Модем

Слово «модем» является сокращением от слов «модулятор» и «демодулятор». Вы можете спросить, что же здесь модулируется и демодулируется. Речь, опять-таки, идет о цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразованиях (ЦАП и АЦП). Модем представляет собой устройство, которое имеет цифровой интерфейс связи с компьютером, обычно RS-232 и аналоговый интерфейс для связи с телефонной линией — разъем для телефонного кабеля (RJ-11). Полноценный модем имеет на борту достаточно мощный процессор (иногда несколько), постоянную и оперативную память, аналоговую часть, ответственную за сопряжение модема с телефонной сетью — устройство набора номера, усилитель, АЦП и ЦАП, — и, наконец, контролер, который всем этим делом управляет.

Телефонная линия имеет полосу пропускания (в норме) 300-3400 Hz, в этом диапазоне и ведется модемная передача данных. Преобразование аналогового сигнала осуществляется достаточно просто — с определенной частотой замеряются его характеристики и записываются в цифровой форме по определенному алгоритму. Соответственно в обратной последовательности идет преобразование цифровой информации. Этот метод принципиально не отличается от того, который используется в современной звуковой аппаратуре. Кстати, прародителем модема и был такой звуковой прибор, исполненный в виде телефонной трубки, и который необходимо было подносить соответствующим образом к трубке обычного телефона. Правда, скорость передачи при этом не могла быть выше 2400 bps. Современные же модемы могут передавать данные со скоростью 33600-56000 bps.

Естественно, перед началом передачи информации модем должен знать, какими параметрами обладает устройство на другом конце провода, в частности, какие протоколы передачи он поддерживает. Для этого разработан специальный алгоритм соединения, называемый рукопожатием (handshake), с помощью которого модемы договариваются об используемом протоколе, скорости передачи и так далее. Очевидно, что при соединении модемов с различными протоколами (и, как правило, различающимися скоростями) происходит обмен по наиболее новому и быстрому, который поддерживают оба модема, и при этом скорость обмена ограничена самым медленым из устройств. Сегодня наиболее часто используемыми протоколами являются V.34, K56Flex, V.90. Первый позволяет вести обмен на скорости до 33600 bps, у последних двух она ограничена 56000 bps на прием и все теми же 33600 bps на передачу. Такая несимметричность вызвана тем, что скорость передачи данных по телефонной линии традиционными способами в обе стороны не может быть выше 33600 bps, и более быстрый поток предназначен для передачи данных от интернет-провайдера к пользователю (так как основная область применения модемов — доступ в интернет), а менее скоростной осуществляет передачу служебной информации на сервер. Поэтому при соединении двух модемов больше 33600 bps в принципе получить не удастся, и это уже предел, накладываемый характеристиками телефонной линии. Все современные протоколы предусматривают коррекцию ошибок, которые неизбежно вносятся в поток данных устаревшей и низкокачественной (особенно в России) проводной телефонной сетью.

Рассмотрим работу аналоговой части модема более подробно (если не интересно вдаваться в технические подробности, то эту часть можно пропустить). Базовый сигнал — несущая синусоида определенной протоколом частоты — при передаче модулируется, то есть подвергаются изменению его амплитуда и фаза (сдвиг фазы сигнала относительно немодулированной исходной синусоиды). При этом состояния сигнала, характеризующиеся неизменной амплитудой и фазой, последовательно сменяют друг друга. Каждое такое состояние кодирует небольшое количество битов данных и называется одним символом. Скорость, с которой символы сменяют друг друга, называется символьной скоростью (symbol rate). Она определяется протоколом, для V.34, например, она может достигать 3429 символов в секунду. Когда один символ сменяется другим, происходит изменение (увеличение или уменьшение) амплитуды и сдвиг фазы (вперед или назад) сигнала. Мгновенно ни амплитуда, ни фаза измениться не могут — это потребовало бы бесконечной скорости изменения сигнала (напряжения и тока) в канале, то есть неограниченной полосы пропускания канала. Обычно же требуется передать максимум информации, заняв отведенный диапазон частот. Минимальный диапазон частот, требующийся для передачи сигнала, в котором фаза меняется максимально быстро вперед или назад, в точности равен символьной скорости в Hz. Например, если фаза сигнала должна сдвигаться вперед на половину периода несущей за время передачи одного символа, частота сигнала в ходе этого перехода как минимум должна достигать (исходная частота несущей)+(символьная скорость)/2. В противном случае будет накапливаться отставание фазы сигнала от требуемой. Для того, чтобы вписать сигнал в этот минимально необходимый диапазон частот, переходы между символами сглаживаются с тем, чтобы скорость изменения сигнала (и его частота, соответственно) не превышала это ограничение. Например, если требуется существенный сдвиг фазы вперед, этот сдвиг происходит не мгновенно, а постепенно. В течение этого переходного периода частота сигнала в канале будет выше исходной частоты несущей (слышимый тон — выше), поскольку для сдвига фазы вперед требуется более быстрое изменение сигнала. И наоборот, для сдвига фазы назад требуется замедление изменения сигнала, и слышимый ухом тон — ниже. А поскольку такие переходы происходят часто (с символьной скоростью), и требуемые величины изменения фазы сигнала достаточно случайны, то, когда модем передает данные, мы слышим не ровный тон, или последовательность тонов, а шипение, то есть в среднем все частоты в рабочей полосе используются одинаково часто. Если рассмотреть спектр сигнала за длительный период времени, он будет равномерным, с центром, совпадающим с частотой исходной несущей, простирающимся в ширину симметрично влево и вправо от центральной частоты несущей на полосы частот, равные половине символьной скорости.

