В повседневной жизни перед человеком, использующим телекоммуникационное оборудование, вопросы, вынесенные в заголовок, встают ежечасно.

КТО ВИНОВАТ: какие факторы ухудшают качество работы на телефонных каналах;

ЧТО ДЕЛАТЬ: как можно повысить качество работы на существующих каналах.

Телефонная розетка в вашем доме соединяется с автоматической телефонной станцией двумя обычными проводами. По ним в виде сигнала переменного напряжения к вам приходит голос собеседника, по ним же одновременно ваш голос уходит к нему (это дуплексная связь). Для работы микрофона и набора номера по тем же проводам приходит постоянное напряжение. Эти провода обычно называют абонентской линией.

На АТС голоса собеседников разделяются - дифференциальная система преобразует двухпроводную линию в четырехпроводную. Сигнал тональной частоты (ТЧ, диапазон частот 300...3400 Гц, на которых происходит "звуковое" общение) преобразуется в высокочастотный, выполняется частотное уплотнение каналов, далее по одному кабелю передаются сразу несколько разговоров до следующей станции, где голос вернется в звуковой диапазон. Если это не конечный пункт, то снова будет выполнено частотное уплотнение или преобразование в цифровой код, и так до станции, к которой подключен собеседник. Преобразование в высокую частоту и обратно называют участком переприема (ППУ). На базе такой сильно упрощенной схемы рассмотрим, что же ухудшает связь на всех этапах передачи.

- затухание (уменьшение мощности) полезного сигнала - одна из самых больших бед абонентских линий;

- перекос амплитудно-частотной характеристики (изменение мощности сигнала в зависимости от частоты) вызван емкостью проводов; естественно, что более высокочастотные сигналы затухают более сильно и, как следствие, на приемнике вызывающего модема (несущая 2400 Гц) сигнал ослаблен сильнее, чем у отвечающего (несущая 1200 Гц);

- импеданс линии (ее комплексное сопротивление);

при нормативе 600 Ом ±20% реальные значения доходят до 1800 Ом. Разброс параметров приводит к рассогласованию дифференциальной системы модема и общему снижению его реальной чувствительности;

- постоянное напряжение смещения (то самое, благодаря которому работают микрофоны) может иметь значительные отклонения от номинала; для скоростей обмена до 2400 бит/с этот фактор модемам сильно жизнь не портит, т.к. большинство производителей используют специальные трансформаторы.

УЧАСТКИ ПЕРЕПРИЕМА наибольшее влияние оказывают при междугородней связи, когда их общее число может составлять 8...11 участков. Вносимые искажения во многом зависят от качества настройки полосовых фильтров на телефонных станциях. Основные искажения:

- фазочастотные искажения (отклонение группового времени прохождения относительно его значения на частоте 1900 Гц); переприемы - основной источник этих искажений, возможности модемов по их компенсации обычно ограничены 6...8 участками;

- амплитудно-частотные искажения (затухание на краях полосы пропускания); доля переприемов в общих амплитудных искажениях относительно невелика, кроме случаев встречи с фильтрами, "которых не касалась рука человека";

- смещение несущей частоты (спектр сигнала равномерно смещается на несколько герц); причина - в несогласованной настройке генераторов задающих частот аппаратуры уплотнения данных (но за ними обычно следят хозяева каналов), а допуск ±7 Гц, компенсируется модемами; однако приходилось видеть каналы со смещением в 15 Гц;

- джиттер фазы (дрожание фазы по периодическому или случайному закону); в основном вызывается паразитной модуляцией сигнала гармониками питающего напряжения или сигнала вызова (звонка);

- скачки фазы (случайный поток скачкообразных изменений начальной фазы сигнала); возникают при переключениях аппаратуры канального уплотнения.

ПРОЧИЕ НЕПРИЯТНОСТИ, которые могут возникнуть на всем пути сигнала:

- шумы - зашумленность канала оценивается соотношением мощностей полезного сигнала и шумов в полосе канала тональной частоты; являются одним из основных факторов, ухудшающих качество работы модемов;

- замирание сигнала - временное уменьшение мощности сигнала до уровня ниже распознавания модемом;

- колебания амплитуды - периодическое изменение мощности полезного сигнала; измерения позволили обнаружить на некоторых линиях трудно объяснимые низкочастотные колебания в диапазоне 1... 10 Гц с амплитудой до 2 дБм;

- ограничение частотного диапазона; кроме рассмотренных выше причин (перекос АЧХ, переприемы), может иметь "рукотворную" природу и производиться персоналом АТС в простейшем случае потом абоненты слишком много жаловались на треск в трубке;

- общее ухудшение всех параметров может явиться следствием высокой загрузки каналов связи; по мере ее увеличения подключается более устаревшее оборудование и более низкокачественные каналы.

Постараемся обобщить данные о том "Что хорошо и что такое плохо" применительно к характеристикам модемов.

Отдельно необходимо рассмотреть реакцию модемов на дестабилизирующие воздействия, которые приводят к временному искажению информации:

- импульсные помехи с отношением средней мощности сигнала к максимальной мгновенной мощности помехи до -10 дБ;

- временное пропадание входного сигнала до уровня -60 дБм;

- скачки фазы с частотой следования до 15 Гц и амплитудой до 180°.

Интерес представляет способность модемов к восстановлению работоспособности после окончания этих воздействий. При этом возможны три варианта реакции модема:

- развал внутренних следящих систем и, как следствие, невозможность продолжения сеанса связи;

- самовосстановление следящих систем без процедуры переустановки, если она в модеме запрещена.

