У цифрових каналах з часовим розподілом (ЧРК) ширина смуги перепускання навіть вища від номінальної, що визначене відповідними фільтрами, які перепускають сигнали частотою від нуля герців. Смуга перепускання систем з ЧРК наближається до 4000 Гц.

8.4. Структурна схема та робота модема

Модем перетворює цифрові імпульсні сигнали в аналогові, придатні для передавання телефонним каналом, та навпаки.

Він складається з таких компонентів (рис. 13.1):

лінійного вузла спряження з телефонною лінією, що містить узгоджувальний трансформатор, реле набирання номера, схему фіксування дзвінка;

блока перетворення аналогового сигналу в цифровий та навпаки. Сюди належать АЦП, ЦАП, відповідні фільтри, диференційна система, що виділяє корисний сигнал;

сигнального цифрового процесора (СЦП) (Digital Signal Processor (DSP));

оперативної пам'яті (ОП);

мікроконтролера протоколів з власною постійною пам'яттю (ПП);

інтерфейсного вузла спряження з роз'єднувачем RS-232C;

внутрішньої шини, по якій відбувається взаємодія компонентів модема.

Сигнал з телефонної лінії через вузол спряження надходить на диференційну систему, яка виділяє корисний сигнал, проходить через систему фільтрів, що приглушують високочастотні шуми, та потрапляє на блок АЦП. Розрядність АЦП досить велика (10-12), тому похибкою, яку він спричинює, можна знехтувати. Цифровий сигнал з АЦП надходить на СЦП.

Завдання сигнального процесора - цифрове опрацювання сигналу для передавання з метою збільшення його завадостійкості, що передбачає виконання декількох тисяч обчислювальних операцій на кожен біт переданої інформації.

Мікроконтролер керування ущільнює дані за стандартом V.42, виконує функції опрацювання факсимільних повідомлень (у факс-модемах), інші сервісні функції і в цілому керує роботою модема. В цьому разі він звертається як до власних мікропрограм, записаних у ПП, так ідоОП.

8.5. Передавання даних у двопроводовій лінії з використанням модема

Розглянемо приклад організації передавання даних між двома ПК через модеми по призначених лініях (рис. 13.2).

У цьому випадку відбуваються такі дії (рис. 13.3):

на першому ПК користувач уводить інформацію для передавання та натискає на клавішу Enter;

ПК користувача надсилає на модем сигнал Запит на передавання;

перший модем сприймає цей сигнал та надсилає телефонною лінією сигнал-носій (carrier). Його генерує модем, а не телефонна служба;

другий модем приймає цей сигнал, синхронізує свій приймач і повідомляє другий ПК про його виявлення;

перший модем очікує деякий час, щоб дати змогу другому модему виявити сигнал-носій, і надає першому ПК сигнал Готовий до передавання;

ПК передає на модем блок даних, який модулює сигнал-носій та передає його лінією другому модему;

другий модем демодулює сигнал, одержує дані та передає їх своєму ПК;

другий ПК приймає дані від модема;

коли перший ПК закінчив передавання, він знімає сигнал Запит на передавання;

перший модем виявляє зникнення сигналу Запит на передавання та перестає передавати в канал сигнал-носій;

другий модем виявляє його зникнення і через деякий час знімає сигнал Виявлення сигиалу-носія, який передавав другому ПК.

Отже, передавання закінчилося.

Якщо зв'язок іде комутованими лініями, то передавання відбувається аналогічно, але перед його початком налагоджують сполучення за таким порядком:

ініціалізують послідовний порт;

попередньо налагоджують модем;

коли модем перебуває в командному режимі, програма надсилає сигнал DTR про готовність до передавання даних;

оператор задає в командному рядку команду налагодження сполучення з певним телефонним номером;

модем виконує команду, налагоджує сполучення з віддаленим модемом, переходить у режим передавання даних та подає сигнал DSR; видається сигнал DCD;

програма надсилає сигнал RTS про готовність до передавання, модем - сигнал CTS про готовність до приймання. Відбувається передавання.

Отже, під час налаштування сполучення та передавання даних використовують спеціальні сигнали та команди підтвердження готовності до приймання або передавання. Ці сигнали можуть бути апаратними або програмними. В інтерфейсі модем—локальний комп'ютер застосовують апаратні сигнали DTR/DSR під час налаштування сеансу зв'язку та апаратні RTS/CTS під час передавання кожного інформаційного кадру. У ланці модем-модем неможливість використання більш швидкодійних апаратних сигналів зумовлює потребу обмінюватися спеціальними байтами підтвердження (XON/XOFF).

Звичайні модеми застосовують з такою метою: додзвонювання (автоматичне набирання номера), обмін файлами, обмін текстом у реальному масштабі часу, керування віддаленим коми 'ютером, емуляція термінала, доступ до електронних дощок оголошень (BBS), доступ до глобальних мереж, віддалене використання локальної мережі.

8.6. Передавання даних через телефонну мережу з використанням модема

Телефонний апарат абонента приєднано до районної АТС з використанням пари мідних дротів (абонентської лінії). Інші абоненти використовують інші пари дротів багатопарного кабелю, прокладеного до районної АТС (рис. 13.4).

АТС відправника та одержувача можуть бути сполучені іншою парою дротів (сполучна лінія). Кількість сполучних ліній між двома АТС значно менша, ніж кількість абонентів обох станцій. Такі багатопарні кабелі використовують, якщо дві АТС розташовані на відстані кількох кілометрів. Якщо ж відстань більша, то в кожній сполучній лінії організують цифрове передавання з ЧРК потужністю в декілька десятків каналів зв'язку (ЕЙ, ТІ).

Якщо АТС відправника та одержувача розташовані в різних містах, то до цієї системи між районними приєднуються дві МТС, сполучені міжміським каналом зв'язку. Такі канали можуть мати різне передавальне середовище, однак найчастіше в них використовують ЧРК, а кількість каналів (для мовлення) досягає кількох тисяч.

Теоретичною базою систем з ЧРК є теорема Котельникова, згідно з якою, сигнал, який не містить частотних складових вище частоти/ можна подати як сукупність дискретних відліків з часовим інтервалом 1/(2/). Максимальна частота сигналу мовлення - 3400 Гц, а частота дискретизації могла б бути 6800 Гц. Проте для спрощення технічної реалізації канальних фільтрів цю частоту прийняли на рівні 8000 Гц.

Отримання окремих відліків (дискретизація) та перетворення їх у відповідні цифрові значення виконують АЦП. Кожен АЦП працює з деякою похибкою, пов'язаною з обмеженою кількістю рівнів