Назначение, разновидности и принципы работы модемов

Виды и типы модемов

Есть несколько видов данных устройств. В частности, с половиной вы уже знакомы. Например, мы уже рассмотрели всем известный aDSL модем. Данное устройство подключается именно к телефонной линии. На первый взгляд подобный передатчик очень похож на роутер, но есть одно отличие – это DSL порт, который уже и имеет не 8 жил как на обычном сетевом порту, а всего 6.

Аналогом может служить aDSL карта, которая вставляется внутрь компьютера. Они не такие популярные, потому что таким образом можно подключить только один компьютер. Поэтому их чаще используют на серверах.

Есть также совмещенные и отдельные устройства. Например, на картинке ниже представлен отдельно модем, который подключается к телефонному интернету. Далее от локального порта идет кабель к роутеру, который уже в свою очередь занимается распределением трафика.

Но есть и совмещенные устройства aDSL роутеры как на картинке ниже. То есть тут сразу все в одном: модем, роутер и WiFi с антеннами.

Следующая разновидность – это 3G, LTE, 4G модемы, которые выглядят как флэшка и подключаются к USB порту. Тут идёт перевод мобильного радиосигнала в цифровой. Для подключения также нужна SIM-карта и проплаченный тариф от мобильного оператора. Напомню, что подобный модем сразу вшит в любой современный мобильный телефон или смартфон.

PLC – это специальные устройства, которые способны объединять аппараты в сеть, через электросеть (220 Вольт). Вставляем подобное устройство в розетку и передаем информацию. Полезная вещь, если другими способами провести кабель – невозможно. Про PLC вы можете более детально прочесть мой обзор – по этой ссылке.

DOCSIS, EuroDOCSIS – модемы для подключения по коаксиальному кабелю к кабельному телевидению. Тоже отличный вариант, если других альтернатив нет. Такие модемы отличаются только входным портов – как на картинке ниже.

Какое поколение связи выбрать?

К сожалению или счастью, на дворе уже 2021 год, и ни один официальный магазин не продает устройства без LTE (4g). Модем только с третьим поколением передачи информации вы сможете приобрести с рук.

Какие поставщики предлагают ноутбуки со встроенной мобильной широкополосной связью?

Встроенные широкополосные ноутбуки оптимизированы для мобильного широкополосного доступа. Это означает, что встроенные мобильные широкополосные ноутбуки обычно улучшают срок службы батареи. Широкополосные ноутбуки обычно были доступны у множества провайдеров, но эти предложения полностью исчезли в последние годы и были заменены широкополосными планшетами. Это отражает более широкий сдвиг в покупательских привычках потребителей, поскольку таблетки заменяют ноутбуки как мобильный компьютер для большинства людей.

Вы познакомились с самой важной информацией, которая пригодится при выборе устройства для вашего компьютера. Никогда не гонитесь за огромной скоростью, поскольку любая модель имеет свои ограничения, о которых следует знать перед покупкой. Не ведитесь на хитрые уловки мобильных операторов и оперируйте только мнением честных людей, или опирайтесь на личный опыт

Не ведитесь на хитрые уловки мобильных операторов и оперируйте только мнением честных людей, или опирайтесь на личный опыт.

Интерфейсы

Для подключения модема к телефонной линии и компьютеру предусмотрены стандартные интерфейсы.

Интерфейс «модем – телефонная линия»

Соединители RJ11 обеспечивают физическое подключение модема к телефонной линии и телефонного аппарата к модему. Модемы, как правило, имеют два каскада защиты от неожиданного повышения напряжения. Входные линии защищены от перенапряжения варистором, который резко уменьшает свое сопротивление при напряжении 400 – 500 В. Второй каскад быстродействующей защиты устанавливается во вторичную обмотку трансформатора и реализуется на встречновключенных стабилитронах. Защита линии от радиопомех, излучаемых модемом, выполняется на обычных LC-фильтрах (1000пФ +3 витка на феррите). Для коммутируемой линии поддерживается функция импульсного набора номера, «отбоя» (постоянный ток менее 0,5 мА), и «удержания линии» (постоянный ток более 8 мА). Наиболее универсальна ситуация, когда набор номера выполняет реле, а постоянный ток протекает через трансформатор. В современных модемах используется схема Electronic Holding Call Circuit, которая имеет низкое сопротивление постоянному току, достаточное для удержания линии, но сохраняет высокий импеданс для переменного тока полезного сигнала. При этом набор номера осуществляет либо реле, либо сам узел EHCC с оптронной развязкой управления. Наиболее консервативен узел фиксации телефонных звонков. Он состоит из высоковольтного конденсатора, резистора, стабилитрона и светодиода оптронной развязки. Важным требованием к интерфейсу с линией является симметричность входа и его гальваническая развязка.

