Часть 3

ГЛАВА 2
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
О МОДЕМЕ И ФАКСЕ
Эта глава адресована тем, кто хочет знать больше о том, как работ
ают модем и факс - о том, что творится за кулисами. Эта глава не 
только объясняет некоторую терминологию, относящуюся к модемам и
 факсам, но и помогает пользователю понять и научиться исп
ользовать все те возможности, которые предоставляет им модем и ф
акс. Если Вы разбираетесь в этих вопросах, то Вам незачем читать
 эту главу.
ЧТО ТАКОЕ МОДЕМ?
Модем - это составное слово: МОдулятор + ДЕМодулятор. Модем испол
ьзуется, чтобы связать один компьютер с другим. На рис. 2-1 пока
зана схема стандартной установки и использования модема.
Рис. 2-1: Модем используется для связи компьютеров
Модем преобразует компьютерные данные в аналоговый звуковой сигна
л (модуляция), который может передаваться по телефонной линии и д
остигать другого модема. Удаленный модем переводит полученный ана
логовый звуковой сигнал снова в данные (демодуляция) и посы
лает эти данные на свой компьютер. Модем - это своего рода "теле
фон" для компьютерных "разговоров".
ЧТО ТАКОЕ DTE И DCE?
Эти термины относятся к передаче данных. DTE (Data Terminal Equip
ment) - это оборудование терминала данных. DCE (Data Communicatio
n Equipment) - это оборудование передачи данных. На рис. 2.1 комп
ьютер или терминал - это DTE, а модем - это DCE.
ЧТО ТАКОЕ RS-232C ИЛИ EIA-232D?
Это рекомендованный стандарт (т.е. по-английски RS - Recommended 
Standard) EIA (Electrical Industry Association, Ассоциации электр
ической промышленности), определяющий последовательный коммуника
ционный интерфейс (т.е. способ взаимодействия) между DTE и
 DCE. Число 232 - это просто исходный серийный номер данного ста
ндарта. Наиболее часто используется вариант "C" этого стандарта, 
т.е. RS-232C. В случае, когда используется вариант "D", префикс "
RS" меняется на "EIA". Кроме нескольких дополнительных (но 
редко используемых) сигналов, между вариантами "C" и "D" практиче
ски нет никакой разницы. Стандарт RS-232C эквивалентен стандарту 
ITU-TSS V.24 и V.28. См. также ниже раздел "Стандарты и скорости 
модемов".
ЧТО ТАКОЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ПОРТ?
Последовательный порт - это последовательный коннектор (соедините
ль, разъем) с его внутренним контуром на DTE или DCE, имеющий эле
ктрические и механические характеристиками в соответствии с RS-23
2C и служащий для передачи данных. Поскольку некоторые сигн
алы проходят из порта DTE в порт DCE, а некоторые сигналы идут в 
другом направлении, один и тот же контакт разъема для передачи да
нного сигнала - это передатчик на одном порте и приемник на друг
ом. Последовательный порт DTE отличается от порта DCE по на
званию сигналов на контактах (штырях) разъема. Есть также механич
еская разница в устройстве вилок и розеток (или, как часто говоря
т, "мужских" и "женских" разъемов).
КАБЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ПОРТА RS-232C
Последовательный кабель RS-232C используется для соединения порта
 DTE с портом DCE. Не используйте нуль-модемный кабель (который м
ожет использоваться только для непосредственного соединения DTE 
друг с другом через их последовательные порты). Обычный кон
нектор RS-232C имеет 25 штырей, а обычный кабель RS-232C имеет 25
 проводов. Многие сигналы в RS-232C не используются в обычных слу
чаях, и 9-проводного кабеля RS-232C достаточно для большинства пр
именений порта. Последовательный порт PC-AT имеет только 9 
коннекторных штырей, поскольку необязательные штыри удалены.
СИНХРОННАЯ И АСИНХРОННАЯ СВЯЗЬ
Существует два вида последовательной коммуникации данных. Один из
 них называется синхронным, другой - асинхронным. При синхронной
 коммуникации данные передаются и принимаются бит за битом и синх
ронизируются сопровождающим часовым (тактовым) сигналом. П
ри асинхронной коммуникации данные посылаются символ за символом 
(или октет за октетом), свободные промежутки времени между посылк
ами символов могут изменяться. Никакие синхронизирующие сигналы ч
асов при этом не посылаются, т.к. синхронизирующими символ
ами являются как бы сами данные. 
