Эвм. Лекция Содержание

Вид материала

Лекция

Содержание Часть 2. Сетевая плата. Адреса и прерывания Стандартные адреса ввода/вывода (I/O Ports) Стандартно используемые прерывания (IRQ) Разъемы Thin Ethernet Неэкранированная витая пара(Unshielded Twisted Pair) Предварительные (draft) стандарты Hub (хаб) 10Base-T (Ethernet на витой паре) 10Base-2 (на основе коаксиального кабеля) 10Base5 (Коаксиальный кабель толстый (так называемый "желтый") с волновым сопротивлением 50 Ом.) Волоконная оптика 10BaseF Используемая топология - звезда. Максимальная длина сегмента - 2 км.100Base-TX (100м) Часть 3. Модем. Внешние: Преимущества Стандарты на скорость соединения. Стандарты на протоколы сжатия и коррекции ошибок. Кодек - осуществляет двустороннее преобразование аналогового сигнала, поступающего из линии, в поток цифровых данных.    ПЗУ Физические факты Телефонная линия почему модемы стоят по-разному. ... Полное содержание

Подобный материал:

• Лекция Развитие компьютерной техники, 430.69kb.
• Программа для поступающих на Направления подготовки бакалавров 231000 «Программная, 191.41kb.
• Лекция Введение в дисциплину Характеристики сетей ЭВМ, 384.76kb.
• Лекция Программное обеспечение ЭВМ. Классификация и развитие, 218.8kb.
• 1 История развития компьютерной техники, поколения ЭВМ и их классификация Развитие, 1329.92kb.
• Малых ЭВМ (СМ эвм), 153.2kb.
• Лекция 3 История развития ЭВМ, 290.9kb.
• Лекция №16, 127.41kb.
• Лекция №2 Функциональная схема ЭВМ, 156.78kb.
• Лекция №2 Архитектура ЭВМ. Состав компьютерно системы, 258.74kb.

Архитектура ЭВМ. Лекция 9.

Содержание:

Принтеры

Сетевые карты

Сетевые топологии

Модемы

ADSL


Часть 1. Принтеры.


Предлагается классифицировать принтеры по пяти основным позициям: принципу работы печатающего механизма, максимальному формату листа бумаги, использованию цветной печати, наличию или отсутствию аппаратной поддержки языка PostScript, а также по рекомендуемой месячной нагрузке, которая, как правило, коррелирует со скоростью печати.


любое текстовое или графическое изображение на экране монитора компьютера (как, впрочем, и теле­визора) состоит из множества дис­кретных точек люминофора, име­нуемых также пикселами (pixel - picture element). Поэтому такие дисплеи называют еще растровыми. В мониторе имеются три электронных пуш­ки с отдельными схемами управ­ления, а ни поверхность экрана нанесен люминофор трех основ­ных цветов: К. (Red, красный), G (Green, зеленый), В (Blue, си­ний). Эти цвета называются обыч­но первичными, поскольку путем сложения соответствующего их ко­личества можно получить любой другой цвет. Такая модель цветообразования называется поэтому аддитивной (adtlition - сложение), или RGB.

Принтеры, способные выводить графическую информацию, являют­ся, вообще говоря (так же как и упоминаемые выше мониторы), растровыми устройствами. Однако работают они уже с другими пер­вичными цветами и используют соответственно иную модель пветообразования - субтрактивную (subtraction - вычитание). Это, во­обще говоря, может создавать боль­шие проблемы при выводе инфор­мации с экрана на принтер, пос­кольку не всегда достигается пол­ное соответствие цветов.


первичными цветами для цветных принтеров являются зеле­но-голубой (Cyan), светло-красный (Magenta) и желтый (Yellow). На­ложение двух из этих первичных цветов в данном случае дает красный, зеленый или голубой цвет. Смешение всех трех первичных цветов субтрактивной модели дает черный цвет. В некоторых принте­рах для получения истинно черного цвета используется отдельный чер­ный краситель (blacK), поэтому данная модель цветообразования называется также CMY или CMYK.

Поясним, почему, собственно, различаются модели цветообразования для мониторов и принтеров. Напомним, что наши глаза являются сложной оптической системой, ко­торая воспринимает излучаемый или уже отраженный от освещае­мых предметов свет, разумеется, если они сами его не излучают. Цвет, как известно, определяется длиной волны электромагнитного излучения, определенный частот­ный спектр которого и представляет для нас видимый свет. Теперь не­трудно понять, что нанесенные на экран точки люминофора воспри­нимаются именно того цвета, ка­кой они и излучают. Краситель же, нанесенный на бумагу, напротив, действует как фильтр, поглощая (вычитая!) одни и отражая другие длины электромагнитных волн. Напомним также, что насыщенность цвета (розовый, красный, пурпур­ный) зависит от количества бело­го цвета. Таким образом, промежу­точные цвета при выводе изобра­жения, например, розового, полу­чаются, как правило, путем пропус­ка (непечати) нескольких точек.


Основные типы печатающих устройств:

• Dot Matrix
  

Рассказать коротко.

• Liquid ink-jet
  
  • устройства непрерывного (continuous drop, continuous jet)
    
  • дискретного (drop-on-demand)
    
    • с нагревани­ем чернил («пузырьковая» техноло­гия bubble-jet или thermal ink-jet)
      

в каждом сопле печатающей головки находится маленький нагреватель­ный элемент (например, тонкопленочный резистор). При пропуска­нии тока через тонкопленочный резистор

последний за несколько микросекунд нагревается до темпе­ратуры около 500 градусов и отда­ет выделяемое тепло непосредствен­но окружающим его чернилам.

• и основанные на действии пьезо- эффекта (piezo).
  

обратный пьезоэффект заключается в дефор­мации пьезокристалла под воздей­ствием электрического поля. Изме­нение размеров пьезоэлемента, рас­положенного сбоку выходного от­верстия сопла и связанного с диа­фрагмой, приводит к выбрасыванию капли и приливу через входное от­верстие новой порции чернил.

• Термоперенос. Thermal wax transfer.
  

Принцип работы принтера с термопереносом состоит в том, что термопластичное красящее вещес­тво, нанесенное на тонкой подложке, попадает на бумагу именно в том месте, где нагревательными элемен­тами (аналогами сопел и игл) пе­чатающей головки обеспечивается должная температура (около 70-80 градусов). Конструктивно такой способ печати достаточно прост, к тому же он обеспечивает практичес­ки бесшумную работу. Для нанесе­ния цветного изображения требу­ется, разумеется, три или четыре прохода: по одному для первичных цветов и один в случае использо­вания отдельного черного цвета, что соответственно увеличивает время печати. Принтеры, использующие данную технологию, обычно требу­ют специальной бумаги. Стоимость выведенной страницы с изображе­нием, как правило, дороже, чем для струйных принтеров. Для данных устройств также характерна неболь­шая скорость печати (1-2 страни­цы в минуту). Тем не менее, прин­теры с термопереносом - достаточ­но надежные устройства, которые не требуют сложного обслуживания и могут воспроизводить цветное изображение (до 16,7 миллионов цветов) как на пленке, так и на бу­маге, с разрешающей способностью 200-300 dpi (точек на дюйм).