Таким образом, для рассматриваемых протоколов ширина спектра сигнала равна символьной скорости. Посмотрим, что же предоставляет нам телефонная линия. А предоставляет она нам обязательство пропускать наши сигналы до удаленного абонента в полосе частот от 300 до 3400 герц, и, будем надеяться, без искажений. Очевидно, что модем должен выбрать такую несущую и такую символьную скорость, чтобы несущая поместилась ровно посередине между 300 и 3400, а символьная скорость была в точности равна 3400-300. Это необходимое и достаточное условие для того, чтобы спектр сигнала модема ровно занял весь предоставляемый канал. Если он займет меньше, часть канала будет неиспользована, и модем будет передавать меньше информации в единицу времени, чем мог бы. Если он займет больше, то часть спектра будет обрезана и удаленный модем его не получит, а, стало быть, не получит и части передаваемой информации. Вообще, есть теоретический предел пропускной способности канала, который нельзя превысить никакими силами. Сколько бы мы ни старались и как бы мы ни приспосабливали форму нашего сигнала к параметрам линии, мы не сможем передать информации больше этого теоретического предела. Таким образом, главная задача модема — так приспособиться к каналу, чтобы передать через него все, что канал может пропустить. Как уже говорилось, предел составляет 33600 bps.

Продолжим теперь про модуляцию. К паре параметров сигнала — центральной частоте и ширине спектра (то есть частоте несущей и символьной скорости) нам надо знать про третий определяющий параметр — назовем его глубиной модуляции. Он говорит о том, сколько разных состояний может быть у передаваемого сигнала. Вспомним, что модем передает один символ какое-то время. А затем — другой символ. Символы отличаются друг от друга. То, сколько же всего может быть разных символов, зависит, главным образом, от того, сколько разных амплитуд и фаз мы можем передать в канал так, чтобы с противоположной стороны их еще не путали друг с другом. Иными словами, сколько градаций по амплитуде и фазе мы можем выбрать так, чтобы на противоположном конце провода они еще однозначно отличались. Как несложно посчитать, например, 16 градаций по амплитуде и 16 по фазе дают 16*16=256 различных состояний сигнала, с помощью которых можно закодировать 8 бит информации. В этом случае при символьной скорости, например, в 1000 символов в секунду мы получим скорость передачи информации ровно 8000 бит в секунду. Если глубина модуляции меньше, то есть число состояний сигнала, к примеру, всего 32, то мы получим 5 (log232) бит за символ, то есть 5 килобит в секунду. Если символьная скорость возрастет до 2000, это будет уже 10 килобит в секунду. На протоколе каждый символ соответствует группе бит. При этом эта группа, очевидно, состоит из целого числа бит. А поскольку символьная скорость равняется, к примеру, 3429 символов в секунду, добавление очередного бита в группу приводит к увеличению битовой скорости на 3429 bps. Современные протоколы (V.34, V.90) кодируют символы не по одному, а группами по 8 штук, так называемыми кадрами отображения (mapping frames). При этом каждая группа имеет некоторые параметры (амплитудную огибающую), общие для всех 8 символов. За счет этого на один символ может приходиться «дробное» количество бит. Например, известная вам скорость 33600 bps получается при передаче 79 бит на группу из 8 символов на символьной скорости 3429.

Теперь немного о том, как влияет на передачу телефонная линия. Она представляет собой пару проводов, которые идут от вас на АТС, некоторое оборудование на АТС, называемое абонентским комплектом, межстанционное оборудование, которое передает сигнал на удаленную АТС — там тоже имеется удаленный абонентский комплект, от которого идет пара проводов к провайдеру или, к примеру, к другому модему. Таким образом, что телефонная линия — это не просто два провода, которые у вас на столе начались, а у провайдера — закончились. К сожалению, все намного сложнее и капризнее. Идеально линия есть некий канал для передачи аналоговой информации, то есть звука, с некими нормированными параметрами, такими как затухание сигнала, полоса пропускания, уровень шумов, динамический диапазон и тому подобное. Эти параметры оговорены в ГОСТе, согласно которому и должны строится телефонные сети. В реальной же жизни, так как не все столь совершенно, есть еще:

• Чрезмерное ослабление сигнала (слышно тихо)
• Импульсные помехи (трески, щелчки, резкие изменения громкости и проч.)
• Постоянные помехи (фон, разговор соседей, музыка, гудение)
• Перекос АЧХ (глухой звук, плохая разборчивость)
• Нелинейные искажения (дребезжащий голос)
• Дрожание фазы и амплитуды (как пленка проскакивает на магнитофоне)
• Смещение спектра сигнала (не слышно ухом)
• Медленное уплывание параметров линии (не слышно ухом)