Порты COM1 и COM2 PC являются асинхронными последовательными пор
тами. Большинство способов последовательной передачи данных в PC 
и системах UNIX являются асинхронными. Напротив, на больших маши
нах IBM или миникомпьютерах используются синхронные способ
ы последовательной передачи данных.
ЧТО ТАКОЕ UART?
UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter, Универсальный 
асинхронный приемо-передатчик) - это устройство, используемое в 
DTE или DCE для получения и передачи асинхронных данных. Обычное
 устройство UART, используемое в PC - это устройство типа 
NS16450. При высокоскоростном последовательном приеме данных (38
400 bps и выше) PC может недостаточно быстро обращаться к UART, 
и данные могут пропасть. В этом случае необходим UART с буфером д
анных - например, типа NS16550A.
СТАНДАРТЫ И СКОРОСТИ МОДЕМОВ
CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committ
ee, Международный телеграфный и телефонный консультативный комит
ет), в настоящее время называемый ITU-TSS (International Telecomm
unications Union - Technical Standards Sector, Международны
й телекоммуникационный союз - Сектор технических стандартов) - э
то международная организация, создающая стандарты для телекоммуни
каций. Их проекты являются основными рекомендациями для всех ост
альных в этой области. Те рекомендации, которые относятся 
к применениям модемов, имеют префикс "V" и называются рекомендац
иями серии V. Обычно для 2-проводной коммутируемой телефонной ли
нии используются следующие стандарты ITU-TSS:
Стандарт	Скорость (бит/сек)
V.32bis		14400/12000/7200 
V.32		9600/4800
V.22bis*		2400/1200
V.22		1200
V.21		300
V.23		1200/75
* bis - это старо-французское слово "второй"
В США телефонная компания Bell System издавна "де факто" использу
ет стандарт Bell 212A для модемов со скоростью 1200 bps и Bell 10
3 для модемов на 300 bps.  В настоящее время для новых модемов с 
более высокими скоростями все используют стандарт ITU-TSS.
Модемы ZyXEL серии U-1496 поддерживают все вышеупомянутые стандар
ты для модемов и являются совместимыми с другими существующими мо
демами.
ТИП ТЕЛЕФОННОЙ ЛИНИИ
Обычно телефонные службы используют 2-проводную коммутируемую лин
ию. Таким образом, только два провода соединяют модем с АТС. Одни
 и те же два провода используются для питания постоянным током, п
ередачи звонка, набора номера, мониторинга состояния рычага
 (трубка положена / трубка поднята) и передачи сигнала в обоих на
правлениях. Это тот тип телефонных линий, который доступен больш
инству людей у них дома или на работе. Поскольку одни и те же два
 провода используются для приема и передачи сигналов, эхо п
ередаваемого сигнала также будет получено передающим модемом, и 
перед приемником модема будет стоять задача удалить это эхо перед
 демодуляцией.
Телефонное обслуживание по выделенному каналу также можно получат
ь от телефонной компании в 4-проводном виде. В таком случае пере
даваемый сигнал и принимаемый сигнал используют каждый свою отдел
ьную пару проводов, и поэтому не возникает проблемы эха. О
бычно также использование выделенной линии не предусматривает пит
ание постоянным током, передачу звонка или функцию набора номера.
Также может существовать 2-проводная выделенная линия, которая пр
едставляет собой постоянное (не коммутируемое АТС) 2-проводное с
оединение.
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ МОДЕМ
В старые добрые времена модем являл собой весьма простое устройст
во, и все его несложные функции, установки и операции без труда к
онтролировались ручными переключателями (наружными или внутренним
и) или проволочными перемычками. Никакое компьютерное управ
ление не предусматривалось.
Интеллектуальный модем имеет все те же самые функции, включая наб
ор номера и ответ на звонки, но они контролируются компьютером и
ли терминалом, к которому он присоединен с помощью того же самого
 последовательного интерфейса RS-232, используемого для пе
редачи данных.
Интеллектуальный модем работает в одном из двух состояний - коман
дный режим и режим данных. В командном режиме модем интерпретируе
т данные, полученные с последовательного интерфейса, как "команды
", и посылает обратно результаты действия как ответ. В реж
име данных модем модулирует данные, полученные с последовательно
го интерфейса, для передачи их в линию и, наоборот, посылает дем
одулированные данные на последовательный интерфейс как полученные
 данные. Пользователю нужно знать, находится его модем в ко
мандном режиме или в режиме данных, и как переключать режимы. 
НАБОР КОМАНД AT
Набор команд AT - это используемый в промышленности "де факто" ст
андарт для управления модемом в командном режиме. Название этого 
набора объясняется тем, что каждая командная строка имеет префик
с "AT" (от слова "ATtention" - "внимание").
