Всё о модемах

Всё
о модемах
Это уже историяИстория модемов началась задолго до компьютерной эры,
в 30–х годах, когда появилась аппаратура, позволявшая передавать человеческую
речь на большие расстояния, официально названая “аппаратурой тонального телеграфирования”
и лишь особо продвинутыми специалистами называемая “модем”. Вообще
говоря, человеческая речь передается по телефонным проводам в виде колебаний электрического
напряжения. Для того чтобы качество было безупречным, надо передавать
колебания с частотами от 50 до 10.000 Гц. Но обеспечивать передачу такого
широкого диапазона частот слишком дорого, поэтому ограничиваются диапазоном частот,
обеспечивающим удовлетворительную разборчивость речи, — от 300 до 3.400Гц.Сигнал
на выходе телеграфного аппарата имеет колебания частот от 0 Гц (т. е. постоянного
тока) до 200 Гц, такой диапазон частот не мог быть передан через телефонную
аппаратуру, предназначенную для дальней связи, а создавать специальные линии
для телеграфа было экономически невыгодно. Тогда было придумано устройство
для подсоединения телеграфного аппарата к телефонному каналу.На выходе телеграфного
аппарата напряжение может принимать два фиксированных значения, наподобие
двоичной логики в современных вычислительных машинах. Обычно одно из этих значений
является положительным, другое — отрицательным. Создание устройства, которое
для напряжения отрицательной полярности передавало в телефонный канал сигнал
одной частоты, например 500 Гц, а для напряжения положительной полярности — сигнал
другой частоты, например 1000 Гц, позволило вписать сигнал в частотный диапазон
телефонного канала. На другом конце стояло устройство, определявшее частоту
принимаемого сигнала и превращавшее сигналы различной частоты в сигналы разной
полярности. Первый из процессов называется модуляцией, а второй, обратный ему
— демодуляцией. Так как по телефонному каналу возможна одновременная связь в
двух направлениях, то на каждом из концов канала ставились устройства, осуществлявшие
как модуляцию, так и демодуляцию. От сокращения слов “модуляция” и “демодуляция”
и было образовано слово “модем”,ТеорияКак кролики бывают пушистые и не
очень, так и протоколы передачи данных бывают двух типов: асинхронные и синхронные.Асинхронная
передача данных отличается гибкостью, так как позволяет пересылать
данные со скоростью, удобной как для передатчика, так и для приемника. Но
в то же время она недостаточно эффективна, поскольку каждый блок пересылаемых данных
приходится снабжать специальными маркерами в начале и конце — чтобы приемник
знал, когда начинать и кончать прием очередного блока. Приемник же на каждый
блок данных должен отвечать подтверждением, что все принято без ошибок. На все
это тратится драгоценное время, и в результате скорость передачи заметно снижается.
В противоположность этому, синхронная (synchronous) передача отличается
высокой скоростью, но малой гибкостью. Передатчик, договорившись с приемником о
параметрах связи, начинает слать данные сплошным потоком безо всякого разделения
на блоки — приемнику остается лишь ловить и не зевать. Конечно, синхронная передача
хуже защищена от помех, — ведь стоит не расслышать один бит, как дальше
все поедет вкривь и вкось.Собственно говоря, именно по этой причине синхронные
протоколы в чистом виде для модемной связи не применяются; большинство современных
протоколов в действительности асинхронные, но со сравнительно большим размером
блока данных. Само же содержимое блока, как понятно, в любом случае передается
в синхронном режиме.Тем не менее, термин “асинхронные” закрепился только за
такими протоколами, в которых размер блока равен одному байту (обрамленному стартовыми
и стоповыми битами, о которых речь пойдет ниже). В настоящее время такие
протоколы считаются устаревшими, и современные модемы используют в основном
“синхронные” протоколы, в которых размер блока значительно больше.Известные производители
модемовСегодня мы расскажем об истории корпорации ZOOM Telephonics
Inc.— одного из крупнейших мировых производителей факс–модемов. По объему продаж
она занимает второе место в Америке. Почему–то продукция этой компании последние
два года была слабо представлена на российском рынке, и тем интереснее узнать
о том, что ZOOM в рамках своей мировой производственной программы выпустил несколько
модемов специально для российских телефонных линий (внешний, внутренние
на ISA и PCI слоты и др.). Год основания: 1977 год, Бостон.Президент: Френк Меннинг.Вице–президент:
ПитерКрамер.Местонахождениефабрики: Бостон, США.Модемы адаптированыдля
Российских линий: Да (фабрично).Доля рынка модемов в США: 14%(2) .Начиная
с первого изделия, простого выключателя, который отключал телефонный
звонок, представленного уже в 1977 году, ZOOM Telephonics Inc. вырос в мирового
лидера в области компьютерных телекоммуникаций. Бизнес процветает не только из–за
того, что мы живем в век развития коммуникаций, но и потому что компания строит
его на том, что сейчас называют концепцией социально–этического маркетинга.
