Модемы на «Comtek-96» и «Связь-Экспокомм-96»

Известно, что одним из самых «узких мест» передачи видеоизображений по компьютерным сетям и телефонным линиям являются модемные узлы. Фирмами-изготовителями модемных систем непрерывно ведутся исследования, дающие возможность значительно улучшить качество передачи как на действующих, так и на проектируемых линиях связи. Провести анализ существующей ситуации и намечающихся тенденций на модемном рынке, а также дать характеристики наиболее популярных моделей позволила экспозиция ведущих выставок «Экспоцентра» — «Comtek-96» и «Связь-Экспокомм-96».

Современные требования пользователя к модему

Специалисты сходятся в том, что модем в дополнение к хорошему качеству соединения должен отвечать следующим основным требованиям:

• это должен быть факс-модем;

• он должен обеспечивать хорошую совместимость с физическими протоколами передачи CCITT;

• иметь возможность работы в синхронном режиме по коммутируемым линиям;

• работать на выделенных линиях в асинхронном и синхронном режимах;

• иметь заводские настройки по умолчанию;

• позволять регулировать мощность выходного сигнала;

• корректно распознавать сигналы АТС «Свободно», «Занято», «Звонок».

В зависимости от конкретных условий эксплуатации может быть произведена адаптация тех или иных моделей в следующих направлениях:

• для повышения надежности установления соединения, «удержания линии» и достоверности приема сигнала реализуются средства защиты от «развала» внутренних подсистем при мощных всплесках шумов и внутренних помех, а также при длительных перерывах связи;

• для различных типов линий связи реализуются переключаемые режимы работы адаптивного эквалайзера (подсистемы компенсации искажений), учитывающие, в частности, то, что междугородная связь характеризуется большим количеством участков переприема, а сельская отличается большой длиной абонентских линий;

• применяется подсистема антиджиттера для работы с высоким уровнем дрожания фазы;

• для надежного взаимодействия с АТС осуществляется четкая фиксация «Busy» (пользователь может настроиться под конкретную станцию, либо в модем закладываются расширенные диапазоны параметров для корректного автоматического взаимодействия с различными типами станций); реализуются функции «автоматическое определение номера» в соответствии с отечественным стандартом; введен режим блокировки частоты 2100 Гц, используемой для выключения эхо-заградителей (некоторые станции воспринимают ее как команду на разрыв соединения);

• специально для российских линий, характеризующихся значительным затуханием сигнала и различными искажениями, в модемах дополнительно повышается чувствительность, добавляется регулировка выходной мощности и чувствительности;

• реализуются функции, позволяющие воспроизводить и записывать звуковые файлы, обеспечивающие режимы автоответчика и голосового почтового ящика.

Стандарты и скорости

Большинство используемых сегодня стандартов разработано Международным консультативным комитетом по телеграфии и телефонии — МККТТ (в зарубежной литературе встречается и другое название — CCITT), кроме того, существуют «межфирменные» и «внутрифирменные» стандарты. Один из первых стандартов — V.21 регламентировал соединение на скорости 300 кбит/с. Новые скорости передачи данных обусловили появление новых стандартов: V.22 — 1200 бит/с; V.22 bis — 2400 бит/с; V.32 — 9600 бит/с; V.32 bis — 14400 бит/с; ZYX — 16800 бит/с и 19200 бит/с; HST — 16800 бит/с и 21600 бит/с; V.32 turbo —19200 бит/с; V FastClass — 28800 бит/с; V.34 —28800 бит/с. Согласно спецификации протокола V.42 bis (коррекция ошибок плюс сжатие данных) данные при передаче могут быть сжаты в 4 раза, т.е. модем, работающий на скорости 28800 бит/с, получает данные из компьютера или отправляет их в него со скоростью 115600 бит/с.

Кроме того, в документации на модемы встречается аббревиатура «MNP» с последующей цифрой. Это обозначение применяется для протоколов сжатия данных и коррекции ошибок. Например, MNP2 — протокол коррекции ошибок, поддерживающий асинхронный дуплексный режим передачи данных, а MNP10 — протокол для связи по сильно зашумленным каналам, таким как линии сотовой связи, международные или сельские.

