モデムの種類とその特性。モデムとは何ですか-それが何で構成され、どのように機能するか

モデムは、信号を変調する、つまりアナログ信号をデジタル信号に変換するように設計されたデバイスです。「モデム」という名前の由来は「変調」という言葉に由来しています。モデムを使用して、ユーザーはインターネットにアクセスします。最初の同様のデバイスは1979年に登場しました。もちろん、この間に多くの変化がありました。速度も変化しており、ユーザーによって大きく異なる可能性があるため、インターネットの速度を測定したい人もいます。

モデムの種類

1）光ファイバーモデム。このデバイスは、光ファイバーケーブルを介してコンピューターをグローバルネットワークに接続します。

2）ケーブルモデム。これにより、標準のテレビケーブルを介して信号を送信できます。同時に、インターネットでの作業はテレビ信号の送信品質に影響を与えません。

3）ISDNモデム。このようなモデムは、デジタルネットワークでの動作に使用されます。これらのモデムを使用すると、音声、テキスト情報、およびグラフィックスを同時に一定の高速で送信できます。

4）ADSLモデム。電話回線に接続されていますが、特殊な技術で動作するため、アクセス速度が大幅に向上します。このようなモデムは、特別な複雑な機器が必要であるという事実のために一般的ではありませんが、それは必ずしもそれ自体を正当化するわけではありません。

機能ベースで、モデムは次のように分類されます。

1）アナログモデムは、情報を送信し、信号を受信するように機能します。

2）ファックスモデムは、ファックスの機能を実行するという点で便利です。

モデムは外部と内部に分けられます。

外付けモデムは小さな箱のように見え、メインCOMポートを介して、場合によってはUSBポートを介してPCに接続されます。外付けモデムには、必要な情報を読み取ることができるインジケータが装備されています。

モデムはフリーズする傾向があります。その場合、モデムをオフにしてから再度オンにする必要があります。外部モデムの接続は、内部モデムよりも簡単です。ケーブルを一方の端でモデムに接続し、もう一方の端でコンピュータに接続する必要があります。

内蔵モデムは、コンピュータ内部にある特別なPCIスロットに取り付けられた小さなボードです。内蔵モデムは安価で、接続用の電源と個別のコンセントを必要としません。

インターネットにアクセスできないパソコンは想像しがたい。インターネットは大量の情報が蓄積される環境であり、モデムを使用する場合にのみフルアクセスが可能です。モデムは、コンピュータとこの情報の間のブリッジとして機能するデバイスです。モデムは、2台のコンピュータを接続するために使用される通常の電話回線を介してデータを送信するためのデバイスです。「モデム」という言葉自体は「変調器-復調器」の略です。原則として、すべての電話回線はアナログ信号で動作し、コンピューターはデジタル信号で動作します。したがって、モデムの主な機能は、デジタルコンピュータ信号をアナログ電話回線に、またはその逆に変換することと見なすことができます。

モデム接続

モデムは、シリアルRS-232インターフェイス、パラレルインターフェイス、およびUSBインターフェイスを介してコンピュータに接続できます。電話回線への接続は、RJ11ケーブルを介して行われます。実際には、COM1はほとんどの場合、マウスなどの他のデバイスによって占有されているため、接続はシリアルインターフェイスポートCOM2を介して行われることがほとんどです。

ポート構成：

COM1はIRQ4（3F8-3FF）にバインドされています。

COM2はIRQ3（2F8-2FF）にバインドされています。

COM3はIRQ4（3E8-3FF）に関連付けられています。

COM4はIRQ3（2E8-2EF）に関連付けられています。

モデムをCOMporgに接続し、IRQを割り当てた後、同じシリアルポートと割り込みが存在するかどうか他のデバイスを確認してください。

特定のポートおよび割り込み（IRQ）でのモデムのセットアップは、通常、ジャンパー、スイッチ、またはプログラムを使用して行われます。一般情報

コンピュータからモデムに送られるデジタルデータは、規格で選択されたプロトコルに従って変調（振幅、周波数、位相）によって変換され、電話回線に送信されます。このプロトコルを理解するプロバイダーのレシーバーモデムは、逆変換（復調）を実行し、復元されたデジタルデータをコンピューターに送信します。したがって、安定した接続を確保するには、モデムが共通のプロトコルをサポートし、コンピュータに直接接続されている必要があります。通信回線は、そのパラメータに従って、変調信号を渡すことができます。

物理的には、モデムでは、これはすべて非常に簡単に実装されます。信号は、位相と振幅で離散的にモデル化されたキャリア（定義周波数の正弦波）、つまり、異なる振幅（おそらくいくつかの固定値）と位相を持つこの正弦波のフラグメントです。前のフラグメントに対してシフトします（図1）。

変調規格

変調は、モデムを使用してデータを送信するために使用されます。送信デバイスと受信デバイスが相互に「理解」するためには、同じ変調方式を使用する必要があります。原則として、異なる変調方式が異なるデータレートで使用されますが、同じレートでのデータ送信が異なる変調方式を使用して実行される場合もあります。

データを送信するとき、送信モデムはデジタルデータを電話回線を介して送信されるアナログ信号に変換します。受信側のモデムは、アナログからデジタル形式への逆変換を実行します

