Как правильно выбрать модем

Среди протоколов первой группы наиболее востребованными на сегодняшний день являются V.34 и V.90. Остальные — менее скоростные, и их модемы используют, исчерпав при неблагоприятных условиях обмена все потенциальные возможности «договориться». Сегодня задача выбора модема только для низких скоростей сродни покупке подержанного автомобиля, и для большинства читателей вряд ли актуальна. Оговоримся, что когда крайне важен сам факт установления связи, т. е. вне зависимости от обеспечиваемой скорости передачи данных, а целесообразность использования проводного соединения обсуждению не подлежит, на помощь могут прийти специализированные «модемы-вездеходы». Некоторые иногда способны обеспечить обмен, даже если собеседники еле понимают друг друга на слух, однако эти устройства пользуются «своими» протоколами. Пока протокол V.34 для значительной части пользователей (особенно за пределами столицы) остаётся наиболее популярным. И дело здесь отнюдь не в качестве модемов, а в первую очередь в типе канала связи между провайдером и АТС. Но, хотя протокол V.90 и доступен далеко не всем пользователям, любой модем, поддерживающий его, автоматически совместим и с V.34. Опираясь на опыт создания предшествующих стандартов, разработчики положили в основу V.34 возможность гибкой подстройки модема в соответствии с качеством линии связи, что позволяет преодолевать все «тяготы и лишения», связанные с «почтенным возрастом» оборудования отечественных АТС и нашими среднестатистическими, «слегка некондиционными», абонентскими линиями. В процессе установления связи модем сам выбирает оптимальную символьную скорость (Symbol Rate), скорость передачи данных (Data Signalling Rate), частоту несущей (Carrier Frequency) и другие параметры соединения.

Кстати, с распространением V.34 стало принято говорить о значении символьной скорости, измеряемой в символах в секунду (CPS — Characters Per Second), отличном от битовой скорости в линии (т. е. числа битов, переданных в секунду, bps). В V.34 применяется усовершенствованный механизм передачи информации кадрами и/или блоками. Рекомендациями протокола V.34 определена работа со скоростями передачи до 28800 bps, промежуточные значения — от 2400 до 26400 bps с шагом в 2400 bps. Его расширением с поддержкой скорости до 33600 bps с промежуточной величиной 31200 bps стала версия V.34bis. Тем не менее идея преодолеть ограничение скорости для аналоговых телефонных каналов, равное приблизительно 35 Kbps, не оставляла умы разработчиков. Однако прежде чем рассказать о ней, перейдём к оставшимся в тени протоколам групп 2 и 3. Механизмы коррекции ошибок и алгоритмы работы можно представить в следующем виде. Поток данных, передаваемых модемом, разделяется на отдельные блоки фиксированной длины. В случае возникновения ошибки (в качестве признака используется несовпадение с контрольной суммой) модем сообщает передающей стороне об отказе в приёме блока, и удалённый модем повторяет его передачу. Кроме исправления ошибок, протоколы коррекции обеспечивают передачу служебных сообщений между модемами, например сигнала временного перерыва в передаче (Breаk) и разрыва связи (Link Disconnect).

Кроме того, передающий модем следит за потоком данных, и, если они поддаются компрессии, сжимает их и затем пересылает через узкое место — телефонную сеть — в упакованном виде. Принимающий модем обязан «на лету» распаковать их и передать в компьютер. Естественно, различные типы данных сжимаются по-разному, однако пользователю должно быть небезразлично, насколько хорошо работает в его модеме эта функция. В зависимости от конкретной ситуации «модемное» сжатие позволяет получить выигрыш от нескольких процентов до 5-10 раз по сравнению с передачей данных в исходном виде. Хотя в отдельных случаях сама по себе компрессия может быть и нежелательной — если пересылаются практически несжимаемые данные, попытка сжать их приведёт к увеличению трафика. Быстрое и точное проведение анализа потока информации для определения необходимости и степени сжатия и переключения в «прозрачный режим» является предметом особой гордости разработчиков протокола V.42bis. Теперь пришло время познакомиться с новыми протоколами, тем более что модемы с поддержкой V.90 уже широко представлены на отечественном рынке, а реализация V.92 для большинства из них не потребует какой-либо модернизации аппаратной части — необходима лишь замена встроенного ПО и/или драйверов. V.90 — высокопроизводительный несимметричный «полуцифровой» протокол, позволяющий поднять скорость передачи в одну сторону до 56 Kbps. Ему предшествовали ушедший со сцены x2 (USR/3COM) и k56flex (Rockwell/Lucent), до сих пор поддерживаемый модемным оборудованием многих провайдеров. Как мы уже говорили, с помощью таких протоколов организуются несимметричные каналы передачи данных. На одном конце линии — у провайдера — устанавливается блок прямого сопряжения (иногда именуемый «цифровым модемом») с подключением к цифровому каналу, а с другой — ваш аналоговый модем. При таком соединении сигнал от провайдера большую часть расстояния передаётся в цифровом виде и только от абонентского комплекта на АТС до модема — в аналоговом. Поскольку цифроаналоговое преобразование сопряжено с меньшими потерями информации, чем аналого-цифровое, предельная пропускная способность цифрового канала (64 Kbps) понижается только до 56 Kbps (реально, как правило, до 45-53 Kbps). В обратную сторону максимальная скорость составляет 33,6 Kbps.