Это приводит к тому, что удаленные устройства неправильно декодируют данные или вообще не могут этого сделать. Однако вряд ли здесь можно что-либо сделать, ибо ситуация похожа на ту, когда летать самолетами Аэрофлота было выгодно и удобно. Если даже в вашем городе и появится какая-либо новая компания, которая будет стремиться улучшить качество связи, то ее действия будут постоянно натыкаться на различного рода грабли в виде бюрократических проволочек, непоставок оборудования или, что в России происходит довольно часто, прямого давления местных властей и государственных организаций. А ГТС повышать качество услуг невыгодно — все равно бабло будет капать, так зачем же тратиться на дорогое оборудование? В Москве и области, правда, власти уж постарались, чтобы все было как надо, благо деньги есть с кого брать, но в других, более отдаленных краях и областях все останется по-прежнему еще долго. Остается только рассчитывать либо на кардинальное улучшение российской экономики (что лично мне кажется не очень вероятным), либо на сотовых операторов, либо компаний, предоставляющих прямую спутниковую связь и др. Все это довольно привлекательно, но опять требует времени и/или денег, к тому же скорость обмена данными в популярных сегодня беспроводных телефонных сетях не так уж и велика. Да и потом слишком дороги пока подобные технологии — все равно подавляющему большинству пользователей не по карману. Хотя справедливости ради нужно все же заметить, что в некоторых наиболее экономически благополучных регионах нашей страны телефонные линии не обладают таким уж плохим качеством, но все равно оно далеко не идеальное, да и на фоне всеобщего состояния российских коммуникационных сетей это не столь заметно. Поэтому придется использовать то немногое, что предоставляют два провода с телефонным разъемом на конце, да и вообще проблема коммуникаций и разбитых дорог — совсем другая тема.

Приходящий к вашему модему сигнал нельзя улучшить, подключая к линии что-либо, его можно либо ухудшить, либо, в лучшем случае, не ухудшить. Уж что пришло — то ваше, но больше вы из линии не добудете, что к ней ни подключайте. Можно либо сохранить то, что пришло, и отдать это на обработку модему, либо сначала испортить. Есть несколько источников, которые могут это сделать. Самый главный из них — офисные АТС. Причем не дешевые китайские поделки, а именно дорогие АТС, так как они имеют много различных наворотов, которые только ухудшают качество канала. По возможности подключайте модем мимо АТС. Не улучшают характеристик также различные там АВУ, блокираторы и прочие прибамбасы. Наконец, третий источник — параллельные телефоны, пусть даже если ими никто (не дай бог!) не пользуется: даже при положенной трубке телефон может выдавать в линию помехи. Хотя качественные телефоны ведущих производителей не должны портить канал, такой факт иногда (особенно, например, в случае с отечественными АОНами) имеет место быть. Так что всегда старайтесь, если есть возможность, подключить модем напрямую к линии без всяких дополнений.

Также следует упомянуть о различных там фильтрах и улучшателях сигналов. При сколь-либо серьезном рассмотрении они не выдерживают никакой критики и могут пригодиться разве что только для самых дешевых и низкокачественных модемов. В хороших же устройствах электроники в аналоговой части стоит на порядок больше, и улучшить ничего нельзя — улучшать уже просто нечего, — даже если подключить самый крутой фильтр. Если авторы подобных устройств рекламируют улучшение параметров сигнала, например, сигнал/шума, то, следуя логике, если поставить их подряд штук 100, то можно так его улучшить, что модемы начнут работать быстрее локальной сети. Поэтому мы не будем рассматривать идеи с вечными двигателями и прочими внешними улучшателями, а только скажем, что нужно покупать хороший модем, чтобы потом не возникало вопросов типа «А что же сделать, чтобы он лучше заработал?».

Зачем нам нужен softmodem…

В начале статьи было совсем не случайно сказано о том, что именно в полноценный модем должны входить вышеперечисленные составные части. Но в последнее время, как вы, наверное, заметили, очень популярно стало делать самые различные устройства, у которых чего-либо не хватает. Наверное, если так пойдет и дальше, то скоро компьютеры будут собираться без процессора (шутка). Естественно, делается все это с целью удешевления компьютерных комплектующих в полном соответствии с коммунистическим (правда, созданным на западе) лозунгом «В каждый дом по компьютеру с доступом в Сеть!!!». В частности, он касается и модемов, и вот уже довольно долгое время в магазинах можно встретить модемы с многозначительными дополнениями в названиях типа «softmodem», «winmodem» и проч. Прежде чем пояснить, что же они все-таки могут и означать и насколько это хорошо, привожу соответствующую табличку:

Тип устройства	Аппаратно реализованы	Отсутствует	Что выполняет программа	Первые модели, примеры	Требуемый процессор
RPI (Rockwell Protocol Interface)	DSP + контроллер + чип ПЗУ	Чип ОЗУ	Протоколы коррекции ошибок и сжатия данных	Best Data Products SmartOne 9624FQ	286
WinModem ("controllerless")	DSP + чип ПЗУ	Контроллер + чип ОЗУ	Всю работу, кроме протоколов физического уровня	Cardinal Winmodem, 3Com/USR Winmodem	486 и выше
Софтмодем (старый)	DSP + контроллер + чип ОЗУ	Чип ПЗУ	Загружает микропрограмму в модем при включении	Digicom Connection 96+, 1993 г.	286
Софтмодем, новый смысл ("hostbased", "программный модем")	-	DSP + контроллер + чип ОЗУ + чип ПЗУ	Всю работу обычного модема	Motorola SM56, Lucent L56XT	Pentium 166 и выше

Как видно, у программного модема может отсутствовать одно или несколько устройств, таких как оперативная память, постоянная память, процессор, контроллер либо все эти компоненты сразу (очевидно, самый худший, но зато самый дешевый вариант). Единственное, что всегда есть и должно быть у программных модемов (впрочем, как и у любых других аналоговых устройств) — это цепь АЦП/ЦАП, потому что компьютер понимает только цифровые сигналы. Функции недостающих же цифровых устройств выполняет программа (можно сказать драйвер), которая в зависимости от типа программного модема может либо загружаться в его память при включении компьютера, либо работать под управлением операционной системы, расходуя соответствующие недостающим компонентам ресурсы самого компьютера.