• Dye sublimation
  

Эта HI-END технология наиболее близка к тех­нологии термопереноса, только эле­менты печатающей головки нагре­ваются в данном случае уже до тем­пературы около 400 градусов. Хотя, возможно, термин «термосублимация» не очень удачен, но он достаточно четко поясняет, каким образом красящему веществу пере­дается необходимая порция энер­гии сублимации. Напомним, что под сублимацией понимают пере­ход вещества из твердого состояния в газообразное минуя стадию жид­кости (например, кристаллы йода сублимируют при нагревании). Та­ким образом, порция красителя сублимирует с подложки и осажда­ется на бумаге или ином носителе. В принтерах с термосублимацией красителя имеется возможность точ­ного определения необходимого количества красителя, переносимого на бумагу (например. 19% суаn, 65% magenta, 34% yellow). Комбинацией цветов красителей можно подобрать практически любую цветовую па­литру.

• Phase change ink-jet. (твердый краситель).
  

Принцип работы таких устройств примерно следующий. Восковые стерженьки для каждого первичного цвета красителя постепенно рас­плавляются специальным нагрева­тельным элементом при температу­ре около 90 градусов и попадают в отдельные резервуары.

Расплавлен­ные красители подаются оттуда спе­циальным насосом в печатающую головку, работающую обычно на основе пьезоэффекта. Капли воскообразного красителя на бумаге застывают практически мгновенно, но обеспечивают необходимое с ней сцепление. В отличие от обычной технологии liquid ink-jet, в данном случае не происходит ни просачива­ния, ни растекания, ни смешения красителей. Именно поэтому прин­теры, использующие технологию

phase change ink-jet, работают с любой бумагой. Качество цветов получается просто превосходное, к тому же допустима и двусторонняя печать. Стоимость одной копии весьма невысока, как впрочем и скорость печати (около 2 страниц в минуту).

• Colour laser.
  

используется электрографический принцип со­здания изображения - примерно такой же, как и в копировальных машинах. Наиболее важными час­тями лазерного принтера можно считать фотопроводящий барабан (или ленту), полупроводниковый лазер и прецизионную оптико-ме­ханическую систему, перемещаю­щую луч. Лазер формирует электронное изображение на светочувствительной фотопримной ленте последовательно для каждого цвета тонера (CMYK). То есть принтер, работающий в монохромном режиме со скоростью 8стр/мин, в цветном режиме обеспечит только 2 стр/мин. Когда изображение на фоточувствательной ленте полностью построено, подаваемый лист заряжается таким образом, чтобы тонер с барабана притягивался к бумаге. После этого изображение закрепляется на ней за счет нагрева частиц тонера до температуры плавления. Окончательную фиксацию изображения осуществляют специальные валики, прижимающие расплавленный тонер к бумаге.


Часть 2. Сетевая плата.

Сетевая плата (также известная как сетевая карта, сетевой адаптер, Ethernet-адаптер, NIC (ссылка скрыта network interface card)) — ссылка скрыта, позволяющая взаимодействовать ссылка скрыта между собой, посредством ссылка скрыта.

Топология - физическая или электрическая конфигурация кабельного хозяйства и соединений сети.
Топология - это скелет сети.
Существует несколько основных типов:

• Общая Шина ( Bus)
  
• Звезда ( Star )
  
• Кольцо (Ring )
  
• Древовидная ( Tree )
  
• Топология, когда все элементы напрямую соединены друг с другом (Mesh)
  

Сетевые платы характеризуются своей

• Разрядностью: 8 бит (самые старые), 16 бит и 32 бита. Следует ожидать появления 64 бит сетевых карт (если их уже не выпустили).
  
• Шиной данных, по которой идет обмен информацией между материнской платой и сетевой картой: ISA, EISA, VL-Bus, PCI и др.
  
• Микросхемой контроллера или чипом (Chip, chipset) , на котором данная плата изготовлена. И который определяет тип используемого совместимого драйвера и почти все остальное : разрядность, тип шины и т.д.
  
• Поддерживаемой сетевой средой передачи (network media) , по-русски сказать: установленными на карте разъемами для подключения к определенному сетевому кабелю. BNC для сетей 10Base-2, RJ45 для сетей 10Base-T и 100Base-TX, AUI для сетей 10Base-5 или разъемы для подключения к волоконной оптике.
  
• Скоростью работы: Ethernet 10Mbit и/или Fast Ethernet 100Mbit, Gigabit Ethernet 1000Base-..
  
• Также, карты на витую пару могут поддерживать или не поддерживать FullDuplex- ный режим работы.
  
• MAC- адресом
  

При работе сетевые адаптеры просматривают весь проходящий сетевой трафик и ищут в каждом пакете свой MAC-адрес. Если таковой находится, то устройсво (адаптер) декодирует этот пакет. Существуют также специальные способы по рассылке пакетов всем устройствам сети одновременно (broadcasting).

Каждый производитель присваивает адреса из принадлежащего ему диапазона адресов. ссылка скрыта.

BootROM

Микросхема ПЗУ "BootROM" предназначена для загрузки операционной системы компьютера не с локального диска, а с сервера сети. Таким образом, можно использовать компьютер, вовсе не имеющий установленных дисков и дисководов. Иногда это полезно с точки зрения безопасности (ни принести, ни унести), иногда с точки зрения экономии. Для установки BootROM на сетевой карте предусмотрена панелька под Dip корпус. Микросхема загрузки должна соответствовать сетевой карте.

Адреса и прерывания

Адрес ввода вывода (In/Out Port, Address) - область памяти компьютера, задаваемая в шестнадцатиричном виде (начало области), через которую производится обмен данными с устройством.

Стандартные адреса ввода/вывода (I/O Ports)
Адрес	Устройство
3F8	Последовательный порт COM1
2F8	Последовательный порт COM2
3E8	Последовательный порт COM3
2E8	Последовательный порт COM4
378	Параллельный порт LPT1
278	Параллельный порт LPT2

IRQ - Interrupt ReQuest - прерывание или запрос на прерывание.

