Модемы для аналоговых каналов связи

Первоначально аналоговый модем был предназначен для функций:

– при передаче для преобразования широкополосных импульсов (цифрового кода) в узкополосные аналоговые сигналы);

– при приеме для фильтрации принятого сигнала от помех и его детектирования, то есть обратного преобразования узкополосного аналогового сигнала в цифровой код.

Преобразование, выполняемое при передаче данных, обычно связано с их модуляцией.

Модуляция – это изменение какого-либо параметра сигнала в канале связи (модулируемого сигнала) в соответствии с текущими значениями передаваемых данных (модулирующего сигнала).

Демодуляция – это обратное преобразование модулированного сигнала (возможно, искаженного помехами при прохождении в канале связи) в модулирующий сигнал. В современных модемах встречаются четыре вида модуляции:

– частотная – FSK (Frequence Shift Keying);

– фазовая – PSK (Phase Shift Keying);

– импульсно-кодовая PCM (Pulse Code Modulation);

– квадратурная амплитудная – QAM (Quadrature Amplitude Modulation).

При частотной модуляции в соответствии с текущими значениями модулирующего сигнала (передаваемых данных) изменяется частота физического сигнала (обычно синусоидального) при неизменной его амплитуде. В простейшем случае значениям первого и нулевого битов данных соответствуют два значения частот, например, 980 Гц и 1180 Гц, как было принято в одном из первых протоколов V.21 передачи данных. Частотная модуляция весьма помехоустойчива, так как при передаче искажается обычно лишь амплитуда сигнала.

При фазовой модуляции модулируемым параметром является фаза сигнала при неизменных частоте и амплитуде; помехоустойчивость высокая.

При импульсно-кодовой модуляции при изменении модулирующего сигнала меняется количество импульсов, помехоустойчивость высокая.

При чистой амплитудной модуляции сигнала его защищенность от помех крайне низкая, поэтому применяют более помехоустойчивую, но и более сложную квадратурную амплитудную модуляцию, при которой в такт передаваемым данным изменяются одновременно и фаза, и амплитуда сигнала.

Скорость передачи информации, а ее предельно допустимое значение для данного канала называют емкостью канала, относится к фундаментальным понятиям теории связи, она служит одной из главных характеристик канала передачи информации. Оценка скорости передачи информации и предельных возможностей канала связи представляет большой практический и теоретический интерес.