То есть, проще говоря, на внимании и понимании.Развитие компании словно напоминает
ВАМ — Великую Американскую Мечту. Как же произошло рождение ИДЕИ.В далеком
1960–м году, будучи еще обычными студентами, Франк Меннинг и его хороший друг,
с которым они жили в одной комнате в студенческом общежитии, Брюс Крамер частенько
вместе обсуждали бизнес известных людей. Несколько лет спустя, в середине
70–х, после того как Мэннинг и Крамер закончили работу над своими докторскими
диссертациями, им показалось, что ВРЕМЯ ПРИШЛО. Они рассмотрели возможные и невозможные
идеи для бизнеса, в котором они бы могли использовать свои инженерные
знания, включая оборудование контроля насосов для быстрорастущего рынка бензоколонок
самообслуживания и микропроцессорное управление автомобильными двигателями.
Они быстро осознали, что для этих проектов, которые требуют необычайно огромных
усилий, требуется и опыт ведения дел, и существенный капитал, — две вещи, которых
у них пока не было.В 1976 году, по предложению Пэта Меннинга, брата Френка,
друзья остановились на проекте, который они считали, не только был бы направлен
на потенциально широкий рынок, но и мог бы быть реализован доступными средствами.
Пэт выступил частным инвестором, а Питер Крамер — брат Брюса, сформировал
команду управления. Френк и Брюс выступили основными акционерами. Было выбрано
название ZOOM (изображает ожидаемый рост компании) и в марте 1977 года официально
учреждена и зарегистрирована.Первым изделием ZOOM был The Silencer (Глушитель).
The Silencer — был выключателем, который мог быть легко установлен на любой
телефон, чтобы телефон не звонил, — простая, но революционная идея в то время.Все
шло превосходно — устранение монополии компании ATTозначало, что открываются
независимые магазины, продающие телефоны и оборудование, произведенное другими
компаниями. “Вероятно, более важно, — говорит Меннинг, — что Глушитель был
настолько прост, что у нас был шанс успешно изготавливать его и продавать. Он
был разрекламирован как разрешение проблемы “спокойно вздремнуть на диване” или
“романтический вечер дома”. Он широко рекламировался через “Playboy”, “Esquire”,
“Vogue” и “Cosmopolitan”.“Глушитель с трудом приносил достаточно денег, чтобы
удерживать нас в бизнесе”, — говорит Меннинг. После первого года, Брюс Крамер
уменьшил свою активную роль в компании, так как предпочел место преподавателя
в университете. Пэт, который жил в Сент–Луисе, сосредоточился на строительстве
сети бензоколонок самообслуживания и стоянок для грузовых автомобилей, но оставался
главным источником финансирования ZOOM. Питер и Френк были основными лицами
в бизнесе ZOOM.В течение этого раннего периода, который Френк называет “этапом
прообраза компании”, ZOOM продавала Глушитель примерно за $10, достигая годового
уровня продаж в $20.000. Компания ZOOM продвигала товар через каталоги заказов
по почте, магазины подарков, новые специализированные магазины по продаже телефонов
и напрямую потребителям, а также даже через каталоги авиалиний.Несмотря
на быстрое и успешное развитие этого продукта, хозяевам компании становилось
ясно, что если компания ZOOM достойна своего имени, ей нужно продавать что–то другое…Продолжение
следует.Интернет: цифры и фактыНа наших глазах происходит самый
настоящий телекоммуникационный взрыв, вполне сравнимый по масштабам и последствиям
с тем, что был вызван появлением персональных компьютеров. Простое и эффективное
устройство — модем объединяет потенциал двух величайших изобретений человечества,
телефона и персонального компьютера, давая всем желающим доступ к невероятным
объемам информации и наделяя скромный персональный компьютер поистине
фантастическими возможностями.По данным NUA Internet Surveys, во всем мире сейчас
148 млн. пользователей Internet. Из них в Канаде и США — 87 млн., в Европе
— 33 млн.Сколько же их в России?Рассмотрим данные 3 исследовательских организаций.Количество
трафика по данным московских провайдеров происходит каждые полгода, а количества