Самый, можно сказать, демократичный случай — это когда у модема нет ROM, в которой хранится микропрограмма модема (аналог операционной системы РС). В таком случае, как уже было сказано, она загружается в память устройства при запуске РС и находится там все время так, как будто бы она загружалась из постоянной памяти, как в случае с аппаратным модемом. Недостаток разве что только в том, что при этом незначительно увеличивается время загрузки компьютера и при каких-либо сбоях в этой микропрограмме придется его перезапускать (что, конечно, случается не очень часто, если даже не сказать очень не часто, особенно если модем хороший и программа для него написана не тяп-ляп). Зато плюс очевиден: если нужно обновить эту программу, то это делается простой установкой нового драйвера. Правда, на одной только микросхеме ROM много не сэкономишь, поэтому сегодня термин «софтмодем» (им мы будем для большей ясности называть все модемы, отличные от полностью аппаратных) подразумевает какие-либо более радикальные методы «рационализаторства», хотя устройства только без микросхемы постоянной памяти тоже встречаются не так уж и редко (но только продавцы уже не говорят, что этот модем — программный, что, в принципе, имеет некоторую долю истины).

Сейчас все «истинные софтмодемы» имеют недостаток, если можно так выразиться, еще как минимум чипа оперативной памяти, которая нужна для работы любого компьютера, коим и является модем. В этом случае недостаток компенсируется использованием ОЗУ РС. Естественно, для хорошего быстродействия самого РС он сам должен иметь достаточный объем этой самой памяти. Правда, для работы модема много не нужно, но если RAM и без того не хватает (а ее, вообще-то сказать, никогда не бывает много), то модем еще больше ухудшает ситуацию.

Если пойти еще дальше, то можно снести к чертовой матери еще и процессор, взвалив все вычисления на спину CPU компьютера. Естественно, это замедляет работу запускаемых на этом компьютере приложений, особенно если его процессор не отличается хорошей производительностью.

Ну а там уже, глядишь, не далеко и до того, чтобы оставить только голую плату с аналоговой частью, то есть избавиться в довершение ко всему и от контролера, заменив его программной эмуляцией. Если у модема нет ни контроллера, ни процессора, то для нормальной его работы нужно иметь достаточно мощный компьютер. Хотя в технических характеристиках этих «чудесных устройств» обычно рекомендуют процессор не ниже Pentium 166, для действительно нормальной работы нужен Pentium-II или хотя бы Celeron (только не без кэша) или что-нибудь эквивалентное по производительности. Естественно, чем больше отсутствует у модема устройств, тем дешевле он стоит.

Хотя нагрузка на процессор, расход памяти и прочие глюки (как в переносном, так и в прямом смысле, так как программные модемы рассчитаны на массовое потребление и производители не очень-то стараются, чтобы программа работала надежно, и глюков из-за этого хватает) мало кого могут порадовать, это еще не единственный минус софтмодема. Дело в том, что реализация модемных протоколов протоколов и кодирование/декодирование информации не может быть на должном уровне реализовано с помощью программной эмуляции. Во-первых, архитектура модемного процессора (DSP) сильно отличается от архитектуры процессора компьютера, что сильно осложняет написание хорошего драйвера. А если уж очень постараться и все-таки создать полный аналог стандартной микропрограммы для другой (компьютерной) платформы, то для нормальной работы получившегося драйвера будет необходим даже по сегодняшним меркам очень мощный процессор. Во-вторых, существует и более прозаическая причина: а кому нужно тратить деньги на улучшение микропрограммы для ширпотребного продукта, если их можно потратить на разработку новых или доводку старых полноценных аппаратных моделей для продвинутого покупателя? Так что экономия на модеме может обернуться лишними затратами на оплату эфирного времени в интернете (понятно, что скорость приема информации у некачественного программного модема ниже, чем у хорошего аппаратного) и лишними тормозами и сбоями в работе и без того не слишком быстрой и стабильной системы.

«Легкая модернизация такого рода модемов — простым запуском файла setup.exe!» Это основной из плюсов, выносимый на суд публики. И, действительно, на первый взгляд, все кажется чрезвычайно простым и логичным — запустили файл, обновили модемную программу. А вот теперь замечания. В чем же выразилась «модернизация»?

• Что, появились какие-то новые протоколы? Да нет, вроде остался прежним
• Новые возможности? Нет — потому так какой смысл тогда производителю делать другую модель. Он и не обещал, что появиться что-то новое. Ему надо продавать свой новый модем: «Вот в нашем новом модеме — 56000 MegaSuper — есть новая возможность!». Благо переход на новую модель стоит в случае софтмодема копейки, нужно только написать новый драйвер и, возможно, произвести незначительные изменения аппаратной части
• Может быть, разработчики добавили дополнительные настройки? С чего вдруг… Модем рассчитан на массовое производство, в рекламу вложить деньги в этом случае гораздо выгоднее — все домохозяйки, потенциальные покупатели нового модема, увидят по телевизору: «…открывает перед Вами бескрайние просторы Интернета». А настройки домохозяйкам и не очень-то нужны. Особенно если о них (настройках) и их пользе не говорить
• Ну, хорошо, появились улучшения в работе протоколов? Нет. Кто будет улучшать максимально удешевленный продукт массового спроса? Смотрим предыдущий пункт: у команды разработчиков есть другие объекты приложения сил

