- Какие протоколы модуляции используются в модемной связи?

Большинство используемых протоколов стандартизировано Международным
Союзом Связи (International Telecommunications Union - ITU), ранее
носившим название Международный Консультативный Комитет по Телеграфии
и Телефонии, МККТТ (Comite Consultatif Internationale de Telegraphie
et Telephonie - CCITT). Отдел ITU, относящийся к телефонной связи,
обозначается ITU-T.

Рекомендации ITU-T в области передачи данных по телефонным линиям
собраны в разделе "V", рекомендации по общему построению систем
передачи данных - в разделе "X".

Из протоколов физической связи наибольшее распространение получили
следующие:


- Bell 103J (American Telephone & Telegraph, AT&T), V.21
(International Telecommunications Union - Telecommunications, ITU-T).
Дуплексные, симметричные, используют ЧМ. Для организации дуплекса
полоса частот канала делится на два подканала - нижний для передачи и
верхний для приема данных. При модуляции используются следующие
частоты:

Bell 103J:

 - нижний подканал: 0 - 1070 Гц, 1 - 1270 Гц;
 - верхний подканал: 0 - 2025 Гц, 1 - 2225 Гц.

V.21:

 - нижний подканал: 0 - 1180 Гц, 1 - 980 Гц;
 - верхний подканал: 0 - 1850 Гц, 1 - 1650 Гц.

За одну модуляцию частоты передается один бит; таким образом, скорости
модуляции и передачи равны и составляют 300 Бод и бит/с.


- V.22 (ITU-T). Дуплексный, симметричный, использует относительную
фазовую модуляцию ОФМ (Differential Phase Shift Keying - DPSK),
передающую информацию путем сдвига фазы несущего сигнала. Несущие
частоты - 1200 и 2400 Гц, скорость модуляции - 600 Бод. Протокол имеет
два режима, в одном из которых одной модуляцией передается один бит, а
в другом - два бита (дибит). Соответственно, в первом случае имеется
две, а во втором - четыре позиции модуляции с относительным сдвигом
фазы на 180 и 90 градусов, а скорость передачи равна 600 и 1200 бит/с.
Реализация протокола предусматривает наличие эквалайзера,
корректирующего частотные и фазовые характеристики сигнала.

- V.22bis (ITU-T). Развитие V.22 путем исключения однопозиционной и
введения шестнадцатипозиционной квадратурно-амплитудной модуляции с
передачей четырех битов (квадбита) за одну модуляцию сигнала.
Соответственно, максимальная скорость передачи увеличена до 2400
бит/с.

- V.32 (ITU-T). Использует шестнадцатипозиционную КАМ и
Trellis-кодирование, скорости передачи - 4800 и 9600 бит/с.

- V.32bis (ITU-T). Расширение V.32 со скоростью передачи до 14400
бит/с, введены промежуточные скорости 7200 и 12000 бит/с. В протокол
включена поддержка процедур автоматического изменения скорости во
время сеанса при изменении качества линии, однако в ряде модемов
реализованы лишь процедуры ее снижения без возврата к исходной
скорости.

- HST (US Robotics). Оригинальный помехоустойчивый несимметричный
протокол с передачей в одну сторону со скоростью до 16800 бит/с, в
обратном канале скорость фиксирована - 300 или 450 бит/с. Протокол
автоматически ориентируется в сторону наиболее плотного потока данных;
при потоках сравнимой плотности происходит периодический "разворот"
протокола.

- V.32terbo (AT&T). Расширение V.32bis со скоростью передачи до 19200
бит/с, промежуточная скорость - 16800 бит/с.

- V.32terbo/ASL (USR). Расширение V.32bis со скоростью до 21600 бит/с.
ASL - Adaptive Speed Leveling, адаптивная коррекция скорости в
зависимости от качества передачи. Управление осуществляется по
протоколу V.42. Поддерживаются быстрые пересоединения (retrain) без
полной настройки систем эхоподавления. Начальное соединение для
надежности выполняется на скорости 7200.

- ZYX (ZyXEL). Оригинальный протокол со скоростью передачи от 7200 до
16800 бит/с в обычных моделях, и до 19200 бит/с - в моделях Plus.
Дискретность изменения скорости - 2400 бит/с.

- ZyCELL. Оригинальный помехоустойчивый протокол, ориентированный на
работу по сотовым (cellular) линиям связи.

- V.34 (ITU-T). Протокол последнего поколения со скоростью передачи до
28800 бит/с, промежуточные скорости - 2400..26400 бит/с с
дискретностью 2400. Принятию стандарта ITU предшествовали протоколы
ряда производителей под названиями V.Fast и V.FC. Модуляция -
256-позиционная КАМ с дополнительным временнЫм кодированием, при
котором решение на приемном конце принимается по двум смежным
состояниям сигнала. В связи с увеличением размера передаваемого за
одну модуляцию элемента данных вместо понятия "бод" используется
"символ в секунду"; в данном случае размер символа равен 8 битам, или
одному байту. Соответственно, введено понятие "символьная скорость" -
2400, 2743, 2800, 3000, 3200, 3429 симв/с. Две последние скорости
формально не укладываются в стандартную полосу пропускания телефонного
тракта, однако ряд телефонных линий реально обладает нужной пропускной
способностью.

- V.34bis (ITU-T). Расширение V.34 до скорости 33600 бит/с с
промежуточной скоростью 31200 бит/с.

- V.90 (ITU-T). Несимметричный, "полуцифровой" скоростной протокол,
позволяющий поднять скорость передачи в одну сторону до 56 кбит/с.
Стандарту предшествовали протоколы x2 (USR/3COM) и k56flex
(Rockwell/Lucent). Данная группа протоколов известна также под
названиями V.PCM и 56k. Протоколы 56k реализуются только на
несимметричных линиях, когда с одной стороны устанавливается блок
прямого сопряжения ("цифровой модем") с подключением к цифровому
каналу T1/E1, ISDN и др., а с другой - аналоговый модем с поддержкой
V.90. При таком соединении сигнал со стороны цифрового канала большую
часть расстояния передается в неизменной цифровой форме, и только от
абонентского комплекта до обычного модема - в аналоговой. Поскольку
преобразование из цифровой формы в аналоговую сопряжено с меньшими
потерями информации, чем обратно, предельная пропускная способность
цифрового канала (64 кбит/с) понижается только до 56 кбит/с (реально
обычно до 45-53 кбит/с). В обратную сторону предельной является
скорость 33.6 кбит/с.

Протоколы 56k ориентированы в первую очередь на централизованные
системы связи - провайдеры Internet (ISP - Internet Service Provider),
банковские и информационные сети и т.п., где преобладает передача
информации от центра к абоненту (download), а передача от абонента к
центру (upload) встречается гораздо реже.