Стандартно используемые прерывания (IRQ)
Номер прерывания	Устройство
0	Таймер
1	Клавиатура
2	Каскадирование
3	Последовательный порт COM2
4	Последовательный порт COM1
5	можно использовать
6	Контроллер дисководов FDD
7	Параллельный порт LPT1
8	Системные часы
9
10	можно использовать
11	можно использовать
12	часто использует Мышь PS/2
13	Математический сопроцессор
14	Контроллер1 HDD
15	Контроллер2 HDD

На плате сетевой карты располагаются штырьки контактов и перемычки, переставлением которых и производится настройка сетевой платы на нужный адрес и прерывание. Описание правильного положения перемычек должно быть в прилагаемой инструкции или нанесено на плату.


Стандарт Ethernet был разработан в 70-х годах в исследовательском центре PARC корпорации XEROX.
В некоторых работах отмечается, что "Ethernet" - марка, зарегистрированная XEROX.
Затем он был доработан совместно DEC, Intel и XEROX (отсюда идет сокращение DIX) и впервые опубликован как " Blue Book Standart" для Ethernet1 в 1980 г.. Этот стандарт получил дальнейшее развитие и в 1985 г. вышел новый - Ethernet2 (извесный также как DIX).

IEEE 802.3 был одобрен в 1985 году для стандартизации комитетом по LAN IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers ) и вышел под заголовком: "IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications."
Этот стандарт устанавливает общие правила по передаче данных в локальных сетях .

Ethernet и IEEE802.3 описывают схожие технологии. Обе являются CSMA/CD локальными сетями. Обе технологии являются широковещательными технологиями. Другими словами, все станции видят все фреймы (frame), даже если они предназначены не для этой станции. Каждая станция должна проверять полученный фрейм для определения, является ли она, эта станция, пунктом назначения. Если это так, то фрейм передается протоколу более высокого уровня для соответсвующей обработки.

Различие между Ethenet и IEEE 802.3 незначительное.

Обе и Ethernet и IEEE 802.3 встроены в железо (hardware).

IEEE 802.3 определяет несколько различных физических уровней, в то время как Ethernet - один.

Каждый физический уровень IEEE 802.3 имеет название , которое отражает его характеристики.
Например: 10Base5
10 - скорость локальной сети в Мегабитах в секунду
Base = baseband или Broad = broadband
5 - длина сегмента в сотнях метров ( в данном случае 500)


Коаксиальный кабель (от латинского co - совместно и axis - ось), представляет собой два соосных гибких металлических цилиндра, разделенных диэлектриком.

1- центральный провод (жила) 2- изолятор центрального провода 3- экранирующий проводник (экран) 4- внешний изолятор и защитная оболочка

ссылка скрыта

Разъемы Thin Ethernet

Розетка (мама)
Разъем, расположен на сетевой карте	ссылка скрытассылка скрыта

Неэкранированная витая пара
(Unshielded Twisted Pair)

Кабель "Twisted Pair" - "Витая паpа", состоит из "паp" пpоводов, закpученных вокpуг дpуг дpуга и одновpеменно закpученных вокpуг дpугих паp, в пpеделах одной оболочки. Каждая паpа состоит из пpовода, именуемого "Ring" и пpовода  "Tip". ( Hазвания пpоизошли из телефонии). Каждая паpа в оболочке имеет свой номеp, таким обpазом, каждый пpовод можно идентифициpовать как Ring1, Tip1, Ring2, Tip2, ... .


Согласно стандартам, провод делится на несколько категорий по своей "пропускной способности":

Category 1 (Cat.1)	Используется для телефонных коммуникаций и не подходит для передачи данных
Cat.2	Используется для передачи данных со скорость до 4 Мбит в секунду (Mbps) включительно.
Cat.3	Используется для передачи данных со скорость до 10 Мбит в секунду (Mbps) включительно. Применяется в сетях 10Base-T
Cat.4	Используется для передачи данных со скорость до 16 Мбит в секунду (Mbps) включительно. Применяется в сетях Token Ring
Cat.5	Используется для передачи данных со скорость до 100 Мбит в секунду (Mbps) включительно. Применяется в сетях 100Base-TX и других, требующих такую скорость.

Предварительные (draft) стандарты
Тип провода	Область применения
Cat.5+	Сертифицирован для частоты до 300 МГц включительно. (IEC 46 Commity draft)
Cat.6	Сертифицирован для частоты до 600 МГц включительно. (DIN 44312-5 Draft)

Вилка "RJ-45" похожа на вилку от импортных телефонов, только немного большего размера и имеет восемь контактов.

Hub (хаб)

В хабах под витую пару используются порты MDI-X типа, что позволяет подключать компьютеры напрямую. Для соединения хабов между собой один из его портов имеет разводку MDI. Этот порт каким-либо образом выделен на корпусе устройства. Применяются различные названия: "Cascading" или "In", или "Cross-over", или "Uplink".

10Base-T (Ethernet на витой паре)

Хорош своей надежностью, наболее современен, допускает соединение компьютеров на скорости до 100 Мбит. Но не позволяет без покупки специального устройства HUB (хаб) расширить сеть даже до трех компьютеров. Впрочем, устройство это не очень дорогое. Максимальное расстояние компьютер-компьютер или компьютер-хаб 100 метров. Предпочтительнее использовать в пределах одного здания.

10Base-2 (на основе коаксиального кабеля)

Хорош тем, что можно легко добавить еще несколько компьютеров. Максимальное расстояние между крайними точками - 185 метров.

10Base5 (Коаксиальный кабель толстый (так называемый "желтый") с волновым сопротивлением 50 Ом.)

IEEE 10Base5 или "толстый" Ethernet - самый старый стандарт среди остальных. В настоящее время (1998) затруднительно найти в продаже новое оборудование для построения сети на этом стандарте. Основные его параметры

Волоконная оптика 10BaseF

Используемая топология - звезда.
Максимальная длина сегмента - 2 км.

100Base-TX (100м)

На настоящий момент сети 100Base-TX являются наиболее доступными 100Мбит сетями. Еще существуют сети 100VG и 100Base-T4. Но они "не прижились".

Для объединения 10-ти и 100 Мбитных сетей в основном используют 10/100 Мбит хабы, свичи (switch) или роутеры.

Репитеры

Сети Ethernet могут быть расширены при использовании устройства, называемого репитер (repeater-повторитель). Репитер Ethernet - это устройство, физически расположеное в сети, с двумя или более Ethernet портами. Эти порты могут быть любого типа: AUI, BNC, RJ-45 или fiber-optic, а также в любой комбинации.
Основная функция репитера - получив данные на одном из портов, немедленно перенаправить (forward) их на другие порты. Данные (сигнал) в процессе передачи  на другие порты формируются заново, чтобы исключить любые отклонения, которые могли  возникнуть во время движения сигнала от источника.
Репитеры так же могут выполнять функцию, называемую "разделение". Если репитер определяет большое количество коллизий, происходящих на одном из портов, он делает вывод, что произошла авария где-то на этом сегменте, и изолирует его от остальной сети. Эта функция была сделана для предотвращения распространения ошибок одного сегмента на всю сеть.


