Модем, роутер и маршрутизатор — есть ли разница?

Содержание

• Модем: что это и для чего нужно?
• Для «чайников»: принцип работы модема
• Маршрутизатор: кратко о том, что это такое и зачем нужно
• Принцип работы маршрутизатора
• Часто задаваемые вопросы
  • Чем отличается роутер от маршрутизатора?
  • Какие виды роутеров бывают?
  • Что лучше — модем или роутер? И чем они различаются?
  • Что лучше купить?
  • Как выбрать сетевое оборудование?
    • 1. Архитектура подключения
    • 2. Пропускная способность (ПС)
    • 3. Пропускная способность при разных типах подключения
    • 4. Пропускная способность Wi-Fi
    • 5. Производитель, функционал и ценовой сегмент

Все мы постоянно пользуемся интернетом. Процесс подключения к нему глазами обычного пользователя выглядит, например, так: включил компьютер — и готово, можно заходить в сеть.

Однако всё несколько сложнее: для соединения, помимо девайса с поддержкой доступа в интернет, необходимо специальное оборудование. Среди таких устройств — модем, роутер и/или маршрутизатор.

Но что такое модем? И что же такое роутер? А маршрутизатор? Есть между ними разница или всё это вариации названия одного устройства? Давайте разбираться.

Модем: что это и для чего нужно?

Модем — это модулятор и демодулятор сигнала. Устройство предназначено для преобразования аналогового сигнала в цифровой и наоборот. Оно не имеет собственного IP-адреса — ему присваивается адрес компьютера или другого девайса, к которому подключён. Кроме того, он может работать только с одним устройством-клиентом.

Если говорить о моделях в формфакторе приставки, то на задней панели есть два интерфейса:

• Для кабеля от провайдера (под коннектор 6P4C или штекер коаксиального шнура).
• Для кабеля, соединяющего модем с устройством-клиентом. Как правило, это разъём Ethernet (то есть под коннектор 8P8C).

Есть ещё несколько видов этих устройств.

• Сетевой адаптер, подключающийся к интерфейсу на материнской плате. Представляет собой отдельную плату. Наиболее часто используется для подключения по технологиям dial-up и ADSL.

• Модуль, встроенный в материнскую плату. Встречается преимущественно на ноутбуках с поддержкой dial-up или ADSL.

• Внешний USB-модуль. Применяется преимущественно для подключения по технологиям dial-up и ADSL. Есть USB-модули и с Ethernet-интерфейсом, однако они не относятся к модемам — это мини-маршрутизаторы, которые используются для устройств, не имеющих собственного Ethernet-порта.
• Мобильный USB-модем с сим-картой. Бывает в формфакторе «флешки» и приставки, которая напоминает мини-роутер.

• Интегрированный в материнскую плату 3G/4G-модуль. Таким сетевым адаптером оснащаются многие современные ноутбуки. Для работы необходима сим-карта.

Эти устройства, как правило, не требуют настройки. Алгоритмы и правила работы заложены производителем.

Справка

• Dial-up — коммутируемое соединение с «дозвоном» по телефонной сети общего пользования. Если имели доступ в интернет в 1990-х или начале 2000-х, то наверняка сталкивались с такими устройствами. Они издают характерные звуки в процессе установки подключения, занимают телефонную линию. Сегодня dial-up — устаревшая технология.
• ADSL — интернет-соединение через телефонную сеть общего пользования. В отличие от dial-up, ADSL использует выделенную линию. Устаревающая технология. В наше время встречается редко, преимущественно в небольших городах и деревнях, куда ещё не добралась современная оптоволоконная или Ethernet-инфраструктура провайдеров.
• DOCSIS — интернет по коаксиальному телевизионному кабелю.

Для «чайников»: принцип работы модема

Модем получает сигнал от интернет-провайдера по кабелю и преобразует данные из аналогового формата в цифровой. Необходимая мера, поскольку цифровые девайсы «понимают» исключительно сообщения, которые представлены набором единиц и нулей.

