Тема: засоби електронного зв’язку між комп’ютерами (модеми, мережеві карти).
Мета: засвоїти принципи роботи пристроїв електронного зв’язку між комп’ютерами на прикладі модема та мереженого адаптера.
Мета: засвоїти принципи роботи пристроїв електронного зв’язку між комп’ютерами на прикладі модема та мереженого адаптера.
Модеми
Модем – це пристрій призначений для під'єднання комп'ютера до звичайної телефонної лінії. Назва походить від скорочення двох слів - МОдуляція та ДЕМодуляція.
Комп'ютер формує дискретні електричні сигнали (послідовності двійкових нулів та одиниць), а по телефонних лініях інформація передається в аналоговій формі (тобто у вигляді сигналу, рівень якого змінюється безперервно, а не дискретно). Модеми здійснюють цифрово-аналогове й обернене перетворення. Під час передачі даних модеми накладають цифрові сигнали комп'ютера на несучу частоту телефонної лінії (модулюють її), а під час приймання – демодулюють інформацію і передають її в цифровій формі в комп'ютер.
Модем – це пристрій призначений для під'єднання комп'ютера до звичайної телефонної лінії. Назва походить від скорочення двох слів - МОдуляція та ДЕМодуляція.
Комп'ютер формує дискретні електричні сигнали (послідовності двійкових нулів та одиниць), а по телефонних лініях інформація передається в аналоговій формі (тобто у вигляді сигналу, рівень якого змінюється безперервно, а не дискретно). Модеми здійснюють цифрово-аналогове й обернене перетворення. Під час передачі даних модеми накладають цифрові сигнали комп'ютера на несучу частоту телефонної лінії (модулюють її), а під час приймання – демодулюють інформацію і передають її в цифровій формі в комп'ютер.
Модеми передають дані по звичайних, тобто комутованих, телефонних каналах зі швидкістю від 300 до 56 000 біт за секунду, а по орендованих (виділених) каналах ця швидкість може бути і вищою. Окрім того, сучасні модеми здійснюють стиснення даних перед відправленням, і відповідно, реальна швидкість може перевищувати максимальну швидкість модему.
Серед звичайних модемів можна виділити 3 види:
• пристрою для обміну даними (просто модеми);
• пристрою для обміну даними і документами (факси-модеми);
• пристрою для обміну даними, документами і прийому голосових повідомлень (голосові факси-модеми).
За конструктивним виконанням модеми бувають внутрішніми (вставляються в системний блок комп'ютера в один із слотів розширення) і зовнішніми (підключаються через один із комунікаційних портів, маючи окремий корпус і власний блок живлення). Внутрішні модеми являють собою електронну плату, що безпосередньо встановлюється у комп’ютер (у вільний слот розширення), а зовнішні – автономний пристрій, що підключається до одного з послідовних портів.
Внутрішні модеми
Внутрішній (internal) модем вставляється в комп'ютер як плата розширення (вставляється в слот системної шини комп'ютера). По зовнішньому вигляду розрізнити такий модем можна, хіба що, по наявності двох телефонних роз’ємів.
Переваги внутрішнього модему (у порівнянні із зовнішнім):
• не займає місця;
• не має потребу в блоці живлення, що вимагає окремої розетки;
• не має потребу у включенні / вимиканні;
• не займає стандартні СОМ порти комп'ютера;
• дешевше принаймні на 10% аналогічного настільного, тому що не потрібні корпус, сполучний кабель, блок живлення;
• містить швидкісний прийомопередавач порту, погоджений зі швидкістю модему (у той час як убудовані в порт старого комп'ютера прийомопередавачі можуть бути низькошвидкісними).
З іншого боку, як і всяка плата розширення, внутрішній модем призначений для визначеної шини, так що не є універсальним.
Далі, внутрішній модем звичайно не має світлових індикаторів і тому не так інформативний, як зовнішній. Згадаєте, як багато користі приносять індикатори дисководів на корпусі комп'ютера.
Установка внутрішнього модему більш складніша, у порівнянні з установкою зовнішнього. Він займе одну з вільних ліній переривань (яку, ще треба буде знайти; саме тому за рубежем практикують продаж комп'ютерів із уже встановленими модемами).
