Для подключения персональных компьютеров к сети порой используется телефонная или инфраструктура кабельного телевидения. Хотя, в последнее время такой метод подключения сходит на нет из-за масштабного внедрения беспроводных технологий и GPON.
Для расшифровки полученного сигнала перед пользовательским ПК или роутером устанавливают модем. То самое касается передачи данных беспроводным способом: через вышки операторов мобильной связи. Рассмотрим подробнее, что собой представляют модемы, как работают и какими бывают.
Что такое модем и зачем он нужен
Модем – англоязычный термин, происходящий от объединения сокращений МОдуляция-ДЕМодуляция.
- Первый процесс заключается в изменении параметров несущего сигнала – совмещении цифрового сигнала с аналоговой радиоволной для передачи информации провайдеру.
- Второй – это отделение несущей радиоволны от цифровой информации – преобразовывает получаемый от провайдера по беспроводному интерфейсу или кабельной инфраструктуре сигнал в понятный оборудованию (сетевой карте, роутеру). Это необходимо для принятия пакетов данных от провайдера.
Модем нужен для решения двух задач: модуляции и демодуляции сигналов. Он устанавливается перед компьютером / роутером – между ним и оборудованием провайдера.
При использовании оптоволоконных линий связи несущие волны не применяют. Функции модуляции-демодуляции в таком случае выполняет модем, называемый терминалом, но происходит это иначе.
Как устроен модем и принцип работы устройств
Для понимания принципов работы устройства придётся вспомнить курс физики, в частности, радиоволны.
Устройство
Под корпусом прибора скрываются:
- Плата с микропроцессором или несколькими – это миниатюрный процессор. Он принимает поступающую на вход информацию, обрабатывает её в соответствии с заложенными в памяти алгоритмами и отправляет на выход, откуда та поступает на компьютер или к провайдеру.
- Небольшой по меркам компьютера объём оперативной памяти (не превышает 1 ГБ) – нужен для временного хранения, буферизации обрабатываемых данных.
- Постоянная память (ROM) – хранит инструкции для микропроцессора, его прошивку, данные о поддерживаемых протоколах. Для смены прошивки применяют флеш-память.
- Энергозависимая память – хранит настройки устройства.
- Преобразователи сигналов: аналого-цифровой АЦП и цифро-аналоговый ЦАП.
- Устройство набора номера – отвечает за сопряжение модулятора-демодулятора с сетью.
Модулятор-демодулятор имеет два типа интерфейсов:
- Цифровой – обычно RJ-45 для подключения к сетевой плате компьютера или роутеру.
- Аналоговый – у старых моделей для телефонной линии это были RJ-11, у беспроводных разнообразие интерфейсов огромно. Это и разъёмы для подключения в внешней антенне, и сами встроенные антенны для приёма / передачи сигнала от / к провайдеру.
Модулятор-демодулятор имеет два типа интерфейсов:
- Цифровой – RJ-45 для подключения к сетевой плате ПК или роутеру.
- Аналоговый – у старых были RJ-11, у беспроводных это разные интерфейсы для подключения к внешней антенне, если в устройстве нет встроенной.
Как работает модем
Полученный сигнал – базовую или несущую синусоиду прибор обрабатывает посредством амплитудно-фазовой модуляции – меняет фазу (сдвигает) и высоту радиоволны.
Модулированный и немодулированный сигналы сменяют друг друга, чем кодируются биты информации – символы. Частоту их смены называют символьной скоростью. При смене одного символа другим меняются амплитуда и фаза радиосигнала, но это происходит не мгновенно, а с символьной скоростью.
Модем превращает получаемый от:
- Компьютера/роутера цифровой сигнал в аналоговый путём модуляции – совмещения аналоговой и цифровой составляющих – для передачи по кабельной линии или в виде радиоволны по беспроводному каналу.
- Провайдера аналоговый сигнал в цифровой путём демодуляции, передаёт его сетевой плате компьютера либо роутеру.
Разновидности модемов
Существую разные критерии классификации модемов. Часть устройств устаревшие, и в данный момент не используются.
В плане конструкции модуляторы-демодуляторы бывают:
- Внутренними – устанавливаются в разъём материнской платы (вышли из обихода).
- Внешними – USB-устройство в компактном корпусе.
- Интегрированными – модем является компонентом ноутбука или составного устройства, например, комбинируется с Wi-Fi-роутером.
