Модем — это устройство, которое находится между вашей домашней сетью и интернет-провайдером. Вы не можете получить доступ к всемирной сети без него, если ваши устройства и интернет-провайдер используют разные типы сигналов для отправки и получения данных (если сказать совсем просто, приходит телефонный сигнал, который нужно преобразовать в такой, который может быть принят компьютером, смартфоном и другим гаджетом). Давайте детальнее разберемся, что такое модем и зачем он нужен.
Содержание:
- Что такое модем?
- Зачем нужен модем?
- Как работает модем
- Что еще делает модем?
- Что такое канал данных?
- Можете ли вы использовать любой модем с подключением к Интернету?
- Терминология, которая вам пригодится
- Где можно приобрести модем?
Что такое модем
Модем — это переводчик, который находится между двумя сетями, которые, образно говоря, «общаются на разных языках». Дома или в офисе он соединяет вашу локальную сеть (LAN) с сетью интернет-провайдера, которая, в свою очередь, подключается к интернету. Без этого переводчика ваша домашняя сеть не сможет связаться с интернет-провайдером.
Термин «модем» является сокращением от слова «модулятор/демодулятор» (соблюдающий ритм), что и делает данное устройство. Модуляция накладывает цифровую волну на аналоговую радиочастотную (РЧ), необходимую для отправки данных в интернет-сеть провайдера и принятия информации из нее. Демодуляция работает в обратном порядке – она отделяет несущую РЧ-волну от цифровых данных, которые может использовать ваша домашняя сеть.
Термин «модем» в первую очередь относится к модемам кабельных и цифровых абонентских линий (DSL). Fiber использует аналогичное устройство для подключения вашей локальной сети к оптоволоконному соединению, но выполняет функции модема по-другому.
Зачем нужен модем
Вам нужен модем, чтобы преобразовать телефонный сигнал вашего интернет-провайдера в данные, которые ваши устройства могут понять. Кабельный и DSL-интернет использует несущие радиочастотные волны для отправки и получения данных. В обоих случаях провайдеры накладывают цифровую волну данных на эти несущие волны для прохождения через свою сеть. Модем должен разделить эти волны, чтобы извлечь данные.
Волоконный интернет не использует несущие волны. Вместо этого он использует лазерные или светодиодные импульсы. Например, одиночный импульс преобразуется в «единицу», а отсутствие импульса соответствует «нулю» - двум основным единицам данных. Более того, эти световые импульсы могут достигать 96,5 км, прежде чем они начнут деградировать.
Ethernet использует аналогичный метод, но для передачи данных между двумя точками он использует электрические импульсы (сигналы), а не свет. При этом модем отправляет извлеченные данные по кабелю Ethernet, который получает маршрутизатор. В свою очередь, маршрутизатор отправляет данные через другие соединения Ethernet в виде электрических импульсов. Wi-Fi-роутер выполняет собственную модуляцию и демодуляцию.
Нужен ли модему роутер
Модему не нужен маршрутизатор. Технически, ему просто нужно подключение к интернету. Напротив, маршрутизатору абсолютно необходим модем, так как он не может понять интернет без своего транслятора (сейчас есть комбинированные устройства – 2 в 1). Однако маршрутизатор может работать как сетевой менеджер без модема.
Ниже можно посмотреть видео о том, чем отличается модем от маршрутизатора.
Как работает модем
Модем получает сигнал от вашего интернет-провайдера и извлекает данные из этого сигнала. Затем модем отправляет данные через свой порт Ethernet в виде электрических импульсов. Из 4 типов модема оптоволокно отличается тем, что световые сигналы преобразуются в единицы и нули – не используются несущие волны или волны данных.
Как работает кабельный модем
Вот что происходит после того, как сигнал вашего провайдера входит в дом:
Шаг 1: Тюнер модема принимает модулированный аналоговый сигнал вашего интернет-провайдера по коаксиальному кабелю и передает его на демодулятор.
Шаг 2: Демодулятор отделяет цифровую волну от несущей, используя квадратурную амплитудную модуляцию (QAM).
Шаг 3: Демодулятор посылает цифровую волну на аналого-цифровой преобразователь (АЦП).
