Модем — це пристрій, який знаходиться між вашою домашньою мережею та інтернет-провайдером. Ви не можете отримати доступ до всесвітньої мережі без нього, якщо ваші пристрої та інтернет-провайдер використовують різні типи сигналів для відправлення та отримання даних (якщо сказати зовсім просто, приходить телефонний сигнал, який потрібно перетворити на такий, який може бути прийнятий комп'ютером, смартфоном та іншим гаджетом). Давайте детальніше розберемося, що таке модем і для чого він потрібний.
Зміст:
- Що таке модем?
- Навіщо потрібен модем?
- Як працює модем
- Що ще робить модем?
- Що таке канал даних?
- Чи можете ви використовувати будь-який модем з підключенням до Інтернету?
- Термінологія, яка вам знадобиться
- Де можна придбати модем?
Що таке модем
Модем — це перекладач, який знаходиться між двома мережами, які, образно кажучи, спілкуються різними мовами. Вдома або в офісі він з'єднує вашу локальну мережу (LAN) із мережею інтернет-провайдера, яка, у свою чергу, підключається до інтернету. Без цього перекладача ваша домашня мережа не зможе зв'язатися з інтернет-провайдером.
Термін «модем» є скороченням від слова «модулятор/демодулятор» (той, що дотримується ритму), що і робить цей пристрій. Модуляція накладає цифрову хвилю на аналогову радіочастотну (РЧ), необхідну для відправлення даних до інтернет-мережі провайдера та прийняття інформації з неї. Демодуляція працює у зворотному порядку – вона відокремлює несучу РЧ-хвилю від цифрових даних, які може використовувати ваша домашня мережа.
Термін «модем» насамперед відноситься до модемів кабельних та цифрових абонентських ліній (DSL). Fiber використовує аналогічний пристрій для підключення вашої локальної мережі до оптоволоконного з'єднання, але виконує функції модему інакше.
Навіщо потрібен модем
Вам потрібен модем, щоб перетворити телефонний сигнал вашого інтернет-провайдера на дані, які ваші пристрої можуть зрозуміти. Кабельний та DSL-інтернет використовує несучі радіочастотні хвилі для надсилання та отримання даних. В обох випадках провайдери накладають цифрову хвилю даних на ці несучі хвилі для проходження через мережу. Модем повинен розділити ці хвилі, щоб отримати дані.
Волоконний інтернет не використовує несучі хвилі. Натомість він використовує лазерні або світлодіодні імпульси. Наприклад, одиночний імпульс перетворюється на «одиницю», а відсутність імпульсу відповідає «нулю» – двом основним одиницям даних. Більш того, ці світлові імпульси можуть сягати 96,5 км, перш ніж вони почнуть деградувати.
Ethernet використовує аналогічний метод, але для передачі даних між двома точками він використовує електричні імпульси (сигнали), а не світло. При цьому модем відправляє вилучені дані кабелю Ethernet, який отримує маршрутизатор. У свою чергу маршрутизатор відправляє дані через інші з'єднання Ethernet у вигляді електричних імпульсів. Wi-Fi-роутер виконує власну модуляцію та демодуляцію.
Чи потрібний модему роутер
Модему не потрібний маршрутизатор. Технічно, йому просто потрібне підключення до інтернету. Навпаки, маршрутизатору абсолютно необхідний модем, так як він не може зрозуміти інтернет без свого транслятора (зараз є комбіновані пристрої – 2 в 1). Однак маршрутизатор може працювати як мережевий менеджер без модему.
Нижче можна переглянути відео про те, чим відрізняється модем від маршрутизатора.
Як працює модем
Модем отримує сигнал від вашого інтернет-провайдера і витягує дані з цього сигналу. Потім модем надсилає дані через свій порт Ethernet у вигляді електричних імпульсів. З 4 типів модему оптоволокно відрізняється тим, що світлові сигнали перетворюються на одиниці та нулі – не використовуються несучі хвилі або хвилі даних.
Як працює кабельний модем
Ось що відбувається після того, як сигнал вашого провайдера входить в дім:
Крок 1: Тюнер модему приймає модульований аналоговий сигнал вашого інтернет-провайдера коаксіальним кабелем і передає його на демодулятор.
Крок 2: Демодулятор відокремлює цифрову хвилю від несучої, використовуючи квадратурну амплітудну модуляцію (QAM).