У репитеров имеется отрицательная черта, заключающаяся в том, что он вносит задержку в распространение сигнала по сети. Все сети Ethernet используют протокол доступа называемый CSMA/CD ("Carrier Sense Multiple Access, with Collision Detection").
Чтобы этот протокол работал нормально, ему необходимо иметь возможность определять возникновение коллизии. CSMA/CD определяет это возникновение, сравнивая данные, находящиеся в сети, с тем, что должны были отправить в сеть. Если определяется любое отличие, то это означает, что произошла коллизия (одновременная передача двумя устройствами) и передача немедленно прекращается. CSMA/CD затем ждет случайный отрезок времени и повторяет попытку передачи.
Существует изъян в CSMA/CD, который ограничивает размер сети. Посылаемые биты не попадают мгновенно во все точки сети, необходим некоторый небольшой отрезок времени, для того чтобы сигнал прошел по проводам и через каждый репитер в сети. Это время может быть измерено, и оно называется "задержкой распространения" ("Propagation Delay"). Если "задержка распространения" между источником сигнала и наиболее удаленным источником сети больше, чем половина размера наименьшего пакета (frame), который может существовать, тогда CSMA/CD не сможет правильно определить коллизию, и данные в сети могут быть потеряны или искажены.


Часть 3. Модем.

Слово модем произошло от двух -- МОДулятор/ДЕМодулятор. Появление устройств этого класса было вызвано следующим: когда понадобилось передавать данные на большие расстояния, перед разработчиками аппаратного обеспечения встала альтернатива -- прокладывать особые кабели (как при построении локальных сетей) или использовать телефонную сеть, распространившуюся к тому времени по всему миру. Само собой разумеется, последнее решение гораздо дешевле. Но потребовалось создать устройство, способное преобразовать цифровой сигнал компьютера в аналоговый сигнал, используемый в телефонной сети. Именно им стал модем, который на самом деле представляет собой два устройства: первое, преобразовывающее цифровой сигнал в аналоговый (модуляция), и второе, решающее обратную задачу (демодуляция). Технически это устройство представляет собой своего рода компьютер, содержащий микропроцессор, постоянное запоминающее устройство и тому подобное.

Rockwell, USRobotics, ZyXEL,

По типу исполнения модемы подразделяются на внешние и внутренние, а по виду реализации функций - на аппаратные и программные.

Внешние:

Преимущества:

• Возможность работы с любым компьютером, имеющим соответствующий интерфейсный разъем;
  
• Индикаторы состояния позволяют наблюдать за работой модема;
  
• Собственный блок питания обеспечивает минимум помех от внутренних устройств, установленных в компьютере;
  
• Зависание модема не вызывает необходимости в перезагрузке компьютера - достаточно просто выключить и включить повторно питание модема - это восстановит его рабочее состояние;
  
• Не требуется разборка системного блока ПК, что может быть полезно при наличии гарантийной наклейки на корпусе, а также простота установки.
  

Недостатки:

• Более высокая цена модема, из-за наличия корпуса и блока питания;
  
• Желательно использование блока бесперебойного питания (UPS) для подключения: блоки питания модемов не обеспечивают качественной работы при значительном изменении сетевого напряжения. Импульсные блоки питания, способные обеспечить стабильную работу в вышеназванных условиях, применяются в модемах довольно редко.;
  
• Наличие дополнительной сетевой розетки для подключения;
  
• Необходимость в месте для размещения корпуса модема, а также иногда мешающие кабели интерфейса и блока питания;
  

Внутренние:

Преимущества:

• Меньшая цена, за счет отказа от применения корпуса, блока питания и индикаторов состояния;
  
• Нет необходимости в дополнительных разъемах и кабелях питания и интерфейса;
  
• Не требуется свободный порт для подключения;
  

Недостатки:

• Модемы не имеют индикатора состояния и режимов работы, что приводит к сложностям при определении возможных проблем во время работы;
  
• Дополнительный порт, который появляется в системе, требует настройки, во избежание возможных конфликтов с другими устройствами;
  
• Блок питания компьютера, а также соседствующие с внутренним модемом платы создают дополнительные помехи при работе модема;
  
• Для установки модема потребуется снять крышку корпуса системного блока, а также произвести настройку конфигурации установкой перемычек для требуемого адреса порта и номера прерывания, если модем не совместим со спецификацией Plug and Play для модемов на шине ISA;
  
• В случае зависание модема потребуется полный перезапуск компьютера, а возможно, и повторное включение питания;
  

Стандарты.

К стандартам высокого уровня относятся так называемые hayes-команды, или АТ-команды. Они позволяют управлять модемом практически напрямую: изменить значение регистров, набрать телефонный номер и многое другое. Так, например, команда ATDP123-45-67 означает, что модем должен позвонить по телефонному номеру 123-45-67, используя стандартную для российских АТС импульсную систему набора, а команда ATH указывает на необходимость разорвать связь. Впервые такая система команд появилась в модеме Smartmodem, выпущенном фирмой Hayes (причина появления другого названия) и быстро стала действующим стандартом в отрасли. Подробнее с этими командами вы можете ознакомится в документации на ваш модем.

Сегодня существует множество международных (разработанных Международным консультативным комитетом по телеграфии и телефонии -- МККТТ, или в зарубежной литературе -- CCITT. Сейчас он обозначается ITU-T) и внутрифирменных стандартов.

Стандарты на скорость соединения.

Соединение на скорости 300 бит в секунду скорости регламентировалось двумя несовместимыми друг с другом стандартами:CCITT V.21 и Bell 103. Сейчас первый из них используется только на этапе
установления соединения, а второй вообще вышел из употребления. Затем появились стандарты CCITT V.22 и Bell 212A, сохранившие совместимость со своими предшественниками, но за счет изменения методов модуляции повысившие регламентируемую скорость до 1200 бит в секунду.
Стандарт V.22bis позволил увеличить скорость передачи данных до 2400 бит/с.
Введение стандартов CCITT V.32 и V.32bis повысило максимальную скорость передачи данных сначала до 9600 бит/с, а затем до 14400 бит/с.
Скорость 14400 казалась все же недостаточной, и фирмы стали разрабатывать новые протоколы. Среди них стоит особо отметить протоколы ZyX фирмы ZyXEL на 16800 и 19200 бит/с и HST, разработанный
USRobotics, на 16800 бит/с. По свидетельству пользователей, HST сегодня признан одним из наиболее надежных высокоскоростных протоколов. Появившиеся в то же время межфирменные стандарты V.32terbo (19200 бит/с) и V.FastClass (28800 бит/с) широкого распространения не получили.
Стандарт V.34, поднял реальную скорость приема/передачи данных до 28800 бит/с, а затем и до 33600 бит/c - теоретическому пределу скорости передачи данных по телефонным линиям.
И вот в этом году был утвержден стандарт на передачу данных со скоростью 56кбит/c. Правда данная скорость может развиваться только при передаче данных со стороны провайдеров Интернет, оснащенных специальным оборудованием. Данные со своей стороны пользователь сможет передавать с максимальной скоростью 33600 бит/c.


