Принцип работы модема

Виды модемов: разновидности и типы

Опубликовано admin в 21 августа, 2019 21 августа, 2019

На странице рассмотрены различные виды модемов. Их различия и области применения.

Модем (от анг. modem, состоит из слов модулятор и демодулятор) – тип устройств, применяющихся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения. Где он не может существовать без преобразования. (Подробнее про принцип работы модема можно почитать в данной статье.

Модулятор осуществляет модуляцию несущего сигнала при передаче данных. То есть изменяет его характеристики в соответствии с изменениями входного информационного сигнала. Это является основным отличием от роутера – он модуляции и демодуляции не осуществляет, если не имеет встроенного модема.

Демодулятор осуществляет обратный процесс при приёме данных из канала связи.

Различные типы модемов выполняют функцию оконечного оборудования канала связи. Само формирование потока для передачи и обработки принимаемых данных осуществляет терминальное оборудование. В его роли может выступать и персональный компьютер.

Типы и виды модемов

Все виды устройств классифицируются по нескольким признакам. Вот некоторые из них.

По конструктивному исполнению рассматриваемые устройства могут быть

• Внутренние – расположены в корпусе компьютера и устанавливаются в слот ISA, PCI, PCMCIA.
• Внешние – тип модемов, которые имеют собственный корпус и внешний блок питания. Подключаются к COM или USB порту, (существуют USB – модемы, которые получают питание от порта USB).
• Встроенные – являются внутренней частью девайса (например ноутбука).

По принципу работы различают следующие виды модемов

• Аппаратные – все операции преобразования, поддержка физических протоколов обмена, производятся встроенным вычислителем (например с использованием DSP, контроллера).
• Полу – программные – в которых часть функций выполняет компьютер, к которому подключено устройство.
• Программные – вид модемов, где все операции по кодированию сигнала и управление протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера (например USB).

По виду соединения модемы бывают

• Аналоговые – наиболее распространённый тип модемов для обычных коммутируемых телефонных линий.
• Кабельные – используются для обмена информацией по специализированным кабелям (например, по кабелям систем коллективного телевидения).
• Радио-модемы – используют принцип передачи по радиоканалу.
• Факс-модем – типы модемов, позволяющих передавать и принимать изображения или текст с компьютера или другого факсимильного аппарата.
• Сотовые – передают информацию по мобильной сети.
• xDSL – (описание ниже).

хDSL устройства от англ. digital subscriber line – цифровая абонентская линия. Семейство технологий, позволяющих значительно повысить пропускную способность абонентской линии телефонной сети общего пользования. Это достигается путём использования эффективных линейных кодов. А также адаптивных методов коррекции искажений линии. Все это основано на современных достижениях микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала.

К основным типам xDSL модемов относятся: ADSL, HDSL, IDSL, MSDSL, PDSL, RADSL, SDSL, SHDSL, UADSL, VDSL. Все эти технологии обеспечивают высокоскоростной цифровой доступ по абонентским телефонным каналам. Основным различием является метод модуляции, используемый для кодирования.

Пишите в комментариях ниже какую информацию добавить или убрать по модемам различных видов и типов. Открыт для предложений по оформлению и наполнению страницы.

Как работает модем

Модулятор-демодулятор

Именно так расшифровывается «модем». По факту это изобретение относится скорее к эпохе первого телефона и телеграфа, а вовсе не к компьютерной эре. Сфера применения устройств, которые можно назвать модемами, чрезвычайно широка: в телефонной связи, для связи военных командных пунктов.

Некоторые модемы имеют голосовые функции, то есть позволяют осуществлять голосовое общение через встроенные динамики, или служить автоответчиком для голосовой почты. Нас же интересует исключительно модемы, используемые для подключения к всемирной паутине.

Принцип работы модема

Главное назначение любого модема — обеспечение физической связи двух объектов, один из которых передаёт данные другому. Модулятор трансформирует сигнал перед началом передачи в соответствии с требованиями канала связи, а демодулятор на месте приёма производит обратную операцию, предоставляя информацию пользователю в удобном для восприятия виде.