変調の種類

周波数変調。ある周波数の信号でゼロが送信され、別の周波数の信号でゼロが送信される場合、周波数変調（FM）を処理します。周波数変調は最も簡単に実装され、非常に信頼性が高く機能しますが、電話チャネルの帯域幅が非常に狭いため、当然の制限があります。理論的にはわずか4kHzですが、通過帯域の最初と最後に大きな非線形歪みがあるため、実際には300Hzから3400Hzの範囲が利用可能です。つまり、信号の全周期が1ビットに与えられたとしても、伝送速度は帯域幅の半分を超えることはできません。したがって、modで周波数変調のみが使用された場合でも、今日まで1200〜1500ビット/秒の速度で動作します。しかし、低速では、周波数変調は非常に確実に機能します。このタイプの変調はV.21規格で修正され、初期のモデムで使用されていましたが、今日では忘れられていません。最新のモデムが動作を開始するのはこのモードです。通信するとき、モデムはまだパートナーがどのプロパティを持っているかを「知りません」。2つのモデムは、さらなる作業のパラメータについて合意するために、ある種のネゴシエーションプロセスを必要とします。したがって、最初の瞬間、モデムは周波数が変調された低速でメッセージを交換します。

振幅変調。ゼロが1つのボリュームの信号によって送信され、1つが別のボリュームによって送信される場合、これは振幅変調（AM）です。技術的には、周波数変調よりも振幅変調を作成する方が簡単ですが、伝送の信頼性が低いため、振幅変調の使用は非常に限られています。最新のモデムでは、1つの信号周期でより多くの情報（1ビット以上のデータ）を送信するために、位相変調と組み合わされています。

位相および位相差変調位相変調（PM）法は、2つの高調波（正弦波）信号に位相シフトがある場合、それを検出、測定、およびデータ送信に使用できるという事実に基づいています（図2）。

米。 2.2つの信号の90°の位相シフト

電話ネットワークには信号の位相を歪める可能性のあるデバイスがありますが、それでも、この変調方式を使用すると、振幅や周波数の変調よりも、ノイズの背景に対して有用なデータをより自信を持って選択できます。もちろん、この結論は、電話網に典型的な可聴周波数の範囲にのみ当てはまります。

位相変調の助けを借りて、1つの信号周期で数ビットの情報をエンコードすることができます。たとえば、0°オフセットには2ビット値00、90°オフセットには値01、180°オフセットには値10、270°オフセットには値11を割り当てることができます。

1つの信号の位相シフトは意味がないことに注意してください。比較するものがあるためには、信号のペアが必要です。モデムでは、前の信号に対する次の信号の位相シフトが測定されます。したがって、重要なのは、特定の信号がどのフェーズにあるかではなく、次の信号が受信されたときにフェーズでどのような遷移が発生したかです。前の信号の位相が0°で、次の信号の位相が90°の場合、これは180°から270°への遷移と同じであり、したがって、270°から0への遷移と同じです。 °。したがって、位相変調は依然として非常に頻繁に位相差変調と呼ばれます。これは、測定されるのは位相ではなく、2つの連続する信号間の位相差であり、どのデータが送信されたかを決定することを強調しています。

モデムの主な特徴

どのコンピュータデバイスにも独自の特性があります。モデムの主な特徴（図3）は次のとおりです。

Kbpsまたはボーで測定された最大データ転送速度。

サポートされている作業プロトコル。

モデムをファックスとして動作させる可能性。

通信プロトコル

モデムの伝送速度は、使用できるプロトコルによっても異なります。データ転送プロトコルは、モデムが相互に通信するための特定の標準です。各プロトコルは特定のアクションを実行します。たとえば、1つはデータ交換中のエラー訂正を担当し、もう1つはデータ圧縮方式（データ転送中にデータを圧縮して送信時間を短縮する）などを担当します。すべてのプロトコルは次の4つのグループに分けることができます。

相互作用および変調プロトコル;
データ圧縮プロトコル;
エラー訂正プロトコル。

相互作用プロトコルは、モデムが互いにどのように相互作用するかを記述します。それらは、呼び出し側モデムがそれ自体をアナウンスする必要があるものと、呼び出されるモデムが応答する必要があるものを指定します。対話プロトコルに従って、両方のモデムが対話に入り、信頼性が高く最大の生産性のある接続を作成するために必要なパラメータを交換します。

現代の世界では、インターネットユーザーは情報を受け取り、インターネット空間を探索します。その方法を考える必要はありません。ほとんどの場合、ユーザーはルーターとモデムを混同します。この記事の内容を見てみましょう。

現在のデータ伝送装置の祖先はに登場しました 1962年。彼の 作成者は当時、情報交換の速度はわずか300ビット/秒でした。その後、1991年にこのデータは毎秒14キロビットに増加しました。

モデムとは

モデムは 受信と送信電話システムを介した情報。情報の流れがそこに入り、そこで電話回線を通過する必要な信号に変わります。それはワイヤーのもう一方の端に行き、そこで別の同様のデバイスがすでに信号を復調し、それらをコンピューターのものに変え、そしてそれらはコンピューターに行き、そして次に 画面に表示ユーザー。単語自体は、2つの英語の単語の略語から来ています：変調器と復調器。

これらのデバイスは何のためにありますか？

モデムが使用されます 接続用電話回線を介してインターネットで。このデバイスは、インターネットと家庭用またはオフィス用機器の間の一種のブリッジです。最新のモデルはルーターとして使用でき、複数のデバイス間でインターネットを共有します。