Крок 3: Демодулятор надсилає цифрову хвилю на аналого-цифровий перетворювач (АЦП).
Крок 4: АЦП перетворює цифрову хвилю на бітовий потік.
Крок 5: Модуль виправлення помилок перевіряє правильність перетворення.
Крок 6: Управління доступом до середовища (MAC) та процесор відокремлюють бітовий потік від даних цифрового телебачення, якщо це необхідно.
Крок 7: Трансивер PHY модему використовує манчестерське кодування для перетворення потоку бітів в електричні імпульси.
Крок 8: Модем передає ці імпульси кабелем Ethernet, додаючи певні напруги до мідних дротів.
Коли ви виконуєте дії у зворотному порядку, модем зрештою модулює несучу хвилю, використовуючи вашу хвилю даних, та доставляє їх на CMTS провайдера. У свою чергу, CMTS демодулює та спрямовує ваші дані в оптоволоконний інтернет. Волокно використовує для передачі даних світлодіодні і лазерні імпульси, а не несучі хвилі.
Кабельний інтернет використовує телеканали. Система термінації кабельного модему (CMTS) інтернет-провайдера доставляє низхідні сигнали на модем через канали кабельного телебачення 6 МГц, що не використовуються. Він отримує висхідні сигнали від модему по каналах кабельного телебачення 2 МГц, що не використовуються.
Як працює DSL-модем
Модеми DSL зазвичай підключаються до фільтра, який відокремлює голос від даних. Ось короткий список того, що відбувається:
Крок 1: Мультиплексор доступу DSL вашого провайдера (DSLAM) створює 247 окремих каналів, кожен шириною 4 кГц з аналоговим сигналом несучої.
Крок 2: DSLAM накладає цифрову форму хвилі на кожну несучу та надсилає її абоненту.
Крок 3: Фільтр нижніх частот абонента приймає та відокремлює частоти DSL (від 8 кГц до 1 МГц) від голосових частот.
Крок 4: Фільтр передає сигнали DSL на модем (або трансивер).
Крок 5: Гніздо RJ11 модему приймає модульовані сигнали DSL і передає їх на демодулятор.
Крок 6: Демодулятор відокремлює цифрову хвилю від несучої, використовуючи квадратурну амплітудну модуляцію.
Крок 7: Демодулятор надсилає цифрову хвилю на аналого-цифровий перетворювач (АЦП).
Крок 8: АЦП перетворює цифрову хвилю на бітовий потік.
Крок 9: Управління доступом до середовища та приймач PHY використовують манчестерське кодування для перетворення потоку бітів в електричні імпульси.
Крок 10: Модем передає ці імпульси кабелем Ethernet, прикладаючи певні напруги до мідних дротів.
Як працює оптичний мережевий термінал (ONT)
Волоконний інтернет для дому не використовує традиційний модем, а натомість використовує точку підключення та оптичний мережевий термінал. Ось як працює ONT:
Крок 1: ONT отримує світлодіодні або лазерні імпульси через своє оптоволоконне з'єднання з кінцевою точкою.
Крок 2: Управління доступом до середовища та процесор відокремлюють бітовий потік від решти даних.
Крок 3: Приймач PHY використовує манчестерське кодування для перетворення потоку бітів в електричні імпульси.
Крок 4: ONT передає ці імпульси кабелем Ethernet, прикладаючи певні напруги до мідних дротів. Для передачі даних назад інтернет-провайдеру ONT включає та вимикає діод, сигналізуючи одиниці та нулі.
Як працює супутниковий модем
Залежно від установки супутниковий модем підключається до вашої супутникової антени за допомогою одного або двох коаксіальних кабелів. Ось що відбувається, коли модем отримує дані із супутникової антени:
Крок 1: Малошумний блоковий понижувальний перетворювач (LNB) на вашій супутниковій антені посилає сигнал коаксіальним кабелем на ваш модем.
Крок 2: Аналоговий тракт усередині модему перетворює всі отримані сигнали в сигнал проміжної частоти (ПЧ) для використання демодулятором. Потім він пропускає сигнал через згладжуючий фільтр (AAF) і здійснює вибірку.
Крок 3: Демодулятор відокремлює цифровий сигнал від аналогової несучої на основі ПЧ.