Ще є неприємність, зв'язана з "зависанням модему" (дуже схоже на зависання ком-п'ютера), що вимагає переініціалізації модему. Для внутрішнього модему прийдеться використовувати "холодний старт" комп'ютера, у той час як зовнішній досить увімкнути і вимкнути.
Цікаво, що багато користувачів, раніш гарячі прихильником зовнішнього виконання, пізніше, надивившись, як захламляють стіл модем, динаміки мультимедіа й інші аксесуари, починають цінувати непомітність внутрішнього модему.
На сьогоднішній день модеми в переважній більшості своєму є контролерними модемами. Це означає, що плата такого модему несе на собі три основних пристрої, вони найчастіше виконані як три мікросхеми на платі модему:
• DSP (Digital Signal Processor) зайнятий кодуванням набору даних, що надійшов, відповідно до високошвидкісних протоколів передачі типу V.34, K56Flex, x2 чи V.90 і відповідає за модуляцію вихідного сигналу, спираючи на програму, закладену в ПЗУ модему - "прошивання"
• "Контролер" відповідає за корекцію помилок передачі, стиск даних і інтерфейс модему з програмним забезпеченням
• CODEC-чіп (Coder-DeCoder) виконує безпосередній переклад уже цілком підготовленого до передачі набору даних у сигнал для передачі по лінії, що комутирується.
При прийомі даних сигнал, що надійшов, проходить цей ланцюжок у зворотному порядку. Такий модем використовується і керується системою через інтерфейс Сома-порту. По суті, такий модем видний із системи як Сом-порт із властивостями передачі даних по телефонному каналі.
Модеми без контролерів, як це ясно з їхньої назви, несуть на собі тільки DSP і CODEC-чіп, покладаючи роботу, призначену для "контролера", на CPU (Central Processing Unit) - центральний процесор системи. При цьому найчастіше такі модеми не містять мікросхеми ПЗП з "прошиванням" роботи DSP. Під час роботи такого модему його DSP звертається до оперативної пам'яті системи, у якій зберігається необхідна йому програма, що завантажує в пам'ять модемний драйвер. Очевидно, при цьому, що такі модеми найбільше доцільно застосовувати тільки в системах з могутнім CPU, у противному випадку робота такого модему приведе до помітного уповільнення виконання рівнобіжних процесів у системі.
Модеми без контролерів виготовляються на сьогоднішній день як PCI-карти, у той час як звичайні контролерні internal-модеми виробляються як ISA-плати.
PCI-модем. При роботі модему без контролера операційна система розпізнає його як PCI-розширення і керування і прокачування даних через нього проходить відповідно до цього. Фактично, модем без контролера є PCI-пристрій, що не має нічого загального із СОМ-портами. Драйвери, встановлювані операційною системою для підтримки такого модему, крім необхідної інформації для роботи DSP містять емуляцію СОМ-порту. Таким чином, при установці модему без контролера безпосередньо його PCI-пристрій займає деяке переривання й адреса, а встановлений драйвер організує віртуальний СОМ-порт, через який з таким модемом можуть взаємодіяти будь-які програми, у тому числі і програми з DOS-додатків (правда, не завжди гладко). Природним образом такий віртуальний порт переводить на себе всі звертання до реально існуючого порту, а сам СОМ-порт системи з'являється зайнятим.
Зовнішній модем
Зовнішній (настільний) модем має окремий корпус і власний блок живлення. Тому він як мінімум відсотків на 10% дорожче аналогічного внутрішнього. Модем приєднується до комп'ютера (чи іншого термінального пристрою) сполучним ка-белем, що підключається до комутаційного порту пристрою. Звичайно це послідовний порт.
Переваги зовнішнього модему перед внутрішнім наступні.
• Модем може працювати з будь-яким комп'ютером (не залежить, наприклад, від шини) чи іншим пристроєм, наприклад, з устаткуванням мережі з комутацією пакетів. Максимум, що може знадобитися, так це інший сполучний кабель.