Шаг 4: АЦП преобразует цифровую волну в битовый поток.
Шаг 5: Модуль исправления ошибок проверяет правильность преобразования.
Шаг 6: Управление доступом к среде (MAC) и процессор отделяют битовый поток от данных цифрового телевидения, если это необходимо.
Шаг 7: Трансивер PHY модема использует манчестерское кодирование для преобразования потока битов в электрические импульсы.
Шаг 8: Модем передает эти импульсы по кабелю Ethernet, добавляя определенные напряжения к медным проводам.
Когда вы выполняете действия в обратном порядке, модем в конечном итоге модулирует несущую волну, используя вашу волну данных, и доставляет их на CMTS провайдера. В свою очередь, CMTS демодулирует и направляет ваши данные в оптоволоконный интернет. Волокно использует для передачи данных светодиодные и лазерные импульсы, а не несущие волны.
Кабельный интернет использует телеканалы. Система терминации кабельного модема (CMTS) интернет-провайдера доставляет нисходящие сигналы на модем через неиспользуемые каналы кабельного телевидения 6 МГц. Он получает восходящие сигналы от модема по неиспользуемым каналам кабельного телевидения 2 МГц.
Как работает DSL-модем
Модемы DSL обычно подключаются к фильтру, который отделяет голос от данных. Вот краткий список того, что происходит:
Шаг 1: Мультиплексор доступа DSL вашего провайдера (DSLAM) создает 247 отдельных каналов, каждый шириной 4 кГц с аналоговым сигналом несущей.
Шаг 2: DSLAM накладывает цифровую форму волны на каждую несущую и отправляет ее абоненту.
Шаг 3: Фильтр нижних частот абонента принимает и отделяет частоты DSL (от 8 кГц до 1 МГц) от голосовых частот.
Шаг 4: Фильтр передает сигналы DSL на модем (или трансивер).
Шаг 5: Гнездо RJ11 модема принимает модулированные сигналы DSL и передает их на демодулятор.
Шаг 6: Демодулятор отделяет цифровую волну от несущей, используя квадратурную амплитудную модуляцию.
Шаг 7: Демодулятор посылает цифровую волну на аналого-цифровой преобразователь (АЦП).
Шаг 8: АЦП преобразует цифровую волну в битовый поток.
Шаг 9: Управление доступом к среде и приемопередатчик PHY используют манчестерское кодирование для преобразования потока битов в электрические импульсы.
Шаг 10: Модем передает эти импульсы по кабелю Ethernet, прикладывая определенные напряжения к медным проводам.
Как работает оптический сетевой терминал (ONT)
Волоконный интернет для дома не использует традиционный модем, а вместо этого использует точку подключения и оптический сетевой терминал. Вот как работает ONT:
Шаг 1: ONT получает светодиодные или лазерные импульсы через свое оптоволоконное соединение с конечной точкой.
Шаг 2: Управление доступом к среде и процессор отделяют битовый поток от всех остальных данных.
Шаг 3: Приемопередатчик PHY использует манчестерское кодирование для преобразования потока битов в электрические импульсы.
Шаг 4: ONT передает эти импульсы по кабелю Ethernet, прикладывая определенные напряжения к медным проводам. Для передачи данных обратно интернет-провайдеру ONT включает и выключает диод, сигнализируя единицы и нули.
Как работает спутниковый модем
В зависимости от установки спутниковый модем подключается к вашей спутниковой антенне с помощью одного или двух коаксиальных кабелей. Вот что происходит, когда модем получает данные со спутниковой антенны:
Шаг 1: Малошумящий блочный понижающий преобразователь (LNB) на вашей спутниковой антенне посылает сигнал по коаксиальному кабелю на ваш модем.
Шаг 2: Аналоговый тракт внутри модема преобразует все полученные сигналы в сигнал промежуточной частоты (ПЧ) для использования демодулятором. Затем он пропускает сигнал через сглаживающий фильтр (AAF) и производит выборку.
Шаг 3: Демодулятор отделяет цифровой сигнал от аналоговой несущей на основе ПЧ.
Шаг 4: Аналого-цифровой преобразователь преобразует цифровую волну в битовый поток.