Крок 4: Аналого-цифровий перетворювач перетворює цифрову хвилю на бітовий потік.
Крок 5: Декодер прямого виправлення помилок (FEC) видаляє штучну надмірність потоку бітів. Ця надмірність допомогла зменшити кількість помилок під час передачі.
Крок 6: Диференціальний кодер видаляє модуляцію, яка не дозволяла одиницям та нулям помінятись місцями під час передачі.
Крок 7: Дескремблер повертає всі одиниці та нулі у логічному порядку. Скремблювання даних оптимізує лише розсіювання енергії.
Крок 8: Демультиплексор розбиває один мультиплексований бітовий потік на кілька потоків, якщо це необхідно.
Крок 9: Управління доступом до середовища та трансівер PHY використовують манчестерське кодування для перетворення бітового потоку (потоків) в електричні імпульси.
Крок 10: Модем передає ці імпульси кабелем Ethernet, прикладаючи певні напруги до мідних дротів. Передавальна частина супутникового модему працює у зворотному порядку.
Деякі супутникові модеми не мають модулятора. Натомість вони покладаються на з'єднання DSL або місцеву телефонну мережу загального користування (ТМЗК) для завантаження даних.
Що ще робить модем
Типовий автономний модем лише перекладає. Але бездротовий шлюз поєднує модем з маршрутизатором, так що він одночасно і транслятор, і мережевий менеджер. Зараз звернемо увагу на специфікації інтерфейсу передачі даних з кабелю (DOCSIS). DOCSIS – це стандарт, розроблений CableLabs та іншими компаніями, який дозволяє провайдерам кабельного телебачення відправляти та отримувати інтернет-дані по телеканалах, що не використовуються.
Ось різні версії DOCSIS, випущені за ці роки:
| Версія | Дата виходу | Максимальна пропускна здатність низхідного потоку | Максимальна пропускна здатність висхідного потоку |
| 1.0 | 1996 р. | 40 Мбіт/с | 10 Мбіт/с |
| 1.1 | 1999 р. | 40 Мбіт/с | 10 Мбіт/с |
| 2.0 | 2001 р. | 40 Мбіт/с | 30 Мбіт/с |
| 3.0 | 2006 р. | 1000 Мбіт/с | 200 Мбіт/с |
| 3.1 | 2013 р. | 10000 Мбіт/с | 1000–2000 Мбіт/с |
| 4.0 | 2019 р. | 10000 Мбіт/с | 6000 Мбіт/с |
Як показано в таблиці, вам потрібен кабельний модем на основі DOCSIS 3.0 або новіший, щоб отримати гігабітне з'єднання.
Що таке канал даних
Канал даних – це встановлена частота, яка використовується для завантаження або вивантаження даних у CMTS провайдера кабельного інтернету та навпаки. Як правило, кабельні модеми підтримують більше низхідних каналів, ніж висхідних. Що більше низхідних каналів підтримує модем, то більше мегабітів ви можете завантажувати кожну секунду. Наприклад, модем у списку 4×4 означає, що він має рівну кількість низхідних та висхідних каналів. Модем 32×8 має 32 низхідних канали і лише 8 висхідних. Версія DOCSIS також застосовується з погляду швидкості. Модем 32×8 на основі DOCSIS 3.0 має максимальну швидкість завантаження 1400 Мбіт/с, а DOCSIS 3.1 – 10 000 Мбіт/с.
Чи можете ви використовувати будь-який модем з підключенням до Інтернету
Ні, ви не можете використовувати будь-який модем. Як описано вище, ви не можете використовувати ні кабельний модем із DSL-підключенням, ні DSL-модем із оптоволоконним підключенням. Ваш провайдер зазвичай надає правильний модем для вашого типу Інтернету.
Термінологія яка вам знадобиться
Термінальна система кабельного модему (CMTS). CMTS є посередником між Інтернетом та модемом клієнта. Він одночасно обробляє кілька модемів і відповідає за призначення загальнодоступних IP-адрес будь-якого пристрою, підключеного до Ethernet-порту модему.
На стороні мережі CMTS включає порти Ethernet, які підключаються до маршрутизаторів провайдера. На стороні, зверненій до клієнта, CMTS використовує РЧ-роз'єм для відправки модулованих несучих по гібридному оптоволоконному коаксіальному кабелю. Ці хвилі поширюються по мережі зони обслуговування, доки не досягнуть модему клієнта.
