Поясним принцип работы коммутируемой телефонной сети или сети с коммутацией вы дозваниваетесь кому-либо по телефону, между вами устанавливается некий физический канал связи, составленный из отдельных участков, которые соединяются коммутаторами.

На рис. 3.3 показаны два абонента, устанавливающие связь с провайдером по телефону.

Рис. 3.3. Схема дозвона клиента на модем провайдера по телефонной сети с коммутацией каналов

Линия связи одного абонента показана сплошной линией, а другого - пунктирной. Участки от каждого абонента до первого коммутатора являются неразделяемыми. То есть каждый использует эти участки единолично. Остальные участки сети между коммутаторами являются разделяемыми, т. е. могут быть в разное время заняты разными пользователями Но если участок занят одним пользователем, то другой в это время его использовать уже не может.

Подключение по коммутируемой телефонной линии - это так называемое временное соединение. Телефонная линия может быть занята телефонным разговором либо переда1 помощью модема. О работе модема следует рассказать подробнее.

Слово «модем» образовано от слов «МОДулятор» и «ДЕМодулятор». Модем используется передачи данных по телефонной линии.

В самом общем плане модем - это устройство, которое позволяет передать цифровой код (определенное чередование последовательности единиц и нулей) в виде чередования звуков , частот и провести обратное преобразование - перевести колебания звука в цифровую информацию (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Модем можно представить как устройство, которое позволяет передать цифровой код (определенное чередование последовательности единиц и нулей) в виде чередования звуков двух разных частот (высокий звук - 0, низкий -1)

Рассмотрим, как работали самые первые модемы.

После того как два модема установили соединение, модулятор генерирует основной сигнал с посто­янным периодом колебания (который называется сигналом несущей частоты или просто несущей) и добавляет второй сигнал, изменяющий несущую. Таким образом, один из параметров несущей изменяется в соответствии с изменением передаваемого сигнала. Демодулятор анализирует, насколько поступающий сигнал отличается от несущей, и восстанавливает основной сигнал.

Иными словами, передающий модем модулирует несущую частоту полезным сигналом и передает высокочастотный сигнал (совместимый с сигналом, передаваемым по телефонной линии), а модем-адресат демодулирует сигнал обратно в цифровую форму.

При использовании двух различных несущих сигнала данные могут передаваться одновременно в обо­их направлениях.

Первые модемы были разработаны в исследовательском центре Bell Laboratories и получили название Вell 103. Эти устройства использовали две пары частот: пара частот на один модем, и пара частот на второй.

Передающий модем посылал данные, переключаясь между частотами 1,07 и 1,27 кГц, а отвечающий модем посылал данные, переключаясь между частотами 2,025 и 2,225 кГц.

Более подробно принцип работы модема иллюстрирует рис. 3.5, на участке от терминала до модема показан элемент передаваемого цифрового кода 01000001, соответствующий ASCII-кодировке ла­тинского символа «А».

Модем переводит этот сигнал в аналоговый. Как видно из рисунка, состояние «0» соответствует более высокой частоте, а состояние «1» - более низкой. Обратное преобразование позволяет восста­новить первоначальный цифровой код 01000001.

Модемы Bell 103 работали со скоростью 300 бит/с, что позволяло передавать примерно 30 символов в секунду. Такая скорость была вполне приемлемой в период, когда использовался обмен только тек­стовыми сообщениями, поскольку она даже превышает скорость, с которой человек может читать текст. Модемы, передающие данные со скоростью 300 бит/с, просуществовали до начала 1980-х го­дов Однако как только люди начали передавать изображения, такой скорости оказалось недостаточно.

В середине 1980-х годов появились модемы, передающие данные со скоростью 1200 бит/с. В начале 1990-х годов был взят рубеж в 9,6 Кбит/с, и скорость продолжала увеличиваться: 19,2; 28,8; 33,6 Кбит/с. В 1998 году появились модемы, работающие со скоростью 56 Кбит/с.

Рис. 3.5. Принцип работы модема

Современные модемы - это достаточно сложные устройства, которые используют более изощренные схемы модуляции, и, кроме того, упаковывают данные при передаче, однако основной их принцип работы остался прежним. Клиентский компьютер выдает в коммуникационный порт последователь­ность нулей и единиц, которые могут передавать любые команды и данные. Модем принимает дан­ные, разделяет их на команды и на информацию, которую необходимо передать по телефонной линии, и осуществляет передачу.

Пользователь через модем подключается к телефонной сети общего пользования, a ISP, используя другой модем, выделяет цифровой сигнал и осуществляет связь с Интернетом.

Следует добавить, что современные модемы для коммутируемых линий бывают внутренние и вне­шние. Внутренние модемы выполняются в виде платы расширения, а внешние в виде отдельного устройства с автономным блоком питания.

Обычные современные модемы, использующие аналоговые телефонные каналы, имеют максималь­ную скорость передачи не более 33 600 бит/с, а приема - 56 Кбит/с. То есть примерно в 200 раз быстрее, чем модель Bell 103, однако эти скорости сегодня мало кого устраивают. Рассмотрим альтернативные технологии, позволяющие получить более высокую скорость доступа в Интернет.