пользователей — каждые 2 года.1). По оценкам ROCIT (Russian Non–Profit
Center for Internet Technologies, основанным на данных статистики членов этой организации
и опросах экспертов, число пользователей Internet в России росло следующим
образом: январь 1997 г. — 300 тыс.; октябрь 1997 г. — 600 тыс.; июль 1998
г. — 1 млн.Специалисты РОЦИТ отмечают весьма примечательные изменения в составе
обладателей доступа в Internet, среди которых неуклонно возрастает доля жителей
провинции, а также людей, чьи профессиональные интересы напрямую с вычислительной
техникой не связаны.2). РосНИИРОС (Российский НИИ развития общественных
сетей) регулярно ведет мониторинг российского сегмента Всемирной Сети методом циклического
“опроса” (пингования) включенных в Сеть компьютеров. Он зарегистрировал
отклики следующего числа IP– хостов (активных компьютеров с уникальными Internet–адресами),
принадлежащих к зоне .RU: начало 1997 года — 70 тыс., конец 1997
года — 150 тыс., середина 98 года — 180 тыс. Согласно оценкам РосНИИРОС, один
IP–хост в среднем обслуживает 4 человек. Таким образом, количество пользователей
постоянных IP–хостов в России составляет 700–750 тыс. человек. Кроме того,
число абонентов российских компаний–провайдеров доступа в Интернет по коммутируемым
телефонным соединениям составляет 150 — 200 тысяч. Если учесть научные организации
и крупные университеты, в которых на один Интернет–адрес приходится от
ста до более чем тысячи пользователей, то можно считать, что данные РосНИИРОС
хорошо согласуются с интегральной оценкой РОЦИТ.3). Результаты очередного исследования,
проведенного КОМКОН–2, позволяют оценить уровень компьютеризации и доступа
в Интернет среди населения областных центров России. Всего пользователей
персональных компьютеров в России 3.500 тыс.человек. Всего же счастливых обладателей
доступа в Интернет по данным КОМКОН–2 — 866 тыс.чел.4). В сентябре 1998 г.
компания Gallup Media в очередной раз провела исследование читательской аудитории
Москвы. Было опрошено по телефону 3000 респондентов, репрезентирующих взрослое
население столицы России. Кроме вопросов о чтении различных изданий в анкету
исследования были включены вопросы о посещении Интернет–страниц. Это позволило
оценить процент посетителей Интернет среди взрослого московского населения,
а также получить сведения о размере аудиторий 12 (двенадцати) наиболее популярных
сайтов. Полученные по результатам исследования данные позволяют также описать
социально–демографическую структуру московской аудитории Интернет и дать представление
о стиле жизни и потребительских характеристиках посетителей Сети. Недельная
аудитория Интернет в Москве составляет порядка 440 тысяч человек.Знакомьтесь
— модем, просто модем…В этом разделе мы опишем одну модель производителя,
которой посвящен выпуск.Модель: #2949.Название: ZOOM Dualmode(2)  56K FaxModem
External.Производство: ZOOM Telephonics Inc., USA .Представительство в России:
Нет, (www.zoomtel.com).Чипсет: Rockwell Semiconductor Systems и Lucent.Гарантия
производителя: — 5 лет.Адаптирован под российские линии: Да.Комплект: модем, дискета
с драйверами под Win’9x и Dos, адаптер питания, телефонный шнур RJ–11 (210
см.), руководство пользователя на русском языке, карточка доступа в Интернет.Стоимость:
150 у.е. (3)Преимущества: Модем с одним из лучших на сегодняшний день
соотношением “цена/качество”. Обеспечивает надежную и быструю связь на хороших
и средних линиях практически без дополнительной настройки. Корректная реализация
стандартных протоколов V.34 и V.90. Хорошо ловит “занято”, что позволяет работать
в автоматических режимах. Аппаратная адаптация к российским условиям. Недостатки:
отсутствие аппаратно реализованного АОН (возможно использование любого
программного АОН, тем более что специалисты ZOOM трудятся над модернизацией
прошивки, включающей АОН). Необходимость некоторой подстройки на плохих линиях.ZOOM
faxmodem 56Kx Dualmode — факс–модем с двумя режимами работы на высокой скорости.