プロバイダーからrj45経由でインターネットを受信する方法がないため、ルーターを完全に交換することはできません。

モデムの種類と種類

そのようなすべてのガジェットは 条件付きで分割タイプとタイプ別。それらをより具体的に考えてみましょう：

接続の種類別モデムは有線および無線で作られています。無線ラップトップの所有者によってよく使用されます。 USBコネクタを介してラップトップに接続されているため。

有線ケーブルでコンピュータに接続されています。

仕事の原理によるとハードウェアとソフトウェアに分かれています。 ハードウェアすべての信号処理機能がデバイス自体によって実行されるという点で、ソフトウェアのものとは異なります。 ソフトウェアそれらはすべての作業をコンピュータプロセッサに与えます。
接続の種類別デバイスは、電話、モバイル、ダイヤルアップに分けられます。アナログモデムまたはダイヤルアップは、電話網を介して機能します。それらの速度は毎秒56キロビットにしか達しません。アナログガジェットはADSLテクノロジーに置き換えられ、今ではどこでも使用されています。 ADSLを介した情報転送の速度は100Mb/sに達します。モバイルインクルード-キーチェーンの形式で発行されます。それらはEDGE、3G、4Gプロトコルで動作します。 3Gでのデータ転送速度は最大3.5Mb/sです。 4Gの速度は100Mb/sです。
ブロードバンド。これらはADSLモデムです。今日の最速のデータ転送デバイス。

モデムとは

ほとんどの場合、外部ハードウェアは入力ポートと出力ポートだけです。これには、ユニバーサル、信号、モデムも含まれます プロセッサ、読み取り専用メモリ、RAM、およびデバイスステータスインジケータ。

デバイスが実行できる機能は、主にユニバーサルプロセッサのアクティビティとROMにあるプログラムによって決まります。もしも ROMを更新しますまたはそれを再プログラムすると、デバイスの機能を向上させることができます。

シグナルプロセッサは、着信信号と発信信号を、それに関連付けられているデバイスに必要な信号に変換します。 RAMにバッファリング着信および発信データ、圧縮アルゴリズム、およびその他の機能が発生します。アダプタを使用すると、一方ではモデムとインターネット回線の間で、もう一方ではコンピュータとモデムの間でデータを交換できます。

動作原理

このデバイスは（USBか固定かに関係なく）回転します 従来の信号からデジタルへ。このデバイスには、これらの信号を変換する変調器が組み込まれています。変調器は、情報の送信を開始する前に、コンピューターからの信号をインターネット回線が必要とする信号に変換します。次に、データが転送されます。また、もう一方の端のデバイスは、これらの信号を、接続されているPCに必要な信号にすでに復調しています。

そのため、ユーザーに必要な情報が配信されます。

ルーターとモデムの違いは何ですか

多くの人がルーターとモデムを混同しています。これ デバイスは同じではありません。ルーターには次の機能があります。

変調器-復調器は信号を変換し、ルーターは信号をネットワークユーザー間で分割します。
最初のユーザーは1人のユーザーで動作し、ルーターは複数のユーザーで動作します。
ルーターは、信号変換器とは異なり、多機能デバイスです。
ルーターには独自のIPアドレスが割り当てられます。

そのような最新モデルについては注目に値しますが 違いは関係ありません。。ルーターが電話回線を介してデータを送信できないことを除いて、ルーターとモデムのほとんどすべての機能が同じになりました。最近のデバイスでは、これが主な唯一の違いと見なすことができます。

モデムとは何ですか？なぜそれが必要なのですか？

その名前は、MODulatorとDEModulatorの2つの単語に由来しています。これらの2つの単語は、モデムによって実行される作業の本質を完全に反映しています。それは、コンピュータから受信した情報で電話回線に送信された信号を変調し、逆もまた同様に、回線から復調したものをコンピュータに送信します。なぜこれが必要なのですか？ -細心の注意を払った読者はすぐに尋ねます。しかし、なぜ！あなたが知っている必要があるので（そしてあなたが知らないなら、もっと注意深く読んでください！）、すべての情報はゼロと1の形でコンピュータに表されます。ゼロと1は、電圧によってエンコードされます。電圧なし-ゼロ、電圧-1あり。当然のことながら、コンピューターは0と1の助けを借りてのみ情報を交換することができます。たとえばコンピュータのように、あるマイクロ回路から別のマイクロ回路へのデータ転送距離が短い場合、それらは単純にワイヤで接続されます。そして、たとえば別の地域にいる友人に何かをコンピュータに転送したい場合はどうでしょうか。このワイヤーの溝を掘ったり、ポールにぶら下げたりすることは言うまでもなく、ワイヤーを購入するだけで壊れてしまいます（そうしないと、ワイヤーが盗まれてしまいます！）。

幸いなことに、多くの場所で電話が普及しました。これは、既製のワイヤーのペアにすぎません。ただし、これらのワイヤは、0と1ではなく、音声を送信することを目的としているため、私たちが望むほど良くはありません。これがモデムの仕事です。0と1を、その特性が音声にほぼ類似しているため、電話での送信に適した信号に変換することです。同時に、モデムは従来の電話の特徴である機能も実行します。つまり、番号をダイヤルしたり、電話をかけたときに電話に出たりします。

割り当てられたすべての機能を実行するには、モデムは非常にスマートである必要があり、これは人にとっても簡単ではありません。基本的に、モデムは小さなコンピュータです。プロセッサ、メモリ、および通常の操作に必要なその他のあらゆる種類の部品を備えています。一方の端は電話回線に接続され、もう一方の端はコンピューターに接続されています。電話回線で少し理解できたら、コンピュータへの接続についてもう少し話をする必要があります。コンピューター-結局のところ、それらは大きくも小さくも異なり、高速であり、それほど高速ではありません。コンピュータの種類ごとに独自のモデムを作成しないために、賢い人々は同意して、すべてのコンピュータに同じデバイス（通信ポート（COMポート））をインストールすることにしました。