Рассматривать работу модемов dial-up не имеет смысла — сегодня они практически не используются. Остановимся на устройствах для доступа в интернет по технологиям, которые ещё встречаются.

DOCSIS

1. Модулированный аналоговый сигнал приходит на тюнер устройства.
2. Демодулятор отделяет цифровую волну от несущей посредством QAM (квадратурная амплитудная модуляция), после чего отправляет «цифру» на АЦП (аналогово-цифровой преобразователь).
3. АЦП конвертирует цифровой сигнал в битовый поток.
4. Модуль исправления ошибок контролирует корректность преобразования.
5. MAC (управление доступом к среде) и процессор разделяют поток на «интернетный» и телевизионный.
6. Трансивер устройства при помощи манчестерского кодирования преобразует поток битов в электрические импульсы.
7. Модем отправляет электрические импульсы по Ethernet-кабелю устройству-клиенту.

ADSL

1. Мультиплексор доступа DSL интернет-оператора генерирует 247 выделенных 4-килогерцевых каналов с аналоговым сигналом несущей частоты.
2. Мультиплексор провайдера накладывает цифровую форму волны на несущие и перенаправляет её клиенту.
3. Фильтр нижних частот клиента получает и отделяет частоты DSL от телефонных (т. е. голосовых). Диапазон — 1–1000 кГц.
4. Фильтр отправляет DSL-сигнал на устройство.
5. Модулированный сигнал приходит на порт RJ11 модема.
6. Устройство вычленяет цифровую волну из несущей посредством QAM.
7. Модем отправляет «цифру» на АЦП.
8. Преобразователь конвертирует цифровую волну в поток битов.
9. MAC и трансивер преобразуют битовый поток в электрические импульсы.
10. Девайс передаёт электрические импульсы по Ethernet-шнуру устройству-клиенту.

Примечание: 3G/4G-модемы имеют схожий принцип действия. Отличие заключается в том, что устройства этого типа принимают от сотового оператора именно цифровой сигнал. Затем «цифра» преобразуется в электрический сигнал.

Маршрутизатор: кратко о том, что это такое и зачем нужно

Он представляет собой сетевое устройство, которое предназначено для перенаправления пакетов данных в пределах одной или нескольких подсетей/сетей. Работает девайс по таблицам маршрутизации, в которых хранится подробная информация обо всех устройствах — участниках сети (например, локальной) и оптимальных маршрутах доставки им пакетов.

Зачем это нужно? Чтобы данные из интернета или с другого девайса — участника сети максимально быстро и без ошибок дошли до устройства, для которого они предназначены.

Принцип работы маршрутизатора

Чтобы передать информацию, он использует «айпишник» адресата, который указывается в пакетах данных. Но перед этим устройство, опираясь на таблицу маршрутизации, определяет маршрут передачи данных. Если в таблице нет описанного маршрута, то пакет отбрасывается.

Для успешной маршрутизации устройство должно знать:

• адрес конечного узла / устройства-получателя;
• адрес соседнего маршрутизатора, который может выяснить или предоставить данные об удалённых сетях;
• доступные маршруты ко всем удалённым сетям;
• кратчайший и наиболее стабильный путь к каждой удалённой сети;
• способы проверки информации о маршрутизации и обслуживании.

Примечание: маршрутизатору присваивается внешний IP-адрес. Он используется для идентификации сети в интернете. У устройств — членов LAN есть собственные «айпишники» — внутренние. Они используются для идентификации устройств внутри локальной сети.

Часто задаваемые вопросы

Чем отличается роутер от маршрутизатора?

Английское слово router дословно переводится как «маршрут» или «путь». То есть маршрутизатор и роутер — это одно и то же устройство.

Какие виды роутеров бывают?

