Применение телефонных линий или радиоканала для осуществления связи между удаленными на большие расстояния компьютерами диктуется, в первую очередь, экономическими соображениями - в противном случае понадобилась бы прокладка специальных компьютерных линий и содержание служб, поддерживающих их работоспособность. Использование двухпроводных линий и большие расстояния однозначно определяют способ передачи - последовательный. Однако телефонные линии предназначены для передачи аналоговых электрических сигналов с частотой человеческого голоса (как указывалось выше, верхняя граница составляет 3400 Гц). При передаче по таким линиям сигналов с частотами, на которых работает компьютер (100-500 МГц), они будут испытывать значительные искажения и быстро затухать. По этой причине передача осуществляется в соответствии со схемой, представленной на рис. 5.3.
На передающем конце линии связи сначала осуществляется преобразование параллельного компьютерного кода в асинхронный последовательный. Затем посредством другого устройства - модема -производится модуляция (преобразование) двухуровневых импульсных компьютерных сигналов в аналоговые сигналы, которые без большого затухания и искажения могут распространяться в телефонных линиях. На приемном конце происходит обратная цепочка: модемом* аналоговый сигнал переводится в двух-уровневый последовательный код (происходит демодуляция), у которого затем удаляются все неинформационные биты и он преобразуется в параллельный.
* Название «модем» произошло от сокращения двух слов: МОдуляция-ДЕМодуляция
Асинхронный преобразователь располагается в самом компьютере в виде блока, осуществляющего обмен последовательным способом с любым устройством - этот блок называется последовательным портом (СОМ-портом). Помимо модема к нему присоединяются также внешние манипуляторы (мышь, джойстик, дигитайзер). В модеме может использоваться амплитудная, частотная или фазовая модуляция электрических аналоговых сигналов с несущей частотой до 3000 Гц. Например, при частотной модуляции для представления 0 и 1 используются сигналы с частотами 1070 и 1270 Гц, что обеспечивает скорость передачи 1200 бит/с.
Для увеличения скорости (в современных модемах до 56 Кбит/с) передачи применяют более сложные методы модуляции, при которых каждый передаваемый элементарный сигнал кодирует не один, а несколько бит.
При передаче данных по последовательным линиям связи возможны три режима: симплексный, полудуплексный и дуплексный. Симплексная линия обеспечивает передачу только в одном направлении, например, от датчика к устройству обработки. Полудуплексная связь обеспечивает передачу и получение информации в обоих направлениях, но не одновременно - передает один модем, другой в это время получает, затем они могут поменяться ролями. Дуплексная связь обеспечивает передачу и получение данных в обоих направлениях одновременно. Поскольку связь осуществляется по двухпроводной телефонной линии, приходится использовать вторую пару частот для связи в обратном направлении, например, 2025 Гц для представления нуля и 2225 Гц для представления единицы.