Высокоскоростные модемы. Описание

Одно из самых значительных научно-технических достижений в области модемной связи произошло в 1984 г. с принятием стандарта V.32, который обеспечивал полноценную дуплексную передачу со скоростью 9600 бит/с по обычным коммутируемым линиям связи. Модемы, поддерживающие стандарт V.32, стали широко доступными начиная с 1986 г., и с этого времени по сегодняшний день пользователи компьютеров имеют возможность пользоваться высокоскоростной связью.

Созданы модемы, рассчитанные на скорости передачи данных 56000 бит/с и способные работать в обычных телефонных сетях.

Технология передачи данных со скоростью 9600 бит/с оказалась гораздо более изощренной, чем та, которая использовалась до сих пор для низкоскоростных модемов. Так как в одиночном голосовом канале с полосой пропускания 3 кГц способен передаваться только один цифровой сигнал, характеризующийся значением 2400 бод, то модем стандарта V.32 размещает данные в 4-разрядные группы и ведет передачу со скоростью 2400 бод. Оба модема должны передавать сигнал одновременно, а затем отсортировывать свой собственный передаваемый сигнал из общего суммарно принятого. В каждом модеме стандарта V.32 для этих целей используются эхо-компенсаторы.

Каждый эхо-компенсатор использует преимущество того, что телефонный аппарат никогда не бывает точно согласован по нагрузке с линией связи, то есть полное комплексное сопротивление телефонной сети никогда не бывает точно равным полному комплексному сопротивлению гибридной схемы телефона (или модема). В результате небольшая часть передаваемого сигнала отражается назад к передающему устройству от принимающего устройства, установленного на другом конце линии связи. Часть передаваемого сигнала также отражается от собственной гибридной схемы модема и никогда не покидает передающий модем. Составляющие этих обоих сигналов должны быть вычтены из принятого общего сигнала. А то, что осталось, представляет в чистом виде принимаемый сигнал.

Эхо-компенсаторы устраняют свой собственный отраженный сигнал из общего принятого сигнала, позволяя двум высокоскоростным модемам работать одновременно в дуплексном режиме.

В модемах стандарта V.32 также используется продвинутый метод кодирования, получивший название метода решетчатого кодирования (или решетчатый код), который позволяет исследовать упорядоченный сигнал на присутствие известного шаблона. Этот прием позволил снизить количество ошибок, вносимых при передаче данных, и сделал модем стандарта V.32 действительно практичным и высокоскоростным устройством.

Решетчатое кодирование представляет метод кодирования, используемый в модемах стандарта V.32 для снижения количества ошибок передачи данных путем распознавания известного шаблона в принимаемом сигнале.

Дальнейшее усовершенствование метода эхо-компенсации и решетчатого кода позволило перейти к модемам с усовершенствованным стандартом V.34, которые позволили осуществлять дуплексную передачу данных со скоростями 33600 бит/с. Модемы, соответствующие стандарту V.90 и выпущенные в 1998 г., обеспечивали прием данных со скоростями 56000 бит/с, однако поток исходящих данных мог передаваться с предельными скоростями в 33600 бит/с.

В июле 2000 г. Международный союз электросвязи (телекоммуникаций) ратифицировал стандарт V.92, который обеспечивал скорости поступающих данных значением 56 Кбит/с, а скорости передаваемых модемом данных значением 48 Кбит/с. Для модемов этих стандартов понадобились особо качественные схемы эхо-компенсаторов, а также высококачественные схемы приемного блока. Однако такие скорости передачи данных могут быть достигнуты лишь на телефонных линиях очень высокого качества; модемная связь с более низким скоростями может осуществляться в обычном режиме.