Модемы. 
Протоколы обмена

С появлением большого количества компьютеров в последние годы возникла необходимость установить связь между компьютерами. Например, можно связать свой домашний компьютер с компьютером на работе, с поставщиком услуг Интернета или банковской системой. Для обеспечения такой связи часто используется телефонная линия.

Однако грубая телефонная линия не подходит для передачи компьютерных сигналов, которые обычно передают 0 как О В, а 1 — от 3 до 5 В. Двухуровневые сигналы страдают от сильного искажения во время передачи по телефонной линии, которая предназначена для передачи голоса, а искажения ведут к ошибкам в передаче. Тем не менее, синусоидальный сигнал с частотой от 1000 до 2000 Гц, который называется несущим сигналом, может передаваться с относительно небольшими искажениями, и это свойство используется при передаче данных в большинстве телекоммуникационных систем.

Поскольку синусоидальная волна полностью предсказуема, она не передает никакой информации. Однако, изменяя амплитуду, частоту или фазу, можно передавать последовательность нулей и единиц. Этот процесс называется модуляцией. При амплитудной модуляции используется два уровня напряжения, для 0 и 1 соответственно. Если цифровые данные передаются с очень низкой скоростью, то при передаче 1 слышен громкий шум, а при передаче 0 шум отсутствует.

При частотной модуляции уровень напряжения не изменяется, но частота несущего сигнала различается для 1 и для 0. В этом случае при передаче цифровых данных можно услышать два тона: один из них соответствует 0, а другой — 1. Частотная модуляция иногда называется частотной манипуляцией.

При простой фазовой модуляции амплитуда и частота сохраняются на одном уровне, а фаза несущего сигнала изменяется на 180 градусов, когда данные меняются с 0 на 1 или с 1 на 0. В более сложных системах фазовой модуляции в начале каждого неделимого временного, отрезка фаза несущего сигнала резко сдвигается на 45,135, 225 или 315 градусов, чтобы передавать 2 бита за один временной отрезок. Это называется дебитной фазовой кодировкой. Существуют системы для передачи трех и более битов за один временной отрезок. Число таких временных интервалов (то есть число потенциальных изменений сигнала в секунду) называется скоростью в бодах. При передаче двух или более битов за 1 временной отрезок скорость передачи битов будет превышать скорость в бодах. Модем посылает отдельные биты каждого символа через равные временные отрезки. Например, скорость 9600 бод означает, что сигнал меняется каждые 104 мкс. Второй модем, получающий информацию, преобразует модулированный несущий сигнал в двоичное число. Биты поступают в модем через равные промежутки времени. Если модем определил начало символа, его часы сообщают, когда нужно начать считывать поступающие биты.

Современные модемы передают данные со скоростью от 28 800 бит/с до 57 600 бит/с, что обычно соответствует более низкой скорости в бодах. Они сочетают несколько технологий для передачи нескольких битов за 1 бод, модулируя амплитуду, частоту и фазу. Почти все современные модемы являются дуплексными, то есть могут передавать информацию в обоих направлениях одновременно, используя различные частоты. Модемы и линии связи, которые не могут передавать информацию в обоих направлениях одновременно (как железная дорога, по которой поезда могут ходить и в северном, и в южном направлениях, но не в одно и то же время), называются полудуплексными. Линии связи, которые могут передавать информацию только в одном направлении, называются симплексными.