コンピュータにそのような通信ポートがある場合（その標準はアメリカではRS232C、ヨーロッパではV24と呼ばれます）、任意の標準モデムを接続できます。当然のことながら、「標準」モデムについて話すことで、私たちが何を意味するのかをすぐに明確にする必要があります。モデム自体は、3つのタイプの標準の影響を受けます。1つはすでに知っています。モデムとコンピュータ（RS232C / V24）の相互作用について説明し、もう1つは、電話で直接送信するためにデータを変換する方法を決定します。、および3番目は、モデムへのコマンドについて説明します（モデムもコマンドできます！）。

電話網を介したデータ伝送プロトコルの標準について、さらに詳しく考えてみましょう。モデムでサポートされているプロトコルによって、モデムが動作する速度と、他のモデムで動作する可能性が決まります。一般的に言って、電話で情報を送信するという原則は、ラジオを彷彿とさせます。モデムは、いわゆるキャリア周波数（「私たちのラジオ局はある周波数で動作します...」）を生成し、特定のプロトコルの規則に従ってコンピュータからの情報で変調します。（非常に頻繁に英語の単語CARRIERに出くわします-心配しないでください、それはキャリア周波数を指します）。最も一般的なプロトコルは、V21、V22、およびV22bisです。これらは、それぞれ最大300、1200、および2400ビット/秒の速度で電話回線を介して情報を送信するために信号を変調する方法を定義します。ここで、データは電話で少しずつ順番に送信され、すべてが開始される基本情報に加えて、「会話を続ける」ために必要なサービス情報も送信されることに注意してください。原則として、各データバイトの8ビットに加えて、2ビットが追加されます。1つは最初（スタートビット）に、もう1つは最後（ストップビット）にあります。合計：1バイトは10ビットで構成されます。したがって、この場合、有用な情報の最大転送速度は1秒あたり30、120、および240バイトになります。

科学は当然のことながら静止しておらず、最近、速度を上げて追加のサービスを提供する新しいプロトコルが登場しました。例には、MNPおよびV42/V42bisプロトコルが含まれます。それらをサポートするモデムは、送信中に発生するエラーを自動的に修正し、送信された情報を圧縮することができます。これにより、パフォーマンスが向上する場合があります。 V32およびV32bis伝送プロトコルは、最大14400ビット/秒の速度でデータを転送する方法を説明しており、回線の品質に応じて、伝送中にデータを自動的に増減する機能を備えています。原則として、モデムはボトムアップで互換性を維持します。つまり、より高度な交換プロトコルをサポートするモデムは、古いモデルでの動作を停止しません。最も重要なことは、これらの古いモデルが標準であるということです。これは、国内の職人の一部の工芸品については言えません。魅力的な広告（「1200！」、「2400！」、「高信頼性！」）にもかかわらず、それらのいくつかは信号とともに、干渉の束を押すという事実は言うまでもなく、彼らは自分自身とのみ接続することができます当然のことながら、メッセンジャーの怒りを引き起こします。

次に、3番目のタイプの標準について考えます。これはモデムコマンドの標準です。「モデムへのコマンド」とは何かを明確にするために、1つの説明をします。標準のモデムには、2つの可能なモードがあります。最初のモードはデータ転送モードです。モデムはコンピュータからデータを受信し、それを信号に変換して電話回線に送信します。同様に、回線からの信号はデータに変換され、コンピュータに送信されます。 2番目のモードはコマンドモードです。このモードでは、モデムは変調/復調を行わず、回線に何も送信しません。コンピューターから彼に届くすべてのデータは、彼はコマンドと見なし、それらを実行しようとします。このモードはモデムの基本です。つまり、モデムの電源を入れると、コマンドモードで動作を開始します。このモードでは、モデムにさまざまなコマンドを送信して、受話器をピックアップまたはドロップしたり、番号をダイヤルしたり、スピーカーのオンとオフを切り替えたり、データ転送設定を構成したりできます。

アメリカの会社HAYES（[hayes]を読む）によって提案されたチームの標準は、現在一般的に受け入れられています。これは通常「HAYES互換コマンドセット」と表記されますが、コマンドを示す最初の2文字の後に「AT」互換セットと呼ばれることもあります。これらの最初の文字によって、モデムは、入力されている情報が実行されるコマンドとして理解されなければならないことを理解します。実験では、モデムへのコマンドは40文字以内で、「キャリッジリターン」コード（ENTERキー）で終わる必要があることに注意してください。ただし、次に説明するいくつかの例外があります。。モデムがコマンドを認識すると、コマンドを実行して結果を報告しようとします。最も単純なコマンドは、2文字の「AT」のみで構成されています。これにより、モデムは「音声」を発し、すべてが正常であると応答します。この応答は、モデムからの「OK」メッセージのように見えます。原則として、モデムは、接続先のCOMポートの速度やその他のパラメータに合わせて自動的に構成されるため、コマンドモードで動作している標準モデムは、この単純なコマンドに応答する必要があります。モデムがそれに落ちたナンセンスを理解できない場合、モデムは「ERROR」と誓います。これはエラーを意味します。