Объединяет два стандарта V.90 ITU и 56Кflex, что расширяет применение технологии
56К и позволяет достичь скорости передачи данных почти в два раза большей,
чем у модемов, не поддерживающих эту технологию, обеспечивая тем самым быстрый
доступ к Интернет, Всемирной Паутине (WWW).ZOOM faxmodem 56Kx Dualmode при
соединении автоматически выбирает режим: V.90 ITU, 56Кflex, 33.6 Кбит/с или другой
международный ITU или Bell стандарт для достижения самой высокой, максимально
устойчивой скорости соединения.ZOOM faxmodem 56Kx Dualmode имеет флэш–память
(flash EPROM), для быстрого перепрограммирования DSP процессора, с целью дальнейшего
расширения и улучшения возможностей. Модернизация может быть выполнена
за одну минуту.ZOOM faxmodem 56Kx Dualmode обеспечивает высококачественную голосовую
почту, поддерживает стандартный протокол V.80 для проведения видеоконференций
при соединении модема с модемом. Он совместим со стандартами H.324 point–to–point
и H.323 Internet видеоконференцсвязи. Для передачи видео и звука Вам необходимо
иметь: видеокамеру с LPT портом или видеокамеру с картой видеозахвата,
звуковую карту с микрофоном. Все это работает с факс–модемом по обычным телефонным
линиям.ZOOM faxmodem 56Kx Dualmode оснащен защитой ZoomGuard от перегрузок
напряжения в телефонной сети, что сводит к минимуму возможность отказа. ZoomGuard
защищает лучше, чем стандартные металлоксидные варисторы (MOVs), применяемые
на других модемах, принимая на себя все перегрузки.Минимальные системные требования:*
i386 PC–совместимый компьютер; * 4 Мб RAM (рекомендуется 8Мб); * свободный
последовательный порт (так называемый RS–232 порт, модемный порт или COM–порт);
* Наличие жесткого диска. Голосовая почта требует звуковую карту для воспроизведения
сообщений (микрофон требуется для записи персональных сообщений).Программное
обеспечение свободно переписывается с WEB–cервера Технические характеристики:Скорость
передачи данных — от 300 до 56 00 бит/с на прием и 33600 бит/с
на передачу с автоматическим выбором V.90 или K56flex;От 300 до 3600 бит/с в обоих
направлениях поддерживает все международные и Bell стандарты. Сжатие данных
— V.42bis и MNP 5 для увеличения пропускной способности до 230,400 бит/с. Максимальная
скорость передачи данных определяется пропускной способностью COM–порта
компьютера и длиной кабеля. Микросхема UART 16550AN (универсальный асинхронный
приемопередатчик, обеспечивающий буферизацию данных) обеспечивает скорость 115,200
бит/с и выше. Скорость передачи факсов — от 300 до 14,400 бит/с; Группа
3, класс 1.Поддерживаемые протоколы:Данные: V.90, K56flex, V.34, V.32bis, V.32,
V.23, V.22bis, V.22 A/B, V.22, V.21, Bell 103/212A;Факс: V.33, V.29, V.17, V.27ter,
V.21 channel 2;Коррекция ошибок: V.42, MNP 2–4, MNP 10, MNP 10EC;Поддержка
Plag and Play;Поддерживает стандартный и расширенный (дополнительный) набор АТ
команд;Поддерживает V.80 и VRPI H.324 point–to–point для видеотелефонии;Поддерживает
H.323 для видеоконференций через Интернет или другие сети.Телефонный интерфейс:·2
стандартных (RJ–11) телефонных гнезда для подключения телефона и телефонной
линии;·Автоответ;·Автоматически определяет сигналы АТС (тональный набор,
занято, звонок и др.);·Поддерживает тональный и пульсовый набор номера.Голосовая
почта (требует наличия звуковой карты):·Высококачественная запись и воспроизведение
