СКОРОСТИ ОБМЕНА МОДЕМОВ

0.5.1 Единицы измерения (бит/с и бод)

Скорость обмена для пользователей измеряется в количестве переданных битов в секунду. Количество изменений состояний линии в секунду измеряется в бодах. Ясно, что это не одно и то же в том случае, если за одно изменение состояния линии (передачу одного символа) передается не один бит. Рассмотрим некоторые примеры.

Пусть биты 0 и 1 кодируются частотами 420 и 840 Гц, соответственно. Т.е. используется простой метод модуляции - кодирование сдвигом частоты. Ниже показаны последовательности битов и соответствующих им тонов.

0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0420 840 840 420 840 420 420 840 840 840 420 420 840 420 840 420

В этом случае скорости и в бит/с и в бодах, будут совпадать, так как одному биту данных соответствует одно изменение состояния линии. Такой метод использовался на скоростях не выше 1200 бит/с.

Рассмотрим теперь простую схему двухбитового кодирования в соответствии со следующими правилами:

Биты	Частота	Символ
0 0		`0'
0 1		`1'
1 0		`2'
1 1		`3'

Тогда поток 16 бит из предыдущего примера будет представлен 8 тональными посылками, т.е. 8 символами:

Биты	0 1	1 0	1 0	0 1	1 1	0 0	1 0	1 0
Частота
Символ	`1'	`2'	`2'	`1'	`3'	`0'	`2'	`2'

В примере использовалась частотная модуляция. Обычно используется комбинация методов модуляции. Рассмотрим в качестве примера комбинацию амплитудной и фазовой модуляций для 8-ми уровневой (3-х битовой) схемы кодирования

 

Относительная	Сдвиг	Значения	Код
амплитуда	фазы	бит	символа
			`0'
			`1'
			`2'
			`3'
			`4'
			`5'
			`6'
			`7'

 

Уже рассмотренные 16 бит могут быть переданы последовательностью из 6 символов (последняя группа дополнена двумя нулевыми битами):

Биты	0 1 1	0 1 0	0 1 1	1 0 0	1 0 1	0 0 0
Символ	`3'	`2'	`3'	`4'	`5'	`0'

Принимающий модем интерпретирует каждый считанный символ как три бита.

Экстраполируя, при 16-уровневой (4-х битовой) схеме кодирования те же 16 бит мы передадим за 4 посылки в линию.

Таким образом, используя кодирование, мы можем повысить скорость передачи для одной и той же линии связи.

Клод Шеннон в 1948 г. показал, что максимальная пропускная способность (скорость передачи бит информации) линии связи ограничена отношением сигнал/шум:

C = W×log(1 + S/N) / log (2),

где C - максимальная пропускная способность, W - ширина полосы частот, S/N - отношение мощностей сигнала к мощности шума.

Телефонные линии имеют ширину полосы частот ~ 3000 Гц, максимум S/N составляет примерно 1000 (30 Дб). Следовательно теоретически на телефонных линиях можно достичь фактической скорости обмена порядка 30 Кбит/с.

Рассмотренное выше кодирование повышает эффективную скорость обмена за счет передачи меньшего числа символов.

Дополнительное повышение эффективной скорости обмена может дать сжатие данных перед передачей и их распаковка на приемном конце. В этом случае сокращается объем данных, передаваемых по линии связи, и, следовательно, возрастает эффективная скорость.

Ранние модемы, работавшие на телефонных линиях, имели скорость обмена 1200 бит/с, современные модемы - 33.6 и 56 Кбит/с.

Краткая сводка скоростных характеристик модемов различных типов для коммутируемых каналов приведена далее в табл. 1. Более подробные сведения о типах модемов приведены в разд. 0.7.

Таблица 0.1: Скорости некоторых модемов

Тип	Год	Бит/с	Тип	Год	Бит/с
V.21			V.32
V.22			V.32bis
V.22bis			V.34
V.26bis			V.34bis
V.26ter			V.90

Автоматическое уменьшение скорости

Как видно из табл. 1 различные типы модемов работают на заметно отличающихся скоростях. Для предоставления возможности адаптации к качеству линий связи и к работе с менее скоростными модемами начиная с V.32 (9600 бит/с) модемы имеют средства для работы на более низких скоростях. Вызывающий модем сначала пробует соединиться на самом высоком быстродействии (или лучшей схеме сжатия данных или исправлении ошибок). Если вызываемый модем не отвечает, что он может обрабатывать требуемый протокол, вызывающий модем переходит к меньшему быстродействию или менее эффективной схеме сжатия и пробует соединиться снова. Некоторые сведения о регламентированном понижении скоростей приведены ниже в табл. 2 и разд. 0.7.

Таблица 0.2: Регламентируемое понижение скорости работы модемов

Тип	Бит/с
V.32	9600, 4800, 2400
V.32bis	14400, 12000, 7200
V.34	от 28800 до 4800
V.34bis	33600 и менее
V.90	56000 совместим с V.34bis