モデムは、信号を送受信するデバイスです。特徴的な機能：音声は通常、コンピューターテクノロジーのみを指し、アナログタンデムはトランシーバーと呼ばれます。デジタルシステムは主に、無線、光の2つの範囲を使用します。通信は有線、無線で使用されます。このグラデーションに従って、議論されたトランシーバーデバイスが作成されました。この用語の語源は、変調と復調という意味が反対の2つのプロセスの名前によって形成されます。今日のコンピューターはデジタル信号のみを使用しています。

変調プロセスは、環境内の情報の存続を保証します。ポポフは、低周波数の急速な減衰に最初に気づきました。ロシアの研究者は、送信された情報の法則に従って電磁振動のパラメータを変更すると推測しました。このプロセスは変調と呼ばれます。ポポフは振幅を使用し、半世紀後、周波数が現れました。今日、OSI諸国に対して軍事作戦を行ったアメリカ人によって導入された、主にパルス符号変調の言葉がコンピューターに流れています。 GreenHornetシステムの説明は公開されています。

動作原理

あらゆる媒体は、粒子、分子によって形成されます。力学的波は、物質の周期的な周期的シフトを引き起こします。電磁振動の性質、発生のメカニズムは今日まだ説明されていません。ただし、プロパティ、分布特性はよく研究されています。環境は（主に）：

地球の大気。
銅。
光学ガラス。

プロトコルを変換するモデムには、Wi-Fi、4G、イーサネットなど、さまざまな種類があります。最初と最後の信号は常にデジタル情報のパルスのシーケンスです。それらは、プロセッサ、フロントバス、RAMによって操作されます。ただし、デジタル信号のスペクトルは、銅コア、エーテルなどの環境を十分に克服していません。電磁振動はPONファイバーを通過するのに完全に無力であり、ここではすでに光または近距離（赤外線、紫外線）が必要です。

環境特性

自分の能力。
インダクタンス。

上記は、システムの共振特性の存在を決定します。簡単に言えば、ツイストペア同軸通信ケーブルを完全に通過する特定の周波数があります。このピークの周りに信号スペクトルを集中させると、ネットワークの範囲が大幅に広がります。同様の画像は、周波数特性を備えた光ファイバーで示されています。上記は、モデムを介してメーカーによって実装されるコンバータを設計する必要性を説明しています。

条項

変調は、情報メッセージに従って搬送周波数のパラメータを変更するプロセスです。

復調とは、送信側によって埋め込まれた信号を抽出して、後で使用することです。

変調された信号は、ケーブル、光ファイバー（光）、エーテルに沿って完全に伝播します。受信側のモデムは復調を実行します。

無線信号は、情報で変調された搬送周波数です。

ビデオ信号は典型的な長方形のパルスです。

使用する環境

絶え間ない競争がメーカーを動かしています。証明書発行組織は常に新しいサンプルを受け取ります。最新バージョンのWi-Fiは、ビットレートでギガビットイーサネットを上回っています。 IEEE 802.3an-2006のリリースでは、100メートルの距離で10倍の速度が提供されます。長距離オプションがあります。

IEEE 802.3anがリリースされたのと同じ年に、100 Gb/sのフロンティアを打破するためのグループが結成されました。イーサネットの最初のバージョン（10 Mbit / s）は同軸ケーブルを使用し、その後のバージョンはツイストペア光ファイバを使用し始めました。周波数を上げると、チャネルの帯域幅が大幅に増えます。この特性がLEDを使用する主な理由になっています。

同様に、エーテル波の周波数が増加します。当初、Wi-Fiは900 MHzのエリアを使用していましたが、その後、標準は次のようになりました。

2.4GHz。
5GHz。

今日、60GHzセクションを開発する傾向があります。ルーターアンテナは並列に動作し、情報は4、8ストリームで送信されます。

モデム間の主な違い

注意深い読者は、多くの場合、コンピュータ通信がキャリア（たとえば、モニターチャネル）を欠いた裸のデジタル信号を運ぶことに気付くでしょう。ロシア語の情報源は、ルーターとモデムの違いの例を示しています。

ルーターには、デバイスの変調や復調がないことが多く、データフローのリダイレクトに専念しています。

でたらめを思い出させますか？ただし、答えは部分的に正しいです。

分類の難しさ

キャリアを使用する必要がないため、情報転送のプロセスが大幅にスピードアップします。ルータの連想RAMは速度を上げます。ただし、ウィキペディアの英語ドメイン（en.wikipedia.org/wiki/Modem）では、イーサネット（10 Mbps）の初期の実装に関する状況を次のように説明しています。

「ケーブルを設置する場合でも、無線信号（変調）を使用する必要が生じることがよくあります。同軸ケーブルは設計者に信じられないほどの帯域幅を提供しましたが、デジタルビデオの減衰は大きな問題になりつつあります。モデムを使用すると、はるかに高いビットレートが得られます。ケーブルテレビ、インターネットはより頻繁にラジオ信号で動作し、成長する顧客ベースのニーズが満たされることを保証します。同時に、チャネルの周波数分割が可能になります。全二重は単一の回線によって提供されます。

2番目の側面は、衝突回避に関するイーサネット技術です。メッセージを送信しようとしている国は、最初に通信事業者がいないことを確認します。考えてみてください。これはRJ45インターフェイスです。ネットワークカード、ルーター、ADSLモデムをPCに接続する回線です。イーサネットプロトコルが使用するのは「1パーシステントCSMA」システムです。

