Модем

Модем (ағылш. modem, modulator-demodulator) — сандық сигналдарды аналогтық сигналдарға айналдыратын және керісінше амал жасайтын электрондық құрылғы.

Деректерді әр түрлі арқаулар арқылы, мысалы телефон сымы арқылы немесе радиосигналдар түрінде беруге болады. Телефон сымы арқылы аналогтық сигналдар деп аталатын импульстарды беруге болады. Аналогтық сигналдар шуыл немесе электрлік-магнитті импульстар түріндегі кедергілердің әсеріне ұшырауы мүмкін.

Дыбыстық сигналдар дерек берудің едәуір жаңа әдісі болып табылады, онда дерек беру және қабылдау үшін екілікті пішім қолданылады (нөлдер мен бірліктер тізбегімен жұмыс істейтін кодтау/кодты ағыту жүйесі). Дерек беру мен қабылдау үшін компьютерлерде дәл осы пішім қолданылады. Алайда сандық сигналдарды телефон желісі арқылы беру мүмкін емес. Сондықтан телефон сымы арқылы дыбыстық сигналдарды берер алдында оларды аналогтық сигналдарға айналдыру керек. Және тиісінше деректі қабылдаушы жақ алынған деректі сандық сигналдарға айналдыруға тиіс. Модем осындай айналдыруды жүзеге асырады – сандық пішімнен аналогтық пішімге және керісінше.

Басқа компьютерге хабар жіберу кезінде модем шығару құрылғысы рөлін атқарады. Ал сіздің компьютеріңізге хабар келген кезде, модем енгізу құрылғысы ретінде жұмыс істейді. модем сыртқы немесе жүйелік блокқа кірістірілген болуы мүмкін. Сыртқы модемдер – бұл сым арқылы жүйелік блокқа қосылатын модемдер.

Модемдер сондай-ақ компьютердің жүйелік блогына кіріктірілген болуы мүмкін. Мұндай модемдер Ішкі модемдер деп аталады

Жалпылама

Модем – компьютерлерге телефон желілері немесе байланыс желілері арқылы өзара мәлімет алмасуға мүмкіндік беретін құрылғы. Модемнің негізгі сипаттамасы – мәліметтерді жеткізу жылдамдығы (бит/секунд). Недәуір кең тарағандары – стандартты Dial-up модемдер (56кбит/секунд дейін), DSL модемдер (128кбит/секунд дейін) және кабелдік жолдарға арналған модемдер (30 000 кбит/секунд дейін). Модемдер ішкі және сыртқы болады.

Тарихы

Novation CAT акусткалық модем

AT&T Dataphone Modems компаниясы Америка Құрама Штаттарында SAGE (яғни әеуге қарыс қорғаныс) бір бөлігі болды. Ол әртүрлі әуе базаларында, радарларда және бақылау орталықтарындағы терминалдарды АҚШ пен Канада бойынша шашыраған SAGE орталықтарымен байланыстарды. SAGE бөлінген байланыс желілерін пайдаланды, бірақ осы желілердің әр соңында болған құрылғылар қазіргі заманауи модемдер секілді болды. Дербес компьютерлер үшін алғашқы модем Hayes Microcomputer Products компаниясының құрылғысы болды, ол 1979 жылы Apple II дербес компьютері үшін Micromodem II өнімін шығарды. Модем 380 доллар тұрды, және 110/300 б/сек жылдамдықпен істеді. 1981 жылы Hayes фирмасы Smartmodem 300 б/сек модемін шығарды, командалар жүйесі стандарт де-факто болды.

Модем типтері

• Сыртқы – COM, USB порттары немесе желілік картадағы RJ-45 тіркеуіші бойынша қосылады, олардың көбінесе сыртқы қоректеу блогы болады;

• Ішкі – компьютердің ішіне ISA, PCI, PCI-E, PCMCIA, AMR, CNR слоттары арқылы қосылады;

• Кірістірілген – кез келген құрылғының, мысалы ноутбуктың немесе док-станцияның ішкі бөлігі болып табылады.

Жұмыс принципі бойынша:

• Аппараттық – сигналды айналдырудың барлық операциялары, алмасудың физикалық протоколдарын қолдау модемге кірістірілген есептеуішпен жасалады (мысалы DSP, контроллер қолдану арқылы). Сонымен бірге, аппараттық модемде тұрақты есте сақтау құрылғысы бар, оның ішіне модемді басқаратын микропрограмма жазылған.