История модема

Первой компанией, которая занималась обеспечением связи между объектами с использованием устройств, работающих по тому же принципу, что и современные модемы, была AT&T Dataphone Modems в Соединённых Штатах. Дело было в 50-ых годах прошлого века и компания эта была частью SAGE — ПВО системы США.

В задачи AT&T Dataphone Modems входило соединение терминалов, радарных установок и контрольных центрах на различных военных базах с командными центрами SAGE, разбросанными по США и Канаде.

Что касается первого модема для персонального компьютера, им стало устройство, выпущенное в 1979 году. Называлось это чудо техники Micromodem II, предназначалось для персонального компьютера под гордым именем Apple II, а изготовителем была компания Hayes Microcomputer Products. Модем стоил 380 долларов и работал со скоростью 110-300 бит/сек.

В 1981 году фирма Hayes выпустила новый модем — Smartmodem. Скорость его работы составляла 300 бит/сек. Но интересен этот модем системой команд, которая получила название Hayes-команды и, фактически, стала стандартом в отрасли.

Виды модемов

Модемы бывают разные. Ну, не зелёные и красные, конечно (хотя можно и раскрасить). Они делятся на следующие группы:

по исполнению модемы бывают внутренние и внешние, по принципу работы — аппаратные и программные, по типу сети и соединения и по поддерживаемым протоколам передачи данных.

Итак, переходим к более подробному описанию различных модемов.

Внешние модемы подключаются к компьютеру через COM-, LPT-, USB- или Ethernet-порты. Такие модемы обычно имеют отдельный блок питания. Внутренние же модемы дополнительно устанавливаются внутрь системного блока или ноутбука. Их расположение — это слоты ISA, PCI, PCI-E, PCMCIA, AMR/CNR. Не следует путать внутренние и встроенные модемы. Последние являются составной частью устройства, а встроенные — нет.

В аппаратных модемах все операции по преобразованию сигнала и поддержке физических протоколов обмена производятся встроенным в модем вычислителем. Кроме этого, в аппаратном модеме имеется постоянное запоминающее устройство, в котором записана микропрограмма, управляющая модемом.

Программные модемы отличаются от аппаратных тем, что все операции по кодированию сигнала, контролю ошибок и управлению протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера. В модеме располагаются только входные/выходные аналоговые цепи и преобразователи, а также контроллер интерфейса, например USB. Существуют также полупрограммные модемы, в которых функции кодирования/декодирования разделены между модемом и компьютером.

Как выбрать модем 3G/4G?

В наше время интернет нужен практически всегда и везде. Причём это касается не только городских будней, когда мы почти в любом месте города можем поймать 3G или 4G со смартфона или планшета. Если же говорить о ноутбуке, то мы можем, конечно, найти Wi-Fi-сеть или раздать интернет со смартфона. Но согласитесь, это не везде возможно и не так удобно. А что уж говорить о загородных поездках, когда поймать 2G – это уже неплохо, а бесплатные сети Wi-Fi нам могут только сниться. Ладно ещё смартфон или планшет, а ноутбук как же? А если на даче стоит стационарный компьютер? Вдруг позвонят с работы? Можно было бы выполнить срочные задачи прямо за городом, но интернета нет, придётся ехать домой.

В дальних поездках тоже нужен интернет: в деловых – для работы, в туристических – для изучения карт, поиска интересных мест, публикации фотографий в Инстаграм и другие социальные сети. Неужели придётся вечно искать Wi-Fi или раздавать интернет с телефона?

На помощь придут модемы и мобильные роутеры. Принцип их работы прост: вставляем SIM-кару и наслаждаемся интернетом. Уровень сигнала зависит лишь от зоны покрытия вашего оператора. «Отлично же!» — скажете вы и откроете страницу с модемами. А там их столько… И такие разные цены… Как же выбрать? Всё зависит от того, как именно вы хотите использовать гаджет. Важно, какие устройства вы будете к нему подключать, а также где вы будете им пользоваться.

Немаловажный момент – выбор оператора. Именно от него зависит уровень сигнала, а, следовательно, скорость передачи данных. Многие операторы предлагают свои собственные «брендированные» модемы. У них два минуса. Первый – они часто дороже. Второй – вы сможете пользоваться услугами лишь этого оператора. Если же в месте, где вы находитесь, его сети не работают – что ж, увы. Поэтому мы предлагаем рассмотреть модемы и мобильные роутеры сторонних компаний.