Интерфейс «модем – компьютер»

В основе последовательного порта передачи данных компьютера лежит микросхема INTEL 8250 или ее современные аналоги — INTEL16450, 16550, 16550A. Эта микросхема является универсальным асинхронным приемопередатчиком (UART — Universal Asynchronous Receiver Transmitter), обеспечивают скорость приема/передачи данных до 115200 бод (для современной микросхемы INTEL16550A). Микросхема содержит несколько внутренних регистров, доступных через команды ввода/вывода. Микросхема 8250 содержит регистры передатчика и приемника данных. При передаче байта он записывается в буферный регистр передатчика, откуда затем переписывается в сдвиговый регистр передатчика. Байт «выдвигается» из сдвигового регистра по битам. Программа имеет доступ только к буферным регистрам, копирование информации в сдвиговые регистры и процесс сдвига выполняется микросхемой UART автоматически. К внешним устройствам асинхронный последовательный порт подключается через специальный разъем. Существует два стандарта на разъемы интерфейса RS-232C, это DB-25 (5 выводов) и DB-9 (9 выводов). Интерфейс RS-232C определяет обмен между устройствами двух типов:

  • DTE ( Data Terminal Equipment — терминальное устройство);
  • DCE ( Data Communication Equipment — устройство связи).

В большинстве случаев, но не всегда, компьютер является терминальным устройством. Модемы, принтеры, графопостроители всегда являются устройствами связи.

Что такое модем простыми словами и для чего он нужен?

Предназначение модема – преобразовывать один тип сигнала в другой. А точнее – аналоговый в цифровой. Дело в том, что вся информация вокруг нас – аналоговая. Мы можем понимать окружающую информацию и интерпретировать ее по-разному: как ярко светит солнце, насколько холодно на улице и т. д. Но цифровая техника не умеет воспринимать аналоговую информацию, она может понимать только последовательность 0 и 1, т. е. приходится преобразовывать аналоговый сигнал, передаваемый по телефонной линии или по воздуху, в цифру.

В этом и есть основной принцип работы модема. Он нужен только в тех случаях, когда информация передается воздушным путем или по телефонной линии (ADSL модем). Для проводного интернета он не нужен.

Давайте рассмотрим, какие виды модемов распространены:

  1. ADSL-модем. Это устройство переводит сигнал, транслируемый по телефонной линии, в цифру. По внешнему виду он может сильно напоминать роутер, вот только вместо порта WAN там находится порт DSL, предназначенный для телефонного кабеля. В качестве альтернативы такому модему используют ADSL карту, вставляемую напрямую в ПК. Но в этом случае не получится подключить больше одного устройства к сети.

  2. USB-модем. Это маленькое устройство, подключаемое в компьютер через USB-порт. В данном случае устройство переводит радиосигнал в цифру. В модем вставляется сим-карта оператора – поставщика услуг. Существуют разные виды USB-модемов – 3G, 4G, LTE. Их различие – в скорости интернета.

Также в качестве модема можно использовать практически любой современный мобильный телефон, так как мобильный интернет по определению требует преобразования аналогового радиосигнала в цифровой.

Полезно: Чем отличается коммутатор и маршрутизатора?

Что такое модем

Модем — оборудование для приема и передачи интернет-трафика. Однако перед тем, как рассматривать: чем отличается роутер от модема, следует разобраться с видами этих устройств для передачи связи.

Существует два основных типа приборов:

  • модели, работающие со связью вида 3G/4G;
  • устройства ADSL-типа.