Команда AT была впервые использована в Hayes Smartmodem®, а затем
 она учитывалась изготовителями других модемов и авторами коммуни
кационных программ. Исходный набор команд AT - набор номера, отве
т и т.п. - используют все, он стандартизован. Но каждый из
готовитель модемов использует свой расширенный набор команд AT дл
я управления теми функциями и возможностями модема, которые он 
добавляет к исходному набору. Такой "расширенный набор команд AT"
 вовсе не стандартизирован.
Набор команд AT используется только для асинхронного последовател
ьного интерфейса данных. Чтобы послать команду AT на модем, на ко
мпьютере, к которому он присоединен, должна быть запущена термина
льная программа. 
ZyXEL использует расширенный набор команд AT для того, чтобы подд
ержать многие уникальные функции и особенности этого модема.
НАБОР КОМАНД V.25bis
V.25bis - это набор команд для автоматического набора номера, опр
еделенных в стандарте ITU-TSS. Эти команды поддерживают как синхр
онный, так и асинхронный последовательный интерфейс, и использую
тся в основном в больших машинах IBM и европейских фирм или
 в миникомпьютерах, которые используют синхронные коммуникации.
КОРРЕКЦИЯ ОШИБОК
При синхронной коммуникации получаемые данные постоянно проверяют
ся и исправляются принимающим компьютером с помощью так называемо
го "link layer protocol" ("протокола уровня связи"), который испо
льзуется для того, чтобы убедиться в целостности данных. Об
ычно при асинхронной коммуникации никакие проверки данных не пр
едусматриваются.
В настоящее время внутри интеллектуальных модемов содержится встр
оенный протокол коррекции ошибок для асинхронной коммуникации дан
ных, и он прозрачен для компьютера. Модем упаковывает символы аси
нхронных данных в блоки. После чего эти блоки передаются ка
к синхронные данные между модемами. Блоки данных проверяются на 
ошибки на удаленном конце, и при необходимости блок с ошибкой пе
редается повторно.
Для коррекции ошибок наиболее часто используются протоколы MNP® и
 V.42. 
СЖАТИЕ ДАННЫХ
Интеллектуальный модем использует определенные методы для удалени
я избыточной информации, чтобы уменьшить число битов данных, по
сылаемых при асинхронной передаче символов. Эти данные восстанавл
иваются в прежний вид на другом конце, то есть при этом уве
личивается полная пропускная способность модемной передачи данны
х.
Обычно для сжатия данных используются встроенные протоколы модема
 MNP® класса 5 и V.42bis. (См. определения ниже.)
Сжатие данных выполняется для удаления избыточной информации, и е
го эффективность зависит как от алгоритма, так и от самих данных
ПРОТОКОЛЫ MNP®
MNP® (Microcom Network Protocol) - это набор протоколов, впервые 
представленный фирмой Microcom, Inc., а затем использовавшийся м
ногими другими производителями модемов. Он состоит из нескольких
 классов, классы 1-4 предназначены для коррекции ошибок, а 
класс 5 - для сжатия данных. MNP классов 1 и 2 уже устарели, обыч
но для коррекции ошибок используется класс 4, который внутри себя
 использует класс 3.
MNP класса 5 - это протокол сжатия данных с максимальной эффектив
ностью 2 к 1, т.е. позволяющий сжать данные максимально в два раз
а. MNP-5 используется вместе с MNP-4 для коррекции ошибок.
V.42bis и V.42
V.42bis  и V.42 - это стандарты сжатия данных и коррекции ошибок,
 установленные в ITU-TSS. V.42bis имеет более высокую эффективно
сть сжатия данных, чем MNP-5, и улучшенную схему сжатия. V.42bis
 используется вместе с V.42 для коррекции ошибок.
XMODEM, YMODEM И ZMODEM
Это протоколы передачи файла. Они выполняют проверку ошибок и цел
остности данных передаваемого файла. Иногда встречаются разновид
ности этих протоколов - например, Xmodem-1k, Ymodem-G и т.п. Про
токолы типа "G" не включают проверку ошибок. Они обеспечива
ют очень высокую пропускную способность, но их можно безопасно ис
пользовать только в тех случаях, когда модемы используют внутренн
ие протоколы коррекции ошибок MNP4 и V.42 и нет превышения скорос
ти на последовательном порте компьютера (что может привод
ить к переполнению буфера порта и потере данных).
Когда это возможно, мы рекомендуем использовать протокол Zmodem в
 силу его безопасности и высокой гибкости. Более подробную информ
ацию о протоколах передач Вы можете найти в руководстве к Вашим 
коммуникационным программам.