ご存知のとおり、このトピックに関するレビューは重要な詳細を見逃しています。デバイスは正確にどこでキャリアをキャッチしますか、どのようなキャリアですか？たとえば、第1世代のモバイルネットワークは、チャネルのベースバンドの外側に配置された別の周波数を使用していました。この状況に基づいて、多くの人がモデムとイーサネットネットワークカードを同一視し始めました。

答え

その答えは、イーサネットテクノロジーの名前そのものを隠しています。これには、BASEという単語が含まれています。これはベースバンドシグナリングを意味します。

ビットは4B5B暗号化され、パルス形状にされ、次にNRZIエンコードされます。結果として得られる信号は、ケーブルに転送されるだけです。 100BASE-Tの場合、平均周波数は31.5MHzです。ケーブルは一般的なビデオ信号を送信しますが、何らかの理由で、結果のスペクトルはキャリアスペクトルと呼ばれます。送信開始前に機器を捕まえようとしているのは彼です。ここには運送業者はありません！

分類する方法

モデムは常に信号変換を実行します。銅コアの場合、プロセスは明らかではありません。環境に変化が生じるという事実はありません。したがって、一般的なRJ45ポート（8p8c）をモデムと呼ぶことはできません。 PCの内部には真ちゅう製のバスバーがあり、外部にはツイストペアがあります。それどころか、空気を使って光ファイバーを接続することは、常にモデムと関係があります。

電気振動を光に変換するにはLEDが必要です。
USB Wi-Fiアダプターのアンテナは、空気のような波の放射に使用されます。

受信側も同様の変換を実行します。主にツイストペアでインターネットアクセスのラストワンマイルをカバーするときに、PONのあらゆる場所のプロバイダーが使用する主な理由は、速度の問題です。公的な情報源によると：

モデムは通常、有線変調器-復調器と呼ばれます。

ワイヤレスはむしろトランシーバー、トランシーバーです。簡単に言えば、国内のネットワーク技術の開発をサポートする基本的な理論的基盤はありません。

注意、質問

では、イーサネットの光ファイバー技術をどのように解釈するのでしょうか。 BASEという名前は慣性的に格納されます。これは、LEDによって実行されるものを超えて、ツイストペアオプションに関連する追加のスペクトル変換がないことを前提としています。サブミリ波周波数は自動的にキャリアとして機能します。したがって、光ファイバーポートを含むルーターはすべてモデムと呼ぶことができます（そしてそうすべきです）。正式には信号はビデオ信号（ベースバンド）のままですが。

最終的な境界

上記を考慮して、デバイスにモデムとして一意の名前を付けます。

無線。電波が出るから。
光ファイバ。信号は、2つの異種メディア導体-ガラスの境界で変換されます。
銅線ネットワーク内での変調/復調の実行：ADSL、ダイヤルアップなど。イーサネット（RJ45）はほとんどここに含まれていません。

ダイヤルアップの歴史：電話回線

ウィキペディアは、最初のマルチプレクサをモデムと見なす傾向があります。たとえば、大西洋横断ケーブルを使用したデバイス（19世紀の後半）。ただし、このような緩い解釈は冗長であると考えています。最初のシステムは、現在のモールス信号記号によってのみ制御され、信号として機能していました。ワールドブック百科事典のさらなるナレーションは非常に受け入れられます。出発点は1941年と考えられています。これは、コードネームがGreenHornetであるSIGSALYシステムの作成時です。

音声はボコーダーによってデジタル化されたため、トランシーバーはモデムと呼ぶことができます。フェーズ操作を最初に使用したのは連合軍でした。控えめに言って、さらなる開発は分類されます。最初の（科学界に知られている）コンピュータネットワークが登場するずっと前に、モデムは、架空のソビエト攻撃に対するNORADの応答を管理するように設計されたSAGE防空コンピュータ複合体の一部をすでに接続していたことだけが知られています。

したがって、モデムの誕生年は1958年と呼ばれます。この用語は1937年から使用されており、機械的、電磁波のアナログ変換を特徴づけています。しかし、今日、この概念はコンピューター科学者によって完全に占有されています。 SAGEモデムは、コマンドセンター、端末、基地、レーダーステーションに接続されています。製品はAT＆T固有の規格で説明されています。

最初の鳥

Bell 101データセットは、最初の商業的成功でした。 1年後（軍隊に出荷された後）、モデルは公開されました。ボーレートは110ボーです。デジタルデータは任意の電話回線で送信されました。デバイスはASCIIアルファベットを最初に使用しました。したがって、彼らはすぐに「4行」という名前を受け取りました。実際のオクテットは2桁の16進数で構成されており、現在でも使用されています。以前は、「3行」のBaudotコード（6ビット）が使用されていました。これは、1908..1962の期間に主流でした。

第2世代（1962年）-ベル103音響モデムは300ボーに達しました。装置は、音の振動の周波数シフトキーイングを使用しました。適用される二重チャネル：

1270 Hz（1）/ 1070 Hz（ゼロ）を要求します。
答えは2225Hz（1）/ 2025 Hz（ゼロ）です。

ジャンクは長い間捨てられてきましたが、Bell103互換性証明書は今日も使用され続けています。長い間、新しいハードウェアの下位互換性は維持されていました。変調方式は、アマチュア無線、HF無線、商用アプリケーションで人気があります。技術の驚くべき信頼性は、信じられないほど過酷な条件で自信を持って受信を維持します。