Модемы разных видов отличаются по многим характеристикам:

  • внешний вид прибора;
  • тип используемой связи;
  • способы подключения к интернет-соединению.

Устройства также находятся в разных ценовых категориях. Поэтому и рассматривать, чем отличается модем и роутер, нужно с точки зрения каждого вида оборудования отдельно.

Модем 3G/4G

Модели, работающие со связью типа 3G или 4G, популярное решение для пользователей, которые находятся вдалеке от оптоволоконных соединений. Устройства такого типа используют мобильные сим-карты для подключения к сети.

На моделях 3G/4G отличие модема от роутера более существенно. Так, например, выделяется внешний вид устройства: оборудование похоже на небольшой флеш-накопитель, при этом для подключения используется USB-порт.

Также из-за того, что в качестве источника соединения с интернетом выбрана сим-карта, модемы 3G/4G не обладают высокой скоростью и качеством соединения. Однако этот недостаток компенсирует мобильность оборудования.

Цена таких устройств варьируется от 1000 до 5000 рублей. Более дорогими вариантами считаются устройства поддерживающие 4G.

Модель ADSL

Модемы типа ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) используются для соединения со Всемирной паутиной через телефонную линию. Если пользователь использует один кабель и для домашнего телефона и для интернета, то использование данного аппарата просто необходимо. Рассмотрим, что такое модем формата ADSL более подробно.

Внешне устройство выглядит практически идентично Wi-Fi-роутеру. Но несмотря на это, подключение ADSL-модема будет отличаться от стандартного маршрутизатора следующим:

  • наличие порта для телефонного кабеля;
  • отсутствие возможности беспроводного подключения устройств.

Поэтому модемы ADSL являются крайне специфическим выбором и подойдут только тем пользователям, которые подключаются к сети при помощи телефонной линии.

Алгоритм коррекции/сжатия

При передаче информации с использованием протокола коррекции (MNP4, v.42) происходит обрезание 10 бит, полученных из компьютера, до 8-ми информационных (удаляются стартовый и стоповый биты) (10 бит = старт_бит + 8 информационных + стоп_бит — см. Асинхронный протокол RS232). И наоборот, при получении из линии 8-ми информационных бит модем их преобразует в 10 и передает в компьютер. Таким образом по линии идет информации меньше, чем модем получил из компьютера. Но это еще не все. При использовании протокола сжатия (MNP5, v.42bis) происходит еще и уменьшение объема полезной информации, так что от тех 10-ти бит, что модем получил от компьютера, в линию (и на удаленный модем) попадет от них только часть.

На производительность канала связи оказывают влияние два фактора:
Cкорость канала- характиризует, насколько быстро биты кодируются и передаються по каналу связи
Пропускная способность- характиризуют долю полезной информации, передаваемой по каналу
Скорость передачи и пропускная способность не одно и то же. За счёт сжатия данных можно увеличить пропускную способность- сжатие уменьшает время, необходимое для передачи данных (за счёт удаления избыточных элементов и пустых участков). Один из распространёных протоколов сжатия данных является MNP5- время передачи может быть сокращенно наполовину

При использовании стандарта V.42bis можно добиться наибольшей производительности, так как он описывает аппаратную реализацию непрерывного сжатия информации. Пропускная способность на скорости 9600бит/с может достигать 38400бит/c.В настоящее используются такие высокоскоростные протоколы, как х2 и V.90.

Комбинирование стандартов

Для увеличения производительности используют комбинацию протоколов передачи данных и коррекции ошибок. Например при асинхронной передаче хорошие результаты даюёт комбинация:

  • V.32bis- передача
  • V.42-коррекция ошибок
  • V.42bis-cжатие

VebTech

Хотя модем и маршрутизатор похожие устройства, они выполняют разные функции

Модем — это не то же самое, что маршрутизатор, и понимание разницы между модемом и маршрутизатором важно как для академических, так и для практических целей

Что такое модем

Модем можно определить как первую точку контакта для интернет-трафика, поступающего в вашу домашнюю или офисную сеть. Модем подключается к сети интернет-провайдера с помощью коаксиального или телефонного кабеля, в зависимости от того, какой у вас интернет-сервис: кабельный или DSL.