Чем различаются модемы?

USB-модем или мобильный роутер

USB-модем – это приёмопередатчик, использующий сети операторов мобильной связи для передачи и приёма информации. Он подключается к USB разъёму компьютера и после небольшой настройки позволяет пользоваться интернетом. Также его можно использовать с обычным роутером. В USB-модем вставляется SIM-карта, выбор которой зависит лишь от покрытия сети оператора в нужном вам месте. Все USB-модемы очень маленькие и лёгкие, позволяют носить их в сумке или кармане.

Мобильный роутер — это устройство, работающее по принципу обыкновенного модема. В него вставляется SIM-карта, аппарат принимает сигнал мобильного оператора и, в отличие от USB-модема, обеспечивает мобильный Wi-Fi. Такой гаджет обычно питается от аккумулятора, который требует регулярной зарядки. Мобильные роутеры не такие маленькие, как USB-модемы. Некоторые модели можно положить в карман, а некоторые поместятся только в сумку.

Чтобы выбрать из этих двух типов гаджетов, ответьте на вопрос: для чего вам нужно это устройство? Если вы хотите использовать его только с ноутбуком, чтобы иметь интернет в любом месте, или со стационарным компьютером, приобретайте USB-модем. Если же вас интересует переносная Wi-FI – точка доступа для подключения целого ряда устройств, лучше приобрести мобильный роутер.

3G или 4G

3G и 4G — это технологии беспроводной связи, которые позволяют получать скоростной доступ в интернет с мобильных устройств. Буква G в их названиях – от слова «generation», то есть «поколение». Следовательно, 3G – это третье поколение беспроводной связи, а 4G – четвёртое.

Основное отличие между двумя этими поколениями – в скорости передачи данных. Сети 3G способны передавать данные с различной скорость, которая зависит от рабочей частоты мобильного оператора. У ведущих операторов рабочая частота составляет 15 МГц, а у некоторых небольших – всего 4.5 МГц. Поэтому диапазон скорости 3G – сетей колеблется от нескольких сотен килобит до нескольких десятков мегабит в секунду.

Основным преимуществом сетей 3G является их зона покрытия, которая охватывает большую часть территории России. Также плюсом будет низкая стоимость модемов, которые работают только с 3G.

Сети 4G способны передавать данные с гораздо большей скоростью – вплоть до 1 Гбит/с. Правда, это зависит от типа устройства: например, далеко не на всех мобильных устройствах удастся достичь и скорости 100 Мбит/с.

Минусом 4G сетей является плохое покрытие на территории России: оно распространяется только на крупные города. Также из-за скоростной передачи данных устройства, работающие с 4G, отличаются более высоким энергопотреблением.

Так что при выборе гаджета для дачи или поездок лучше остановиться на 3G – модеме, так как 4G вы всё равно вряд ли поймаете, а денег на устройство потратите меньше. Для города же лучше подойдёт 4G — модем.

GSM, GPRS, EDGE, HSPA, LTE

Все эти страшные аббревиатуры – не что иное как стандарты связи и технологии разных поколений.

GSM – основной стандарт связи второго поколения. Для него создана технология передачи пакетных данных GPRS, скорость передачи с которой может достигать 115 кбит/с.

EDGE – технология передачи пакетных данных, которую использует стандарт связи второго поколения CDMA. Скорость с ней достигает 384 кб/с. Кстати, это и есть то самое E,

которое отображается на экране смартфона или планшета, когда не ловит ни 4G, ни 3G, ни H.

HSPA – стандарт связи третьего поколения, который позволяет достигать скорости пакетной передачи данных 42,2 мб/с. И это то самое H.

LTE – технология передачи данных четвёртого поколения, скорость с которой достигает 1 Гб/с.

Все эти стандарты и технологии активно используются российскими операторами связи. При отсутствии последних и самых быстрых сетей устройства обычно переключаются на сети предыдущего поколения. Поэтому лучше, чтобы все они поддерживались модемом, хотя это итак бывает почти всегда.

Питание

Как мы уже упоминали, USB-модемы в отдельном питании не нуждаются. Благодаря этому их можно использовать любое время, достаточно только вставить в USB-разъём компьютера.