В теории все было бы хорошо, постепенное вылизывание микропрограммы, создание «идеального» продукта. Но помимо того, что никто не станет выпускать вечные лампочки, есть гораздо более тривиальная опасность для производителя. Предположим, существует фирма ААА, которая улучшает путем создания более совершенной микропрограммы свой софтмодем «ХХХ» — возможно, с поправкой на Россию, — добавляя туда многие полезности, отсутствующие ранее. От этого модем становится лучше, качественней и дороже, так как даром никто писать программу не захочет. Можно начинать продавать, что фирма и делает, и ее модем пользуется спросом. А предприимчивые основатели другой фирмы ВВВ завидуют и хотят так же. Только они не хотят тратить деньги, а закупают на Тайвани железок побольше, причем таких же, как и у фирмы ААА, и наспех пишут микропрограмму руководствуясь принципом «чем быстрее, тем лучше, лишь бы хоть как-то работало», и в результате в свет выходит модем под названием «YYY». Но дело-то в том, что элементная база та же, и программа от модема «XXX» прекрасно подходит к модему «YYY», и люди, купив его и воспользовавшись драйверами от фирмы ААА, могут за меньшие деньги получить такое же качество. Причем это даже не надо афишировать на каждом углу: достаточно просто невзначай сказать в форуме, куда частенько наведываются горе-обладатели таких модемов, чтобы спросить, что же им делать, — и через несколько месяцев фирма ААА, потеряв покупателей, разорится, так как спросом будут пользоваться дешевые модемы фирмы ВВВ c драйверами от модема «XXX».

Правда, есть еще один путь — своя сборка. Но это уже очень недешевый процесс для того, кто будет это делать. А, следовательно, один из плюсов идеи софтмодема сразу теряется — дорого. Но хорошо, пусть недешево, зато качественно. Модем постепенно себя зарекомендовывает. Идем дальше — а что мешает фирме ВВВ начать производство такого же модема? Да ничего, потому как при той же (достаточно простой) элементной базе к нему будет идти другая микропрограмма. Пусть плохая. Зато подходит программа от фирмы ААА. И, опять-таки, сообщать не надо, очень многие быстро узнают об открывшейся возможности и сразу же растиражируют. Неплохо для фирмы ВВВ: и в разработку модема можно денег не вкладывать, и на рекламу не тратиться.

В подтверждение вышесказанного хотелось бы отметить еще один интересный момент. Широко известная фирма 3Com наряду с профессиональными дорогими и недорогими пользовательскими модемами выпускает также программный модем. При этом данное устройство не позиционируется, как «модем будущего». Да и существенных улучшений и новых возможностей в дальнейшем фирма не обещает. Напротив, все это: «модем на долгие годы», новые сервисные функции, постоянные улучшения и обновления, — обещаются для серии дорогих аппаратных модемов (также как обещалось, да и было реализовано в свое время для серии Courier). Объясняет фирма такую политику просто — в цену дорогих модемов заложена не только аппаратная база с большим запасом мощности, но также заложена и стоимость дальнейших исследований и разработок. Стоит упомянуть о пользовательских аппаратных модемах этой фирмы, которые существенно дешевле — они тоже поддерживаются, и в их микропрограммах появляются улучшения, правда, при этом возможности, изначально присущие профессиональной серии, у них никогда не появятся. В случае же с программным, максимально удешевленным модемом, неоткуда взяться средствам на дальнейшие улучшения-обновления, а потому они вполне честно и не обещаются фирмой.

Сегодня в магазинах можно встретить огромное количество программных модемов, причем продавцы, пользуясь активной рекламной поддержкой со стороны производителя, всячески стараются их продать, так как стоят они действительно существенно дешевле нормальных модемов и пользуются неплохим спросом из-за того, что зачастую у людей (особенно у нас) главную роль играет именно цена. В качестве рекламы могут приводиться такие аргументы:

• «Возможно обновление модема путем простой переустановки программного обеспечения». Комментарии уже были приведены выше
• «Софтмодем дешев, и соотношение цена/качество у него лучше». Тоже достаточно часто встречающееся утверждение. Однако следует учесть, что за небольшие деньги все же можно купить неплохой аппаратный модем, и пресловутое отношение цена/качество у него будет отнюдь не хуже. В принципе, не будет большой ошибкой считать, что софтмодемы вообще не могут действительно хорошо работать
• «Программный модем легче в установке». А о том, что установка нормального модема тоже очень проста, почему-то не упоминается
• «Связь скоро станет лучше и можно не думать о высоконадежных модемах, остановив свой выбор на дешевом программном». Очень, очень интересно… Скорее, как говорится все в той же рекламе, не в этой жизни. Ведь не забывайте, что мы с вами находимся в такой далекой и отсталой стране, как РОССИЯ. Впрочем, о проблеме связи уже было сказано. Да и потом хорошая линия вовсе не означает, что программные модемы смогут работать наравне с более качественными
• «Модем средство временное, в ближайшем будущем будут использоваться новые технологии передачи данных». Вообще-то они уже давно использутся, но вот только станут они в ближайшее время широко доступными — другой вопрос. Если же у вас есть деньги на более качественное подключение к сети, то тогда почему же сразу им и не воспользоваться?
• «Аппаратные модемы уже устарели и не стоит их покупать». Это уже откровенное надувательство народа. Скорее шарлатаны с софтмодемами уйдут с рынка, чем устареет хороший качественый (пусть и более дорогой) товар. Подобные устройства предназначены для охвата новых секторов рынка в части low-end компьютеров и никаким образом не смогут заменить настоящие аппаратные модемы