通信技術の開発

それでも、デュプレックス4線式システムが使用され、2000（210A）〜2400（201V）ビット/秒の速度を提供しました。 1968年には、FCCによって提唱された革新的なアイデアがもたらされました。同時に、ラインに電気機器を搭載することができます。音響モデムには、1〜2kHzの狭いエリア帯域が必要です。 GEの特許に基づくデバイスの大部分は、完全に相互運用性を備えていました。 70年代の音響モデムのよく知られたモデル：

CXRアンダーソン-ジェイコブソン
Novation CAT
ペニーホイッスルモデム
AT＆T 212A
Vadic VA3400、VA3467

これらのデバイスは、パーソナルコンピュータの最初の商用モデル（Apple II）との通信に役立ちました。最初の電子掲示板の開発者を助けた新しいHayesSmartmodem300（1981年4月27日発表）だけが、ついに猫の独占を破壊しました。

CATは、Bell 103（300 bps）、202（1200 bps）コーディングシステムを使用しました。最初のオプションは非常にかさばり、ApplePC拡張スロットを占有します。（RS-232ポートではなく）内部インストールにより、デバイスは幅広いコマンドをサポートし、エラーレポートを発行しました。真のソフトウェア駆動型モデルの作成に役立ったのは、内部スロット（Apple S-100）の導入でした。

80年代

80年代初頭の本当のブームは、急速に下落している電子充填によるものです。 Hayesラインのリリースは掲示板のブームを引き起こし、Fidonetの出現の舞台を設定しました。同社は、さまざまなアクションを実行するための多数の組み込み命令を開発者に提供しました。 Smartmodemは、RS-232インターフェースを介した制御をサポートする最初の外部のものでした。

速度の向上により、愛好家はファイルを転送できるようになり、デジタルライブラリにBBSサービスが追加されました。 Fidonetの作成者であるTomDenningsは、ソフトウェアの更新を完全に自動化された方法でサブスクライバーにリモートで送信しました。 2つ（上記を参照）の代わりに、より多くの周波数シンボルが送信され始めました-4、8。それぞれに一度に2、3ビットが含まれ、データ転送速度が大幅に向上しました。 2400bpsがデファクトスタンダードになりました。

3頭のアメリカのクジラ

3つの会社が、ネットワークに接続する最初の加入者を提供しました（当時はインターネットは存在しませんでした）電話会社のデバイス：

新製品の成功により、速度を適切に調整できるようになりました。自動ビットレート検出により、「困難な過去の遺産」を維持しながら、老朽化したデバイスタイプとの互換性が確保されました。アルゴリズムは醜い単純です：

ルーキーは電話をかけ始めました。
応答を受信せず、ビットレートを下げ、応答を求めました。

オーバーレイがありました。 V.32モデルとHSTモデルには互換性がないことが判明しました。どちらも9600bpsをサポートしていましたが、実装の違いにより2400を使用せざるを得ませんでした。同様の不幸がUSRoboticsの作成に影響を及ぼしました。

コンピューターレース

90年代には速度が急速に向上し、機器のコストが削減されました。 1998年、パルス符号変調とともに情報圧縮技術を使用することにより、56kbpsのマイルストーンが克服されました。スピードにおいて、進歩は新しい境界を設定しました：

アーカイブファイル-50kbps。
テキスト-320kbps。
その他-160kbps。

圧縮アルゴリズムが不均一に機能するため、ローカルメモリバッファを導入する必要がありました。同時に、最初のインターネットサイトは、圧縮技術と加入者容量の使用（たとえば、Flashアプリケーション）を積極的に使用し始めました。

オプションの進化

現代のスピードが徐々に現れました。

エコー・キャンセリング

エコーキャンセレーションの専門家は革命的なステップと呼びました。質の悪いローカル電話ネットワークは信号反射を引き起こしました。応答があるという事実は回線が機能していることを示しているため、人々は自分の声のかすかなエコーを聞きたがる場合があります。ただし、モデムは、回線の反対側にあるモデムの要求から自分のエコーを区別することはできません。最初のデバイスは、応答を超えて要求信号の除去を使用しました。ビットレートが低下しました。

新しいエコーキャンセルシステムは、独特のサウンドトーンを送信し、応答を聞き始めました。次に、反転応答の遅延時間を設定します。追加された2つの信号の位相は逆になるように設定されました。エコーは消えていきました。モデムは、自由に使用できる全スペクトルを受信しました。

直交変調

直交変調は、ビットレートを2倍にするのに役立ちました（周波数シフトキーイングと比較して）。 2つの搬送周波数（1650 kHz）は、90度の位相シフトとともに送信されます。最終的な値は、2400ボーではなく9600bpsでした。同時代の人々は、情報圧縮の理論上の限界に達したと判断しました。 1968年、ノベルティの費用は2万ドルでした。

トレリス変調

1982年は、方向性の開発における新たなフロンティアとなった文書を世界にもたらしました。 Gottfried Ungerbockは、2次元のひし形パターンに組み立てられたパリティビットをエンコードすることを提案しました。同様の数の障害で、ビットレートは2倍になりました。この手法はトレリス変調と呼ばれます。

トレリス行列は、Dave Forney（1973）によって導入されました。ほとんど例外なく、9600 bpsの速度に達した製品は、畳み込みコードとビタビアルゴリズムを使用していました。

エラー訂正コード

冗長性の導入は、エラーを修正したり、「壊れた」単語を認識したりするのに役立ちました。

ADSL

音響モデムを使用する技術はすぐにポイントに到達しました。超音波のスペクトルを習得するために必要なビットレートを上げる（MHzの単位まで拡張）。マージンのある電話（アメリカ標準）ツイストペアの帯域幅は、信号機のニーズをカバーします（最大制限は3.5..5 kHzです）。大きなスペースが残っています。非対称デジタル通信の技術を使用しているのはこの事実です。

