерфейса, необходимость использования специфического ПО. Так, в весьма популярных компьютерах того времени Atari 400 внутри просто не было места, куда можно было бы вставить модемную плату.

Hayes Micromodem 100

Поэтому акцент был смещён в сторону внешних устройств: большинство компьютеров уже тогда оснащалось стандартным портом RS-232. Основной проблемой таких устройств была невозможность идентифицировать конец сеанса связи. В Hayes Microcomputer взялись решить эту проблему, разработав систему команд, которая передавалась отдельно от данных. Осталось решить, как модем должен понять, что передаются не данные, а команды. Было принят вариант использования для этого последовательность символов «+++», а чтобы она не была интерпретирована как просто текст, перед передачей этой последовательности применяли секундную паузу. В 1981 году в продаже появилась модель Smartmodem, которая умела не только работать в командном режиме, но и определять скорость порта компьютера, к которому подключался модем.

Hayes Smartmodem 1981

Столь важное изобретение привело к тому, что спустя всего три года большинство рынка модемов составляли устройства Hayes Microcomputer. Дальнейшая их эволюция двигалась в направлении увеличения скорости передачи данных: в 1982 году был достигнут рубеж в 1200 бод, в 1984 году скорость была удвоена, вскоре появились модемы, способные передавать данные на скорости 9600 бод. Первенцем был модем Courier HST. В 1988 году скорость выросла до 14400 бод, а спустя 6 лет появился модем Sportster V.34, у которого этот показатель составлял 28800 бод. Через год скорость модемов была доведена до максимума – 33600 бод, а с принятием протокола V.92 теоретически можно было получить 57,6 КБ/сек, но на практике получалось намного меньше. Чтобы увеличить скорость, нужно было улучшать качество существующих телефонных линий.

US Robotics Courier HST

Когда появился проводной интернет на базе Ethernet, разработка телефонных модемов постепенно была свёрнута – они уже не соответствовали требованиям по скорости. Однако интернет по витой паре был доступен далеко не везде, поэтому сама идея использования телефонной линии не умерла, а повысить скорость удалось благодаря появлению ADSL-модемов.

US Robotics Sportster V.34

Основная идея состояла в применении для передачи данных не тех частот, на которых передавался голос, при этом телефон во время работы модема можно было использовать по прямому предназначению. Скорость передачи данных на вход составляла до 24 МБ/сек, правда, исходящий трафик был лимитирован скоростью в 1 МБ/сек. Скоростные показатели сильно зависели от качества сигнала, который на больших расстояниях от АТС имел свойство затухать.

С развитием сотовой связи началась эра GSM-модемов, для которых вообще не требовались провода, и в настоящий момент именно эти USB-модемы используются там, где нет проводного интернета.

История появления устройства

Цифровые модемы возникли из-за необходимости в передаче данных между звеньями противовоздушной обороны Северной Америки. Массовое производство модемов в Соединённых Штатах началось в 1958 году в первую очередь для системы противовоздушной обороны Sage (впервые был использован термин «модем»). Устройства использовались в сетях, соединяющих терминалы на различных авиабазах, радарных объектах и командно-контрольных центрах, разбросанных по США и Канаде.

Первый представитель устройств Bell Dataphone 103 выпущен в 1958 году, его скорость передачи данных была 300 бит/с. Телефонной компанией AT&T было введено дейтафонное обслуживание (компания обеспечивала передачу информации по телефонным каналам). Выпущенный позже модем Bell 212a позволил наладить передачу данных со скоростью 1200 бит/с, но он отличался повышенной чувствительностью к шумам телефонных линий. Более устойчивым к шумам оказался модем, разработанный компанией Racal-Vadic. С этого момента началась конкурентная борьба за стандарты и права в этой отрасли.

Передача данных по линиям телефонной связи

Модем служит для трансформации аналогового сигнала в цифровой

Широкое распространение модемы получили, начиная с 1977 года, когда Деннис Хейс и Дейл Хезертингтон выпустили модель 80–103A. К середине 2000 годов модемы стали частью компьютера, помогли ему превратиться в многофункциональное устройство, которое предоставляет пользователю возможность для получения информации со всего мира. Модемы сделали отдельные компьютеры звеньями глобальной сети.

Концентратор

Для этих целей воспользуемся концентратором, или как его еще называют хабом (hub). По принципу работы концентратор можно безошибочно назвать многопортовым повторителем. Работает он следующим образом: как только на один порт приходит сигнал, концентратор распознаёт сигнал и передаёт его на все активные порты. Каждый подключенный компьютер получает этот сигнал, распознаёт его до канального уровня модели OSI, и проверяет, предназначались ли эти данные ему (если не ему, то отбрасывает эти данные), и т.д.

На данный момент концентраторы совсем не популярны (хотя и до сих пор используются), т.к. существуют проблемы связанные именно с ними.

Во первых, если на два (и больше) порта хаба придет одновременно какой-либо сигнал, то произойдет столкновение этих сигналов, они смешаются друг с другом и восстановить информацию станет не возможным. В маленьких сетях это будет происходить редко, а вот с постепенным увеличением числа компьютеров будут увеличиться и столкновения.

Во вторых, из-за того, что полученный сигнал распространяется на все порты, злоумышленник может подключиться к локальной сети и начать собирать всю получаемую информацию с концентратора.

Из чего состоит девайс и как он работает

Поскольку главная цель гаджета – преобразование сигнала, то его устройство сводится всего к нескольким составляющим. Из чего состоит модем:

порты ввода-вывода;
трансформатор (если гаджет взаимодействует с аналоговой сетью);
контроллер (отвечает за обмен данными с ПК);
процессоры (отвечают за модуляцию / демодуляцию сигнала – то, зачем нужен модем);
память: ROM, в которой хранится прошивка, NVRAM, в которой хранятся настройки и RAM – оперативная память для обработки данных.

Работа модема: что это такое простыми словами? Как я писал выше, это просто преобразование сигнала. Все остальные функции выполняет другое оборудование, тот же маршрутизатор. Работа сводится к таким этапам:

После того, как вы подключили модем к компьютеру и начали работу, компьютер отправляет сигнал на гаджет. Это цифровой сигнал в «понятном» для ПК виде, он состоит из нулей и единиц.
Процессоры преобразуют сигнал в соответствии с нужным типом и с тем, как работает модем, и отправляют его во внешнюю сеть.
Из сети приходит сигнал: гаджет его преобразует в обратном порядке – в цифровую форму, понятную ПК, и отправляет на компьютер. Это именно то, для чего используется модем WiFi.