По мере развития средств вычислительной техники возникла потребность передачи данных между удаленными компьютерами, которые нельзя объединить в одну локальную сеть (например, два компьютера в разных районах города или городах). Наиболее удобно в этом случае, передавать данные по коммутируемым абонентским линиям телефонной сети общего пользования.

Для использования аналоговых телефонных линий требуется конвертировать (преобразовать) цифровой сигнал в аналоговый. Таким конвертером служит модем, который МОДулирует и ДЕМодулирует цифровые данные. Модем принимает последовательность импульсов, модулирует какой-либо из параметров (амплитуду, частоту или фазу) аналогового сигнала для передачи данных через аналоговую среду (например, телефонную линию). Принимающий данные модем выполняет обратное преобразование, восстанавливая цифровой поток данных на основе полученного из линии аналогового сигнала.

Модемы, работающие по телефонной линии (dial-up), имеют два стандартных физических интерфейса:

- последовательный интерфейс передачи данных (RS-232);

- интерфейс с телефонной линией RG-11(четырёхконтактный телефонный разъём).

dial-up - широко употребляемое название способа связи с другим компьютером путем прямого телефонного звонка на подключенный к нему модем.

Первые dial-up модемы использовались главным образом для обмена между терминалами данных и управляющим компьютером. Позднее модемы начали использовать для обмена данными между компьютерами. Такой обмен потребовал более высокой скорости передачи, в результате чего скорость обмена выросла от 300 бит/сек (bps) до 33600 bps. Сегодняшние модемы используют различные методы сжатия информации для дополнительного повышения скорости обмена и контроля ошибок, а также их исправления для обеспечения более надежной связи.

Модемы используются для решения широкого класса задач: голосовая почта, факсимильная связь, обмен информацией через системы сотовой связи для переносных компьютеров. Однако рост скорости для обычных телефонных линий ограничен и для ее дальнейшего повышения необходимо использовать другие технологии – ISDN или связь через оптические кабели.

dial-up модемы могут быть классифицированы:

по типу используемого канала:

• модемы для коммутируемых каналов;

• модемы для арендованных каналов;

• модемы комбинируемые;

по скорости передачи информации:

• мало-скоростные модемы (до 14400 бит/сек.);

• среднескоростные модемы (от 14400 до 28800 бит/сек);

• высокоскоростные модемы (>28800 бит/сек);

по области применения:

• для передачи данных;

• факсимильные модемы;

• комбинированные модемы;

по конструктивному исполнению:

• внутренние модемы;

• внешние модемы;

• портативные;

• групповые.

Для того, чтобы два устройства могли обмениваться данными друг с другом, требуется определить и согласовать интерфейс. Для модемов стандарты определяют методы модуляции, способы коррекции ошибок и компрессии данных и ряд других параметров. Существует несколько организаций, занимающихся разработкой стандартных интерфейсов. ITU (International Telecommunications Union - Международный союз по Электросвязи) - комитет ООН (Женева, Швейцария), ISO (Innternational Standards Organisation - Международный комитет по стандартизации).

В настоящее время широко распространены протоколы передачи файлов Xmodem, Ymodem, Zmodem, используется также протокол Kermit.

Протокол Xmodem делит данные на блоки, каждый из которых содержит 128 байт данных и 4-байтовую контрольную сумму. На приемном конце контрольная сумма блока (128 байт) вычисляется заново и сравнивается с полученным в блоке значением. Если суммы не совпадают, запрашивается повторная передача блока.

Протокол Ymodem использует блоки длиной 1024 байта с 4-байтовой контрольной суммой. За счет увеличения размера блока протокол Ymodem обеспечивает более быструю передачу. Кроме того, Ymodem обеспечивает пакетную передачу файлов с включением в пакет информации о каждом файле и его размере. Это позволяет пользователю на другом конце линии оценить время, требующееся для передачи файлов.

Zmodem является свободно распространяемой программой. Этот протокол имеет несколько преимуществ. Размер блока составляет от 16 до 1024 байт протокол динамически определяет оптимальный размер блока в соответствии с качеством линии. Начальный размер блока составляет 1К. При наличии в линии сильных шумов размер блока автоматически уменьшается, при повышении качества связи - увеличивается заново. Скорость передачи растет с увеличением размера блока, но следует помнить, что при возникновении ошибки приходится повторять передачу большого блока. Поскольку протокол может автоматически регулировать размер блока в зависимости от качества линии, он позволяет обеспечить высокую скорость передачи. Протокол Zmodem обеспечивает продолжение передачи файла при обрыве связи с места обрыва. Размер контрольной суммы составляет 8 байт (CRC32), что повышает достоверность контроля ошибок.

Организация соединения между двумя модемами включает процесс согласования параметров (handshaking - рукопожатие), заключающийся в передаче специальных сигналов, позволяющих установить оптимальные параметры для каждого модема. Метод FallBack (снижение скорости) используется для нахождения способа обмена. Модем-инициатор связи (тот, который набирал номер) пытается соединиться на максимальной скорости с использованием наилучшей схемы сжатия данных и контроля ошибок. Если отвечающий модем не подтверждает возможность работы на такой скорости или с такими режимами компрессии/контроля ошибок, инициатор снижает скорость или переходит к более простой схеме компрессии/контроля ошибок и пытается повторно установить связь. Попытки продолжаются до установления связи или осознания ее невозможности.

Протоколы — это определенный набор правил взаимодействия между модемами. Модемных протоколов существует большое количество, но в настоящее время используются в основном два протокола — V.34/V.34+ и V.90. При этом если модем поддерживает протокол V.90, то он автоматически будет поддерживать и протокол V.34.

Самое важное различие между протоколами с точки зрения пользователя заключается в максимально возможной скорости передачи, которую принято измерять в количестве переданных бит за одну секунду (бит/с). Эти единицы измерения еще называют bps, что в переводе с английского как раз и означает «бит в секунду» (bit per second).

В протоколе V.34+ максимальная скорость передачи и приема данных установлена равной 33 600 бит/с, а в протоколе V.90 скорость приема данных ограничена значением 56 000 бит/с, а скорость передачи данных не может быть больше 33 600 бит/с.

Таким образом, протокол V.90 является асимметричным по скорости передачи и приема. Но самая интересная особенность этого протокола в том, что возможность его использования зависит не от модема, а от качества вашей телефонной линии и типа местной телефонной станции.

Можно купить очень дорогой модем, поддерживающий протокол V.90 и не получить желаемой скорости соединения.

Следует помнить, что для работы по протоколу V.90 необходимо, чтобы ваша местная телефонная станция была цифровой. В противном случае соединение по этому протоколу окажется невозможным и приобретение модема с поддержкой именно этого протокола станет бессмысленным.