Современные телефонные модемы

ВВЕДЕНИЕ

Современные телефонные модемы

Соотношение сигнал/шум, дБ

Рис.1. Область необходимого качества сигнала, доносимого телефонным каналом на вход модема.

Приемники и передатчики большинства современных телефонных модемов строятся с использованием принципа многократной относительной амплитудно-фазовой модуляции несущего гармонического сигнала. Бурный прогресс модемостроения в первую очередь ассоциируется с повышением скорости передачи данных, причиной чему является развитие алгоритмов модуляции-демодуляции, для аппаратной реализации которых, благодаря совершенствованию элементной базы, с каждым годом потребны все меньшие и меньшие габариты, а цена модемов при этом неуклонно снижается. Это определяет (при условии неизменности платы за аренду каналов) устойчивое, наблюдаемое в течение последних 30 лет, уменьшение стоимости передачи данных, что и обуславливает прогресс информатизации. Однако, не следует забывать, что повышение скорости передачи предъявляет повышенные требования или к улучшению помеховой обстановки в линиях связи, или к помехозащищенности модемов (см. рис, 1).

Минимизация влияния на работоспособность модема дестабилизирующих факторов связана с наличием и особенностями построения и взаимодействия систем модема: адаптеров, компенсаторов, корректоров и т.д. Ряд этих систем может отсутствовать в модеме, быть плохо настроенными, спроектированными для мягких условий эксплуатации, что в конечном итоге и сказывается на помехозащищенности и устойчивости работы модема. Причем в 100% случаев для конкретного модема невозможно установить параметры помехозащищенности и устойчивости на основе изучения товарного знака, списка реализованных протоколов и даже документации. Многое можно почерпнуть из протокола испытаний, прилагаемого к сертификату, выдаваемому Министерством Связи. Но некоторые модемы не имеют сертификатов, да и мало кто имел возможность детально разобраться в протоколах испытаний, а, кроме того, известны случаи, когда сертификат, выдаваемый практически на торговую марку с указанием скорости передачи и особенностей модема, используется при распространении модемов, параметры которых уже не имеют с параметрами прошедшего сертификацию образца ничего общего, кроме названия.

3. "Волшебный модем"

Приходится констатировать, что современные модемы, за редким исключением, проектируется и изготавливаются не в России и приспособлены к помеховой обстановке, отличающейся от отечественной в лучшую сторону. Достаточно долгое время не избалованные качеством линий специалисты информационных сетей питали надежды на появление некоего "волшебного модема", который бы обеспечивал передачу данных по любому телефонному каналу.

Та б л и ц а 1.

Вид искажения сигнала в линии связи

"Волшебный модем"

Примечания

1 Ослабление сигнала более чем на 40 дБ

Повышение и регулировка выходной мощности и чувствительности

Искажения могут проявляться на любых линиях связи: коммутируемых, выделенных и магистральных

2 Постоянно действующий шум

3 Пачки импульсных помех и всплески шумов, соизмеримые с сигналом

Наличие свойств самовосстановления после сбоя и "независания".

4 Перерывы связи и скачки амплитуды более чем на 6 дБ

5 Мешающие тональные сигналы

Автоматическое изменение скорости передачи

6 Нелинейные искажения сигнала более 1,5 %

7 Дрожание фазы более ±5°

Расширение диапазонов устойчивой работы, установка подсистем компенсации

Искажения свойственны преимущественно магистральным линиям аналоговых систем передачи

8 Дрожание амплитуды более ±1 дБ

9 Сдвиг несущей частоты более ±7Гц

10 Скачки фазы более ±15°

Устойчивость

11 Искажение спектра (неравномерность АЧХ и ФЧХ канала), повышающееся с ростом количества участков переприема в линии связи

Повышение мощности адаптивного корректора модема

12 Наличие эхо-сигнала, поступающего на вход модема с задержкой более 200...300 мс

Повышение времени компенсируемой задержки (V.32-34)

Критичны на спутниковых линиях

Параметрами такого "волшебного модема" можно специфицировать располагая статистически достоверными данными о возможной помеховой обстановке на линиях связи. В приводимой таблице. 1 указаны наиболее характерные искажения сигнала и их закритические значения, которые зафиксированы на различных каналах связи.

Разработка таких "волшебных модемов", обеспечивающих одновременное выполнение всех требований, крайне затруднительна и теоретически невозможна при реализации необходимых сегодня скоростей передачи выше 2400 бит/с.

Именно исходя из этой теоретически предопределенной невозможности, разработчики стандарта высокоскоростной передачи данных V.34 и не ставили своей сверхзадачей создание гиперпомехоустойчивого на максимальной скорости модема, а стремились обеспечить передачу данных с оперативно адаптируемой к линии максимально возможной в диапазоне от 2400 до 33600 бит/с скорости. Модемы V.34 представлены на рынке с 1994 года, и как показывает опыт их эксплуатации, в той или иной степени успешно обходят препятствия, чинимые им отечественными телефонными сетями, именно благодаря наличию механизма адаптации по скорости. Слабым местом таких модемов обычно является ненадежность удержания соединения в сверхтяжелых условиях.

С другой стороны, существует ряд задач передачи данных (обеспечение связи с банкоматами или кассовыми аппаратами, теледоступ к необслуживаемым удаленным объектам и т.д.), для решения которых вполне достаточно скоростей до 2400 бит/с, но при этом должна быть обеспечена абсолютная гарантия успешной передачи данных с использованием любых "подручных" линий связи. Так как при этом используются весьма протяженные линии, характеризуемые в основном большим (до 40 дБ) затуханием сигнала, наличием микро перерывов (длительностью 1...10 мс) связи (не пропаянные кроссировки), всплесками шумов и импульсных помех (прокладка линий вместе с силовыми кабелями), то модем для таких задач обязан иметь высокую чувствительность, регулировку выходного уровня, гарантировать неразрыв соединения и абсолютную устойчивость передачи, а так же "независание" ни при каких обстоятельствах. Ну и, конечно же, представляются проблематичными попытки передавать данные по таким каналам без поддержки модемом протоколов коррекции ошибок (MNP4/V.42), полагаясь на наличие ошибкоисправляющих свойств терминального оборудования.

home next