голоса;·Удобный просмотр сообщений;·Удаленный доступ и запись сообщений;·Поддержка
индивидуальных голосовых почтовых ящиков;·Защита паролем.Последовательный
интерфейс: RJ–232C.Размеры: 133х165х381 (мм).Тестирование модемаТестирование
модема ZOOM FAX/MODEM 56K Voice DualMode EXT model #2949 проводилось силами
службы технической поддержки известного провайдера “Элвис–Телеком” Сводная таблица
ПО Windows–95/98;2) дозвон производился на номера модемного пула “Элвис–Телеком”:
974–5122, 961–5122, 755–1001, 258–9631 в дневное и ночное время. Все телефоны
V.90, многоканальные — по 60 линий на каждый.Во всех случаях при проверке
соединение не рвалось самостоятельно. В целом модем не требует подстройки под
параметры линии.В большинстве случаев соединение идет с использованием протокола
V.90. Исключение составляют старые АТС (шаговые — 152, 315). Доля удачных соединений4 
на хороших и средних линиях5  — 93%, на плохих около — 85%. На линиях
с плохим качеством максимальная скорость соединения — 28,800.При этом подстройка
параметров входного и выходного сигналов не производилась, так как это накладывает
определенные ограничения на квалификацию пользователя и не многие конечный
пользователи смогут это воспроизвести (такая подстройка на самом деле не представляет
собой ничего сложного, и мы расскажем об этом в следующем выпуске).В
целом модем не уступает по своим характеристикам модемам USR Courier, а на хороших
линиях и цифровых АТС дает более высокие параметры соединения.Конфигурация
модема, внесенная в 0–ой профайл, оптимальна для большинства АТС и не требуется
дополнительных строк инициализации.Если не удается установить соединение на
V.90 для устойчивой работы, то рекомендуются следующие строки инициализации:ATF+MS=11,1,2400,33600ATFX4
E0 V1 +MS=11ATF–V90=0Полезные советыЕсли модем аппаратно
реализует протокол коррекции (MNP4, V.42) или сжатия (MNP5, V.42bis) данных,
то, получая от компьютера байты в синхронном формате — со стартовыми, стоповыми
битами и битом четности, — он удаляет из них всю служебную информацию и посылает
в линию “голый” байт, т.е. ровно 8 бит. В результате объем информации, идущей
по линии, меньше, чем объем информации, пересылаемой между компьютером и модемом.
Принимающий же модем вынужден снова добавлять к каждому принятому байту служебные
биты, увеличивая количество информации. Нетрудно сообразить, что из–за
этого скорость порта у принимающей стороны должна быть выше, чем скорость связи!Если
же модем к тому же еще и сжимает передаваемые данные, то разница в скоростях
будет еще значительнее, так как принимающий модем, разархивируя полученные
данные, еще сильнее увеличивает их объем. Если же вспомнить, что при связи каждый
модем обязательно должен и передавать, и принимать данные, то становится понятно,
что скорость порта для модемов с коррекцией ошибок и сжатием данных должна
быть всегда существенно выше, чем максимальная пропускная способность модема.Поскольку
средневзвешенная скорость соединения на 56К–протоколе V.90 в Москве,
равна 48Кбит/с, количество служебной информации составляет примерно 10% и протоколы
MNP5 или V.42bis сжимают информацию в 3–4 раза. Получаем, что скорость порта
должна быть не менее 115,200, а лучше 230,400.Поэтому, хотя порт обычно работает
хорошо при установках, используемых по умолчанию, не помешает лишний раз
проверить настройки Windows и убедиться, что модем работает “на полную катушку”.