Стандарты на протоколы сжатия и коррекции ошибок.

Скорость работы модема можно также увеличить, применяя методы сжатия данных и автоматической коррекции ошибок. Суть сжатия информации заключается в том, что символы, часто встречающиеся в передаваемом блоке, кодируются цепочками битов меньшей длины, чем редко встречающиеся. Кроме того, кодируются длинные цепочки одинаковых символов. В совокупности это позволяет сжать текстовые файлы до 35% их исходной длины. Однако следует учесть, что если данные изначально не содержали избыточной информации, или содержали, но перед пересылкой были сжаты одним из архиваторов, то дополнительного увеличения эффективности за счет сжатия данных модемом не происходит -- даже наоборот, объем передаваемой информации может увеличиться.
До последнего времени наиболее распространенными стандартами в этой сфере были десять протоколов MNP (Microcom Network Protocols), семь из которых являлись протоколами коррекции ошибок, а три определяли способы компрессии данных.
MNP1 -- обеспечивает коррекцию ошибок, предназначен для модемов, передающих информацию в асинхронном полудуплексном режиме (В полудуплексном режиме данные передаются не одновременно в двух направлениях, как в дуплексном, а поочередно). Это самый простой из протоколов MNP, однако вследствие его малой эффективности большинство современных модемов с аппаратной реализацией коррекции ошибок его не поддерживают.
MNP2 -- протокол коррекции ошибок, поддерживающий асинхронный дуплексный метод передачи данных.
MNP3 -- практически идентичен протоколу MNP2, но, в отличие от него, поддерживающий не асинхронный, а синхронный дуплексный метод передачи между модемами. Собственно, слово "синхронный" звучит несколько некорректно: модем с компьютером всегда обмениваются данными в асинхронном режиме; но при синхронном методе передачи данных из передаваемой компьютером информации удаляются старт/стопные биты, а получившийся сплошной поток данных передается удаленному модему уже с синхронизацией.
MNP4 -- поддерживает синхронный дуплексный метод передачи информации, обеспечивает большую эффективность, чем протоколы MNP2 и MNP3, может менять размер блоков передаваемых данных при изменении числа ошибок на линии.
MNP5 -- протокол, использующий простой метод сжатия передаваемой информации. Именно он стал наиболее распространенным в модемах, работающих на максимальной скорости 2400 бит в секунду. Для коррекции ошибок используется MNP4.
MNP6 -- дополняет протокол MNP4 автоматическим переключением между дуплексным и полудуплексным режимами в зависимости от типа передаваемой информации, обеспечивает совместимость с протоколом CCITT V.29 (стандарт на передачу факсимильных сообщений на скорости 7200 и 9600 бит/с.
MNP7 -- дальнейшее развитие протокола MNP5, использует более эффективный метод сжатия данных.
MNP9 -- аналогичен протоколу MNP7, но дополнительно учитывает рекомендацию CCITT V.32bis, что обеспечивает совместимость с низкоскоростными модемами.
MNP10 -- предназначен для связи по сильно "зашумленным" каналам, таким, как линии сотовой связи, международные или сельские линии. Стабильность работы достигается за счет многократного повторения попытки установить связь, изменения размера пакетов и даже динамического изменения протокола соединения (например, модемы связались по спецификации V.32terbo, затем, из-за ухудшения условий связи, произошел переход на V.32, а когда помехи исчезли -- на V.32bis, а потом
и V.34). Такой алгоритм работы сейчас возможен только при использовании данного протокола.

Однако, за применение своих разработок фирма Microcom требовала значительные патентные отчисления, что привело к необходимости создания межфирменных стандартов. Попытка оказалась успешной, и сейчас следует ориентироваться на более развитые протоколы CCITT: V.42 (коррекция ошибок) и V.42bis (коррекция ошибок плюс сжатие данных). Оба они совместимы с соответствующими стандартами MNP и, кроме этого, реализуют свои собственные, более эффективные механизмы.

внутренние и внешние модемы.


Пpактически все совpеменные модемы имеют похожие функциональные схемы. Эти схемы включают в себя такие компоненты:

   Контроллер - реализует протоколы сжатия данных и коррекции ошибок. Кроме того, является связующим звеном между модемом и программным обеспечением компьютера (реализует программный интерфейс).

   Кодек - осуществляет двустороннее преобразование аналогового сигнала, поступающего из линии, в поток цифровых данных.

   ПЗУ

   ОЗУ -Предназначена для хранения и последующей обработки потока данных. Иногда в ней же хранятся текущие настройки для работы модема.


Со стороны телефонной линии самым первым устройством является блок интерфейса с телефонной линией. Основными функциями этого блока являются:

 

          * обеспечение физического соединения с телефонной линией;

          * защита от перенапряжения и радиопомех;

          * набор номера;

          * фиксация звонков;    

          * гальваническая развязка внутренних цепей модема и телефонной линии;

    Далее сигналы попадают в дифференциальную систему, цель которой - разделение выходных и входных сигналов и компенсация влияния собственного сигнала на входные цепи. В наиболее простых моделях модемов этот узел исполняется в виде пассивной схемы, что зачастую приводит к сильной зависимости качества работы блока от сопротивления конкретной телефонной линии. Избавиться от такой зависимости могут только модели с активной дифференциальной системой, где необходимый для компенсации сигнал постоянно вычисляется сигнальным процессором и, "вычитаемый" из входного сигнала, обеспечивает необходимый уровень компенсации.

   Подготовленные таким образом сигналы попадают на ряд фильтров, усиливаются и оцифровываются с помощью АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) в блоке формирования аналоговых фронтов, так что дальнейшая обработка производится в цифровом виде. Одно из преимуществ такого подхода - улучшение качества обработки сигнала и удешевление схемы.

   Обработанная информация поступает в цифровой сигнальный процессор (DSP), который и выделяет из нее на основе математических методов "нули" и "единицы". Именно возможностями цифровой обработки сигнала этого блока определяется качество и скоростные возможности современных модемов.


Физические факты:

1. Параметры канала (линии), предоставляемого нам, характеризуются центром и шириной полосы пропускания (в норме - 300-3400 герц), уровнем шумов и искажений, и максимальным уровнем сигнала, еще пропускаемого без заметных искажений. Сигнал/шум - это характеристика того, как сигнал прошел через канал, и что получилось на приемном конце.
   