Следует иметь в виду, что скоростные модемы, как правило, могут поддерживать стандарты приема и передачи с меньшей скоростью: так, в модеме, работающем согласно стандарту V.32 bis, предусмотрены режимы со скоростями 12000, 9600, 7200 и 4800 бит/с. Это позволяет выбирать для работы максимально допустимую в условиях данной конкретной телефонной линии скорость. Высокая скорость передачи данных сама по себе ничего не значит, если ответный модем имеет более низкую частоту модуляции: модемы с отличающимися скоростями модуляции будут по «договоренности» устанавливать максимальную скорость более медленного из них или даже еще меньшую — в зависимости от качества линии.

Реально достижение скорости 28,8 кбит/с на всем протяжении канала связи проблематично даже для стран с развитой и качественной телефонной сетью. Так, для телефонной сети США в среднем 73% времени сеанса передачи данных может осуществляться со скоростью 28,8 кбит/с, если на обоих концах линии установлены модемы V.34 одной и той же фирмы, если же производители разные, то цифра составит 62%. На российских линиях — как повезет: есть телефонные номера, для которых модемная связь не устанавливается в принципе, но встречаются и такие, на которых скорость 28,8 кбит/с реализуется без проблем в течение длительного времени.

Модемы для наземных линий связи

«Альфа-Телекс-З» — телеграфные модемы с ПО для подключения IBM-совместимого ПК к телексным, телетайпным, совмещенным и выделенным линиям при 2- или 4-проводном включении. Имеются функции многоэтапного автонабора, авторассылки, идентификации номера и т.д. Модем приобретается банками для оснащения филиалов.

«GDC V.F.28.8» — класс модемов, поддерживающих стандарт V.34 на скорость передачи 28,8 кбит/с. Используются для организации доступа к удаленным ЛВС, удаленным серверам, для передачи больших файлов, организации группового тракта для передачи голоса и данных по коммутируемым или выделенным телефонным каналам. Во время сеанса связи автоматически тестируется состояние канала и в случае изменения качества канала автоматически изменяется скорость передачи.

«Courier V.Everytthing» — модем, соответствующий стандарту V.34 со скоростью передачи 28,8 кбит/с. Улучшенный алгоритм детекции (training) увеличивает скорость работы на зашумленных линиях. Используется сжатие по протоколу V.42 bis, повышающее скорость передачи до 70 кбит/с для относительно пакующихся файлов.

«Campus» — модемы для проводных выделенных линий, отличающиеся «оптическим» качеством передачи информации: одна ошибка на 10 млрд переданных бит. Производительность — до 2,048 Мбит/с. Максимальная дальность связи (км) по проводу сечением 0,5 мм — 4,3; по проводу сечением 0,9 мм — 7,2.

«3265 V.34» — модем для телефонной сети общего пользования по двухпроводным коммутируемым и выделенным линиям. Скорость передачи (бод) в асинхронном режиме — 128000, в синхронном режиме с учетом компрессии — 128000.

«SRM-6» — асинхронный модем для выделенных линий. Максимальная скорость передачи — 38,4 кбит/с. Соотношение максимальной дальности связи (км) и скорости передачи данных (кбит/с) по проводу сечением 0,5 мм: 3/38,4 или 7/19,2.

«ASM» — синхронный модем для выделенных линий. Максимальная скорость передачи — 2,048 Мбит/с. Соотношение максимальной дальности связи (км) и скорости передачи данных (кбит/с) по проводу сечением 0,5 мм: 4/2048.

«FMC-101» — модем для волоконно-оптических линий. Максимальная скорость передачи — до 155 Мбит/с (синхронный режим). Максимальная дальность связи — 30 км.

«FOM-8H» — модем для волоконно-оптических линий. Максимальная скорость передачи — 64 кбит/с (асинхронный и синхронный режимы). Максимальная дальность связи — З км.

«ZX-144» — модем, рекомендуемый для работы на линиях низкого качества.

«149E+» — модем, обладающий встроенными голосовыми возможностями, позволяющими реализовать автоответчик.

«P192MX» — переносный модем, свободно умещающийся в руке; способен работать от батареи типа «Крона».

«Chalenger 192» — модем, рассчитанный на коммутируемые линии; работает на линиях низкого качества на сравнительно высоких скоростях.

«MultyModem PCS» — модем, позволяющий пользователю говорить по телефону одновременно с передачей данных, которая осуществляется со скоростью 115 кбит/с по стандарту V.42 bis.

«2814E» — факс-модем, обеспечивающий скорость передачи данных 28,8 кбит/с, а факсимильной информации — 14400 бод.

«MediaManager» — многофункциональная плата, цифровой процессор сигналов которой настраивается либо на 14,4 кбит/с модем (с возможностью перехода на 28,8 кбит/с), либо на режим совместимой с 8оипй В1а81ег аудиоплаты.