Мобильные роутеры работают на аккумуляторах. Чем больше их объём, тем дольше проработает гаджет. Однако не стоит забывать о таких важных факторах расхода аккумулятора, как работа в сетях 4G и наличие дополнительных датчиков и функций.

Ethernet-порт

Это разъём, который позволит подключить модем к компьютеру с помощью кабеля Ethernet. Такое подключение обеспечит стабильность работы и максимально высокую скорость между устройством и модемом. Такая функция бывают только у мобильных роутеров, так как USB-модемы итак подсоединяются к компьютеру.

Интерфейс для внешней антенны

Внешняя антенна нужна для того, чтобы лучше ловить сеть. Ведь сигнал бывает нестабилбным, особенно за городом; он зависит от времени суток, погоды и многих других факторов. Главный минус антенны – её малая мобильность. Поэтому этот вариант подойдёт только для тех, кто решил обустроить стационарную интернет точку, например, на даче.

Дополнительные функции

У мобильных модемов бывают дополнительные функции. Но они могут быть полезны далеко не всем. К тому же многие из них довольно энергозатратны. Так что решите сразу, что из нижеперечисленного вам нужно.

Разъём под MicroSD карту пригодится для владельцев ноутбуков с маленьким количеством USB-разъёмов. Вставив в модем флэш-карту, вы сможете использовать его как накопитель и, к примеру, хранить программы, связанные с интернетом и подключением к нему (чтобы освободить место на компьютере и иметь возможность сразу же запустить все нужные программы на другом устройстве, просто вставив модем).

Поддержка сервиса SMS позволяет с помощью специальной программы, установленной на компьютере, принимать и отправлять SMS-сообщения. Эта функция бывает только у USB-модемов.

Датчики и дисплей помогут определить уровень заряда, наличие сетей, количество подключенных пользователей и т.д. Но нужно помнить, что с ними аккумулятор садится быстрее.

Приложение для смартфонов и планшетов помогает контролировать уровень заряда, подключённых пользователей, перекидывать данные на флэш-накопитель модема. Эта функция бывает только у мобильных роутеров.

Габариты

Если говорить о USB-модемах, то они все не больше 100 мм в длину и 40 г на вес. С мобильными роутерами же всё иначе. Их вес может достигать 700 г, а габариты – 250 х 100 мм. Но существуют также компактные модели, которые можно легко носить в кармане.

Настройка

Для многих пользователей это будет важным параметром. Ведь хочется запустить гаджет и сразу же им пользоваться. Мало того, для многих станет настоящей проблемой настроить модем – не все свободно владеют техникой. Поэтому, если исходить из этого параметра, то предпочтение лучше отдать USB-модемам, причём наиболее простым.

Критерии выбора

Мы рассмотрели основные параметры мобильных модемов и выяснили, что подбор характеристик зависит от потребностей пользователя. Нужно определить, где и с какими устройствами будет использоваться модем, а также какие дополнительные функции будут нужны. Исходя из потребностей пользователей мы и классифицировали мобильные модемы.

Что такое модем и для чего он нужен: простыми словами о сложном

В статье ниже я подробно расскажу о том, что такое модем и какие его виды существуют. Я часто пишу о беспроводных технологиях, компьютерной технике. Но когда возникает необходимость подобрать или настроить беспроводной девайс, то необходимо вернуться к базовым знаниям: чем отличается модем и роутер, какие девайсы бывают, как они устроены и что такое модем простыми словами.

Что такое модем

Модем это устройство, которое преобразует сигнал из одной формы в другую: чаще всего между цифровым и аналоговым видом. Само название происходит от слияния понятий «модуляция» и «демодуляция» сигнала. Такие устройство появились ещё в 1950-х и были предназначены для передачи данных в компьютерные системы по телефонным линиям. Тогда применение устройств было сугубо военным – с помощью девайсов организовывалась система противовоздушной обороны США.

Отличие роутера (маршрутизатора) от модема в том, что маршрутизатор отвечает за адресацию внутри сети, за взаимную связь устройств. Интернет при этом не требуется – адресная таблица, прописанная в роутере, соединяет ПК, смартфон, планшет, телевизор и другие устройства в домашнюю сеть. И совсем другое дело, если Вы подключаете модем к планшету, ноуту, компьютеру или любому другому гаджету.