Шаг 5: Декодер прямого исправления ошибок (FEC) удаляет искусственную избыточность из потока битов. Эта избыточность помогла уменьшить количество ошибок при передаче.
Шаг 6: Дифференциальный кодер удаляет модуляцию, которая не позволяла единицам и нулям поменяться местами во время передачи.
Шаг 7: Дескремблер возвращает все единицы и нули в логическом порядке. Скремблирование данных оптимизирует только рассеивание энергии.
Шаг 8: Демультиплексор разбивает один мультиплексированный битовый поток на несколько потоков, если это необходимо.
Шаг 9: Управление доступом к среде и трансивер PHY используют манчестерское кодирование для преобразования битового потока (потоков) в электрические импульсы.
Шаг 10: Модем передает эти импульсы по кабелю Ethernet, прикладывая определенные напряжения к медным проводам. Передающая часть спутникового модема работает в обратном порядке.
Некоторые спутниковые модемы не имеют модулятора. Вместо этого они полагаются на соединение DSL или местную телефонную сеть общего пользования (ТСОП) для загрузки данных.
Что еще делает модем
Типичный автономный модем только переводит. Но беспроводной шлюз сочетает в себе модем с маршрутизатором, так что он одновременно и транслятор, и сетевой менеджер. Сейчас обратим внимание на спецификации интерфейса передачи данных по кабелю (DOCSIS). DOCSIS — это стандарт, разработанный CableLabs и другими компаниями, который позволяет провайдерам кабельного телевидения отправлять и получать интернет-данные по неиспользуемым телеканалам.
Вот различные версии DOCSIS, выпущенные за эти годы:
| Версия | Дата выхода | Максимальная пропускная способность нисходящего потока | Максимальная пропускная способность восходящего потока |
| 1.0 | 1996 г. | 40 Мбит/с | 10 Мбит/с |
| 1.1 | 1999 г. | 40 Мбит/с | 10 Мбит/с |
| 2.0 | 2001 г. | 40 Мбит/с | 30 Мбит/с |
| 3.0 | 2006 г. | 1000 Мбит/с | 200 Мбит/с |
| 3.1 | 2013 г. | 10000 Мбит/с | 1000–2000 Мбит/с |
| 4.0 | 2019 г. | 10000 Мбит/с | 6000 Мбит/с |
Как показано в таблице, вам нужен кабельный модем на основе DOCSIS 3.0 или новее, чтобы получить гигабитное соединение.
Что такое канал данных
Канал данных — это установленная частота, используемая для загрузки или выгрузки данных в CMTS провайдера кабельного интернета и обратно. Как правило, кабельные модемы поддерживают больше нисходящих каналов, чем восходящих. Чем больше нисходящих каналов поддерживает модем, тем больше мегабитов вы можете скачивать каждую секунду. Например, модем в списке 4×4 означает, что он имеет равное количество нисходящих и восходящих каналов. Модем 32×8 имеет 32 нисходящих канала и только 8 восходящих. Версия DOCSIS также применима с точки зрения скорости. Модем 32×8 на основе DOCSIS 3.0 имеет максимальную скорость загрузки 1400 Мбит/с, а DOCSIS 3.1 - 10 000 Мбит/с.
Можете ли вы использовать любой модем с подключением к Интернету
Нет, вы не можете использовать любой модем. Как описано выше, вы не можете использовать ни кабельный модем с DSL-подключением, ни DSL-модем с оптоволоконным подключением. Ваш провайдер обычно предоставляет правильный модем для вашего типа интернета.
Терминология которая вам пригодится
Терминальная система кабельного модема (CMTS). CMTS служит посредником между Интернетом и модемом клиента. Он одновременно обрабатывает несколько модемов и отвечает за назначение общедоступных IP-адресов любому устройству, подключенному к Ethernet-порту модема.
На стороне сети CMTS включает в себя порты Ethernet, которые подключаются к маршрутизаторам провайдера. На стороне, обращенной к клиенту, CMTS использует РЧ-разъемы для отправки модулированных несущих по гибридному оптоволоконному коаксиальному кабелю. Эти волны распространяются по сети зоны обслуживания, пока не достигнут модема клиента.