2. Параметры сигнала модема характеризуются центром и шириной спектра (частота несущей плюс и минус половина символьной скорости), и глубиной модуляции, то есть числом возможных градаций состояний сигнала.
   
3. Параметры канала ограничивают в принципе скорость передачи информации с одной стороны, а модем работает тем лучше и тем быстрее ее передает, чем полнее он занимает канал, и чем ближе параметры генерируемого им сигнала совпадают с возможностями, предоставляемыми каналом.
   
4. Кроме предыдущего пункта, важное значение имеют помехи: при прочих равных условиях, они вынуждают модем делать передаваемые символы более грубыми, и передавать их более длительное время, то есть снижать в результате скорость передачи информации.
   
5. две простые формулы: 1. Символьная скорость умноженная на глубину модуляции есть битовая скорость. 2. Ширина канала, потребная для передачи сигнала, равна символьной скорости, при этом центр полосы пропускания канала равен частоте несущей.
   

Телефонная линия представляет собой пару проводов, которые идут от Вас на АТС, некоторое оборудование на АТС, называемое абонентским комплектом, затем межстанционное оборудование, которое передает сигнал на удаленную АТС, там имеется удаленный абонентский комплект, от которого идет пара проводов до провайдера(к примеру). Таким образом, первая интересная нам особенность состоит в том, что телефонная линия - это не просто два провода, которые у Вас на столе начались, а у провайдера - закончились. К сожалению, все намного сложнее и капризнее. Что же предоставляет Вам АТС при помощи всей этой цепочки? Идеально - некий канал для передачи аналоговой информации, то есть - голоса, с некими нормированными параметрами, такими как затухание сигнала, полоса пропускания, уровень шумов, динамический диапазон и т.п., то, что в сумме своей отличает хорошую линию от плохой. В реальной же жизни, кроме всего упомянутого по ГОСТу, как правило, Вам "предоставляются" в нагрузку еще одно или несколько из:

1. Чрезмерное ослабление сигнала (слышно тихо).
   
2. Импульсные помехи (трески, щелчки, резкие изменения громкости и т.п.)
   
3. Постоянные помехи (фон, разговор соседей, музыка от радио, гудение)
   
4. Перекос АЧХ (глухой звук, плохая разборчивость)
   
5. Нелинейные искажения (дребезжащий голос)
   
6. Дрожание фазы и амплитуды (как пленка проскакивает на магнитофоне)
   
7. Смещение спектра сигнала (не слышно ухом)
   
8. Медленное уплывание параметров линии (не слышно ухом)
   

К чему все это приводит? Если кратко, то к очень простой вещи: модем кодирует каждый байт информации определенным состоянием сигнала, который он передает на другую сторону. Удаленный модем смотрит на линию, определяет форму, фазу, амплитуду и т.п. сигнала, и декодирует это опять в байты информации. Если линия вносит искажения, то состояния сигнала становятся плохо различимыми на удаленной стороне, или, хуже того, начинают путаться друг с другом, и удаленный модем неправильно декодирует информацию, получая неверный результат.

А откуда это все берется? Оттуда же, откуда и разбитые дороги. И исчезнет тогда же. Причем, как правило, основные проблемы вносят либо соединительные провода до Вас, либо межстанционная аппаратура. Первое обычно трещит, а второе - искажает и ослабляет. Мы рассмотрим далее, как можно бороться и с тем, и с другим.

То, что стоит у Вас, у абонента! Первейший враг модемной связи и источник снижения ее качества - это разного рода офисные АТС.

Вторым врагом в Вашем доме являются телефоны, подключенные не после модема, для чего у него сделано второе гнездо, а параллельно модему. То, что на телефоне повешена трубка, ничего не меняет: он же в состоянии воспринимать звонок и звенеть, а, стало быть, подключен к телефонной линии и искажает сигнал на ней. Особенно плохо с советскими АОНами, которые не только портят сигнал пассивно, но в придачу еще и активно подмешивают в линию фон от сети, шумы от низкокачественной собственной электроники и т.п. Вообще, гениальное, как все простое, правило: приходящий к Вам сигнал нельзя улучшить, подключая к линии что-либо, его можно либо ухудшить, либо, в лучшем случае, не ухудшить. Уж что пришло - то Ваше, но больше Вы из линии не добудете, что к ней ни подключайте.

почему модемы стоят по-разному.

Кроме понятных причин - реклама, имя фирмы, наценки торговли, есть главная, по которой модемы отличаются, бывает больше чем в 10 раз по цене друг от друга: насколько они в состоянии обработать то, что к ним приходит, без потерь. Как отмечалось выше, есть некоторый теоретический предел скорости передачи сигнала через телефонную сеть, и все отклонения от оптимальных решений лишь понижают скорость. Не считая набора сервисных и дополнительных возможностей, таких как голосовой режим, прием факсов и т.п., цену модема, главным образом, определяют три вещи:

1. Насколько дорогая аппаратура стоит в его аналоговой части, то есть насколько качественно он может принять тот сигнал, который пришел к Вам по проводам от удаленного модема, без потерь и искажений. Очевидно, что если сигнал пришел очень тихим, то модем должен быть весьма чувствительным и иметь очень низкий уровень собственных шумов, чтобы не испортить то, что пришло перед обработкой его процессором. Какими бы задумчивыми ни были алгоритмы обработки сигнала далее, но если во входной части модема стоит маленький трансформатор, малоразрядный АЦП или дешевая схема набора номера и удержания снятой трубки, пришедший сигнал будет зашумлен и искажен, то есть - безвозвратно испорчен, еще до начала его обработки процессором модема. В конечном итоге, важно соотношение сигнал/шум не на проводе, который входит в Вашу комнату, а уже в цифровом потоке, поступающем на вход процессора модема. Кто это соотношение испортил - межстанционные соединения, провода до Вас, Ваш любимый телефон с АОН, стоящий параллельно, или дешевый АЦП на модеме - не важно. Важно, что то, что поступает на обработку процессору модема, уже будет иметь потери информации, возникшие из-за всех этих воздействий.
   
2. Насколько сложные и ресурсоемкие алгоритмы цифровой обработки сигнала используются. Допустим, на вход процессора модема поступил (о чудо!) сигнал совсем не искаженный у Вас в комнате, такой, какой пришел к Вам в комнату. Кроме безвозвратных потерь информации, то есть снижения сигнал/шум, есть еще искажения информации, которые еще можно восстановить. Например, перекос АЧХ дает эффект снижения уровня верхних частот в сигнале, и это в некотором объеме можно восстановить путем правильного фильтрования сигнала. Другой способ восстановления потерянной информации - использование избыточности, заложенной в протокол передачи данных, для коррекции ошибок. Одно из важнейших и самое ресурсоемкое устройство в модеме - треллис-декодер, который позволяет оценивать не символы по отдельности, а набор символов как единое целое, компенсируя недостоверность единичного символа за счет того, что последовательные символы связаны друг с другом (но не все последовательности символов разрешены). Чем качественнее (соответственно, скорее всего дороже) модем, тем больше этих и дополнительных циклов обработки сигнала он проводит. Тем более искаженный сигнал еще может быть правильно обработан, и тем более резкие помехи еще не вызовут срыва синхронизации.
   