Соответственно, два исправных модема стандарта V.90, соединённых между собой, отнюдь не обеспечивают скорость передачи данных в 56 Kbps! Таким образом, и V.90, и его предшественник k56flex ориентированы в первую очередь на передачу информации от провайдера к абоненту и предполагают, что объем данных, пересылаемых в противоположном направлении, гораздо ниже. Тех, у кого соотношение количества передаваемой и принимаемой информации обратное, может порадовать постепенное распространение модемов с поддержкой протокола V.92. Его реализация возможна, если АТС абонента подключена к телефонной сети через цифровые каналы, а провайдер связан с ней таким же образом, то есть на участке абонент-провайдер аналого-цифровое преобразование осуществляется только один раз. При повторных сеансах связи с Internet функция QuickConnect, реализованная в V.92, позволяет ускорить установление соединения за счёт того, что при очередном дозвоне по линии, характеристики которой уже известны по предыдущим попыткам, удаётся быстрее согласовать требуемые параметры. Функция Modem-On-Hold даёт возможность временно прервать модемную сессию (например, при телефонном вызове) и автоматически восстановить связь при завершении разговора. При этом пользователь остаётся на линии (абонентам цифровах АТС знакома услуга «on-hold») и через компьютер получает уведомление о входящем голосовом вызове. Применение в протоколе V.92 алгоритма сжатия V.44 должно обеспечить улучшенную компрессию данных (до 6:1 по сравнению с максимально возможной величиной 4:1 для V.42bis и 2:1 для MNP5).

Однако утверждать что-либо конкретное можно только в отношении строго определённого типа данных: разница в объёмах пересылаемой информации при передаче компрессированного текстового файла и архива *.zip по сравнению со случаем без использования сжатия может достигать 7(!) раз. Если производительность соединения передающего и принимающего модемов практически определяется возможностями более «слабого» из них, то мешающие им факторы воздействия, в том числе и помехи, суммируются на всех участках линии от провайдера до пользователя.

Отсюда и простой вывод — в первую очередь на качество работы в Internet при коммутируемом соединении влияют техническое состояние телефонной линии и особенности конструктивного исполнения АТС. Если абонент и провайдер подключены к одной АТС, их модемы коммутируются «напрямую», то есть получается сквозное физическое соединение с наиболее широкой полосой пропускания и минимальными искажениями. В случае если АТС провайдера и абонента разные, в линию абонент-провайдер добавляется межстанционный стык. Аналого-цифровое преобразование сигнала при стыковке АТС разных типов заметно ухудшает качество связи. Так, например, на участке между декадно-шаговыми (ДШ) и координатными АТС сигнал, как правило, передаётся по линии с частотным уплотнением, и в случае расстройки оборудования возможны дополнительные частотные и фазовые искажения, приводящие к снижению скорости передачи данных. Между двумя цифровыми станциями сигналы пересылаются в цифровом виде, и искажения практически отсутствуют. Нередко на качество соединения влияют ливневые дожди и весеннее таяние снега. В этом случае кабели отсыревают, что ведёт к ослаблению сигнала и увеличению уровня помех. Проводка в доме абонента зачастую также способна внести значительный «вклад» в снижение скорости передачи данных. Если телефонный провод в помещении состоит из нескольких кусков, соединённых скрутками, концы проводов не только не пропаяны, но и не зачищены, то такие плохие контакты часто вносят в линию не только дополнительное сопротивление, но и нелинейность, являясь подобием полупроводникового диода.

