Что из себя представляет модем и зачем он необходим?

Между компьютерами, как и между людьми, должен существовать канал связи, позволяющий им обмениваться между собой информацией. Они посылают и получают информацию в виде электрических сигналов, которые получили название данных, или в отличие от речевой информации, неречевых сигналов. Требования, предъявляемые к каналу связи, используемому для передачи данных, изменяются в зависимости от физического места расположения оборудования. Если компьютерное оборудование установлено в пределах одной комнаты или одного здания, то, скорее всего, оно соединяется между собой непосредственно. Соединение на большие расстояния выполняется с использованием телефонной сети. Все более увеличивающиеся потоки неголосовой информации передаются каждый день от одного компьютера к другому по телефонным линиям. Следует более детально рассмотреть процессы, происходящие при таких соединениях.

Модем, название которого образовано из начальной и конечной частей слов «МОдулятор» и «ДЕМодулятор», представляет устройство сопряжения, через которое подключается выход цифрового устройства к телефонной линии. Передающий модем преобразует цифровые данные в аналоговый формат, который способен обрабатываться оборудованием, используемым в телефонных линиях связи (предназначенных для голосовых каналов), а принимающий модем выполняет обратное преобразование из аналогового формата, восстанавливая исходный цифровой сигнал.

На рис. 9.1 изображены два блока цифрового оборудования (оконечное оборудование приема-передачи данных), между которыми выполняется соединение, необходимое для передачи цифровой информации.

Рис. 9.1.Метод передачи цифровых данных

Блок оборудования, изображенный на рис. 9.1а, передает цифровые данные на оборудование, которое установлено на большом расстоянии от передающего (рис. 9.1б).

Обмен данными может производиться как в прямом, так и в обратном направлениях. Линией связи, соединяющей оба блока оборудования, является телефонная линия.

Как показано на рис. 9.1а, выходным сигналом цифрового оборудования, предназначенного для обработки данных, является параллельно передаваемый битовый поток. Параллельно передаваемые выходные данные преобразуются в последовательный битовый поток с использованием передающего узла асинхронного универсального приемопередатчика (UART); таким образом, информация может передаваться в последовательном виде по одной линии. При этом бит самого младшего значащего разряда (LSB) пересылается первым, а бит самого старшего значащего разряда (MSB) — последним.

Последовательный битовый поток не может передаваться по телефонной линии непосредственно и должен быть преобразован в сигналы тонального или акустического частотного диапазона, которые и могут быть переданы по телефонным линиям связи. Операцию преобразования и сопряжения цифрового оборудования с телефонной линией выполняет модем. Слово модем образовано путем объединения начальной и конечной частей двух слов «МОдулятор» и «ДЕМодулятор». Модем выполняет две основные функции.

На принимающем конце телефонной линии, изображенной на рис. 9.1б, поступивший сигнал преобразуется модемом обратно в последовательный битовый поток, а приемный блок асинхронного универсального приемопередатчика, UART, преобразует последовательный битовый поток в параллельный поток данных, который поступает на вход цифрового оборудования. Некоторые виды цифрового оборудования способны принимать данные в последовательном виде непосредственно от модема; в таком случае блок асинхронного универсального приемопередатчика не нужен.

Часть последовательного битового потока, состоящая из восьми битов, показана на рис. 9.1. Она представляет входной сигнал модема, установленного со стороны передающего оборудования линии связи и получившего название вызывающего (инициирующего вызов) модема; одновременно с этим она представляет выходной сигнал модема, установленного на передающем конце линии связи и получившего название отвечающего модема. Формат для каждого передаваемого символа в битовом потоке показан на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Форматы стартового символа (бита) и символа (бита) останова при асинхронной передаче