Часть модема, называемая супервизором, может только понижать скорость передачи при увеличении помех на линии, а может гораздо более детально отслеживать все, что происходит, и так варьировать параметры модуляции сигнала, чтобы в минимальной степени снижать скорость передачи, наиболее точно подстраиваясь под особенности данной телефонной линии. Как бы хорошо ни работала аналоговая часть модема и алгоритмы цифровой обработки, но если параметры модуляции будут выбраны неадекватно, или же модем будет плохо отслеживать изменение состояния линии и не вовремя их изменять, то о близкой к теоретически-максимальной скорости передачи информации можно смело забыть.

Как модем борется с проблемами на линии.

1. Чрезмерное ослабление сигнала (слышно тихо).

Для того, чтобы основные подсистемы модема работали хорошо, необходимо, чтобы сигнал на их входе был в области допустимых значений, т.е. не переполнял разрядную сетку и не был слишком мал.

Для нормирования мощности сигнала на входе, практически все модемы имеют систему АРУ (Автоматическую Регулировку Усиления), призванную приводить мощность сигнала к требуемому последующими системами модема уровню. Базовая идея системы достаточно проста - необходимо периодически измерять мощность сигнала на входе и так подстраивать коэффициент усиления (множитель, на который умножается входной сигнал в простейшем случае), чтобы после этого коэффициента мощность сигнала соответствовала ожидаемой. Т.е. происходит ослабление или усиление входного сигнала.

Очевиден тот факт, что при усилении тихого сигнала вместе с полезным сигналом во столько же раз усиливаются и шумы, т.е., соотношение сигнал/шум улучшено быть не может в любом случае. А вот ухудшено может быть легко. Например, если АРУ выполнено исключительно в цифровой части модема (после АЦП), и АЦП имеет небольшое количество разрядов, возможно, что подавляющая часть разрядов АЦП будет использоваться только при работе с очень громкими сигналами, а на обычной телефонной линии реально "работать" будут немного разрядов, например, как будто использован не 16-разрядный АЦП, а 3-разрядный.

2. Эхо ("заворот" собственного сигнала назад или отражения от дальних объектов).

Практически все скоростные протоколы передачи данных, предназначенные по телефонной сети, используют один и тот же диапазон частот и для передачи и для приема (напомним, что современные протоколы, такие как V.32 и V.34, являются дуплексными, т.е., передача ведется одновременно в двух направлениях). Несмотря на то, что два сигнала в одном диапазоне, казалось бы, должны мешать друг другу, этого не происходит. Дело в том, что при правильном согласовании сопротивления модема, телефонного кабеля и станционного оборудования, модем не должен слышать сигнала, который сам передает. Между АТС, как правило, используется каналообразующая аппаратура, в которой прием и передача вообще разделены. И если удаленный модем, кабель от него до абонентского комплекта и сам абонентский комплект также правильно согласованы, то передатчик нашего локального модема в принципе не должен мешать работать его приемнику. На практике, к сожалению, все не так просто. Из-за рассогласованности сопротивлений аппаратуры и кабелей, "заворот" сигнала передатчика на свой же приемник может во много раз превышать сигнал удаленного модема, особенно, если он сильно ослаблен из-за плохого состояния кабелей или разрегулированности аппаратуры АТС. Эхогаситель – Echo Canceller.

3. Перекос АЧХ (глухой звук, плохая разборчивость)

Практически любой телефонный канал в той или иной степени искажает амплитудно-частотную характеристику сигнала. В результате, какие-то частоты ослабляются (обычно на краях полосы пропускания, особенно сверху), какие-то усиливаются. Это приводит к тому, что на определенных переходах между символами (соответствующих усиливаемым частотам) сигнал усиливается, на других (соответствующих ослабляемым частотам) сигнал ослабляется. В результате, символы могут смещаться и "заезжать" слегка друг на друга. Для того, чтобы продетектировать их на приемном конце, необходимо компенсировать эти искажения.

Этой задачей обычно занимается "эквалайзер" модема, выполняющий функции, сходные с функциями эквалайзера бытовой аудиоаппаратуры, с той лишь разницей, что обычно количество параметров его гораздо больше, настраивается он автоматически на этапе установления соединения или "ретрейна", и качество его настройки может быть охарактеризовано количественно - тем, насколько близок сигнал на его выходе к желаемому. Как правило, эквалайзер выполняется в виде линейного адаптивного фильтра, т.е. исходят из линейной модели канала, что обычно очень близко к реальности. Также, как и в случае с эхогасителем, все, что не смог компенсировать эквалайзер, становится дополнительными шумами, мешающими работать последующим подсистемам модема.

Для сохранения соотношения сигнал-шум в современных протоколах (например, V.34) применяют предыскажение сигнала на передающей стороне, например, подъем верхних частот (продолжая аналогию с бытовой аудиоаппаратурой, можно заметить, что популярная в свое время в бытовой аналоговой звукозаписи система шумоподавления "Dolby B" идет тем же путем - при записи на магнитофон высокие частоты искусственно усиливаются, при воспроизведении - ослабляются, в результате высокочастотные шумы магнитофона меньше слышны при воспроизведении).

4. Постоянные помехи (фон, гудение, разговор соседей, музыка от радио)

Помехи (шум, посторонние звуки) в канале складываются с сигналом передающего модема, в результате принимаемые на противоположной стороне символы отличаются от того, что должно было бы быть получено. И, если искажения АЧХ канала модем может оценить и компенсировать, то случайные воздействия на сигнал из-за помех предсказать и учесть невозможно в принципе. Если помехи имеют локализованный частотный спектр, т.е., не совсем случайны - например, помехи в области нижних частот из-за "помех питания" - 50Гц и их гармоники, или высокочастотные шумы с верхней стороны спектра, то модем может попытаться выбрать для работы такую полосу частот, которая не перекрывается со спектром шумов. Например, протокол V.34 для этого имеет возможность некоторого варьирования ширины используемой для работы полосы частот (выбором одной из 6 символьных скоростей) и перемещения ее "вверх" или "вниз" по спектру путем выбора одной из двух несущих. Возможность использования той или иной полосы частот для работы выбирается на этапе установления соединения или "ретрейна", по результатам тестирования линии.