Ощутимое улучшение качества связи может достигаться в модемах, имеющих настройку на конкретную телефонную линию. В рекламных проспектах это свойство иногда называют регулировкой чувствительности или подстройкой импеданса. Его же физическая природа - в согласовании дифференциальной системы модема с реальной линией. При этом уменьшается мощность выходного сигнала модема, попадающая на вход собственного приемника, что повышает реальную чувствительность к входному сигналу.

Рассмотрим вопросы взаимодействия модема с телефонной станцией. Поскольку телефонная станция не знает кто именно и какими средствами ее (АТС) домогается, модем должен при установке соединения делать все то же самое, что делаете вы, пытаясь дозвониться:

- модем снимает трубку и дожидается сигнала от АТС;

- при обнаружении непрерывного гудка набирает номер и снова ждет сигналов от АТС;

- при коротких гудках вешает трубку, а при длинных ждет когда визави ответит, если же он долго не отвечает - вешает трубку;

- услышав ответ, и разобравшись, что на том конце тот, кто ему нужен, начинает "разговор".

Итак, какие же вопросы могут возникнуть на всех этих этапах?

• Нарушены электрические цепи между модемом и телефонной линией, или модем неисправен.

... Придется менять тип модема (АТС поменять сложней).

• Гудок очень тихий, модем его не слышит.

- Частотные параметры сигнала АТС сильно отличаются от стандартных.

... Рекомендуется все та же команда "АТ X1" или применение адаптированных модемов.

- Пожилая АТС не успела ответить за фиксированное время из-за высокой загрузки.

... Придется использовать режим без определения длинного гудка от станции, задавая время от момента снятия трубки до начала набора номера вслепую в регистре S6 модема. Можно также просто не звонить в "час пик" - все равно качество связи будет оставлять желать лучшего.

• Разговаривают по параллельному телефону.

- Ответа и не должно было быть.

- Значительные отличия реальных параметров сигнала от стандартных.

... Желательно применять модемы с расширенными или программно управляемыми диапазонами по частотным параметрам и, что не менее важно, временным соотношениям тон/пауза сигнала "занято".

- Взаимное проникновение каналов. На фоне громкого сигнала "занято" тихо, но достаточно для фиксации этого модемом, звучит длинный гудок, предназначенный совсем другому абоненту.

... В таких ситуациях достаточно программно уменьшить чувствительность модема к гудку.

- Стоит обратить внимание на строку набора номера. Если она оканчивается ";" и далее идет "АТ О", то модем и не должен был распознавать сигнал занято.

3) Удаленный модем снял трубку и отвечает, но ваш модем его не слышит. Если модем исправен и сигнал ответа имеет достаточную мощность, то причина скорее всего в том, что он не смог распознать длинный гудок от АТС перед началом обмена (ваш модем может не уметь одновременно распознавать гудок и сигнал ответа). Это могло произойти, если гудок был очень тихий или очень короткий (встречается на некоторых АТС и многоканальных телефонах).

... Универсальное средство - команда "АТ Х2".

... Поэтому можно рекомендовать подключать телефонный аппарат только через дополнительный соединитель модема, а также не использовать дешевые модемы, не имеющие такого соединителя или оставляющие его подключенным к телефонной линии при работе.

... Попробуйте.

3) Программная регулировка уровня выходного сигнала без специальных средств требует некоторого опыта, т.к. приходится искать компромисс. Повышение уровня улучшает качество приема удаленным модемом, но может ухудшить условия работы собственного приемника. Настройка зависит от типа модема и его согласования с телефонной линией. В качеств средства, облегчающего поиск оптимального уровня можно рекомендовать программы, имеющие индикацию количества сбойных блоков как на прием, так и на выдачу. С некоторыми допущениями их можно использовать в качестве индикаторов качества приема своего и удаленного модемов.

5) На линиях с очень высоким уровнем шумов можно встретиться с курьезными ситуациями. На них успешно работают очень дорогие, а также очень простые и дешевые (поддерживающие только скорость 1200 бит/с) модемы. Основная же масса изделий функционирует из рук вон плохо.

... Объяснять почему работают дорогие модемы не надо, на то они и дорогие. Для всех остальных ситуация складывается следующим образом. В модемах, работающих на скорости 2400 бит/с, для компенсации искажений телефонного канала реализуется алгоритм адаптивного корректора. В момент начальной настройки он достаточно чувствителен к уровню шумов и при их высоком уровне может произвести неправильную установку, ухудшающую качество работы. В этих модемах адаптивный корректор не отключается и на скорости 1200 бит/с, где его работа не является обязательной, поэтому понижение скорости не приносит ожидаемого улучшения. Модемы, поддерживающие только скорость 1200 бит/с, адаптивного корректора не имеют вовсе и сами себе жизни не портят. Так как низкоскоростные модемы для большинства применений уже

морально устарели, можно считать оптимальным использование изделий, имеющих возможность программного отключения адаптивного корректора для скорости 1200 бит/с.

7) Соединение успешно установлено, вы обмениваетесь данными, но периодически связь разрывается или появляется "мусор" на экране (при соединении без коррекции ошибок).

Особняком стоят вопросы, специфичные для работы модема в режиме автоматического ответа.

1) Устойчивое определение телефонного звонка от АТС зависит от аппаратуры модема. Встречаются телефонные станции, формирующие очень слабые сигналы, не обнаруживаемые модемами без средств адаптации.