Вообще с рекламой у нас дело обстоит довольно плачевно. Это в принципе характерно для всей рекламы в отсталых странах со слаборазвитым законодательством. Говоря по-другому, это просто обман. Информация преподносится таким образом, что неспециалист понимает ее однозначным образом. Вспомним ту же рекламу Pentium III. Далее, человек, пришедший покупать себе компьютер, задает продавцу вопрос: «У меня же уже будет Pentium III, а что, для интернета еще и модем нужен?» Он понял рекламу так, как это хотели заказчики. В случае с софтмодемом наблюдается та же тенденция — люди просто хотят делать деньги, преподнося неосведомленным людям заведомо неверную информацию. Да, пожалуй, как раз ему модем и не нужен — можно поставить «контроллер телефонной линии». А о том, что этот «контроллер» будет плохо работать, можно не говорить, тем более что человек, потративший небольшие деньги, будет скорее доволен и не обратит на это внимания.

Все вышесказанное позволяет сделать следующий вывод. Рекламные кампании вокруг той или иной «идеи будущего» проходят волнообразно. Волна накатывается, подхватывается различными СМИ, ширятся продажи. Однако очень скоро становится ясно, что очередная «новинка» имеет массу недостатков, а использование ее во многих случаях невозможно. Интерес потребителей падает, волна схлынула. Это напоминает различные способы мошенничества из серии «бесплатных» лотерей, рекламу различных тренажеров для быстрого похудения, пищевых добавок типа Herbalife и т. п. Проходит время, уже больше никто не клюет на приманку, и аферисты уходят. Чтобы вернуться с тем же трюком, лишь слегка видоизмененным, через пару-тройку лет.

Ах да, чуть не забыл: софтмодемы поддерживаются только системами Windows (NT). Если вы хотите использовать другую ОС (впрочем, у большинства пользователей очень тяжело найти даже Windows NT, не говоря уже о других системах, но тем не менее), понадобится либо отказываться от нее и переходить на Windows, либо использовать аппаратный модем.

Однако стоит все-таки сказать ради справедливости, что, если бы Win- или Softmodem был совсем уж никуда не годен (многие даже называют их «винсвистками», «выньмодемами» и прочими обидными, но вообще-то весьма справедливыми терминами), то это не осталось бы незамеченным. Напротив, программная реализация может быть очень полезна, когда:

• Вы располагаете достаточно мощным компьютером, желательно с большим запасом относительно минимальных требований со стороны программы модема
• Модем требуется в основном для доступа в интернет по хорошей линии
• Экономия лишних 10-20 USD весьма существенна для бюджета
• Надежность соединения некритична
• Вы твердо уверены, что в течение ближайшего времени не откажетесь от ОС, к которой привязан модем
• В компьютере установлена звуковая карта для использования голосовых возможностей модема
• Для вас некритичны возможные сбои в работе компьютера, а также некритична необходимость перезапуска компьютера при сбоях в работе программного модема
• В случае игр по модему есть четкая уверенность, что с данным модемом любимая игрушка сможет работать

и не требуется следующее:

• Использование двух (или более) модемов на одном компьютере, например, для доступа в интернет по двум линиям одновременно
• Использование программ, требующих большого количества ресурсов системы одновременно с сеансами связи
• Специальные протоколы для линий низкого качества
• Работа на выделенной линии

Если все эти условия соблюдаются, то в первую очередь стоит посмотреть прежде всего в сторону устройств, имеющих на плате DSP — на сегодняшний день при стоимости, почти равной стоимости модемов без DSP, они имеют больше плюсов в реальном использовании.

Теперь же, после небольшой критики, продолжим основной рассказ. Для пользователя может быть важно, в каком исполнении сделан модем — во внутреннем или во внешнем. В принципе, разницы никакой, только внутренние модемы несколько дешевле, так как не требуют отдельного корпуса и блока питания. Кстати, внутренний модем работает, как правило, через все тот же последовательный порт, только он эмулируется драйвером и имеет такие же параметры, как и стандартные последовательные порты, в частности прерывание, имя, диапазон ввода/вывода и тому подобное.

Однако следует учесть, что внутренний модем в большинстве случаев является программным. Существует два интерфейса для внутренних модемов: шина PCI и шина ISA. В случае с ISA все в порядке — практически все ISA-модемы являются аппаратными. Но вот если модем рассчитан на шину PCI, то тут все наоборот. Получается очередное надувательство, так как название «PCI-модем» в большинстве случаев означает «софтмодем», и единственно верным в нем является лишь то, что устройство действительно PCI. Конечно, существуют и нормальные PCI-модемы, но они встречаются крайне редко, и можно считать, что PCI-модем и софтмодем — одно и то же. А в этом нет ничего хорошего, так как если вы захотели достать внутренний модем, то поневоле придется связываться с winmodem’ом, так как найти полноценный PCI-модем сложно. Естественно, можно использовать ISA-модем, но дело в том, что шина ISA уже устарела, и системных плат с ее поддержкой становится все меньше и меньше, и в будущем при модернизации системы придется отказываться от устройства. Хотя нельзя сказать, что ISA уже вообще не встречается, и будет существовать она еще довольно долго, но, тем не менее, вполне возможно, что использовать свой ISA-модем вы не сможете столько, сколько вам этого хотелось бы. Впрочем, если не планируется в обозримом будущем менять материнскую плату (и если на уже существующей есть слоты ISA), то нет, на мой взгляд, видимых причин не обращать внимания на модемы со старым ISA-интерфейсом.