ADSLはラストマイルセクションを最もうまくカバーしました。非対称透過は、スペクトルの特徴的な分布のために呼び出されます。

アップロード-26..137kHz

スペースは、比較的狭い（4.3125 kHz）コンテナチャネルによって分割されます。モデムは、速度特性を最適化するために、使用可能なビンを1つずつ調べ、信号対雑音比を評価します。すでに最初のバージョン（1984）は、切望されていた100kbpsのしきい値を超えました。 ITU-T G.9700（2014年12月）は、100Mbpsのダウンロード速度を提供します。カナダのDSLリング技術は、既存の銅電話ネットワークを使用して、400Mbpsの速度に達します。

ADSLとダイヤルアップ技術の根本的な違いは、非常に高いスペクトル領域を使用することです。その結果、チャネル容量が拡大しました。

理論的基礎は、通信の数学的理論の研究を書いたクロード・シャノンによって要約されました（1948年）。

ビットレートを上げるには、帯域幅を拡張する必要があります。新しいデジタル処理技術が絶えず出現しているため、この関係は非線形です*。

*どうやら、研究者はデジタル通信システムグリーンホーネット（1941年）のアメリカ人による作成を意味しました。

DSLモデム

特殊性：

デジタルサービスの電話回線に接続します。
USB、イーサネット、PCIを介したPCとのドッキング。

アクセスポイントを含むDSLルーターもリリースしています。外付けモデムの典型的な外観：

電話回線入力用のRJ11コネクタ。
RJ45、またはPCとドッキングするためのUSB。
チャネルアクティビティを示すLED表示のセット。
ブラウザまたは接続されたソフトウェアを介した構成。

歴史

50年代から、軍は電話回線を使用していました。ただし、ツイストペアケーブルは映画スタジオでも利用されていました。この回線は、HF地域の4つのテレビチャンネルを完全に見逃していることが判明しました。たとえば、英国のトラックBBC-PontopPikeの長さは16kmです。この場合、写真はかなりくだらなく、何が起こっているのかについての一般的な考えしか与えていませんでした。

しかし、80年代の初めには、ケーブル放送が世界にもたらされ、古い境界線が大幅に押し上げられました。 1979年3月14日に出願された米国特許第4,330,687号は、単一のツイストペアでコンピュータと電話を共有することを提案しました。論理的な継続（1984年）は、デジタルケーブル放送ISDNの規制の作成でした。 Bellcoreのスタッフは、キャリア変調によって音声ビデオ信号の上に送信を配置しました。 1998年の規格（米国特許4.924.492）は技術を固めました。

非対称チャネルの概念の定式化

ジョセフ・レーライダーは、対称線よりも非対称線の二重の利点を示しました。目新しさはインターネットプロバイダーによってすぐに認められました。 ADSLは2つのモードをサポートし始めました：

速い。
インターリーブされたチャネル。

最初のものはマルチメディアデータ（ビデオ、サウンド）のストリームを完全に送信し、情報の欠陥のあるビットの存在を可能にしました。インターリーブモードはファイルの転送には優れていましたが、速度は遅くなりました。プロバイダーは、（パケットではなく）ネットワークスイッチングを使用して既存のネットワークをマスターする必要がありました。 HDSL、SDSLテクノロジーは、ベル研究所の開発を使用して、消費者へのデジタル信号1の供給を完全に保証しました。

インターフェイスの改善

最も古い品種は、2kmの距離にあるシールドなしツイストペア線で8Mbit/sの速度を提供しました。範囲をさらに拡大するには、リピーターを使用する必要がありました。人気の伸びは、比較的高い価格によって抑制されました。この状況は、VLSI（超大規模集積回路）の出力によって修正されました。 ADSLは、90年代後半から約10年間支配的でした。

最初の種類のデジタルチャネルは、10..100kHzの帯域を臆病に使用していました。徐々に上限は1.1MHzに達しました。その後、ストリップは2つに分割され始めました。

データアップロードエリア。
ロードエリア。

回線は、キャリア変調に従事するモデムによって閉じられました。復号化されたデータは、コンピューター、ルーター、ハブに送信されました。小さな欠点は、信号が装荷コイルを通過できないことです。古い電話回線には、通信範囲を拡大するようなデバイスが定期的に含まれています。徐々に、サービスプロバイダーは古いケーブル業界を変え、光ファイバーを敷設しました。

ルーターはインターフェースデバイス（イーサネット、Wi-Fi、電力線）になりました。奇妙に見えますが、裸のDSL（裸の）ネットワークは今でも世界中で人気があります。 2012年、米国は、廃止されたADSL回線を光回線に置き換えることを報告しました。

その他の技術

上記の分類によると、光回線を提供する機器はたくさんあります。モデムの下では、絶対にすべてのコンバータの動作原理を調整できます。 Wi-Fi、Bluetooth、携帯電話事業者の機器、赤外線ポート、衛星通信などのワイヤレス技術については、別の議論に値します。このように豊富なデバイスのリストは、新しい用語の出現につながりました。

パラボラアンテナ（皿）を飾るトランシーバーは、通常、トランシーバーと呼ばれます。 Bluetooth機器、Wi-Fiは、アダプターのニッチを不当に占有していました。指定されたクラスの機器が変調に従事していますが。通常のアダプタは、信号のタイプを変換するだけです。例：一般的な充電器：