Видов роутеров бывает несколько, и каждый из них подходит для конкретного типа подключения:

• Wi-Fi-роутеры. После настройки и подключения такие роутеры начинают раздавать беспроводной интернет всем гаджетам, которые находятся поблизости, — достаточно просто найти в списке доступных устройств роутер и подключиться к нему, введя пароль. Они могут и раздавать Wi-Fi, и передавать сигнал по проводу. Как правило, это самые распространённые модели, и, скорее всего, именно такой роутер стоит у вас дома.
• ADSL-роутеры. Это устройства «два в одном»: совмещают в себе роутер и модем. Они подключаются к телефонной линии, затем — к самому устройству. Чаще всего такие роутеры используются в отдалённых районах.
• PON-роутеры. Для их подключения необходим оптоволоконный кабель. Отличаются повышенной скоростью — их чаще всего ставят в частных домах, чтобы потом подключить к ним Wi-Fi-роутер через Ethernet-кабель.

Что лучше — модем или роутер? И чем они различаются?

Может показаться, что они выполняют схожие функции. Но если разобраться, то в чистом виде это разные устройства.

• Модем — для выхода в интернет.
• Роутер — для распределения сигнала между устройствами — участниками сети, пересылки пакетов между разными сегментами сети, объединения нескольких девайсов в сеть и/или нескольких мелких сетей (в т. ч. разнородных) в одну побольше.

Что лучше купить?

Если говорить о домашних устройствах, то многие роутеры совмещены с модемом, и наоборот. То есть современный модем-роутер способен объединить в LAN несколько устройств и обеспечить всем им доступ в интернет.

При этом многие модели могут выступать в качестве беспроводных точек доступа — раздавать вайфай.

Как выбрать сетевое оборудование?

При выборе роутера нужно учитывать следующие нюансы.

1. Архитектура подключения

В крупных городах провайдеры чаще всего используют архитектуру FTTB или FTTH. В первом случае оптоволокно проводится до границы многоквартирного дома, а для подключения абонентов используется обычная витая пара. Если нужен интернет только на одном устройстве, то можно обойтись без дополнительного сетевого оборудования. Кабель поставщика услуг подключается к девайсу с Ethernet-портом напрямую. Однако если потребуется организовать локальную сеть, то придётся обращаться к специалисту. При использовании же Wi-Fi-роутера сможете быстро и просто объединить все устройства в LAN самостоятельно.

Архитектура FTTH: провайдер прокладывает оптоволоконный кабель до границы жилой площади. В квартиру же протягивается кабель PON — он подключается только к специальному оптическому порту, которым на данный момент устройства-клиенты не оснащаются. Соответственно, если оператор предлагает подключение по FTTH, то потребуется дополнительное оборудование — Wi-Fi-роутер с оптическим разъёмом или оптоволоконный медиаконвертер. При этом медиаконвертер стоит ненамного дешевле полноценного маршрутизатора, обладающего максимально возможным функционалом.

Если же провайдер подключает по ADSL, то потребуется купить ADSL-модем или ADSL-маршрутизатор. Но важно помнить: модем может работать только с одним устройством, маршрутизатор — с несколькими. В принципе, настроить выход в интернет на нескольких девайсах можно при использовании модема в чистом виде — в качестве шлюза будет выступать основной компьютер. Правда, придётся разбираться в топологии LAN и создавать физическую сеть.

При недоступности проводных соединений стоит обратить внимание на связку классического Wi-Fi-роутера с поддержкой USB-модемов и собственно USB-модема. USB-устройство будет принимать сигнал сотового оператора, а маршрутизатор — раздавать интернет.

Итог: в любом случае лучшим решением для дома является маршрутизатор — функционально, удобно, а главное, просто.

2. Пропускная способность (ПС)

Очевидно: чем выше ПС роутера, тем выше скорость интернета. Однако при использовании ADSL не имеет смысла приобретать сетевое оборудование с гигабитными ПС, поскольку сама технология не позволяет достигать подобных скоростей.