• На корпусі є світлові індикатори, що зручно відбивають стан модему.
• Деякі моделі мають ще рідкокристалічний (LCD) монітор, здатний виводити більше інформації і кнопки для зручності видачі типових команд замість використання командного рядка термінальної програми.
• Модем легко вивести з режиму "зависання", просто виключивши і включивши його.
Недоліки:
• Потрібна додаткова розетка для блоку живлення і необхідністю вмикати, а головне — вимикати (!) модем. Це, щоправда, можна уникнути, якщо використовувати єдиний мережний фільтр із вимикачем.
• Модем займає місце. Якщо корпус комп'ютера є міні-башнею, то модем зручно розмістити на ньому.
• Потрібно вибрати той кабель, що відповідає розніманню комп'ютера (деякі модеми, щоправда, забезпечуються універсальним кабелем). Інакше прийдеться додавати перехідник.
Основними параметрами модемів є:
– швидкість передачі інформації. Вона вимірюється у bps (біт за секунду) і встановлюється виробником. Оптимальною є 33.6 Кбіт/сек. У 1998 р. був розроблений комунікаційний стандарт V.90, відповідно до якого максимальна швидкість модему дорівнює 56 Кбіт за секунду. Але дана швидкість не досяжна на звичайних телефонних лініях. Тому зараз рекомендується купувати модеми стандарту V.34+ зі швидкістю 33.6 Кбіт/сек.
– наявність режиму корекції помилок (забезпечує додаткові сигнали, за допомогою яких модеми здійснюють перевірку інформації на двох кінцях проводу і відкидують не маркіровану);
– наявність режиму стискування данних (стискує інформацію для більш швидкої і чіткої її передачі);
На вибір типу модему впливають наступні фактори:
• ціна: зовнішні модеми коштують дорожче, оскільки в ціну входить вартість корпусу та джерела живлення;
• наявність вільних портів/слотів: зовнішній модем під'єднується до послідовного порта. Внутрішній модем до слота на материнський платі. Якщо порти або слоти зайняті, потрібно вибрати один з пристроїв;
• зручність користування: на корпусі зовнішнього модему є індикатори, що відображають його стан, а також вимикач джерела живлення. Для встановлення зовнішнього модему не потрібно розбирати корпус комп'ютера.
Сучасні модеми для широкого кола користувачів мають вбудовані можливості відправлення і отримання факсимільних повідомлень. Такі пристрої називаються факс-модемами. Також є можливість підтримки мовних функцій, за допомогою звукового адаптеру.
Слід враховувати, що без відповідного комунікаційного програмного забез-печення, найважливішою складовою якого є протокол, модеми не можуть працювати. Найбільш поширеними протоколами модемів є v.32 bis, v.34, v.42 bis та інші. Для розробки стандартів передачі даних був створений спеціальний міжнародний консультативний комітет з телеграфії і телефонії (CCITT).
Контрольні запитання
1. Опишіть принцип дії модема.
2. Які функції виконують модеми?
3. Які ви знаєте види модемі? У чому їх різниця?
4. Які переваги та недоліки ви знаєте різних типів модемів?
5. Які фактори впливають на вибір типу модему?
Серед звичайних модемів можна виділити 3 види:
• пристрою для обміну даними (просто модеми);
• пристрою для обміну даними і документами (факси-модеми);
• пристрою для обміну даними, документами і прийому голосових повідомлень (голосові факси-модеми).
За конструктивним виконанням модеми бувають внутрішніми (вставляються в системний блок комп'ютера в один із слотів розширення) і зовнішніми (підключаються через один із комунікаційних портів, маючи окремий корпус і власний блок живлення). Внутрішні модеми являють собою електронну плату, що безпосередньо встановлюється у комп’ютер (у вільний слот розширення), а зовнішні – автономний пристрій, що підключається до одного з послідовних портів.
Внутрішні модеми
Внутрішній (internal) модем вставляється в комп'ютер як плата розширення (вставляється в слот системної шини комп'ютера). По зовнішньому вигляду розрізнити такий модем можна, хіба що, по наявності двох телефонних роз’ємів.