Рекомендованный советским стандартом и широко применяемый ленточный провод типа «лапша» (две параллельные медные жилы в пластиковой изоляции) подвержен воздействию электромагнитных помех. Поэтому не стоит надеяться на высокую производительность связи, если из вашего окна видна АТС, на которой находится оборудование провайдера, но телефонный провод в подъезде либо в квартире проложен в непосредственной близости от силовой проводки или из соображений эстетики прибит к стене поверх провода абонентской ретрансляционной сети (радио). Учитывая тип АТС, можно приблизительно определить, какого качества Dial-Up-соединение. При всём разнообразии оборудования, используемого в телефонии, все АТС можно условно разделить на три большие группы: декадно-шаговые, координатные и цифровые.

• Декадно-шаговые (ДШ) АТС, как видно из названия, построены на шаговых искателях. Шаговый искатель (ШИ) — это переключатель, в котором подвижный контакт приводится в движение электромагнитом, последовательно «пробегающим» по фиксированным в поиске нужного.
  

Для обеспечения одного соединения используются несколько искателей из разных групп (декад), так как сотня ШИ при 17 параллельных контактах на каждом обеспечивает лишь 10-15 соединений. Из принципа работы ДШ АТС следует, что прежде чем она выполнит соединение, множество контактов проделают по несколько циклов замыкания-размыкания и создадут при этом массу импульсных помех для соседних линий. Уровень помех в самих линиях при аккуратном монтаже и хорошем качестве кабелей относительно невелик. Однако станции этого типа строились на заре телефонизации. Киевские ДШ АТС были введены в эксплуатацию в 50-х годах, и большая часть кабельного хозяйства имеет солидный возраст, кроме того, в нём значительно снижено сопротивление изоляции между жилами, есть утечка тока в землю. Это приводит к проникновению помех из соседних линий, что пагубно сказывается на качестве как голосовой связи, так и передачи данных. Хотя ДШ АТС сняты с производства в начале 70-х годов, некоторые из них все ещё в строю, в особенности за пределами Киева.

• Координатные АТС построены по иному принципу: коммутационное поле состоит из «вертикальных» и «горизонтальных» шин, замыкаемых между собой электромагнитными реле. Поэтому в процессе соединения не происходит «лишних» замыканий контактов, и уровень генерируемых импульсных помех во много раз меньше, чем на ДШ АТС. Кроме того, координатные АТС значительно новее и, как правило, их кабельное хозяйство находится в заметно лучшем состоянии. Да и технология производства кабелей тоже не стояла на месте: современные марки гораздо устойчивее к влаге и прочим неблагоприятным воздействиям, чем их предшественники. Все это позволяет добиваться более или менее приемлемых скоростей передачи данных при работе через эти АТС. В усовершенствованной координатной (квазиэлектронной) АТС коммутация осуществляется все теми же механическими контактами, но более надёжными. Этот тип станций встречается наиболее часто.
  

По сравнению с двумя предыдущими типами качество связи достаточно высокое.

• АТС, условно называемые цифровыми. Это станции, в той или иной степени использующие цифровые методы обработки сигнала и электронные методы его коммутации. Благодаря применению данных технических решений уровень помех на линиях таких АТС минимальный. Кроме того, возможен тональный набор номера и целый ряд дополнительных услуг. Исходя из вышесказанного, попробуем выработать рекомендации по выбору модема и наметим мероприятия по повышению качества работы в Internet при коммутируемом соединении. При работе абонента с цифровой АТС обеспечивается наилучшее качество передачи данных, устойчивость соединения и возможно достижение скоростей до 56 Kbps, если от АТС до провайдера сигнал доходит в цифровом виде. Обычно поддерживаются все современные протоколы связи. Хорошие результаты можно получить даже при применении дешёвых модемов малоизвестных фирм-производителей, которые в этих условиях работают ничуть не хуже более дорогих моделей. Как правило, можно сэкономить и на разнице стоимости внутреннего и внешнего модемов, предварительно убедившись, что ресурсы системы это позволяют. Тем не менее предпочтение должно отдаваться устройствам с собственным сигнальным процессором (DSP — Digital Signal Processor), например на базе чипсетов Rockwell (Conexant) либо Lucent. AMR и CNR-модемы такового не имеют. Скорость передачи данных на квазиэлектронных АТС обычно составляет 28,8 Kbps и даже выше (до 33,6 Kbps). Обрывы связи достаточно редки. В данном случае хороший модем может улучшить качество соединения, при этом существенно сэкономив ваши средства. Иначе вы будете тратить больше дорогого online-времени на просмотр и загрузку информации, чем можно получить за $20-50, сэкономленные при покупке модема. Если у вас декадно-шаговая АТС, то с мечтой о быстром соединении с провайдером вам придётся распрощаться — скорость передачи данных не превысит 21 Kbps.
  