Мультиплексор доступа к цифровой абонентской линии (DSLAM). DSLAM находится между всеми модемами DSL в зоне обслуживания и сетью интернет-провайдера. Он преобразует восходящие электрические сигналы в битовые потоки и объединяет их все вместе в единое соединение — нисходящий поток представляет собой обратный процесс. Модули DSLAM обычно находятся в точках распределения или у местных телефонных операторов.
Промежуточная частота. Промежуточные частоты располагаются между основной частотой и несущей частотой. Эти частоты позволяют модему поддерживать различных спутниковых интернет-провайдеров без необходимости в оборудовании, поддерживающем все возможные частоты несущей.
Манчестерское кодирование сигналов. Этот формат определяет способ представления двоичных единиц и нулей в электрической форме. Драйвер устройства создает блок данных (кадр), который затем преобразуется в электрический сигнал сетевыми схемами, использующими этот формат.
Управление доступом к среде (MAC). MAC управляет тем, как данные перемещаются между двумя точками в сети. Он назначает адрес каждому устройству, чтобы они могли общаться друг с другом. Он также контролирует аппаратное обеспечение, отвечающее за связь в сети, будь то проводная, беспроводная или оптическая.
Блок оптической сети (ONU). В то время как оптический сетевой терминал служит «модемом» конечного пользователя в доме или офисе, оптический сетевой блок находится снаружи. Он подключен непосредственно к оптоволоконной сети провайдера и преобразует световые импульсы в электрические сигналы. Обычно он подключается к разветвителю, который обеспечивает подключение к Интернету через коаксиальный, оптоволоконный или телефонный кабель в несколько домов и предприятий.
Терминал оптической линии (OLT). Терминал оптической линии — это устройство, которое служит конечной точкой в PON. Он изменяет сигналы, распространяемые провайдером оптоволоконного интернета, чтобы они соответствовали частотам и кадрированию, используемым подключенными PON. Он также координирует мультиплексирование (объединение аналоговых и цифровых сигналов) между устройствами ONT.
Пассивная оптическая сеть (PON). Пассивная оптическая сеть — это термин, используемый для описания инфраструктуры оптоволоконной сети, установленной в районе. Он использует схему «точка-многоточка» для подачи оптоволоконного интернета в несколько домов и офисов. Компоновка обычно состоит из ONU, оптических разветвителей и ONT.
Квадратурная амплитудная модуляция (QAM). QAM — это эффективное использование передачи данных в ограниченной полосе пропускания. По сути, он упорядочивает передачу данных, поэтому все данные не принимаются одновременно, потребляя всю доступную полосу пропускания. Вот несколько примеров:
- 8QAM — 3 бита на символ или 8 различных состояний;
- 16QAM — 4 бита на символ или 16 различных состояний;
- 64QAM — 6 бит на символ или 64 различных состояния;
- 256QAM — 8 бит на символ или 256 различных состояний.
Символ — это тип сигнала, представляющий отдельные биты. Например, данные передаются по медным проводам с помощью импульсов напряжения. Каждый высокий импульс представляет собой двоичную единицу, а каждый низкий импульс (или отсутствие импульса) преобразуется в ноль. Эти высокие и низкие импульсы являются символами.
Физический уровень (PHY). Физический уровень является первым (и нижним) уровнем в модели взаимодействия открытых систем (OSI) для компьютерных сетей и имеет дело с физическими соединениями.
Где можно приобрести модем
У нас в магазине Артлайн вы можете купить необходимый модем. Также у нас большой ассортимент сетевого оборудования: маршрутизаторы, коммутаторы, медиаконвертеры, сетевые карты, адаптеры, трансиверы и прочее. Для вас работают лучшие специалисты с многолетним опытом, которые готовы собрать персональный ПК. Если вам сложно определиться с выбором или нужна бесплатная консультация можете обратиться в чат, который находится на сайте или позвонить на один из номеров ниже.
г. Киев, ул. Кирилловская, 104
- (080) 033-10-06
- (044) 338-10-06
- (066) 356-10-01
- (097) 356-10-01
- (063) 356-10-01