ФАКС-МАШИНА И ФАКСИМИЛЬНАЯ ПЕРЕДАЧА
Слово "факс" (fax) появилось как сокращение от слова "факсимильны
й" (facsimile), т.е. "идентичный оригиналу". Обычная факс-машина 
состоит из 4 основных частей, а именно: сканера, кодирующего/деко
дирующего устройства, модема, принтера. Посылаемая страница
 сначала сканируется, данные в бинарном (bit-mapped, растровом) 
формате кодируются со сжатием данных, затем передаются по телефон
ной линии с помощью внутреннего модемного модуля. Удаленная факси
мильная машина получает эти данные с помощью своего внутрен
него модема, данные декодируются в картинку бинарного формата, а 
затем печатаются на бумаге.
ФАКС-КАРТА
Факс-карта - это внутренняя плата, вставляемая в PC, тип которой 
определяется в зависимости от типа Вашего компьютера. Она выполн
яет модемную функцию факсимильной машины. Компьютер, в который за
гружено программное обеспечение факса, может посылать и п
ринимать факсы с помощью такой факс-карты. Компьютер при этом исп
ользуется как входная и выходная части факсимильной машины, а фа
кс-карта используется как передающая/принимающая часть, а также 
может выполнять кодирование/декодирование - в зависимости 
от конструкции. Компьютер осуществляет связь через факс-карту с п
омощью специального набора устройств и программ, который отличае
тся у разных производителей факс-карт.
МОДЕМ КАК ФАКС
Обычный модем также может быть предназначен для выполнения переда
чи и приема факсов, как это делает факс-карта. Поскольку интерфей
с модема с компьютером - это стандартный последовательный интерфе
йс RS-232, этот интерфейс можно использовать для выполнения
 функций и модема, и факса. При том, что пропускная способность п
оследовательного интерфейса RS-232 ограничена, только сжатые данн
ые факса могут быть переданы через этот последовательный интерфе
йс. Кодирование и декодирование образа факса должны выполня
ться в компьютере. Сочетание Модем/Факс также называется факсмод
ем, он может быть и внешним отдельно стоящим устройством, и внутр
енней вставляемой в компьютер платой. Внешнее отдельно стоящее ус
тройство может присоединяться к любому компьютеру со станда
ртным последовательным портом RS-232.КОМАНДЫ ФАКСА EIA КЛАССА 2
Факсовые команды EIA класса 2 - это набор факсовых команд AT, опр
еделенный стандартом EIA/TIA (Telecommunication Industry Associa
tion, Ассоциации телекоммуникационной промышленности), для управл
ения факсмодемом из компьютера через последовательный интер
фейс RS-232. Факсмодемы и факс-программы, поддерживающие этот ста
ндарт, будут нормально работать вместе. Проблема состоит в том, ч
то существует несколько версий этого стандарта. Может оказаться, 
что функции, соответствующие различным версиям, не будут ра
ботать вместе. Официально одобренная версия - набор команд класса
 2.0.
АВТООПРЕДЕЛЕНИЕ ЗВОНКА ОТ ФАКСА ИЛИ МОДЕМА
Факс, используемый для передачи образов, и модем, используемый дл
я передачи данных, имеют различные последовательности сигналов "р
укопожатия" (handshaking signal sequence), передаваемые в начале 
вызова согласно стандарту ITU-TSS. Существует возможность а
втоматически определить, с какого устройства звонят - с факса ил
и с модема, для чего нужно протестировать и распознать начальную
 последовательность "рукопожатия". Модем, имеющий такую возможнос
ть, способен выполнять компьютерную обработку как звонка по
 модему для передачи данных, так и факсового звонка, на одной и 
той же телефонной линии. Например, BBS (Bulletin Board System, Э
лектронная доска объявлений) может таким образом принять факс. Мо
дем ZyXEL способен автоматически различать передачу данных
 и факсовые звонки. Также ZyXEL имеет программу для принятия и пе
чати факсов, что позволяет BBS принимать факсы и автоматически их
 печатать.
ИДЕНТИФИКАТОР ЗВОНЯЩЕГО
Обычно это называется CND (Caller Number Delivery, Доставка номер
а звонящего). Такая услуга существует в некоторых телефонных ко
мпаниях в некоторых регионах США и в некоторых других странах. П
ри наличии такой услуги телефонная компания вместе с сигна
лом звонка посылает тому, кому звонят, информацию о звонящем. Гла
вная часть этой информации - телефонный номер, с которого звонят
, или идентификатор звонящего (Caller ID). Модемы ZyXEL способны 
определять и сообщать Вам этот номер. 
