Модемы и модемные протоколы: описание и настройка

Дмитрий Лаптев, 

Как выжать из модема максимальную скорость соединения? Общие приемы настройки. Описание скоростных модемных простоколов v.92 и v44.

Когда больше полутора лет тому назад появились новые модемные протоколы — v.92 и v.44, мало кто сомневался, что до повсеместного перехода на них потребуется несколько месяцев, от силы — полгода. Ведь основная работа по адаптации старых модемов и провайдерских серверов состоит в обновлении прошивок и драйверов. То есть программной части, которая и без каких-либо внешних причин постоянно совершенствуется и выкладывается для свободного скачивания всеми уважающими себя чипмейкерами. А какой отличный шанс подзаработать получают те же сборщики модемов! Выпустить чуть подновленные модели с уже зашитой поддержкой новых протоколов и отрекламировать их как «широкополосный доступ по обыкновенным телефонным линиям, ускорение на 20-60% против v.90»!..

Впрочем, несмотря на всю очевидность такого сценария, купить новый модем с v.92 до сих пор было не очень-то легко. Прошивки для старых моделей выпустила только U.S. Robotics и несколько малоизвестных у нас производителей софт-модемов. А единственным в Москве крупным провайдером, обновившим один из своих модемных пулов (увы, до сих пор поддерживается не весь набор опций), был и остается МТУ-Интел.

Но сейчас, похоже, ситуация меняется. А значит — наступило время вспомнить, что представляет собою новое старое семейство скоростных протоколов. И заодно взглянуть на достойные внимания модемы, выпущенные за отчетный период.

Про протокол
Поскольку протокол v.92 работает на тех же модуляциях, что и v.90, получить скорость, превышающую 56 Кбит/с для входящего потока данных, по-прежнему невозможно. Зато исходящий поток, до сих пор ограниченный пределом в 33,6 Кбит/с, теперь может подрасти до 48 Кбит/с (соответствующая функция называется «PCM Upstream»). Естественно, требования протокола v.90 к качеству канала связи сохраняются (допускается только одно аналого-цифровое преобразование, АТС должна быть связана цифровым каналом с провайдером). Фактически для успешной работы PCM Upstream аналоговой имеет право оставаться только абонентская линия от модема до АТС.

Остальные опции можно назвать сервисными. Функция Modem-on-Hold позволяет принять или сделать звонок без разрыва соединения, но только при условии, что ее работа поддерживается АТС (иначе модем просто не сможет узнать о поступившем звонке). К сожалению, даже не все коммерческие телефонисты с их цифровыми АТС обращают внимание на такие мелочи, либо требуют за их включение солидное вознаграждение.

Зато функция Quick Connect (QC) должна работать даже у тех, кому до провайдера семь верст и все лесом. Она позволяет запоминать параметры линии и при последующих звонках быстрее договориться с удаленным модемом, причем не имеет значения, каким протоколом связи после установки соединения будут пользоваться модемы. Обещается экономия до половины времени: вместо типичных 25 секунд до 12. На практике же у вашего покорного слуги пока получается лишь 18-20 секунд, но и на том спасибо (разработчикам протоколов). А к тому, что в любую теоретическую оценку, связанную со столь непредсказуемой системой, как телефонная связь, надо вносить пессимистическую поправку, мы уже давно привыкли.

Новый протокол сжатия v.44, как и QC, — тоже демократичное новшество, не требующее для своей работы обязательной установки связи по протоколу v.92. По всей видимости, наибольшее ускорение он дает как раз владельцам медленных каналов с типичными 14,4-16,8 Кбит/с, когда каждый дополнительный процент сжатия ощутимо ускоряет обмен. На скоростях выше 33,6 Кбит/с текст и прочий легкосжимаемый веб-контент (объем таких файлов редко бывает большим) неплохо пакуется-загружается прежним протоколом v.42bis. В то время как реально замедляющая даже самую быструю модемную связь графика, архивированные дистрибутивы, MP3-файлы и т.п. никакому сжатию не поддаются — ведь вся возможная вода из них уже выжата методами, по определению недоступными для реализации в модеме. Тем не менее, учитывая далекую от идеальной оптимизацию большинства веб-страниц, новому протоколу непременно будет чем заняться. И на 8-15-процентное ускорение можно смело рассчитывать (но никак не на рекламные — 20-60%). Как и в случае с предыдущим протоколом v.42bis, эффективность сжатия зависит от тонкостей реализации его микрокода в том или ином модеме. Но, учитывая, что полевые испытания я проводил не на каком-то безымянном аппарате, а на вполне зрелых ZyXel Omni 56K NEO/DUO, не думаю, что кто-нибудь из конкурентов существенно их переоптимизирует.

Итого: v.92 вкупе с v.44 — еще одна попытка выжать оставшиеся соки из аналоговой модемной связи, позволяющая смело говорить, что попытка эта — скорее удачная.