Мультиплексор доступу до цифрової абонентської лінії (DSLAM). DSLAM знаходиться між усіма модемами DSL у зоні обслуговування та мережею інтернет-провайдера. Він перетворює висхідні електричні сигнали в бітові потоки і об'єднує їх всі разом в єдине з'єднання – низхідний потік являє собою зворотний процес. Модулі DSLAM зазвичай знаходяться у точках розподілу або у місцевих телефонних операторів.
Проміжна частота. Проміжні частоти розташовуються між основною частотою та несучою частотою. Ці частоти дозволяють модему підтримувати різних супутникових інтернет-провайдерів без необхідності в обладнанні, яке підтримує всі можливі частоти несучої.
Манчестерське кодування сигналів. Цей формат визначає спосіб представлення двійкових одиниць та нулів у електричній формі. Драйвер пристрою створює блок даних (кадр), який потім перетворюється на електричний сигнал мережевими схемами, що використовують цей формат.
Керування доступом до середовища (MAC). MAC управляє тим, як дані переміщуються між двома точками в мережі. Він призначає адресу для кожного пристрою, щоб вони могли спілкуватися один з одним. Він також контролює апаратне забезпечення, що відповідає за зв'язок у мережі, чи то дротовий, бездротовий чи оптичний.
Блок оптичної мережі (ONU). У той час як оптичний мережевий термінал є «модемом» кінцевого користувача в будинку або офісі, оптичний мережевий блок знаходиться зовні. Він підключений безпосередньо до оптоволоконної мережі провайдера та перетворює світлові імпульси на електричні сигнали. Зазвичай він підключається до розгалужувача, який забезпечує підключення до Інтернету через коаксіальний, оптоволоконний або телефонний кабель у кілька будинків та підприємств.
Термінал оптичної лінії (OLT). Термінал оптичної лінії — це пристрій, який є кінцевою точкою в PON. Він змінює сигнали, що розповсюджуються провайдером оптоволоконного інтернету, щоб вони відповідали частотам та кадруванню, використовуваним підключеними PON. Він також координує мультиплексування (об'єднання аналогових та цифрових сигналів) між пристроями ONT.
Пасивна оптична мережа (PON). Пасивна оптична мережа — це термін, який використовується для опису інфраструктури оптоволоконної мережі, встановленої в районі. Він використовує схему «точка-багатоточка» для подачі оптоволоконного інтернету в кілька будинків та офісів. Компонування зазвичай складається з ONU, оптичних розгалужувачів та ONT.
Квадратурна амплітудна модуляція (QAM). QAM — це ефективне використання даних в обмеженій смузі пропускання. По суті, він упорядковує передачу даних, тому всі дані приймаються одночасно, споживаючи всю доступну смугу пропускання. Ось кілька прикладів:
- 8QAM – 3 біти на символ або 8 різних станів;
- 16QAM – 4 біти на символ або 16 різних станів;
- 64QAM – 6 біт на символ або 64 різних станів;
- 256QAM – 8 біт на символ або 256 різних станів.
Символ – це тип сигналу, що представляє окремі біти. Наприклад, дані передаються по мідних дротах за допомогою імпульсів напруги. Кожен високий імпульс є двійковою одиницю, а кожен низький імпульс (або відсутність імпульсу) перетворюється на нуль. Ці високі та низькі імпульси є символами.
Фізичний рівень (PHY). Фізичний рівень є першим (і нижнім) рівнем у моделі взаємодії відкритих систем (OSI) для комп'ютерних мереж і має справу з фізичними з'єднаннями.
Де можна придбати модем
У нас у магазині Артлайн ви можете купити необхідний модем. Також у нас великий асортимент мережевого обладнання: маршрутизатори, комутатори, медіаконвертери, мережеві карти, адаптери, трансивери та інше. Для вас працюють найкращі фахівці з багаторічним досвідом, які готові зібрати персональний ПК. Якщо вам складно визначитися з вибором або потрібна безкоштовна консультація, можете звернутися до чату, який знаходиться на сайті або зателефонувати на один з номерів нижче.
м. Київ, вул. Кирилівська, 104
- (080) 033-10-06
- (044) 338-10-06
- (066) 356-10-01
- (097) 356-10-01
- (063) 356-10-01