Модемы для коммутируемых аналоговых телефонных линий

Телефонные сети общего пользования, кроме передачи голоса, позволяют передавать цифровые данные при помощи модемов. Модем (модулятор-демодулятор) служит для передачи данных на большие расстояния с использованием выделенных и коммутируемых телефонных линий. Модулятор поступающую от компьютера двоичную информацию преобразует в аналоговые сигналы с частотной или фазовой модуляцией, спектр которых соответствует полосе пропускания обычных голосовых телефонных линий. Демодулятор из этого сигнала извлекает закодированную двоичную информацию и передает ее в принимающий компьютер. Факс-модем (fax-modem) позволяет передавать и принимать факсимильные изображения, совместимые с обычными факс-машинами. Цифровой сигнал используется для модуляции амплитуды, частоты или фазы звуковой несущей , в зависимости от того, какая скорость передачи данных требуется. Эти три типа модуляции известны как амплитудно-манипулированная (amplitude shift keying - ASK), частотно-манипулированная (frequency shift keying - FSK) или фазоманипулированная (phase shift keying - PSK). В простейшем случае модулированная несущая в каждый момент времени имеет одно из двух фиксированных значений параметров, то есть одну из двух амплитуд, одну из двух частот или один из двух фазовых сдвигов. Эти два фиксированных значения представляют собой логический 0 или логическую 1. При низких и средних скоростях передачи данных (до 1200 бит/с) используется частотная модуляция (FSK). Многофазные PSK используются при скоростях передачи данных от 2400 бит/с до 4800 бит/с. PSK более эффективно использует ширину диапазона, чем FSK,но ее реализация значительно дороже. ASK наименее эффективна и используется только для очень низких скоростей передачи (менее чем 100 бит/с). Для скоростей от 9600 бит/с до 33600 бит/с используется комбинация PSK и ASK, называемая квадратурной амплитудной модуляцией (QAM).

Основным параметром модема является обеспечиваемая скорость передачи данных. Ограниченность эффективно пропускаемой полосы частот (ЭППЧ) канала ТЧ (3100 Гц) является основной преградой в использовании телефонной сети для высокоскоростной передачи данных. Скорость передачи информации по каналу с ЭППЧ не может превосходить ее ширины, т.е. 3100 бод в случае канала ТЧ. Но как же тогда быть с модемами, передающими информацию со скоростями 14400, 28800 бит/с и даже больше? Ответ напрашивается сам: бод и бит/с не одно и то же.

На временной диаграмме несущего сигнала можно выделить равные по длительности отрезки времени, на которых несущий сигнал имеет определенные постоянные значения своих параметров. Эти отрезки времени называют бодовыми интервалами. Число бодовых интервалов в единицу времени определяет модуляционную скорость (еще ее называют линейной или бодовой). Модуляционная скорость измеряется в бодах.

Если кодируемый элемент соответствует одному биту информации (0 или 1), то на бодовом интервале параметры сигнала соответственно могут принимать одну из двух определенных совокупностей значений амплитуды, частоты и фазы. В этом случае модуляционная скорость равна информационной, т.е. 1 бод = 1 бит/с. Кодируемый элемент может соответствовать не одному, а, например, двум битам информации. В этом случае информационная скорость будет вдвое превосходить бодовую, а параметры сигнала на бодовом интервале могут принимать одну из четырех совокупностей значений, соответствующих 00, 01, 10 или 11.

Другие стьтьи в тему

Разработка систем автоматического регулирования
Основы теории управления - одна из дисциплин, образующих науку об управлении. Эта наука в последние годы распространила свое влияние не только на системы управления технического характера (станки, роботы, самонаводящиеся ракеты, беспилотные самолеты, космические аппа ...

Распределительная сеть системы кабельного телевидения
Телевидение - величайшее явление XX века, которое объединило в себе самые передовые достижения научно-технической мысли, культуры, журналистики, искусства, экономики. Став одним из компонентов системы средств массовых коммуникаций, телевидение не завершило ее формирование, но повлекл ...