Поднять её не поможет ни крутой модем V.92 за $250, ни жалобы на провайдера, ни обещание монтёра «почистить спиртом» контакты на местном телефонном узле. Самое лучшее, на что вы можете рассчитывать, — «только» два-три обрыва соединения в час. В некоторых случаях модем не работает вообще. Сколько-нибудь приемлемое качество передачи данных возможно при использовании дорогих профессиональных моделей. Бывают, правда, и исключения. Если здание, в котором расположен абонент, новое, то и телефонный кабель к нему, как правило, прокладывается новый. При безупречном качестве кабеля удаётся получить неплохую скорость работы на модеме средней стоимости. Дешёвые модели, как правило, на ДШ АТС не работают. Если связь неустойчивая или модемы вообще не соединяются, скорее всего, причина — в плохой проводке у абонента. Так, например, в практике авторов был случай, когда модем известной марки не мог связаться ни с одним из провайдеров. Голосовая связь при этом была вполне удовлетворительная. При проверке нашли соединение провода скруткой на входе в стену квартиры, один из проводников покрылся чёрным слоем окисла. После замены некачественного отрезка провода мы сразу смогли установить соединение на скорости 33,6 Kbps! Бывают случаи, когда не удаётся получить устойчивую связь даже с хорошим модемом. Это происходит тогда, когда и обычный телефонный разговор почти невозможен, среди помех речь не разобрать.

В этом случае высоки шансы добиться от «Укртелекома» восстановления работоспособности линии, делая упор на то, что по телефону невозможно именно разговаривать. По статистике таких фатальных случаев очень немного (не более 1%), что позволяет надеяться на радикальное устранение проблемы — замену пары проводов либо подключение к другому магистральному кабелю. Иногда вообще рекомендуется заменить «лапшу» на современный телефонный провод из витых пар зарубежного или отечественного производства. Наличие «экрана» в кабеле дополнительно позволит избежать возникающих в абонентской линии наводок. Также не советуем работать с параллельными телефонами — их лучше включать на выход модема. В итоге можно порекомендовать выполнить телефонную проводку в виде двух линий экранированного четырехпроводного кабеля. Первая будет входящей — она подключается к телефонному вводу и гнезду «линия» модема. Ко второй группе следует подсоединить выход «телефон» модема и все параллельные телефоны. Ясно, что все места в комнатах, где может быть подключён модем, должны быть оборудованы сдвоенными телефонными розетками. Тогда случайно поднятая в самый неподходящий момент трубка не приведёт к обрыву соединения. В отечественных телефонных розетках часто бывают установлены конденсаторы — их лучше удалить, они необходимы только при диагностике линии со стороны АТС при неподключенном телефоне. Вносят свои искажения в сигнал и некоторые типы офисных мини-АТС: модем лучше подключать напрямую к линии. Подытоживая всё вышесказанное, отметим, что выбор типа модема состоит из нескольких этапов, каждый из которых важен для получения окончательного результата. От правильности вашего решения зависит как сумма, которую вы потратите на модем, так и качество связи. Определите параметры вашей АТС и оцените состояние кабельного хозяйства. В наших условиях это и есть краеугольный камень всех умозаключений по поводу выбора модема. При выборе модема очень желательно проконсультироваться с Internet-провайдером. Узнайте, к какой АТС и каким образом подключён его модемный пул. В идеале он должен находиться на вашей АТС и/или соединяться с ней собственным широкополосным каналом. Хорошо также, если обе АТС — ваша и провайдера — цифровые и соединены между собой высокоскоростной линией связи.

Выбор модема и поставщика Internet-доступа должен быть сделан в комплексе.