Как улучшить качество связи. Тонкая настройка модема. Детали. Нюансы.

       В минувшем сентябре Всемирная сеть отметил 35-летие своего появления на свет. Именно попытка онлайновой передачи бессмысленного набора данных между двумя компьютерами, которую осуществили студенты Калифорнийского университета, была первым шагом к появлению Интернета. Правда, в 1969 году до свободного обмена данными было еще далеко. Доступность и привлекательность Сети была достойно оценена гораздо позже, и желание с легкостью <законнектиться> стало для некоторых пользователей чуть ли не маниакальным. От него уже никуда не деться, как от хронической болезни нашего века: как говорится, излечить нельзя, а научиться жить с ней - можно. И наша задача теперь состоит в том, чтобы устанавливать связь с Интернетом самым быстрым, удобным и экономичным способом. Что в этом случае и как зависит от настроек модема? Как заставить его соединяться на максимальной скорости и без обрывов связи на коммутируемой телефонной линии?

Что мешает модему?

       Амплитудно-частотные искажения проявляются в виде <завала> частотной характеристики сигнала по краям диапазона. При многократном уплотнении/восстановлении сигнала на транзитных АТС возникают фазочастотные искажения. А вот источником скачков фазы (случайных изменений начальной фазы сигнала) в основном является аппаратура канального уплотнения.
       К шумам линии на цифровых АТС добавляется шум квантования. Причину его возникновения объясняет механизм преобразования аналогового сигнала в цифровой и обратно: восстановленный сигнал получается не непрерывным, а ступенчатым. Тем не менее в целом искажений различных видов в работе цифровых АТС меньше, что объясняет более высокое качество работы модемов на таких станциях. К слову, для успешной работы протоколов V.90 и V.92  требуется наличие не более одного АЦП-ЦАП на участке между вашим модемом и оператором связи. В противном случае возможна работа только по протоколу V.34bis.

       К счастью, с большинством из негативных факторов модемы справляются при помощи соответствующих схемотехнических и программных решений. Казалось бы, никакой настройки не требуется. Но фокус в том, что практически все модели спроектированы для работы на линиях связи, соответствующих зарубежным стандартам. Вот тут-то и разбиваются наши надежды на <безоблачную> работу модемов. Поэтому их приходится дорабатывать как на уровне <железа>, так и <софта>, на который, собственно, и возлагается главная нагрузка. Влияет и большой разброс параметров систем сигнализации АТС. Примером тому может служить пресловутый сигнал Busy.

Что на модемном рынке?

Если дело не в модеме:

Тонкости модемной настройки

      Для диагностики соединения в модели используются команды: AT\S0 - вывод расширенной статистики текущего соединения (наиболее информативный режим); AT\S1 - вывод значений всех регистров; AT\S2 - включение динамического отображения качества канала и статистики соединения; AT\S3 - выключение этого режима. Сравните два протокола статистики работы модема - на хорошей линии и линии среднего качества.

      Рассмотрим наиболее существенные показатели.
Соотношения мощности <сигнал/шум> (Signal to Noise Ratio, SNR) - чрезвычайно важный параметр, приводится его минимальное и максимальное значения. Согласно формуле Шеннона, максимально достижимая скорость передачи зависит именно от SNR и полосы пропускания линии связи. В телефонии принята полоса пропускания 300-3400 Гц. Если в силу каких-либо причин она будет сужена, скорость также упадет.
      Кроме очевидных различий в строках, описывающих максимальную, минимальную и текущую скорости приема/передачи (SNR ratio, Minimum SNR value, Maximum SNR value), обратим внимание на Number of local retrains, Number of remote retrains.
      Number of local retrains, Number of remote retrains - числа инициированных пересогласований скорости, произведенных модемом как на основе анализа линии, так и по запросу удаленного модема. Определив SNR и косвенно оценив устойчивость параметров линии при помощи числа ретрейнов, можно понять, каким образом следует проводить дальнейшую настройку модема. Если уровень шумов слишком велик и SNR низок, то для повышения надежности связи следует ограничить ее скорость. В принципе, модем сам способен выбирать ее наиболее актуальное значение, и при кратковременном улучшении SNR увеличивать текущую скорость. Но для этого необходима операция ретрейна, на которую требуется время. Так что ограничением скорости мы убиваем сразу двух зайцев: повышаем стабильность связи и увеличиваем среднюю скорость.
      В силу того что протокол V.90 был создан для работы на линиях высокого качества, его эксплуатация на плохих линиях нежелательна. Можно порекомендовать запрещение использования V.90 и работу на протоколе V34bis как наиболее помехоустойчивом для связи по коммутируемым линиям с большим разбросом параметров. В нашей модели гибкая регулировка скоростей и протоколов осуществляется командой AT+MS. Не будем утомлять пользователей других модемов ее синтаксисом, а обладателей рассматриваемого модема отошлем к прилагаемой документации.
      Теперь остановимся на уровне выходного сигнала, который в данной модели регулируется регистром S91. Его значение по умолчанию составляет -10 дБм, а рекомендуемый диапазон - от -7 до -12 дБм. Однако на хороших линиях, где сигнал доходит с малым уровнем затухания, для увеличения скорости значение S91 лучше уменьшить. Это связано с тем, что слишком сильный сигнал, пришедший на удаленный модем, может <забить> его приемник и привести к уменьшению скорости связи. И наоборот, на плохих линиях уровень выходного сигнала следует увеличить. Однако необходимо помнить о дифференцирующих устройствах старых АТС и искать оптимум между уровнем принимаемого сигнала удаленного модема и уровнем <ближнего> и <дальнего> эха.
      При работе на выделенной линии алгоритм диагностики и улучшения качества модемной связи примерно тот же. Но если ваши нужды могут быть удовлетворены малыми скоростями (например, для опроса удаленных датчиков), то имеет смысл работать на скорости до 9,6 Кбит/с, чтобы связь была более надежной. Даже если ваш модем не оснащен системой сбора статистики, то, понаблюдав за его работой, можно приблизительно выяснить, в чем состоит проблема, и наметить пути ее решения.

Энтузиастам <тонкой> настройки модема

*  -     EQM (Eye Quality Monitor) характеризует способность модема подавлять шумы и гасить эхо линии:
          0...20 - хороший; 21...60 - средний; свыше 60 - плохой;
** -     предкодирование - это метод нелинейной коррекции, который способствует уменьшению шумов корректора,
          вызываемых амплитудными искажениями. Коррекция производится модемом при помощи коэффициентов,
          переданных удаленным модемом;
*** -    предыскажение - это метод нелинейной коррекции, при котором в спектр сигнала вносятся искажения для
          компенсации неравномерности АЧХ линии связи. При этом выбор профиля предыскажения производится при
          помощи удаленного модема, снявшего АЧХ линии во время процедуры начала связи;
**** -  связь pазоpвала yдаленная стоpона;
***** - связь pазоpвана по пpосьбе пользователя