Отдельно выделим две категории 3G/4G-модемов: с возможностью подключения внешней антенны и без неё или – обычно со встроенными антеннами.
В зависимости от типа обрабатываемого сигнала оборудование бывает:
- Аналоговым – применяется при использовании телефонных линий в качестве интерфейса для передачи данных по технологии ADSL. Она вытеснена 3G/4G.
- Кабельным – работает с цифровым сигналом, передаваемым по кабельной инфраструктуре поставщиков услуг телевещания.
- PowerLine – применяют при передачи информации по кабелям проводной электрической сети.
- Радио-модемы – позволяют пользоваться беспроводным интернетом на компьютере / ноутбуке.
Последние в свою очередь делят на:
- Спутниковые – нужны для обработки ретранслируемого со спутника сигнала.
- Условно беспроводные – для работы используют протоколы сотовой связи (2G/3G/4G) – самые распространённые.
Беспроводные устройства также классифицируют по технологии доступа к интернету:
- CDMA – устаревшие модемы для доступа к сети с кодовым разделением. Теоретическая скорость в идеальных условиях не превышает 73,5 Мбит/с.
- GSM или 2G – устаревшая технология.
- 3G-модемы – устройства третьего поколения мобильного интернета понемногу заменяются 4G. Пропускная способность сети не превышает 10 Мбит/с.
- 4G (LTE) – высокоскоростные модемы для сетей 4-го поколения. Могут работать в отдалении от базовой станции до 19,7 км в зависимости от частоты вещания. Обеспечивают входящую скорость до 300 Мбит/с.
- 5G – устройства для работы в сверхскоростных беспроводных сетях. В одном корпусе совмещаются с 3G/4G-модемами.
Кроме того, существует ещё несколько разновидностей устаревших модуляторов-демодуляторов.
Ныне наиболее распространены беспроводные радиомодемы 3G/4G. Благодаря ним жители окраин, отдалённых от города населённых пунктов и дачных поселков могут пользоваться интернетом на компьютере или ноутбуке. Модели со встроенной антенной и аккумулятором позволяют оставаться на связи на природе вдалеке от источника питания: дача, отдых, туристический поход, рыбалка.
На что обратить внимание при выборе модема
При покупке модема обычно подразумевают устройство, поддерживающее стандарты 4G или 3G/4G. Сети 5G только на старте своего развития, а остальные разновидности модуляторов-демодуляторов устарели, поэтому будем ориентироваться преимущественно на них.
Тип сети
Собственно, устройство должно уметь обрабатывать тип сигнала, с которым планируете работать. Для дачи, если живёте или работаете за городом, стоит брать комбинированную модель 3G/4G.
Поддерживаемые операторы
Убедитесь, что выбранный модем работает с SIM-картами всех нужных вам сотовых операторов, ведь встречаются модели, прошитые под конкретного оператора. Их должно быть минимум два: вдруг в сети одного случится форс-мажорная ситуация или забудете пополнить счёт – не останетесь без интернета.
Скорость передачи данных
Больше – лучше, но дороже. Ориентируйтесь на удалённость от базовой станции, скорость у соседей, собственные потребности, но помните о двух вещах:
- перспектива – берите с запасом;
- реальная скорость будет на десятки процентов, а порой в разы, ниже заявленной.
Форм-фактор.
Обычно модемы чуть больше флешки, помещаются в карман одежды, занимают минимум места. Модели побольше могут оснащаться дисплеем, кнопками для управления (настройки без подключения к ПК), местом для подключения аккумулятора (обычно им не комплектуются). Подключаются через USB.
Питание
Почти все компактные модемы питаются от USB, а модели со встроенным роутером – от сети через поставляемый блок питания. В дороге или на природе такое устройство бесполезно.
Особенности прошивки
Удобство работы могут повысить:
- функции проверки счёта из самого модема;
- ручного выбора и фиксации сети: 3G или 4G;
- автоматическая перезагрузка при подвисании;
- индикация уровня сигнала.
Разъём для антенны
При работе вне городской среды он будет полезным, но придётся докупить переходник для подключения к внешней антенне и её саму.
Модем необходим для превращения поступающего от провайдера радиосигнала в понятную для сетевой платы компьютера форму и обратно при отправке информации из ПК на маршрутизаторы поставщика услуг.