В таком случае, что такое модем для чего он предназначен? Этот девайс, в отличие от роутера, работает с внешней сетью, с интернетом. Он преобразует формат сигнала в вид, понятный для компьютерной техники – и обратно. Полный список того, что делает девайс – это кодирование, передача, получение и преобразование сигнала. Вот для чего нужен модем.

Однако в чистом виде эти устройства используются всё реже. Если ваш роутер получает выход в интернет при помощи телефонной линии, то, значит, в него встроен модем. Дополнительно на это может указать лампочка и разъём ADSL на устройстве.

Виды гаджетов

Кроме встроенных в роутеры устройств, сейчас используются такие виды модемов:

1. Интегрированные. Являются частью материнской платы. Такой вариант встречается не слишком часто.
2. Внутренние. Они размещаются внутри системного блока и подключаются к материнской плате, в слот PCI.
3. Внешние. Это отдельные устройства, которые подключаются к разъёму сетевой карты.
4. Беспроводные. Назначение модема данного типа в том, что он позволяет использовать мобильный интернет. Такие небольшие компактные гаджеты выглядят как флешка, в них подключается сим-карта. Они осуществляют преобразование сигнала, подключая ПК к мобильному интернету. Обычно они соединяются с ПК через USB-порт.

Какие бывают модемы, помимо описанной классификации? Устройства также отличаются в зависимости от сигнала, который они преобразуют. По этому принципу выделяют аналоговые, ISDN, DSL, беспроводные, PLC, спутниковые. Подробно описывать подобные типы модемов в рамках данной статьи я не буду.

Если в гаджет встроен Вай-Фай модуль, то такое устройство называется модем Wi Fi. При этом аккумулятора такой девайс не имеет: устройство питается от сети, от повербанка или от ПК. Вай Фай модем выглядит как компактный девайс, который можно взять с собой в дорогу, чтобы раздавать мобильный интернет на свои устройства. Некоторые из них оснащены виртуальной сим-картой с фиксированным тарифом для более чем 100 стран мира.

Из чего состоит девайс и как он работает

Поскольку главная цель гаджета – преобразование сигнала, то его устройство сводится всего к нескольким составляющим. Из чего состоит модем:

• порты ввода-вывода;
• трансформатор (если гаджет взаимодействует с аналоговой сетью);
• контроллер (отвечает за обмен данными с ПК);
• процессоры (отвечают за модуляцию / демодуляцию сигнала – то, зачем нужен модем);
• память: ROM, в которой хранится прошивка, NVRAM, в которой хранятся настройки и RAM – оперативная память для обработки данных.

Работа модема: что это такое простыми словами? Как я писал выше, это просто преобразование сигнала. Все остальные функции выполняет другое оборудование, тот же маршрутизатор. Работа сводится к таким этапам:

1. После того, как вы подключили модем к компьютеру и начали работу, компьютер отправляет сигнал на гаджет. Это цифровой сигнал в «понятном» для ПК виде, он состоит из нулей и единиц.
2. Процессоры преобразуют сигнал в соответствии с нужным типом и с тем, как работает модем, и отправляют его во внешнюю сеть.
3. Из сети приходит сигнал: гаджет его преобразует в обратном порядке – в цифровую форму, понятную ПК, и отправляет на компьютер. Это именно то, для чего используется модем WiFi.

Кстати, у устройства есть одна интересная опция. Вы можете достаточно легко использовать модем как телефон.

Обзор популярных моделей

В данный момент самые популярные модели производятся китайскими компаниями. Наиболее распространены модели D-Link, Tenda, Cisco, Zyxel, USRobotics, Acorp и других брендов. Ответ на вопрос, сколько стоит модем, в основном варьируется от полутора тысяч до десяти тысяч рублей. Ниже я приведу ТОП-5 лучших гаджетов из разных ценовых категорий.

Huawei E8231 Black

Huawei E8231 Black – самое недорогое устройство в рейтинге. Этот компактный девайс принимает 3G сигнал мобильного оператора, а сам подключается к ПК или ноутбуку через обычный USB-порт. Данная модель имеет интегрированный Вай-Фай модуль и может быть использована как точка доступа мобильного интернета.