Но все же лучше в связи со всей этой неразберихой остановить свой выбор на внешнем модеме. У них тоже бывает два интерфейса. Это старый последовательный и новый USB. Как и в случае с ISA, слово «старый» здесь вовсе не означает «плохой», так как применение шины USB не дает для модемов абсолютно никаких сколь-либо серьезных преимуществ. Единственное, что предоставляет нам USB, так это возможность обойтись без блока питания, так как все необходимое питание поступает прямо по шине. Однако парадокс весь в том, что… многие USB-модемы снова программные. Это связано с тем, что в случае с хорошей пропускной способностью у USB становится возможным активно использовать программную эмуляцию (и, следовательно, удешевлять продукцию и тем самым завоевывать рынок), чего не было у RS-232. Однако есть достаточно большое количество и аппаратных USB-модемов, и их число даже заметно больше, чем PCI. Следует отметить, что USB-модем стоит несколько дороже, чем аналогичный для COM-порта. Поэтому, очевидно, в большинстве случаев наилучшим выбором (по крайней мере, сейчас и в ближайшем будущем) будет именно внешний модем для последовательного порта — на всех материнских платах он пока присутствует и является стандартным компонентом. Хотя и от него официально уже отказались, но это вовсе не означает, что его скоро действительно не станет — ситуация даже поинтересней, чем с ISA (напомню, что от нее «отказались» аж в 1999 году, а в 2001 платы с ISA вовсю продавались и составляли подавляющее большинство). Нужно, конечно, отказываться от старых технологий, но если новые не могут нам дать ничего существенно лучшего, то… Кстати, практически все хорошие модемы ведущих производителей, наряду с USB-версией, выпускаются еще и с COM-интерфейсом, причем последних пока большинство. И это, наверное, самое яркое подтверждение того, что такое оправдано. Если у вас портативный компьютер и он не имеет встроенного модема, то можно оснастить его оным в виде PC-карточки. Часто такие карты объединяют в себе еще и сетевую плату.

Вне зависимости, внутренний модем или внешний, полноценный аппаратный или ширпотребный программный, решающее значение имеет качество его изготовления. На качество модема (и на его стоимость) влияют следующие обстоятельства:

Насколько дорогая аппаратура стоит в его аналоговой части, то есть насколько качественно он может принять тот сигнал, который пришел к вам по проводам от удаленного модема, без потерь и искажений. Очевидно, что если сигнал пришел очень тихим, то модем должен быть весьма чувствительным и иметь очень низкий уровень собственных шумов, чтобы не испортить то, что пришло перед обработкой его процессором. Какими бы задумчивыми ни были алгоритмы обработки сигнала далее, но если во входной части модема стоит маленький трансформатор, малоразрядный АЦП или дешевая схема набора номера и удержания снятой трубки, пришедший сигнал будет зашумлен и искажен, то есть безвозвратно испорчен еще до начала его обработки процессором модема. В конечном итоге, важно соотношение сигнал/шум не на проводе, который входит в вашу комнату, а уже в цифровом потоке, поступающем на вход процессора модема. Кто это соотношение испортил — межстанционные соединения, провода, ваш любимый телефон с АОН, стоящий параллельно, или дешевый АЦП на модеме — не важно. Важно что то, что поступает на обработку процессору модема, уже будет иметь потери информации, возникшие из-за всех этих воздействий. И чем дешевле и некачественней модем, тем хуже он будет работать, особенно на плохой линии.

Насколько сложные и ресурсоёмкие алгоритмы цифровой обработки сигнала используются. Допустим, на вход процессора модема поступил (о чудо!) сигнал совсем не искаженный у вас в комнате, такой, какой пришел к вам в дом. Кроме безвозвратных потерь информации, то есть снижения показателя сигнал/шум, есть еще искажения информации, которые еще можно восстановить. Например, перекос АЧХ дает эффект снижения уровня верхних частот в сигнале, и это в некотором объеме можно восстановить путем правильного фильтрования сигнала. Другой способ восстановления потерянной информации — использование избыточности, заложенной в протокол передачи данных для коррекции ошибок. Одно из важнейших и самое ресурсоёмкое устройство в модеме — треллис-декодер, который позволяет оценивать не символы по отдельности, а набор символов как единое целое, компенсируя недостоверность единичного символа за счет того, что последовательные символы связаны друг с другом (но не все последовательности символов разрешены). Чем качественнее (соответственно дороже) модем, тем больше этих и дополнительных циклов обработки сигнала он проводит. Тем более искаженный сигнал еще может быть правильно обработан, и тем более резкие помехи еще не вызовут срыва синхронизации.