Переваги внутрішнього модему (у порівнянні із зовнішнім):
• не займає місця;
• не має потребу в блоці живлення, що вимагає окремої розетки;
• не має потребу у включенні / вимиканні;
• не займає стандартні СОМ порти комп'ютера;
• дешевше принаймні на 10% аналогічного настільного, тому що не потрібні корпус, сполучний кабель, блок живлення;
• містить швидкісний прийомопередавач порту, погоджений зі швидкістю модему (у той час як убудовані в порт старого комп'ютера прийомопередавачі можуть бути низькошвидкісними).
З іншого боку, як і всяка плата розширення, внутрішній модем призначений для визначеної шини, так що не є універсальним.
Далі, внутрішній модем звичайно не має світлових індикаторів і тому не так інформативний, як зовнішній. Згадаєте, як багато користі приносять індикатори дисководів на корпусі комп'ютера.
Установка внутрішнього модему більш складніша, у порівнянні з установкою зовнішнього. Він займе одну з вільних ліній переривань (яку, ще треба буде знайти; саме тому за рубежем практикують продаж комп'ютерів із уже встановленими модемами).
Ще є неприємність, зв'язана з "зависанням модему" (дуже схоже на зависання ком-п'ютера), що вимагає переініціалізації модему. Для внутрішнього модему прийдеться використовувати "холодний старт" комп'ютера, у той час як зовнішній досить увімкнути і вимкнути.
Цікаво, що багато користувачів, раніш гарячі прихильником зовнішнього виконання, пізніше, надивившись, як захламляють стіл модем, динаміки мультимедіа й інші аксесуари, починають цінувати непомітність внутрішнього модему.
На сьогоднішній день модеми в переважній більшості своєму є контролерними модемами. Це означає, що плата такого модему несе на собі три основних пристрої, вони найчастіше виконані як три мікросхеми на платі модему:
• DSP (Digital Signal Processor) зайнятий кодуванням набору даних, що надійшов, відповідно до високошвидкісних протоколів передачі типу V.34, K56Flex, x2 чи V.90 і відповідає за модуляцію вихідного сигналу, спираючи на програму, закладену в ПЗУ модему - "прошивання"
• "Контролер" відповідає за корекцію помилок передачі, стиск даних і інтерфейс модему з програмним забезпеченням
• CODEC-чіп (Coder-DeCoder) виконує безпосередній переклад уже цілком підготовленого до передачі набору даних у сигнал для передачі по лінії, що комутирується.
При прийомі даних сигнал, що надійшов, проходить цей ланцюжок у зворотному порядку. Такий модем використовується і керується системою через інтерфейс Сома-порту. По суті, такий модем видний із системи як Сом-порт із властивостями передачі даних по телефонному каналі.
Модеми без контролерів, як це ясно з їхньої назви, несуть на собі тільки DSP і CODEC-чіп, покладаючи роботу, призначену для "контролера", на CPU (Central Processing Unit) - центральний процесор системи. При цьому найчастіше такі модеми не містять мікросхеми ПЗП з "прошиванням" роботи DSP. Під час роботи такого модему його DSP звертається до оперативної пам'яті системи, у якій зберігається необхідна йому програма, що завантажує в пам'ять модемний драйвер. Очевидно, при цьому, що такі модеми найбільше доцільно застосовувати тільки в системах з могутнім CPU, у противному випадку робота такого модему приведе до помітного уповільнення виконання рівнобіжних процесів у системі.
Модеми без контролерів виготовляються на сьогоднішній день як PCI-карти, у той час як звичайні контролерні internal-модеми виробляються як ISA-плати.
PCI-модем. При роботі модему без контролера операційна система розпізнає його як PCI-розширення і керування і прокачування даних через нього проходить відповідно до цього. Фактично, модем без контролера є PCI-пристрій, що не має нічого загального із СОМ-портами. Драйвери, встановлювані операційною системою для підтримки такого модему, крім необхідної інформації для роботи DSP містять емуляцію СОМ-порту. Таким чином, при установці модему без контролера безпосередньо його PCI-пристрій займає деяке переривання й адреса, а встановлений драйвер організує віртуальний СОМ-порт, через який з таким модемом можуть взаємодіяти будь-які програми, у тому числі і програми з DOS-додатків (правда, не завжди гладко). Природним образом такий віртуальний порт переводить на себе всі звертання до реально існуючого порту, а сам СОМ-порт системи з'являється зайнятим.
