План лекції. 1. Загальні поняття модуляції та кодування сигналу

Лекція №4.2

“Модеми, принцип їх роботи”

1. Загальні поняття модуляції та кодування сигналу

2. Засоби комунікації. Модеми для телефонних ліній

3. Технології xDSL і кабельні модеми

4. Модеми для виділених ліній

5. Підключення до безпровідних мереж (Wi-Fi)

6. Мережеві адаптери.

Більшість сучасних комп'ютерів підключаються до комп'ютерних мереж, з яких найбільш розповсюджений Інтернет. Для доступу до подібного роду мережам потрібне спеціальне устаткування.

З ростом кількості комп'ютерів в останні роки виникла необхідність зв'язати них між собою. Наприклад, можна зв'язати свій домашній комп'ютер з комп'ютером на роботі, з постачальником послуг Інтернету або банківською системою. Для забезпечення такого зв'язку часто використовується телефонна лінія.

Однак звичайна телефонна лінія (так само як і кабель) погано підходить для передачі комп'ютерних сигналів, у яких 0 звичайно відповідає нульовій напрузі, а 1 — напрузі від 3 до 5 вольтів (мал. 2.33, а). Дворівневі сигнали під час передачі по телефонній лінії, що призначена для передачі голосу, піддаються сильним перекручуванням, що ведуть до помилок у передачі. Проте синусоїдальний сигнал з частотою від 1000 до 2000 Гц, що називається несущої, може передаватися з відносно невеликими перекручуваннями, і ця властивість використовується при передачі даних у більшості телекомунікаційних систем.

Оскільки форма синусоїдальної хвилі цілком передбачувана, вона не несе ніякої інформації. Однак змінюючи амплітуду, частоту або фазу, можна передавати послідовність нулів і одиниць, як показано на мал. 2.33. Цей процес називається модуляцією. При амплітудній модуляції використовуються 2 рівні напруги для 0 і 1, відповідно (мал. 2.33, б). Якщо цифрові дані передаються з дуже низькою швидкістю, то при передачі 1 чутний голосний шум, а при передачі 0 шум відсутній.

При частотній модуляції рівень напруги не міняється, але частоти несущого сигналу для 1 і 0 розрізняються (мал. 2.33, в). У цьому випадку при передачі цифрових даних можна почути два тони: один з них відповідає 0, а іншої — 1. Частотну модуляцію іноді називають частотною маніпуляцією.

При простій фазовій модуляції амплітуда і частота зберігаються на одному рівні, а фаза несущого сигналу міняється на 180°, коли дані міняються з 0 на 1 або з 1 на 0 (мал. 2.33, г). У більш складних системах фазової модуляції на початку кожного неподільного тимчасового відрізка фаза несущого сигналу різко зрушується на 45, 135, 225 або 315°, щоб передавати 2 біти за один часовий відрізок. Це називається дибитной фазовим кодуванням. Наприклад, зрушення по фазі на 45° представляє 00, на 135° — 01 і т.д. Існують системи для передачі трьох і більш бітів за один часовий відрізок. Число таких тимчасових інтервалів (тобто число потенційних змін сигналу в секунду) називається швидкістю в бодах. При передачі двох або більш бітів за 1 часовий відрізок швидкість передачі бітів буде перевищувати швидкість у бодах. Відзначимо, що терміни «бод» і «біт» у цьому контексті часто плутають.

Якщо дані складаються з послідовності 8-розрядних символів, було б бажано мати засіб зв'язку для передачі 8 біт одночасно, тобто 8 пара проводів. Тому що телефонні лінії, призначені для передачі голосу, забезпечують тільки один канал зв'язку, біти повинні пересилатися послідовно один за іншим (або в групах по двох, якщо використовується дибитная кодування). Пристрій, що одержує символи з комп'ютера у формі дворівневих сигналів (по одному біті в кожен відрізок часу) і передає біти по одному або по двох у формі амплітудної, фазової або частотної модуляції, називається модемом. Для вказівки на початок і кінець кожного символу на початку і кінці 8-розрядного ланцюжка ставляться початковий і кінцевий біти, у такий спосіб виходить всего 10 біт.

Модем посилає окремі біти кожного символу через рівні тимчасові відрізки. Наприклад, швидкість 9600 бод означає, що сигнал міняється кожні 104 мікросекунди. Другий модем, що одержує інформацію, перетворить модульований несущий сигнал у двоичное число. Біти надходять у модем через рівні проміжки часу. Якщо модем зустрічає початок символу, його годинник повідомляють, коли потрібно почати зчитувати біти, що надходять.

Сучасні модеми передають дані зі швидкостями від 28 800 біт/з до 57 600 біт/з, що звичайно відповідає більш низької швидкості в бодах. Вони сполучать різні технології для передачі декількох бітів за 1 бод, модулюючи амплітуду, частоту і фазу. Майже всі сучасні модеми є дуплексними, тобто можуть передавати інформацію в обох напрямках одночасно, використовуючи різні частоти. Модеми і лінії зв'язку, що не можуть передавати інформацію в обох напрямках одночасно (як одноколійна залізниця), називаються напівдуплексними. Лінії зв'язку, що можуть передавати інформацію тільки в одному напрямку, називаються симплексними.

Дата добавления: 2014-01-04