РАЗЛИЧЕНИЕ ЗВОНКА
Эту услугу могут оказывать некоторые телефонные компании в некото
рых регионах США и других странах. Вы можете иметь несколько тел
ефонных номеров, подключенных к одной и той же линии, которую Вы
 абонировали. Телефонная компания будет посылать для каждо
го из этих номеров, подключенных к общей линии, особый звонок, 
отличающийся от других. При этом Ваше телефонное оборудование мож
ет отвечать только на тот определенный тип звонка, который соотве
тствует определенному телефонному номеру. Модемы ZyXEL можн
о настроить так, чтобы они отвечали только на один из четырех ти
пов телефонных звонков. Проблема в том, что в разных странах суще
ствует различная спецификация для типов звонков.  
ЦИФРОВОЙ ГОЛОС
Модем, имеющий возможность цифрового голоса, может преобразовыват
ь полученное голосовое сообщение в цифровой вид и сохранять его 
в компьютере в виде файла. Также он может воспроизвести в виде зв
ука сообщение, записанное в виде цифрового голоса, как на 
динамик модема, так и в телефонную линию в качестве объявления по
добно автоответчику. Сообщение в виде цифрового голоса требует вы
полнения сжатия речи, чтобы уменьшить требуемый размер файла для 
его сохранения. Сжатие речи выполняется модемом в реальном 
времени, и "распаковка" также происходит прямо при воспроизведени
и. Простая программа работы с голосом, использующая алгоритм ADPC
M (Adaptive Differential Pulse Code Modulation, Адаптивная диффер
енциально-импульсная кодовая модуляция), может уменьшить 
требуемую скорость передачи данных речи в 2-3 раза. Мы же говорим
 об "улучшенных голосовых возможностях" модема, если скорость пе
редачи данных речи уменьшается еще сильнее с помощью улучшенного 
алгоритма CELP (Code Excited Linear Prediction, Программны
й метод предсказания возбужденных состояний с линеаризацией сигна
ла).
СОТОВЫЙ МОДЕМ
Сотовый модем - это модем данных, который может быть использован 
в аналоговой сотовой мобильной телефонной системе. С ростом попу
лярности компьютеров типа notebook этот модем приобретает особую
 важность для людей, находящихся в движении.
Сотовая мобильная телефонная система имеет две особенности, котор
ые очень неприятны для осуществления модемной связи. Одна из них 
- сотовая "переброска (из рук в руки)", которая подает сотовому т
елефону команду поменять радиосвязь с одной антенны на дру
гую при переходе из одной соты в другую во время перемещения абон
ента. Радиосвязь временно прерывается, и большинство модемов при 
этом выполняют повторную передачу или даже вешают трубку. Когда 
сотовому телефону подается команда изменить энергию передач
и, это вызывает такие же проблемы. Другая досадная особенность -
 это многопутевое радиозатухание, то есть перемещаемый сотовый те
лефон будет периодически обнаруживать пропадание радиосигнала. И
з-за этого интенсивность ошибок данных высокая, а пропускн
ая способность - низкая. Фирма ZyXEL разработала сотовый модем с 
использованием соответствующего протокола перекачивания данных,
 который способен справиться с проблемами сотовой "переброски" и 
многопутевого радиозатухания. Протокол уровня связи V.42 с 
выборочным перезапросом значительно улучшает пропускную способно
сть передачи файлов данных в ситуациях, где неизбежен высокий ур
овень ошибок.
АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПОВТОРНЫЙ НАБОР / ДОЗВОН ПО СПИСКУ
Большинство модемов автоматически повторяют набор телефонного ном
ера несколько раз, если не удалось связаться с этим номером с пер
вого раза. Модемы серии U-1496 также предоставляют возможность ц
иклического повторения набора номера по списку объемом до д
есяти номеров.
ОФИЦИАЛЬНОЕ ОДОБРЕНИЕ МОДЕМА И ЛЕГАЛИЗАЦИЯ
В некоторых странах государственные контрольные органы требуют, ч
тобы модемы отвечали определенному набору правил; например, огр
аничение уровня передаваемого сигнала, изоляция контура линии, н
екоторые ограничения при повторном наборе номера. Чтобы лег
ально использовать модемы в таких странах, нужно, чтобы они были
 официально одобрены. Фирма ZyXEL производит такие модели, которы
е уже прошли официальное одобрение. Вы можете обратиться в Ваши 
местные контрольные органы, чтобы узнать о существующих огр
аничениях.