Зовнішній модем
Зовнішній (настільний) модем має окремий корпус і власний блок живлення. Тому він як мінімум відсотків на 10% дорожче аналогічного внутрішнього. Модем приєднується до комп'ютера (чи іншого термінального пристрою) сполучним ка-белем, що підключається до комутаційного порту пристрою. Звичайно це послідовний порт.
Переваги зовнішнього модему перед внутрішнім наступні.
• Модем може працювати з будь-яким комп'ютером (не залежить, наприклад, від шини) чи іншим пристроєм, наприклад, з устаткуванням мережі з комутацією пакетів. Максимум, що може знадобитися, так це інший сполучний кабель.
• На корпусі є світлові індикатори, що зручно відбивають стан модему.
• Деякі моделі мають ще рідкокристалічний (LCD) монітор, здатний виводити більше інформації і кнопки для зручності видачі типових команд замість використання командного рядка термінальної програми.
• Модем легко вивести з режиму "зависання", просто виключивши і включивши його.
Недоліки:
• Потрібна додаткова розетка для блоку живлення і необхідністю вмикати, а головне — вимикати (!) модем. Це, щоправда, можна уникнути, якщо використовувати єдиний мережний фільтр із вимикачем.
• Модем займає місце. Якщо корпус комп'ютера є міні-башнею, то модем зручно розмістити на ньому.
• Потрібно вибрати той кабель, що відповідає розніманню комп'ютера (деякі модеми, щоправда, забезпечуються універсальним кабелем). Інакше прийдеться додавати перехідник.
Основними параметрами модемів є:
– швидкість передачі інформації. Вона вимірюється у bps (біт за секунду) і встановлюється виробником. Оптимальною є 33.6 Кбіт/сек. У 1998 р. був розроблений комунікаційний стандарт V.90, відповідно до якого максимальна швидкість модему дорівнює 56 Кбіт за секунду. Але дана швидкість не досяжна на звичайних телефонних лініях. Тому зараз рекомендується купувати модеми стандарту V.34+ зі швидкістю 33.6 Кбіт/сек.
– наявність режиму корекції помилок (забезпечує додаткові сигнали, за допомогою яких модеми здійснюють перевірку інформації на двох кінцях проводу і відкидують не маркіровану);
– наявність режиму стискування данних (стискує інформацію для більш швидкої і чіткої її передачі);
На вибір типу модему впливають наступні фактори:
• ціна: зовнішні модеми коштують дорожче, оскільки в ціну входить вартість корпусу та джерела живлення;
• наявність вільних портів/слотів: зовнішній модем під'єднується до послідовного порта. Внутрішній модем до слота на материнський платі. Якщо порти або слоти зайняті, потрібно вибрати один з пристроїв;
• зручність користування: на корпусі зовнішнього модему є індикатори, що відображають його стан, а також вимикач джерела живлення. Для встановлення зовнішнього модему не потрібно розбирати корпус комп'ютера.
Сучасні модеми для широкого кола користувачів мають вбудовані можливості відправлення і отримання факсимільних повідомлень. Такі пристрої називаються факс-модемами. Також є можливість підтримки мовних функцій, за допомогою звукового адаптеру.
Слід враховувати, що без відповідного комунікаційного програмного забез-печення, найважливішою складовою якого є протокол, модеми не можуть працювати. Найбільш поширеними протоколами модемів є v.32 bis, v.34, v.42 bis та інші. Для розробки стандартів передачі даних був створений спеціальний міжнародний консультативний комітет з телеграфії і телефонії (CCITT).
Контрольні запитання
1. Опишіть принцип дії модема.
2. Які функції виконують модеми?
3. Які ви знаєте види модемі? У чому їх різниця?
4. Які переваги та недоліки ви знаєте різних типів модемів?
5. Які фактори впливають на вибір типу модему?