В целом логика следующая: ПС маршрутизатора должна быть равна скорости по интернет-тарифу. Но есть два важных момента.

• Иногда производители оборудования заявляют характеристики, которые немного выше реальных. То есть 500-мегабитный роутер может работать на скоростях 350–400 Мбит/с. Поэтому стоит покупать устройство с небольшим запасом ПС. Например, для FTTB — 500–800 Мбит/с, а для FTTH — 1–1,5 Гбит/с.
• Если не исключаете переход на более быстрый тариф, то можете приобрести маршрутизатор с ПС «на вырост». Однако важно заранее понимать, какого типа WAN-порт потребуется для соединения с интернетом: 8P8C (Ethernet, витая пара), SC/APC/UPC или универсальный SFP («оптика»). Если не знаете, то можно выбрать Ethernet + SFP — недешёвый, но стопроцентный вариант.

3. Пропускная способность при разных типах подключения

Наиболее часто провайдеры предоставляют доступ в интернет по протоколам PPPoE, L2TP и PPTP. И некоторые модели роутеров при использовании разных протоколов могут иметь разную ПС. Например, для PPPoE-соединения — 1,5 Гбит/с, а для L2TP/PPTP — 0,8 Гбит/с.

4. Пропускная способность Wi-Fi

Интернет по кабелю всегда стабильнее — сигнал не боится преград и радиочастотных помех. Чего не скажешь о беспроводном.

Стабильность и, соответственно, скорость соединения могут существенно снижаться, если на пути сигнала встречается препятствие (например, стена) или сигнал других устройств, работающих в том же частотном диапазоне: СВЧ-печей, беспроводной компьютерной периферии и т. д.

Роутеры работают в двух диапазонах:

• 2,4 ГГц — «дальнобойные», но сравнительно медленные сети.
• 5 ГГц — быстрые сети, но способные покрыть меньшую площадь. Кроме того, из-за короткой волны 5-гигагерцевый сигнал ещё больше подвержен затуханию при прохождении через разные среды.

Ещё одна важная характеристика — поддерживаемые стандарты беспроводных сетей. Сегодня актуальны версии Wi-Fi 6 и 6E (стандарт 802.11ax). Максимальная скорость по спецификации — до 11 Гбит/с, фактическая в контексте большинства маршрутизаторов — до 1–1,2 Гбит/с.

Кстати, на конец 2023 — начало 2024 года запланирован релиз Wi-Fi 7 с поддержкой ещё одного частотного диапазона (6 ГГц) и увеличением пропускной способности в 3–5 раз.

Однако не только роутер должен поддерживать актуальную версию технологии, но и устройство-клиент. В противном случае произойдёт «даунгрейд» стандарта — при подключении установится более старый и, очевидно, медленный.

Примечание: подробнее о Wi-Fi — в этой статье.

5. Производитель, функционал и ценовой сегмент

Есть множество компаний, выпускающих Wi-Fi-роутеры. Например, Asus, TP-Link, Zyxel, Keenetic, Huawei и т. д. В пределах конкретных ценовых сегментов их продукция примерно одинакова по функционалу и качеству.

Роутеры можно условно разделить на:

• бюджетные — отличаются сравнительно невысокой пропускной способностью (100–300 Мбит/с). Нередко поддерживают работу только на частоте 2,4 ГГц;
• стандартные — поддерживают одновременную работу в обоих частотных диапазонах. Пропускная способность — до 800 Мбит/с;
• геймерские и премиальные — увеличенная площадь покрытия за счёт дополнительных антенн, более качественные материалы корпуса и мощное «железо», повышенные скорости — 1,5 Гбит/с и выше.

Несмотря на некоторые различия, большинство современных роутеров поддерживают не только интернет, но и IP-телефонию, IPTV, могут работать в режиме ретранслятора беспроводного сигнала.