Про модемы
Современный рынок аналоговых модемов (по крайней мере в России) обслуживается четырьмя производителями чипсетов.

Самая многочисленная категория модемов собирается на чипах Conexant (Rockwell/Conexant — до недавнего времени). Здесь и дешевые Acorp, Eline, внешние Motorola, и дорогие InPro IDC, стоящие особняком благодаря отличной оптимизации под российские линии. Поскольку новинок от Conexant давненько не было, ничего свежего от этих производителей в наше распоряжение не поступало. Что, впрочем, не мешает модему IDC-5614BXL/VR сохранять статус одного из лучших.

Модем Genius PCI Winmodem GM56PCI-L на чипсете Lucent, напротив, относительно свежий. И на редкость удачный. С недавних пор, когда какой-нибудь знакомый из проблемных районов звонит мне и, пытаясь перекрыть скрежет в линии, спрашивает: «Какой бы мне модем в пределах $20 выбрать?», я советую именно эту примитивную на вид карточку. Конечно, связь на плохой линии посредством дешевого модема не перестает быть лотереей. Потому центральным моментом такой покупки остается забота о «возврате товара без объяснения причин».

Совсем дешевые софт-модемчики встречаются на чипах PCtel. На хороших линиях работают довольно бойко (с чего бы им не работать?), а особых талантов от них никто и не ждет. Но на чипсете этой же марки собраны и отнюдь не копеечные внутренние модемы ZyXel OMNI 56K PCI. В отношении которых хочется особо отметить, что от знаменитой ZyXel в них только название и мелочевка (драйверы, инструкция), в остальном же — продукт весьма сомнительный.

NEO.jpg

OMNI 56K NEO.

В этой безнадежно унылой бюджетной категории мне попалась только одна любопытная вещь — крохотная модемная AMR-”закладка” стоимостью около $7 от фирмы ECS (что, впрочем, не имеет значения — такие же есть в продуктовой линейке большинства изготовителей материнских плат). Слоты AMR, характерные для матерей на чипсетах Intel, уже давно записаны в разряд бесполезных, и редко кто учитывает их наличие при выборе новой платы. Но краткий тест показал полную работоспособность такого микромодема даже в моем, весьма сложном случае (пришлось, конечно, подкрутить настройки уровня сигнала и т.п.). Связь честно установилась, заработал даже «обратный звонок». Молодцы!

Наконец, модемы U.S. Robotics (USR) и внешние ZyXel строятся на универсальных процессорах и обвязке собственной разработки.

Компания USR год назад обновила свою линейку, но, если не учитывать поддержку упомянутых новых протоколов, приходится говорить скорее о регрессе. Проверенные временем реле и трансформаторы уступили место интегрированному линейному узлу от Silicon Labs. Он, безусловно, дешевле, но такая экономия может обернуться пробоем нежной электроники, если что-то окажется неладно с уровнем сигнала в телефонной линии. Особенно когда компьютер неважно заземлен.

Очередная линейка модемов ZyXel с поддержкой новых протоколов вышла совсем недавно. Впечатления от двух моделей — OMNI 56K NEO и DUO (последняя отличается поддержкой USB) — пока преимущественно положительные1. Новый дизайн явно выигрышнее прежних квадратных форм, но места для каких-либо трансформаторов и реле в новых корпусах тоже нет — следовательно, переход на продукцию Silicon Labs и здесь свершился. Впрочем, на качестве работы в штатном режиме это упрощение никак не сказывается. Скорость свежих модемов на старых протоколах осталась на уровне прежней линейки (ждать здесь чего-либо другого было бы странно), о новых протоколах подробно рассказано выше. ZyXel соревнуется по степени русификации своих изделий с InPro, в новой линейке модемов даже есть наклейка на донышке с надписями на русском. Отлично работает встроенный АОН (автоопределитель номера) российского же стандарта.

DUO.jpg

OMNI 56K DUO.

Удовольствие подключить модем к USB-порту стоит около $15 (модель DUO стоит около $110, за NEO просят $95). Пока переход на USB ничего не дает в скоростном плане (USB-модем эмулирует COM-порт, точно так же, как это делают внутренние PCI- и ISA-модемы). Но в скором будущем может потребоваться увеличение терминальной скорости. Вам это может показаться странным, но 115,2 Кбит/с, максимальных для абсолютного большинства COM-портов, может не хватать уже сейчас (в отдельные моменты, когда протоколам сжатия попадаются неупакованные данные)! Здесь приходится учитывать все накладные расходы и необходимость в двухстороннем обмене.

Про настройку
Считается, что описать в нескольких абзацах настройку модема AT-командами невозможно. Дело, дескать, тонкое, многое можно сделать, ориентируясь только на экспериментальные показатели и чуть ли не на собственную интуицию, да и наборы команд у модемов разнятся…

Да, это правда, набрать в строке инициализации полдесятка готовых команд и ждать наивысшей скорости не приходится. С другой стороны — орфографию команд применительно к каждому конкретному модему легко уточнить в руководстве (если в печатной версии о командах ничего нет, почти всегда полное руководство прилагается на компакт-диске, и уж совсем всегда его можно найти на сайте изготовителя или технической поддержки). Что же до общих приемов настройки, то они вполне определены, недостаток же интуиции (если таковой наблюдается) можно успешно компенсировать многочисленными попытками установить связь с разным сочетанием параметров.