«Shared Access ComServer» — модем для коллективной работы пользователей локальной вычислительной сети Novell NetWare, а также для связи между собой подобных удаленных сетей.

«Ц-2/8М» — модем для передачи цифровых потоков со скоростями 2,048 или 8,448 Мбит/с по стволам цифровых радиорелейных линий связи. В состав модема входят приемо-передающие интерфейсы связи с каналообразующей аппаратурой и частотный модем.

«М-115» — асинхронный дуплексный модем для выделенных физических линий. Рабочие скорости от 1200 до 115200 бит/с. Полная гальваническая развязка с линией и эффективная электрическая защита (до 1500 В). Дальность связи по проводу 0,4 мм, км: для скорости 115,2 кбит/с — 3,0; для скорости 19,2 кбит/с — 6,0. Возможно увеличение длины линии путем использования двух модемов, состыкованных друг с другом в режиме регенератора (сквозной канал полностью прозрачен).

«Multimedia Voice Modem» — модем, способный поддерживать до тысячи почтовых ящиков для голосовой почты и функцию отправки факса по требованию.

«ACE 5000» — модемная плата, содержащая, помимо факс-модемных функций, компоненты, позволяющие использовать ее как полноценную звуковую карту: проигрывать файлы в формате WAV, поддерживать звуковое сопровождение игр, выводить голосовые сообщения и т.д.

«Optima V.FC + FAX» — модем, рекомендуемый при работе со сжимаемыми файлами, особенно при двунаправленной передаче данных.

«PC288LCD V.FC» — модем с алфавитно-цифровым жидкокристаллическим индикатором: число параметров, которые желательно контролировать при высокоскоростной связи, слишком велико, чтобы для него достаточно было просто сигнальных лампочек.

«Elite 2864» — модем, обладающий помимо обычного последовательного порта, параллельным портом. Для подключения модема к компьютеру при помощи параллельного интерфейса можно использовать стандартный двунаправленный параллельный порт компьютера. Такое подключение обеспечивает передачу информации на скоростях до нескольких мегабит в секунду без потери данных даже при работе в многозадачных операционных системах. Последовательный порт обеспечивает скорость до 460,8 кбит/с.

«TotalControl» — профессиональная высокопроизводительная модульная система, несущая в одном корпусе факс-модемы и, по выбору пользователя, сетевые интерфейсы Ethernet, TokenRing либо X.25. Система объединяет локальные и глобальные сети, управляет большим количеством модемов и сама способна заменить 48 отдельных модемов.

«PSCS» — стандартная система из конгломерата микросхем, реализующих звуковые, телефонные, факс-данные и модемные функции.

«miroConnect-34 Office» — речевой факс-модем на скорость 28,8 кбит/с (в режиме факса — 14,4 кбит/с). Совместно с пакетом «Clameron» взаимодействует со службами сети «Интернет» при скоростях передачи файлов более 2500 символов в секунду.

«PCMCIA» — обозначение миниатюрных быстродействующих модемов или модемных плат для блокнотных компьютеров. Среди PCMCIA-модемов, соответствующих стандарту V.34 и обеспечивающих передачу данных с номинальными скоростями до 28,8 кбит/с и факсов со скоростью 14,4 кбит/с, можно назвать: «SafeJack 28,8», «TDK 28,8»,

«Megahertz 28,8», «Mobile Plus V.34», «Sportster 28,8», «ProClass 28.8», «28,8 WinSurfer», «28,8 MT2834LT», «LifeStyle».

Модемы для сотовой связи и спутниковой связи

Стандарт PCMCIA обслуживает широкий диапазон портативных компьютерных устройств как для наземной проводной связи (например, через ноутбук из гостиничного номера), так и эфирной связи — сотовой и спутниковой. Аббревиатура расшифровывается как «Personal Computer Memory Card Association» — Международная ассоциация по картам (платам) памяти для ПК: под таким именем появились первые платы типа «кредитная карточка», а не так давно подобные устройства получили новое название — PC Card. Функции PCMCIA-устройств вышли за рамки просто карт памяти. Кроме того, появились еще более миниатюрные карты памяти CompactFlash (CF), при массе 0,18 г содержащие до 15 Мбайт памяти. CF расширили возможности сотовых телефонов и цифровых фотокамер. Разработаны специальные версии PC Card для субблокнотов, для подключения к информационным сетям различных внешних устройств: факс-модемов, сканеров, фотовидеокамер. С помощью такой платы и антенны спутниковой связи реализовано навигационное устройство. PC Card «Multimedia Combo» одновременно выполняет ряд мультимедиа-функций; «WAVjammer» — 16-битная стереозвуковая карта, дающая возможность при подключении SCSI-устройства передавать данные со скоростью до 10 Мбайт/с.

