Modem Telefoniczny

Aby przesłać dane komputerowe (informacja cyfrowa) przez ogólnodostępną sieć telefoniczną (analogowa), nadawca musi je przekształcić na postać analogową dla potrzeb transmisji, a odbiorca z powrotem zamienić formę analogową na bity i bajty, zrozumiałe dla swojego komputera. Operację taką wykonuje urządzenie zwane modemem od ang. MOdulator DEModulator). Ponieważ sieć telefoniczna nie była projektowana pod kątem przesyłania nią danych komputerowych, więc istnieją w niej ograniczenia poważnie utrudniające taką transmisję. Najważniejszym z nich jest ograniczenie pasma przenoszenia do 3,5 kHz (co w zupełności wystarcza dla mowy ludzkiej), nie można też przesyłać nią składowej stałej sygnału. Modem może służyć do połączenia dowolnych dwóch urządzen niekoniecznie komputerów), które potrafi nadawac i odbierac dane przez port szeregowy RS-232.

Całą resztę, czyli skomplikowaną operację transmisji, potrafi przejąc na siebie odpowiednio skonfigurowany modem . Wydawałoby się to wszystko bardzo proste i piękne - tak niestety nie jest. Najważniejszą wadą modemów jest stosunkowo mała prędkość transmisji: najszybsze modemy obecnie stosowane (V.56) potrafią przesłać maksymalnie (w sprzyjających warunkach) ok. 5 kB danych na sekundę. Prędkość transmisji danych przez modemy (i nie tylko) podaje się w bitach na sekundę, w skrócie bps (lub w kilobitach na sekundę: kbps). Czasami użytkownik może spotkać się z jednostką "baud", która określa częstotliwość modulacji i z prędkością transmisji ma niewiele wspólnego.

Jak działa modem? Ogólna zasada działania tego urządzenia jest trochę podobna do transmisji radiowej. Zarówno przy transmisji modemowej, jak i w radiu, występuje pewien ciągly sygnał (tzw. nośna), który jest odpowiednio zmieniany (modulowany) w rytm przesyłania danych. Jak wiadomo, parametrami fali są: amplituda, częstotliwość i faza (przesunięcie fazowe). Za pomocą zmian, czyli modulacji każdego z tych parametrów nośnej, można zakodować informację. W radiu na falach ultrakrótkich stosuję się modulację częstotliwości, w skrócie FM (ang. Frequency Modulation), a w pozostałych pasmach - modulację amplitudy, w skrócie AM (ang. Amplitude Modulation).

Często w przypadku przesyłania danych cyfrowych, a więc gdy występują tylko dwa dozwolone poziomy, słowo "modulacja" zamienia się słowem "kluczowanie" (ang. Shift Iţeying). W modemach (tych starszych) wykorzystywane były zarówno kluczowanie częstotliwości (FSK - ang. Frequency Shift Keying) jak i fazy (PSK - ang. Phase Shift Keying), a w nowszych rozwiązaniach stosuje się jednoczesną modulację fazy i amplitudy , zwaną modulacją kwadraturowo - amplitudową, w skrócie QAM (ang. Quadrature Amplitude Modulation). Do prawidłowego przesyiania informacji nie wystarczy sama modulacja, ważne jest także samo przygotowanie danych do transmisji. Polega ono na zastąpieniu pewnych ciągów bitów innymi, łatwiejszymi do rozróżnienia, a operację tą realizuje układ zwany skramblerem,zaś powrotną zamianę po odbiorze - deskrambler. Począwszy od modemów V.32 zaczęto stosować kodowanie nadmiarowe za pomocą kodów TCM (ang. Trellis Coded Modulation. Kodowanie nadmiarowe polega na zastąpieniu pewnych ciągów bitów ciągami dłuższymi , ale łatwiejszymi do odróżnienia od pozostałych.

Modemy można podzielić na dwa zasadnicze rodzaje:

- zewnętrzne - podłączne do portu COM komputera, umożliwiają odbieranie wiadomości przy wyłączonym komputerze (zdjęcie pierwsze).
- wewnętrzne - mogą funkcjonować tylko przy włączonym komputerze, ale są znacznie tańsze niż zewnętrzne (zdjęcie drugie).