Чем плохи наши линии и как с этим борются модемы

Телефонные линии предназначались изначально для передачи голосовых сигналов. В наш век они также активно используются пользователями компьютеров для передачи цифровых данных при помощи модемов. Во время передачи сигнала по телефонной линии он поступает из телефонного аппарата на пару проводов как непрерывная функция u(t) - напряжения от времени. Если бы телефонная связь была идеальной (к этому очень близок короткий отрезок провода, но увы, не телефонные линии), то с принимающей стороны считывался бы в точности такой же сигнал u(t). Однако, в телефонной линии имеются паразитные емкость и индуктивность, и конечное сопротивление проводов. Это приводит к затуханию сигнала, причем на разных частотах по-разному. Плюс к этому, для связи между АТС используется аппаратура уплотнения, вносящая дополнительные искажения: шумы квантования, сдвиги частот. На ухо это все воспринимается как шум и искажение тембра голоса говорящего. Наверное, многие замечали, что с разных телефонных номеров голоса ваших знакомых звучат по-разному.

Большинство пользователей соглашаются, что телефонные линии в бывшем СССР хуже, чем западные, и что это ухудшает работу модемов. Итак, в чем же именно проигрывают наши телефонные линии:

К сожалению, реально с этими проблемами бороться нельзя, но на них можно правильно реагировать. Примером неправильной реакции служат частые перетренировки линии и обрывы связи у неадаптированных под наши линии модемов. Такие модемы обычно демонстрируют следующие проблемы:

  1. <Задирание> начальной скорости соединения
  2. Неоптимальный выбор частоты несущей и скорости передачи по текущей картине SNR
  3. Неумелое переключение скоростей вверх-вниз при работе
  4. Обрыв связи при щелчках в линии
  5. Нераспознание сигнала <Занято>

Почему же эти проблемы проявляются у разных модемов по-разному, хотя они все используют одинаковые протоколы? Дело в том, что в модеме существует такая вещь, как микропрограмма (прошивка). Это код, который исполняется процессором модема, и, кроме стандартных подпрограмм, поставляемых фирмами-производителями СБИС (chipset), такими как Lucent, Motorola, Rockwell, содержит часть, которую обычно пишет разработчик конкретной модели модема. Именно эта часть определяет, локализован ли модем под данные условия. Разработчики обычно добавляют S-регистры и некоторые алгоритмы. Подробнее обо всем этом на примере факс-модема IDC рассказано далее, используя аналогию между передачей данных с максимальной эффективностью по телефонному каналу и ездой на автомобиле с максимальной скоростью:

Высокая степень адаптации модема IDC к нашей телефонии проявляется в таких его дополнителных возможностях, как КВАНТ-доработка и АОН. Остановимся подробнее: На крупных предприятиях, институтах и т.д. встречаются ведомственные квазиэлектронные АТС типа КВАНТ. Они, как правило, имеют 3-х или 4-х значные внутренние номера, но также обеспечивают связь по городским номерам за счет достаточного количества городских линий. Пользователей модемов эти АТС достают тем, что модем не может самостоятельно <снять трубку> для набора номера. Это объясняется тем, что сопротивление модема в состоянии <трубка снята> гораздо выше (а импульс тока - меньше), чем нужно АТС КВАНТ, чтобы понять, что трубку сняли. Выходят из данной ситуации пользователи следующим образом: параллельно модему ставят телефонный аппарат и <помогают> модему снять трубку. Дело в том, что когда модему нужно набрать номер, он переходит в состояние <трубка снята>, дожидается гудка <Набирайте>, и начинает импульсный набор номера - короткие замыкания-размыкания линии (слышны щелчки). Так вот, если снять трубку аппарата перед модемом, то КВАНТ распознает снятие трубки, дает гудок <Набирайте>, модем слышит его, после этого нужно успеть положить трубку на рычаг (иначе вы помешаете модему набирать номер), и модем благополучно набирает номер. Для того, чтобы модем мог дозваниваться самостоятельно, разработчиком модема IDC была предусмотрена возможность КВАНТ-доработки: за небольшую дополнительную плату в сервис-центре в модем ставят дополнительное реле и силовой резистор в 500 Ом. После этого в регистре S24 можно задать время, на которое линия замыкается (обычно 1 секунда) на это сопротивление, и модем начинает с большим успехом работать на АТС КВАНТ.

Большинство телефонных станций на территории бывшего СССР позволяют делать автоматическое определение номера (АОН) вызывающего абонента. Порядок действий следующий: в течении 1 сек после снятия трубки в ответ на входящий звонок, вы должны успеть послать запрос на посылку АОН - короткий гудок частотой 500 Гц. Услышав его, АТС присылает закодированный комбинациями по две частоты из 6 возможных последовательность цифр номера звонящего Вам абонента. Вы должны эту посылку АОН принять и расшифровать номер. Часто можно слышать посылку АОН и без запроса - это похоже на <улюлюканье> из трубки сразу после снятия. Модемы IDC умеют выполнять АОН, когда отвечают на входящий звонок. Если записать в регистр S95 для неголосовых, и S125 для голосовых моделей число 2, то при автоответе или выполнении команды ATA модем сделает АОН и выдаст номер звонящего среди других сообщений о соединении. Если у Вас работает какая-то программа в режиме автоответа (например, BitWare) и ведет журнал событий (Log file) со служебными ответами модема (типа BUSY, NO DIALTONE, CONNECT 19200 и т.д.), то в нем же Вы сможете найти строки типа CALLER'S NUMBER: 222-22-22 с номером звонившего. Если номер не определился, или определился неточно, то будет значение <UNKNOWN> или типа (222-??-?2). Эта способность модема может быть использована для CALL BACK (перевызов звонившего). Модем делает автоответ, определяет номер звонивешго, кладет трубку, сам набирает этот номер и связывается. Это может пригодиться для абонентов провайдеров, у которых поминутная оплата времени разговора, или как элемент системы безопасности, например, в банковской сети - кроме пароля, абонент идентифицируется по своему номеру телефона, определяемому АТС.