Сравнительная оценка модемов для сотовой и спутниковой связи затруднена тем обстоятельством, что качество их работы зависит не только от качества проводной линии на участке со стороны противоположного абонента, но и от рельефа местности, атмосферных помех, скорости передвижения (в частности, одним из основных инструментов при тестировании модемов служат автомобиль и пригородная электричка) и т.п. Теоретически стандартный модем кабельной связи может работать в сотовой сети, но не во всех случаях и с потерей пропускной способности при малейшей помехе; модемы же сотовой связи содержат специальные усовершенствования, такие, как поддержка протокола исправления ошибок сотовой связи.

Почти эталоном среди сотовых модемов считается «U-1496P» (единственный его серьезный недостаток — сравнительно большие габариты). При работе из неподвижного состояния по «чистому» сотовому каналу его пропускная способность составляет 71 кбит/с (если в пункте связи «чистая» наземная линия) или 64 кбит/с (если в пункте связи зашумленная наземная линия). При передвижении со скоростью 50 км/ч, зашумленному сотовому каналу и зашумленной наземной линии пропускная способность равна 46 кбит/с. Скорость передвижения 50 км/ч считается оптимальной: чем она выше, тем полоса пропускания хуже. Что касается конкретно передачи изображений, то проводились испытания по передаче графического файла в 131 кбайт по разным типам линий и на разных скоростях передвижения (до 100 км/ч) и результаты получены удовлетворительные.

«KeepIn Touch Card» — модем, несколько уступающий в быстродействии модему «U-1496P», но имеющий меньшие размеры и стоимость.

«Power Series» — модем на скорость 14,4 кбит/с; оснащен средствами защиты информации и имеет существенные возможности расширения.

«WorldPort» — модемы для ноутбуков в исполнении PCMCIA; поддерживают помехоустойчивый протокол HST Cellular для работы на сотовых линиях.

«NoteWorthy» — факс-модем в исполнении PCMCIA, позволяющий работать на сотовых линиях со скоростью 28,8 кбит/с.

«Courier» — высокоскоростные модемы повышенной надежности, работающие на линиях спутниковой и сотовой связи с большими объемами передачи информации.

«VIS» — семейство радиомодемов для мобильных систем связи; разработаны в соответствии с требованиями стандарта Минобороны США «MIL-STD-810C». Обеспечивают передачу данных через УКВ-радиостанцию на дальность прямой видимости (до 50 км) со скоростью передачи до 9600 бит/с. В частности, передача аэрофотоснимка в цифровой форме с борта самолета со скоростью 4800 бит/с занимает 8-10 мин. Модемы используются в радиорелейных, спутниковых и кабельных средствах связи.

Телевизионные модемы

Термин «телевизионные модемы» зачастую объединяет две противоположные модемные системы:

1) модемы для передачи телевизионного сигнала по информационным сетям;

2) модемы для передачи цифровых данных по телевизионным сетям.

К первой категории можно отнести разработки Санкт-Петербургских предприятий «Радиан» и ЛОНИИР: модемы «МД-ТВ» и «Модем-ТВ». Они предназначены для передачи ТВ-сигналов изображения и звукового сопровождения по ПЧ-трактам радиорелейных, кабельных, волоконно-оптических и других линий связи. Частота сигнала ПЧ — 70 МГц.

Вторая категория модемов, в свою очередь, делится на две основные подгруппы:

а) модемы для передачи информационных пакетов с центральной станции в формате стандартного телевизионного видеосигнала. Режимы передачи информации — от полноформатного, занимающего все поле изображения, до телетекста, использующего несколько телевизионных строк во время кадрового гасящего импульса. Среди известных систем, работающих с модемами этой подгруппы, — «ТВ-Информ», а также «Телемодем», разработанная нижегородским «НТЦ им. В.К. Зворыкина»;