Скорость модема - количество информации, которую он способен перекачать за единицу времени, - измеряется в битах в секунду (англ. bits per second, bps; битом называется одна восьмая часть байта). Разумеется, "номинал" этой величины, указанный на коробке с модемом, в реальной жизни не всегда достижим - плохое качество телефонной линии может сильно подпортить теоретическую картину. Вероятно, именно чтобы не давать повода для излишних сравнений, практическую величину пропускной способности измеряют чаще в других, более удобных единицах - байтах, или символах, в секунду (англ. characters per second, CPS, произносится обычно "цэпээс"). Скажем, модем на 28800 бит/с способен в хороших условиях перекачивать данные на скорости приблизительно в 3200 байт в секунду.

Самый простой модем, который тем не менее стоит своих денег, - это модем на 14400 бит/с (стандарт V.32bis)


Надписи на коробке.

Покупая модем на 28800 бит/с, убедитесь (спросив у продавца или разобравшись с надписями на коробке), что он поддерживает именно официальный протокол для этой скорости - протокол V.34. Одно время, до принятия официального стандарта, выпускались модемы с поддержкой стандарта V.FC, также способные работать на 28800 бит/с, но несовместимые с V.34. Впрочем, сейчас почти все выпускаемые модемы поддерживают и V.34, и V.FC.

Если для вас важны факсовые способности модема, имейте в виду, что выбранный факс-модем должен отвечать по крайней мере требованиям группы 3 (Group 3, что означает его способность передавать и принимать факсы на скорости 9600 бит/с), а лучше - стандарту V.17 (14400 бит/с).

Некоторые модемы обладают возможностью голосовой почты (voice mail). Это позволит Вам пользоваться модемом как автоответчиком, который будет проигрывать голосовое сообщение всем звонящим в ваше отсутствие и записывать их ответы в файлы на диске. Кроме того, можно приказать такому модему обзвонить все номера из некоего списка и передать по ним некое сообщение.

"голосовые модемы" (voice modems), способные, соединившись, передавать по линии не только данные, но и голос (иногда - даже одновременно с данными, за счет временного снижения пропускной способности). С модемом, предназначенным в основном для связи с Интернетом через узел провайдера, это вряд ли когда может пригодиться


Winmodem

В этих устройствах реализацию функций модема (полностью или частично) выполняет процессор компьютера, а плата модема фактически выполняет роль согласования телефонной линии с ПК. При выборе этих модемов покупатель должен отчетливо представлять себе, что они не предназначены для работы на линиях связи низкого качества. общим требованием для всех этих устройств является наличие устанавливаемой на компьютер программы, эмулирующей недостающие аппаратные узлы модема.


Как работает Fallforward/Fallback

Асимметричные DSL

Группа технологий под общим названием Digital Subscriber Line (или Loop) — «цифровая абонентская линия» сокращённо именуемая xDSL, в большинстве своём имеет очень отдалённое отношение к «цифровой» передаче данных и к выделенным линиям. В основу технологии DSL положен тот факт, что телефонный провод от телефонной станции к абоненту способен нести сигналы не только в диапазоне частот 0–4 кГц, используемом для телефонной связи (POTS/ТФоП — «обычный телефон»), но и значительно выше — до 1, 2, 4 и даже 12 МГц. Для передачи информации можно использовать специальный аналоговый модем, отличающийся от обычного «аналогового» V.34/V.90 лишь частотным диапазоном и модуляцией (способом представления информации в виде набора синусоидальных сигналов).

Расположив аппаратуру провайдера на АТС, можно обеспечить индивидуальное высокоскоростное подключение пользователей без необходимости создания дополнительной инфраструктуры.

ADSL

Asymmetric DSL называется асимметричным потому, что скорость данных из Интернета к клиенту и от клиента в Интернет не одинаковая. Технически, это обусловлено тем, что повышение скорости совмещено с повышением мощности сигнала, а мощный сигнал от абонента к АТС приводит к возникновению дополнительных наводок. К тому же, одновременная передача данных в обоих направлениях (дуплекс) реализуется в DSL, как правило, с помощью частотного разделения: в одну сторону сигнал передаётся, например, на низких частотах, в другую — на высоких. Скорость передачи зависит от ширины частотного диапазона, выбранного для данного направления. Но раз ширина всего канала ограничена частотами 26 кГц снизу и 1,1 МГц сверху, приходится выбирать, в каком направлении скорость приоритетнее. Большинство пользователей лишь потребляет данные из Интернета, отправляя туда небольшие по размеру запросы. Соответственно, высокая скорость из Интернета к типичному клиенту (нисходящий поток сигналов) намного важнее, чем в обратном направлении (восходящий поток). Вот здесь асимметричное подключение и оказывается оптимальным вариантом. Да, возможно изменение скоростных соотношений в обратную сторону, чтобы абонент мог транслировать больше информации, чем получать, но это ведёт к ухудшению спектральной совместимости с традиционными подключениями в том же телефонном кабеле и увеличению наводок между линиями, а значит, к снижению скорости и дальности.

ADSL Lite

Чтобы максимально упростить и удешевить процедуру подключения, стандарт ADSL предусматривает коммутацию пользовательского модема напрямую к линии, без частотного разделителя. Это избавляет от необходимости выезда квалифицированного специалиста на дом к заказчику.

Стандарт ITU-T G.992.2, для краткости называемый G.Lite, вместо 256 каналов использует только нижние 128 (минус зарезервированные) и, из-за худшего соотношения сигнал-шум, вместо 15 бит за такт на каждом канале передаёт только 8 бит. Таким образом, максимальная скорость к абоненту в 4 раза ниже, а от него — в 2 раза. Впрочем, многим пользователям достаточно и этого: нисходящий поток 64–1536 кбит/с и 16–384 кбит/с восходящий. Зачастую серверы в Интернете не способны передавать данные даже на такой скорости.


В данный момент всё ещё в стадии разработки находится очередная версия стандарта — ADSL2++, известная также как ADSL4. Цифра «4» означает, что ширина частотного диапазона и скорость увеличатся примерно в 4 раза по сравнению с ADSL. То есть обладатели очень хороших телефонных линий (интересно, много ли у нас таких найдётся?), живущие недалеко от АТС, смогут получать информацию на скорости порядка 50 Мбит/с, а отдавать до 3 Мбит/с.

VDSL

Very high bit-rate DSL разработан на замену ADSL, как более скоростная и гибкая альтернатива для абонентов, проживающих в непосредственной близости от АТС: 300–1500 м. Скорость нисходящего потока на расстоянии до 300 м теоретически может достигать 45–52 Мбит/с, на 1000 м — 26 Мбит/с, на 1500 м — 13 Мбит/с, а ещё через 200 м — не более 1,5 Мбит/с. Такая ограниченность по расстоянию объясняется использованием более высоких частот (до 12 МГц), сигналы на которых очень быстро затухают по мере удаления и становятся слабее помех.


V90, V92 – что дальше?!