По характеру подключения модемы можно разделить на кабельные модемы и модемы DSL. Кабельные модемы используют коаксиальное кабельное соединение (аналогично кабельному телевидению) для подключения к кабельному порту на стене вашего дома, который, в свою очередь, подключается к кабельной сети интернет-провайдера.

Типичный модем DSL подключается к телефонной розетке на стене вашего дома с помощью телефонного кабеля и разъема, известного как разъем RJ-11. Настенная розетка подключена к телефонной сети вашего оператора связи.

Что такое роутер (маршрутизатор)

Маршрутизатор можно определить как устройство, которое позволяет различным устройствам совместно использовать сетевое соединение. Первоначальные маршрутизаторы имели только несколько портов Ethernet, которые позволяли устройствам подключаться к локальной сети (LAN).

Для сравнения, современные маршрутизаторы в основном используются для создания сети Wi-Fi, чтобы несколько устройств, таких как ноутбуки, планшеты, принтеры и телефоны, могли подключаться к Интернету по беспроводной сети.

Сам по себе модем не может обеспечить вам подключение к Интернету. Маршрутизатор должен быть подключен к нему, чтобы создать домашнюю сеть Wi-Fi, к которой могут подключаться несколько устройств в вашем доме.

Следовательно, большинство маршрутизаторов имеют специальный порт Ethernet, предназначенный для подключения к порту Ethernet модема. Современные маршрутизаторы также имеют несколько других портов Ethernet, которые можно использовать для обеспечения проводного подключения к Интернету.

Типичная настройка домашней сети

Вот как выглядит типичная домашняя сеть

1. Интернет-провайдер обеспечивает подключение к настенному кабельному порту/розетке.

2. Модем подключается к Интернету через настенный кабельный порт/розетку.

3. Маршрутизатор получает подключение к Интернету от модема и создает домашнюю или локальную сеть Wi-Fi.

4. Настольный компьютер, ноутбуки, планшеты, принтеры, телефоны и т. д. подключаются к маршрутизатору для доступа в Интернет.

Комбинированные маршрутизаторы и модемы

Хотя маршрутизаторы и модемы выполняют разные функции, некоторые интернет-провайдеры предпочитают предлагать своим пользователям комбинированные устройства, которые работают и как модем, и как маршрутизатор.

Однако вы все равно можете использовать свой собственный маршрутизатор, подключив его к одному из портов Ethernet комбинированного устройства. Это предлагает вам больший контроль (настройки родительского контроля) и лучшую производительность, если ваш маршрутизатор более продвинутый по сравнению с комбинацией модема/маршрутизатора, предоставленного интернет-провайдером.

Разница между модемом и маршрутизатором

Модем может подключаться только к одному устройству, он может быть подключен к ПК или маршрутизатору. В то время как маршрутизатор может подключаться к нескольким устройствам либо через проводное соединение с помощью кабелей Ethernet, либо через сеть Wi-Fi.

Модем передает данные так, как он получает из Интернета, без проверки данных. Маршрутизатор в большинстве случаев оснащен брандмауэрами для просмотра данных и проверки пакетов данных.

Модем имеет 2 порта: один порт подключается к Интернет-провайдеру, а другой подключается либо к компьютеру, либо к модему. Это означает, что модем может работать без маршрутизатора, обеспечивая подключение к Интернету для одного ПК.

Для сравнения: маршрутизаторы не могут подключаться к Интернету без подключения к модему. Маршрутизаторы поставляются с 2, 4 и 8 портами для обеспечения проводного подключения к нескольким устройствам в дополнение к беспроводному подключению Wi-Fi.

Плюсы и минусы

Подключение компьютера или ноутбука к интернету через мобильную сеть имеет ряд достоинств и недостатков.

К плюсам можно отнести:

  • возможность подключиться к интернету в любом месте, где ловит мобильная сеть;
  • поддержку любых компьютерных устройств.