б) модемы для передачи по местным линиям кабельного ТВ данных из глобальных информационных сетей, в основном из «Интернет». Кабельный модем обеспечивает передачу данных со скоростью до 40 Мбит/с. Однако, несмотря на такое преимущество, практическое применение этой технологии пока невелико — из-за основного недостатка: отсутствие на линиях кабельного ТВ механизма обратной связи. Сети КТВ нуждаются в таких изменениях, как выделение специального диапазона, модернизация усилителей на линии (они должны включать дуплексные фильтры для разделения нисходящих и абонентских потоков данных и соответственно раздельного усиления последних на поднесущих частотах), а также установка дополнительной аппаратуры уплотнения и выбор протоколов доступа в целях обеспечения адресной трансляции потоков по общему каналу. В США разработаны и испытаны различные варианты кабельных модемов и ведется работа по их массовому внедрению. В России (по крайней мере, в Москве), в связи с началом работ по монтажу широкополосных волоконно-оптических систем кабельного ТВ, достаточно велика вероятность внедрения кабельных модемов в ближайшем будущем. Во всяком случае, Институт оценки и развития технологий (Троицк, Моск. обл.) разрабатывает проект передачи данных в городской сети КТВ.

Программное обеспечение

Сфера применения модема в значительной степени определяется программным обеспечением: помимо ПО, необходимого для функционирования самих модемных плат, производители в ряде случаев комплектуют их дополнительными программными продуктами. Так, модемная плата «Connection Pro» с помощью поставляемого вместе с ней ПО дает возможность доступа к некоторым глобальным коммерческим сетям. Приобретение модема «Sportster Vi» позволяет пользователю одновременно стать обладателем пакета для проведения видеоконференций «ProShare». Группа компьютерных фирм разработала спецификацию «Digital Simultaneous Voise and Dataа». Это стандарт, по которому модемы V.34 обмениваются в цифровой форме звуком и данными одновременно — таким образом устраняется необходимость в использовании двух раздельных линий, что открывает широкие возможности работы с интерактивным видео.

Из коммуникационных программ поддержки модемной связи в русскоязычной среде, продвигаемых на российском рынке, выделяется продукт «DataLine 1.0». Программа позволяет подключаться к бесплатным сетям BBS, к коммерческим информационным службам, обмениваться сообщениями и файлами любого формата и размера с любым владельцем модема.

Коммуникационная программа поддержки факс-модемов «FaxLine 2.0/OCR» обладает средством распознавания OCR, позволяющим превращать принятые факсы из графических образов в текстовые файлы, используемые для подготовки документов без перепечатки данных вручную. Программа улучшает изображение факса, если оно некачественное. OCR читает символы размером от 4 до 72 пунктов, осуществляет захват и экспорт типа шрифтов, размеров, стилей и формата исходного документа.

Сетевая версия программы «WinFax Pro», позволяющей использовать удаленные факс-модемы и имеющей встроенную систему распознавания факсимильных сообщений, — «WinFax Pro 4.0 for Networks». В программе введены понятия «клиент» и «сервер», а также «рабочая группа» (объединение из нескольких клиентов и серверов). В зависимости от версии программа поддерживает до 50 пользователей.

Специально для тех, кому приходится работать в условиях перемещения по планете, модем «DF 2814», поддерживающий протокол V.34, комплектуется программным обеспечением с кодами упорядочения доступа к данным, необходимым для работы в телекоммуникационных сетях в 80 странах мира. Дело в том, что в разных странах существуют свои стандарты набора телефонных номеров и свои правила работы с модемами, что и учитывает программа, автоматически настраивая конфигурацию модема.

Один из последних протоколов связи, способствующих повышению скорости работы радиомодема, — ETC. Программа управляет мощностью передатчика сотового телефона (от 0,6 до 3 Вт), выбирая режим, оптимальный для текущего состояния линии; при этом пользователь получает информацию о реальной скорости передачи данных.

В заключение, учитывая «видеопрофиль» журнала «ТКТ», еще раз остановимся на стандарте V.34: в специальной литературе этот стандарт постоянно ассоциируется с передачей по телефонным и компьютерным сетям графики, анимации, звукового оформления, видео- и аудиоклипов, интерактивных игр. С учетом возрастания рынка «домашних» приложений подобного рода разрабатываются и все новые средства повышения скорости модемов. Так, использование технологии V.34 в сочетании с синхронной компрессией данных SDC позволяет достичь скорости 128 кбит/с — такой порядок скорости, даже при условии некоторого ее снижения из-за некачественной линии, все же обеспечивает эффективную работу с видеоизображениями. А. Барсуков, журнал "ТКТ", № 4, 1997 г.