• Софт-модем, винмодемдер (ағыл. Host based soft-modem) – аппараттық модемде, алайда микропрограммасы бар тұрақты есте сақтау құрылғысы болмайды. Мұндай типті модемнің микропрограммасы компьютер жадысында сақталады, оған модем жалғанған болады. Сонымен бірге модемде аналогтық сұлба мен түрлендіргіштер болады: АСТ (аналогты-санды түрлендіргіш), САТ (санды-аналогты түрлендіргіш), интерфейс контроллері(мысалы USB). Драйверлер болған жағдайда ғана жұмыс істеуге қабілетті, олар сигналдарды кодтау бойынша, қателерге тексеру және протоколдарды басқару барлық операцияларды өңдейді, сәйкесінше программалы түрде жүзеге асырылады және компьютердің орталық процессорымен өңделеді.

• Жартылай программалы (Controller based soft-modem) – модем функцияларының бір бөлігін модем қосылған компьютер орындайтын модемдер. Қосылу типі бойынша:

• Коммутацияланатын телефондық желілер үшін модемдер – модемдердің ең тарағын түрі.

• ISDN – сандық коммутацияланытын телефондық желілер үшін модемдер

• DSL – бөлінген (коммутацияланбайтын) желілерді қарапайым телефон желісі көмегімен ұйымдасытыру үшін пайдаланылады. Коммутацияланатын модемдерден айырмашылығы – басқа жиілік диапазонын қолданады, және де телефон желелері бойынша сигнал тек АТС-ке дейін ғана беріледі. Көбінесе бір уақытта мәліметтермен алмасуды және телефон желісін пайдалануды қамтамасыз ете алады.

• Кабельдік – арнайы кабельдер бойынша ғана мәліметтермен алмасу үшін қолданылады – мысалы, DOCSIS протоколы бойынша ұжымдық телекөрсетілім кабелі бойынша.

• Радио

• Ұялы – тек қана ұялы байланыс протоколдары – GPRS, 3G, 4G және т.с.с бойынша ғана жұмыс істейді. Жиі USB-салпыншақ(брелок) түрінде келеді. Мұндай модемдер ретінде көбінесе ұялы байланыс терминалдары қолданылады.

• Спутниктік

• PLC – тұрмыстық электр желісі сымдары бойынша мәліметтерді беру технологиясын пайдаланады. Қазіргі кезде ең көп тарағаны:

• Ішкі программалық модем;

• Сыртқы аппараттық модем;

• Ноутбуктерге кірістірілген модемдер;

Құрама құралдар

1. Енгізу-шығару порттары – телефон желісі мен модем арасында мәліметтерді алмасуға арналған сұлбалар бір жағынан, және модем мен компьютер арасында мәліметтерді алмасуға арналған сұлбалар екінші жағынан. Аналогты телефон желісімен өзара әрекет жасау үшін көбінесе трансформатор пайдаланылады.

2. Сигналды процессор (Digital Signal Processor, DSP) – көбінесе сандық деңгейде қолданылып жатқан мәліметтерді алмасу протоколға сәйкес шығыс сигналдарды модульдейді және кіріс сигналдарын демодульдейді.

3. Контроллер компьютермен алмасуды басқарады.

4. Жад микросхемалары:

• ROM – энерготәуелді жад, оның ішінде модемді басқару микропрограммасы сақталады – мұнда модемді басқаратын барлық командалар мен деректер, барлық қолданылатын коммуникациялық протоколдар мен компьютермен интерфейс болады.

• NVRAM – энерготәуелді электрлі қайтапрограммаланатын жад, оның ішінде модем түзетпелері сақталады. Қолданушы түзетпелерді өзгерте алады, мысалы AT-командаларды пайдалана отырып.

• RAM – модемнің жедел жадысы, ол қабылданатын және жіберілетін мәліметтердің буферизациясын жасауға, қысу алгоритмі мен басқаға арналған

Басқа да мүмкіндіктері бар модемдер

Факс-модем – компьютерге факсимильді бейнелерді басқа факс-модемге немесе факс-машинаға қабылдауға және жіберуге мүмкіндік береді. Дауыстық модем – телефон желісіндегі сигналды сандық түрге айналдыру және еркін дыбысты желіге орындап шығару функцияларына ие. Бұл мына әрекеттерді орындауға мүмкіндік береді:

• Дауыстық хабарламаларды шыңайы уақыт жағдайында басқа дауыстық модемге жіберу мен одан хабарламаларды алу, және оларды ішкі динамик арқылы дыбыстап шығару.

• Мұндай модемді автожауапқайтарғыш ретінде пайдаоану және дауыстық поштаны ұйымдастыру.