Модемы и факс-модемы. Программирование для MS-DOS и Windows.

2.1. Основные понятия

Приступив к изучению модемов и факс-модемов, вы столкнетесь с большим количеством новых терминов - боды, модуляция сигнала, дуплексный режим и т. д. В этом разделе мы объясним основные термины, относящиеся к передаче информации по телефонным линиям, а затем расскажем о рекомендациях, регламентирующих различные характеристики модемов.

2.1.1. Боды, биты за секунду и символы в секунду

Теперь настало время поговорить о том, как измеряется скорость передачи информации. В литературе и документации модемов фигурируют три различных единицы измерения скорости: биты за секунду (Bits Per Second - bps), боды (baud) и символы за секунду (Characters Per Second - cps). К сожалению, среди этих терминов существует путаница. Многие пользователи и даже сами разработчики модемов не делают разницы между этими понятиями. Мы придерживаемся в своем изложении следующих соглашений.

Биты за секунду

Модем обменивается данными с компьютером через порты асинхронного последовательного адаптера. Данные передаются последовательно бит за битом. Скорость, с которой происходит этот обмен, измеряется в битах за секунду (бит/с), или bps. Обычно, когда речь идет о скорости, с которой модем может передавать информацию, используется термин бит за секунду.

Например, вы можете встретить такие обозначения скорости передачи информации в документации модема - 1200 bps, 2400 bps, 9600 bps, 14400 bps. При этом подразумевается скорость, с которой происходит передача данных между компьютером и модемом.

Символы за секунду

Как вы узнаете позже, при передаче данных через порт последовательного асинхронного адаптера передается не только полезная информация. Обычно на каждый байт полезной информации передается два служебных бита.

Таким образом, чтобы узнать, сколько фактически байт в секунду сможет передать один компьютер другому через модем, следует разделить величину скорости в битах за секунду на 10.

Следовательно, фактическая скорость передачи информации для модема 2400 bps составит всего 240 символов за секунду, вместо 300.

Однако это значение весьма приближенное. При передаче данных могут применяться протоколы коррекции ошибок и сжатия передаваемой информации. Поэтому настоящая скорость передачи информации будет зависеть от качества телефонного канала, алгоритма сжатия, самой информации, а также многих других факторов.

Боды

Скорость в бодах определяется числом изменений сигнала, передаваемым модемом по телефонной линии, произошедшего за одну секунду. Различные способы модуляции могут кодировать в одном значении сигнала несколько бит. Поэтому значение скорости передачи данных модемом в бодах может отличаться от значения скорости в битах за секунду.

Так, для модемов, соответствующих рекомендации CCITT V.32 и работающих со скоростью 9600 bps, применяется комплексный метод модуляции, в котором информация кодируется одновременным изменением фазы и амплитуды. Это позволяет закодировать в каждом значении сигнала 4 бита полезной информации. Таким образом, модем, работающий со скоростью 9600 bps, передает данные со скоростью всего 2400 бод.

2.1.2. Модуляция сигнала

Большинство современных модемов используют четыре основных метода модуляции сигнала, передаваемого по телефонной линии:

Метод амплитудной модуляции (Amplitude Shift Keying - ASK). Наименее эффективный метод модуляции, в котором информация кодируется за счет изменения амплитуды передаваемого сигнала. Применяется только на очень медленных скоростях - до 100 бит за секунду

Метод частотной модуляции (Frequency Shift Keying - FSK). Информация кодируется за счет изменения частоты передаваемого сигнала. Применяется на скоростях до 1200 бит за секунду

Метод фазовой модуляции (Phase Shift Keying - PSK). Информация кодируется за счет изменения фазы передаваемого сигнала. Применяется на скоростях до 2400 и 4800 бит за секунду

Метод квадратурно-амплитудной модуляции (Quadrature Shift Keying - QSK). Является комбинацией фазовой и амплитудной модуляции. Позволяет передавать данные со скоростью больше, чем 9600 бит за секунду

2.1.3. Дуплексный и полудуплексный режимы

Дуплексный режим работы модема позволяет одновременно передавать данные в двух направлениях. В дуплексном режиме работают модемы, соответствующие рекомендациям CCITT V.21, V.22, V.22 bis и V.32.

Полудуплексный режим, так же как и дуплексный, позволяет передавать данные в обоих направлениях, но только в разные моменты времени. Сначала данные передаются в одну сторону, а затем в обратную. Таким образом, модем сможет и принимать и передавать данные, однако по сравнению с дуплексным модемом при одинаковой скорости передачи полудуплексный сможет передать в два раза меньше данных.

В общем случае дуплексные протоколы обладают большей производительностью, чем полудуплексные. Тем не менее, для тех приложений, в которых основной поток данных передается в одном направлении, вполне можно воспользоваться полудуплексными модемами. Так, практически все протоколы, используемые в факс-модемах для передачи факсов, полудуплексные: V.17, V.27 bis, V.27 ter, V.29.

2.1.4. Асинхронная и синхронная передача данных

Последней характеристикой, которую мы рассмотрим, определяет, какой применяется способ передачи информации между модемами - асинхронный или синхронный.

В асинхронном режиме информация передается следующим образом. Каждый передаваемый байт предваряется стартовым битом и заканчивается одним или двумя стоповыми битами. Иногда также передается дополнительный бит четности, используемый для проверки целостности передаваемого байта.

В синхронном режиме данные передаются одним потоком. Байт за байтом, бит за битом. Стартовые и стоповые биты отсутствуют. Поэтому при одинаковой скорости в синхронном режиме можно передать больше полезной информации, чем в асинхронном.