Насколько адекватно поведение модема в сложной помеховой обстановке. Часть модема, называемая супервизором, может только понижать скорость передачи при увеличении помех на линии, а может гораздо более детально отслеживать все, что происходит, и так варьировать параметры модуляции сигнала, чтобы в минимальной степени снижать скорость передачи, наиболее точно подстраиваясь под особенности данной телефонной линии. Как бы хорошо ни работала аналоговая часть модема и алгоритмы цифровой обработки, но если параметры модуляции будут выбраны неадекватно, или же модем будет плохо отслеживать изменение состояния линии и не вовремя их изменять, то о близкой к теоретически-максимальной скорости передачи информации можно смело забыть. Причем, если первые два пункта можно строить по принципу «сколько есть денег, на столько и припаяем», то адекватность поведения модема на линии измеряется не только объемом затраченных на разработку и заплаченных клиентом денег, поскольку ведь ни модем, ни его разработчики никогда не знают точно, что произойдет на линии через пять секунд, и не могут выбрать единственно верное поведение в данный момент. Поэтому задача определения поведения модема на линии решается в первую очередь на основании знаний особенностей телефонии в данном конкретном месте, и написании тысяч алгоритмов и алгоритмиков, которые пытаются распознать типичные проблемные ситуации и выбрать адекватное решение. Надо ли говорить, что ни одна, даже самая ведущая западная фирма никогда не сможет сделать ничего похожего, поскольку не знает (а, как правило, и не желает знать) всего того, чем отечественная телефония отличается от нормальной. В отличие от автомобиля, где большие колеса и крепкая подвеска решают проблемы плохих дорог, модем должен именно подстраиваться под линию, в нем нельзя просто поставить передатчик на два киловатта и приемник на полмикровольта, чтобы справиться с нашими плохими линиями.Однако можно попытаться предусмотреть как можно больше, что иногда и делается. Как правило, от этого цена модема сильно повышается, но эти затраты вполне оправданы. Например, фирма ZyXEL уделяет этой проблеме большое внимание, и поэтому ее модемы справедливо считаются одними из лучших, так как могут работать на таких плохих линиях, работать на которых модемы других фирм зачастую вообще отказываются (ни в коем случае только не сочтите это за рекламу).

Иногда продавцы говорят, что «вот этот модем, например, адаптирован под отечественные линии». И при этом добавляют: «А вот в магазине напротив такие модемы тоже есть, но у них адаптация недостаточная и косметическая». Доля правды в этом очень большая с тем лишь дополнением, что у него тоже эта адаптация стоит только для галочки. При создании модема для него, как правило, пишется микропрограмма, в опциях которой можно выставить название какой-либо страны, и при этом микропрограмма должна соответствующим образом подкорректировать свою работу. В этом и заключается вся адаптация, и для России в список стран включается и ее название. И хотя это достаточно сильно помогает, иногда в дешевых модемах можно поставить только имя страны, а модем как работал (или не работал), так и продолжает дальше. Кроме того, даже если адаптация действительно реальна, далеко не всегда производители стараются написать хороший алгоритм специально для России, и улучшение, мягко говоря, слабо заметно. Зато покупателей можно привлекать. Поэтому лучше купить дорогой качественный модем уважаемой фирмы (Zyxel, 3Com, ElineCom, иногда неплохие изделия встречаются у Acorp и др.) без «адаптации», чем какую-нибудь дешевенькую поделку сомнительного качества, но зато с «адаптацией». Впрочем, если у хорошего модема она есть (но уже, скорее всего, без кавычек), то еще лучше. Если в списке стран нет слова Russia, то в большинстве случаев хороший эффект дают установки для Финляндии — наверное, там тоже проблемы с коммуникациями. Следует также отметить, что иногда использование российских установок только еще больше ухудшает ситуацию. Поэтому имеет смысл поэкспериментировать с разными установками и выбрать наилучший вариант.

Имеет смысл обратить внимание на различные мелочи, такие как всякие там индикаторы, лампочки и так далее. В ряде случаев от них есть вполне реальная польза. Также хорошо, если в модеме стоит нормальный динамик с более-менее приятным звуком, а не какая-нибудь пищалка, которую либо не слышно, либо слышно так, что сердце в пятки уходит. Уровень громкости динамика должен регулироваться. Большинство хороших модемов обладает голосовыми возможностями, то есть их можно использовать как обычный телефон. Эта функция, на мой взгляд, очень полезна — можно (при наличии звуковой платы) записывать разговоры в файл, изменять свой голос с помощью соответствующего ПО, использовать программы-автоответчики, да мало ли еще что… Иногда модем имеет собственный автоответчик и/или даже определитель номера. В этом случае он должен быть оснащен достаточным количеством памяти для записи сообщений. Хотя, по-моему, наличие в модеме автоответчика не совсем оправдано, так как стоимость последнего от этого сильно повышается, а аналогичные программы обладают куда более широкими возможностями (сравните только объем диска в вашем РС с объемом памяти в автоответчике). Практически стандартной стала поддержка факсимильных протоколов (тогда модем называется факс-модемом). При передачи факсимильного изображения обычно используется скорость 9600 bps. Хотя стандартный протокол передачи факсов поддерживает скорость 14400 bps, но использовать его можно только тогда, когда удаленный факс тоже может работать с такой скоростью, а это встречается только в достаточно дорогих факсах. Наличие в модеме факсимильных возможностей позволяет сэкономить на отдельном аппарате, а также обойтись без бумаги, если требуется только просматривать изображение, что можно рассматривать как большое преимущество факс-модема.

При покупке модема (особенно дешевого) желательно договориться с продавцом, чтобы он вернул вам деньги в случае, если его работа вас не устроит. Неудовлетворительной работу модема можно считать, если на линии среднего качества он не может обеспечить скорость не ниже 28800 bps, а на хорошей — не менее 33600 bps. На плохой линии минимальной можно назвать скорость около 14400 bps, или, если линия уж совсем никуда не годится, 9600 bps. Естественно, модем должен обеспечивать достаточно надежное (не обрывающееся) соединение и не слишком проблематичный дозвон до удаленного модема (хороший модем на нормальной линии должен делать это вообще с первого раза).