Сначала выберите такую скорость передачи последовательного порта, чтобы ее хватило
для обработки потока сжатых данных от модема к ПК (вне зависимости от того,
внутренний модем или внешний). Чтобы задать скорость работы порта, запустите
в Панели управления утилиту “Модемы”, выберите модем, который надо конфигурировать,
и щелкните на кнопке “Свойства”, а затем на закладке “Общие”. В поле “Максимальная
скорость” задайте нужную скорость. Для модемов на 28,8 и 33,6 кбит/с
выберите значение 57600, для модемов на 56 кбит/с — 115200 и выше, а для ISDN–модемов
— 115200 или выше (высокоскоростные адаптеры с последовательными портами
должны также предлагать значения 230400 и 460800). Не закрывая окно настроек модема,
щелкните на закладке “Установка связи”, а затем на кнопке “Дополнительно”
и убедитесь, что включена опция “Контроль передачи” и выбран режим “Аппаратный
(RTS/CTS)”.АТ–команды и S –регистрыБудут рассмотрены строки инициализации для
модема ZOOM, изготовленного на чипсетах Rockwell RCV56ACx, RCV336Acx, RCV288Acx
и RCV144Acx. Эти строки можно использовать и на других модемах, собранных на
этом же чипсете.Самое приятное, что в модеме ZOOM довольно редко требуется подстройка,
поскольку фабричные значения, занесенные в “прошивку”, универсальны и подходят
для большинства случаев. Достаточна строка: AT Fили вообще никакой. В этом
выражается американский подход — пользователь должен как можно меньше напрягаться.
Но россияне любят поковыряться с техникой, поэтому расскажем о более тонких
способах настройки.Рекомендуемая строка инициализации для модемов ZOOM 56К
для работы с коммуникационными программами (большинство хороших программ проводят
автоопределение модема и ставят необходимую строку инициализации сами) следующая:AT
FC1D2X4 S7=55 S0=0Для некоторых АТС (обычно декадно–шаговых и координатных)
имеет смысл изменить стандартное значение времени ожидания гудка. Это значение
храниться в регистре S6 (в секундах). По умолчанию оно равно 2 секундам.
Для этого необходимо добавить в строку инициализации S6=6.Если в данный конкретный
день вам не удается установить соединение на V.90 из–за перегруженности линии
или проблем у провайдера (хотя обычно вы стабильно работали на V.90), то для
устойчивой работы рекомендуются следующие строки инициализации:ATF+MS=11,1,2400,33600ATFX4
E0 V1 +MS=11ATF–V90=0В дальнейшем обязательно установите вашу обычную
строку инициализации, которая может быть например такой:ATF+MS=12,0 S91=10
/* для электронной АТС и когда у провайдера телефон дозвона на протоколе V.90 */(6)ATF+MS=56,0
S91=10 /* для электронной АТС и когда у провайдера телефон дозвона
на протоколе К56flex */ATF+MS=12,0 S91=9 /* для квазиэлектронной АТС и когда
у провайдера телефон дозвона на протоколе V.90 */ATF+MS=56,0 S91=9 /* для квазиэлектронной
АТС и когда у провайдера телефон дозвона на протоколе К56flex */ATF+MS=12,0
S91=9 S7=55 S6=6 /* для координатной АТС и когда у провайдера телефон
дозвона на протоколе V.90 */ATF+MS=56,0 S91=9 S7=55 S6=6 /* для координатной
АТС и когда у провайдера телефон дозвона на протоколе К56flex */Модем ZOOM автоматически
определяет выбор между V.90 или K56flex, в зависимости от того, какое
оборудование стоит у провайдера. Но чтобы, на какую–то долю секунды ускорить соединение
можно жестко определить протокол, как показано выше.Если у Вас старая
АТС и вы никогда (даже на очень хорошем модеме) не поднимались выше 19.200, тогда
оптимальной строкой инициализации для Вас будет:ATF+MS=11,1,2400,33600 S6=6
S7=55 S91=9Напомним, что строка инициализации набирается в свойствах модема во
вкладке “Дополнительно” (для Win’95).Словарик терминов:Модем (modem) — устройство,
предназначенное для передачи информации по телефонным линиям посредством модуляции
и демодуляции. От сокращения слов “модуляция” и “демодуляция” и было образовано
слово “модем”.Модуляция (modulation) — изменение характеристик несущей
в соответствии с информативным сигналом, см. также carrier.Несущая (carrier)
— аналоговый сигнал фиксированной частоты, подвергаемый модуляции в соответствии
с некоторым информативным сигналом. Несущая, как правило, имеет меньшие показатели
затухания и искажения, чем информативный немодулированный сигнал.