Этот способ подключения к интернету может подойти не всем, ввиду присутствия весомых минусов:

  1. Дорогая мобильная сеть. При подключении ноутбука к мобильной сети, будет уходить слишком много трафика. В связи с этим лучше использовать мобильный интернет в редких случаях, или воспользоваться безлимитным тарифом.
  2. Медленное соединение. Скорость интернета на мобильных устройствах обычно невысока. Для телефона этого вполне достаточно, а вот компьютеру понадобится гораздо больше. Из-за этого возможна долгая загрузка сайтов или игр.
  3. Плохая связь. Конечно, все зависит от оператора, но, как правило, мобильный интернет довольно сильно уступает обычному.

Если перечисленные минусы не играют роли, следует перейти непосредственно к способу подключения.

Типы модемов по типу обработки данных

Модемы для телефонных линий – самые популярные устройства в конце XX века и начала двухтысячных годов. Основаны на применении коммутируемого удаленного доступа.

  • ISDN — аппараты для цифровых телефонных линий.
  • DSL — применяются при организации выделенных (некоммутируемых) линий посредством стандартной телефонной сети. Такие модемы дают возможность в одно и то же время выходить в интернет и пользоваться телефоном для связи.
  • хDSL – это цифровая абонентская линия. Разновидностями данной технологии являются: ADSL;
  • HDSL;
  • IDSL;
  • MSDSL и другие.

Все перечисленные технологии дают возможность получать высокоскоростной доступ через абонентские телефонные каналы.

Помимо этого, существуют и другие типы модемных устройств:

  • Кабельные – применяются для того, чтобы осуществлять обмен информацией через специальный кабель. Например, это может быть телевизионный кабель (DOCSIS).
  • Радио модемы — функционируют в радиодиапазонах, применяют свои наборы частот и протоколы.
  • Беспроводные — функционируют на базе протоколов сотовой связи, например, популярный сегодня стандарт LTE или беспроводная сеть вай-фай. Могут отличаться исполнением в виде USB-флешки. Это достаточно популярные и распространенные варианты среди современных пользователей. Пользователи предпочитают такие приборы, прежде всего, за демократичную стоимость и удобство эксплуатации. Модемы, которые поддерживают мобильные сети третьего поколения, очень компактны, поэтому их можно взять с собой на дачу и использовать за городом.
  • Спутниковые — их применяют для того, чтобы быстро организовать спутниковый интернет. Рассчитаны на прием и обработку сигналов, получаемых непосредственно со спутника.
  • PowerLine — основаны на технологии передачи данных через провода бытовой электросети.

Нельзя однозначно сказать, какой вариант самый лучший. Необходимо учитывать множество нюансов, чтобы правильно подобрать модем для дома, квартиры или офиса.

Виды компьютерных модемов

Модемы различаются по исполнению (внешние или внутренние), по принципу работы (аппаратные или программные), по типу сети, к которой производится подключение, а также по поддерживаемым протоколам передачи данных.

Наибольшее распространение получили внутренние программные, внешние аппаратные и встроенные модемы.

По исполнению

  • внешние — подключаются через COM-, LPT- , USB- или Ethernet-порт, обычно имеют отдельный блок питания (существуют и USB-модемы с питанием от шины USB).
  • внутренние — дополнительно устанавливаются внутрь системного блока или ноутбука (в слот ISA, PCI, PCI-E, PCMCIA, AMR/CNR).
  • встроенные — являются частью устройства, куда встроены (материнской платы, ноутбука или док-станции).

По принципу работы

  • аппаратные — все операции преобразования сигнала, поддержка физических протоколов обмена производятся встроенным в модем вычислителем (например, с использованием DSP или микроконтроллера). Также в аппаратном модеме присутствует ПЗУ, в котором записана микропрограмма, управляющая модемом.
  • программные (софт-модемы, host based soft-modem) — все операции по кодированию сигнала, контролю ошибок и управлению протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера. В модеме находятся только входные/выходные аналоговые цепи и преобразователи (ЦАП и АЦП), а также контроллер интерфейса (например USB).
  • полупрограммные (controller based soft-modem) — модемы, в которых часть функций модема выполняет компьютер, к которому подключён модем.