Итак, все команды записываются в «Строке инициализации» (в Windows 9х до нее можно добраться в свойствах соединения: кнопка «Настройка» — закладка «Подключение — Дополнительно»; в Windows XP смотреть сюда: «Свойства модема» в «Панели управления» — закладка «Дополнительные параметры связи»). В отладочном режиме команды можно вводить вручную, непосредственно перед установкой соединения, если отметить галочкой строку «Открыть окно терминала перед набором номера». Перед всеми командами ставится префикс AT.

1. Связь будет устанавливаться быстрее и надежнее, если заблокировать скорости и протоколы, на которых ваш модем все равно не может работать из-за условий на линии. К примеру, на пути к провайдеру сигнал коммутируется больше одного-двух раз, поэтому протокол v.90 (и скорости выше 33,6 Кбит/с) недоступен. Большинство современных модемов настраиваются через команду AT+MS (формат параметров для нее слегка отличается у разных модемов; почти всегда предусмотрены отдельные команды, которыми можно лимитировать скорости), посредством которой можно ограничить как верхний, так и нижний пороги соединения. Последнее тоже полезно сделать, если вы оставляете модем без присмотра дозваниваться (например, ночью или в льготное время), — чтобы случайная ошибка на этапе соединения не привела к пустой трате времени на скорости 9600 бит/с и ниже.

2. Просто-таки категорически рекомендую поиграть с мощностью выходного сигнала! Высок шанс, что, перейдя на оптимальную мощность, вам удастся на ступеньку-другую повысить скорость соединения. Значение по умолчанию — в пределах -9-15 дБм (большее число соответствует ослаблению сигнала). Причем совсем не обязательно, что мощность придется повышать, поэкспериментируйте в обе стороны. Стандартно мощность (без знака) хранится в регистре S91 (S17 — для ZyXel Omni, его также можно регулировать у этих модемов командой AT*P«значение уровня»), но бывают и варианты. Встречаются модемы, у которых она фиксирована, либо перед настройкой требуется сменить код страны (например, на Japan). При соединении с цифровыми модемами мощность сигнала может автоматически сбрасываться до какого-то фиксированного значения (10-17 дБм), и если оно вас не устраивает, поищите команду, запрещающую модему изменять мощность сигнала. Так называемый Power Drop (снижение мощности передатчика во время сеанса связи) полезно запретить в тех случаях, когда связь часто рвется. Удаленный модем считает сигнал слишком громким (а шумы тихими), просит о снижении мощности, а через какое-то время посторонний шум в линии возрастает, и модемы друг друга уже не могут расслышать (например, ATS92=128 — ZyXel Omni).

3. Можно заставить модем соединяться на скорости, превышающей ту, которую он определяет автоматически. Для этого в отдельных модемах с развитыми настройками предусмотрен коэффициент агрессивности (регистр S118 в InPro IDC). Впрочем, в этом случае велик риск, что связь будет рваться.

4. Непременно включите SREJ (ATS202=128 в том же InPro IDC), если, конечно, он реализован в модеме, — это очень полезное расширение стандартного протокола LAPM. SREJ — cелективный запрос на повторную передачу, позволяющий избежать повторной отправки всей порции отосланных данных в момент, когда обнаруживается искажение одного из блоков (чаще говорят «кадров»). Он организует запрос только дефектного кадра.

5. Просмотрев модемный журнал, можно выяснить, каким протоколом пользуется модем. Если окажется, что модем соединяется по протоколу MNP, можно попробовать временно заблокировать его. Возможно, модем перейдет на более экономный и эффективный LAPM (AT\N4 — у большинства модемов на Conexant-чипсетах и других).

6. Если модем много времени тратит на перетренировки и пересогласования скоростей, вы можете ограничить ему свободу (команда AT%E у Conexant), хотя куда лучше избавляться от них косвенно, настраивая мощность сигнала и ограничивая доступные протоколы.

7. Иногда проблемы возникают из-за протокола v.8bis: если в ответ на призывное шипение вашего модема ответная сторона откликается короткими гудками или вешает трубку, поищите команду для его отключения (у IDC для этого предусмотрена дивная комбинация AT+A8E=,,,0).

Вот, пожалуй, и все толстые настройки, гарантированно влияющие на качество соединения. Более тонкими, если позволите, займемся в какой-нибудь из следующих статей.


1. Более подробно о модемах OMNI 56K NEO и OMNI 56K DUO читайте в нашем предыдущем обзоре [вернуться]


Автор
Дмитрий Лаптев

Комментарии