По типу сети и соединения

Модемы для телефонных линий:

  • Модемы для коммутируемых телефонных линий — наиболее распространённый в XX веке и 2000-х годах тип модемов. Используют коммутируемый удалённый доступ.
  • ISDN — модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий.
  • DSL — используются для организации выделенных (некоммутируемых) линий средствами обычной телефонной сети. Отличаются от коммутируемых модемов тем, что используют другой частотный диапазон, а также тем, что по телефонным линиям сигнал передается только до АТС. Обычно позволяют одновременно с обменом данными осуществлять использование телефонной линии для переговоров.

Кабельные модемы — используются для обмена данными по специализированным кабелям — к примеру, через кабель коллективного телевидения по протоколу DOCSIS.
Радиомодемы — работают в радиодиапазоне, используют собственные наборы частот и протоколы:

Беспроводные модемы — работают по протоколам сотовой связи (GPRS, EDGE, 3G, LTE) или Wi-Fi. Часто имеют исполнения в виде USB-брелка. В качестве таких модемов также часто используют терминалы мобильной связи.
Спутниковые модемы — используются для организации спутникового Интернета. Принимают и обрабатывают сигнал, полученный со спутника.
PowerLine-модемы (стандарт HomePlug) — используют технологию передачи данных по проводам бытовой электрической сети.

Прочие технологии

Согласно указанной выше классификации, существует уйма оборудования, обслуживающего оптические линии. Под модем можно подогнать принцип действия абсолютно всех преобразователей. Отдельного разговора заслуживает беспроводные технологии, включая Wi-Fi, Bluetooth, оборудование сотовых операторов, инфракрасные порты, спутниковую связь. Столь обильный список устройств обусловил появление новых терминов.

Приёмопередатчики, украшающие параболические антенны (тарелки), принято называть трансиверами. Оборудование Bluetooth, Wi-Fi несправедливо заняло нишу адаптеров. Хотя указанный класс оборудования занимается именно модуляцией. Рядовой же адаптер просто преобразует вид сигнала. Пример: типовое зарядное устройство:

  • Вход: 220 В 50 Гц.
  • Выход: постоянное напряжение 4-12 В.

Наконец, всем известные рации (воки-токи) тоже занимаются модуляцией/демодуляцией. Ранее скептики могли возразить, что сигнал аналоговый, однако сегодня любая Motorola оперируют как раз цифровыми кодами.

Суммируя сказанное, можно однозначно заявить: терминология области цифровых коммуникаций остаётся неполной. Дёгтя добавляет неточность западной классификации устройств. Результатом становятся нечёткие знания отечественных специалистов относительно реального положения вещей. Как говорится, на Windows надейся, а сам не плошай.

Принцип работы термостата, как он устроен

Термостат предназначен для того, чтобы двигатель автомобиля прогрелся быстрее. Термостат в системе охлаждения автомобиля выполняет роль поддержания нужной температуры, чтобы двигатель нагрелся быстрее и не перегрелся во время работы.
Вне зависимости от составных элементов, у всех термостатов аналогичный принцип работы.

Терморегулятору задаётся определённая температура, которую он поддерживает, не давая её подняться выше заданных параметров и упасть. В устройстве находится термочувствительный элемент, который считывает температуру окружающей среды. До того, как устройство нагрелось до заданной температуры, контакты соединены и происходит нагревание. После того, как температура поднялась, контакты расходятся за счёт термочувствительного элемента, который видоизменяется при нагреве.

Когда температура опускается ниже заданной, термочувствительный элемент возвращается в исходное состояние и нагревание возобновляется. Такой процесс цикличен.

Устройство термостата

Термостаты бывают устроены по-разному: механические и электронные. При этом принцип работы одинаков: он определяет температуру окружающей среды или поверхности, на которой находится. И в зависимости от указанных параметров, устройство определяет, есть ли необходимость в задействовании термических элементов или необходимо наоборот отключить имеющиеся.
Конструкция и её принцип работы очень просты, что позволяет устройству прослужить долго.
Основным элементом является термочувствительный элемент, который видоизменяется при изменении температуры в устройстве или окружающей среде, прекращая тем самым нагревание.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Editor
Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
MST
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector