調(diào)制解調(diào)器MODEM簡介

1、MODEM的簡介 1.什么是什么是MODEM? MODEM(MODULATOR-DEMODULATOR的寫,中文意思為調(diào)制解調(diào)器)是通過電話線實(shí)現(xiàn)計算機(jī)與計算機(jī)相連的設(shè)備.由于普通電話線不能傳輸計算機(jī)的數(shù)字信號,所以MODEM同時具有信號轉(zhuǎn)換的功能:調(diào)制和解調(diào). MODEM 可以做甚麼? 1.數(shù)據(jù)傳輸 2.傳真功能 3.語音功能 4.全雙工免提電話 5.主叫號碼識別2.Cable Modem 什么是Cable Modem？ 所謂Cable Modem，即電纜調(diào)制解調(diào)器，又名線纜調(diào)制解調(diào)器。有了它，就可以利用有線電視網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。電纜調(diào)制解調(diào)器主要是面向計算機(jī)用戶的終端。它連接有線電視同軸電纜

2、與 用戶計算機(jī)之間的中間設(shè)備。 3. ISDN ISDN的工作原理 ISDN是Integrated Serices Digital Network的英文縮寫，其中文名稱是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。ISDN 是以電話綜合數(shù)字網(wǎng)（IDN）為基礎(chǔ)發(fā)展而成的通信網(wǎng)。 ISDN與MODEM的最大區(qū)別，在于將原本以模擬方式傳送的信號經(jīng)抽樣及信道劃分變?yōu)閿?shù)字信號進(jìn)行傳送。使原本56K的模擬信號帶寬的物理限制得以突破可以充分利用物理限制上限大大提高至約2M數(shù)字信號帶寬.。 4.ADSL ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）的中文名稱即非對稱數(shù)字用戶專線。ADSL因使用普通電話

3、線作為傳輸介質(zhì)，卻有很高的帶寬而得到迅速發(fā)展。ADSL正是使用了26KHz以后的高頻帶才提供了如此高的速度. 具體工作流程是:經(jīng)ADSL MODEM編碼后的信號通過電話線傳到電話局后再通過一個信號識別/分離器，如果是語音信號就傳到電話交換機(jī)上，如果是數(shù)字信號就接入Internet。 1) 1) CabelCabel Modem Modem能夠提供下行能夠提供下行3636MbpsMbps/ /上行上行1010MbpsMbps的最高的最高共享帶寬共享帶寬, ,大大高于大大高于ADSLADSL 36Mbps/10Mbps需要使用256QAM的調(diào)制方式才可以,實(shí)際情況是為了對付線路的問題(噪聲/損耗/

4、干擾.)也有都采用QPSK調(diào)制,使得上下行都是10Mbps的理論速度.注意:是理論的速度,相當(dāng)10M的以太網(wǎng)的概念,這里千萬要注意相當(dāng)?shù)挠迷~,10M以太網(wǎng)是數(shù)字網(wǎng)絡(luò),連接線路質(zhì)量好且短,所以傳送的效率大大高于Cabel Modem.現(xiàn)在提供兩個數(shù)字來說明速度的問題: a. 10Mbps的以太網(wǎng)的一般實(shí)際傳送效率是4Mbps(因?yàn)槭枪蚕砭W(wǎng)絡(luò),需要沖突檢測機(jī)制等) b. Zdnet測試了5個不同品牌的Cabel Modem, 速度最高的3COM達(dá)到1.1Mbps,測試實(shí)驗(yàn)室的連接方式是: 在兩個計算機(jī)間連接一段Cabel,兩頭接兩個Cabel Modem.不過隨著Modem制造技朮的提高, 這個應(yīng)

5、能進(jìn)步. 另外, Cabel Modem需要對付的是有線電視的干擾, 因?yàn)槭枪蚕磉B接方式(就是你和你的鄰居串在一起)所以數(shù)字帶寬是共享的, 就是說你的鄰居如果下載游戲或妹妹壁紙, 你的連接就會變慢.信號的介質(zhì)也是和電視節(jié)目共享的,這個情況下,你在上網(wǎng)的時候,你奶奶開電視機(jī)的瞬間會干擾你. 2) ADSL2) ADSL能夠提供下行能夠提供下行8 8MbpsMbps/ /上行上行1 1MbpsMbps的最高獨(dú)占的最高獨(dú)占帶寬帶寬, ,大大優(yōu)于大大優(yōu)于CabelCabel Modem Modem 實(shí)際情況是: 在3.7Km的接線距離下, 基本能保証下行4Mbps/上行512Kbps.到了5km要保証

6、下行2Mbps/上行384K還是能做到的. ADSL的速度要看你家和電話分局的電話線長度和電話線路的質(zhì)量(主要是線粗細(xì),越粗越好),所以它的速度是可變的.同時由于現(xiàn)有的ADSL Modem是10M以太網(wǎng)連接方式,所以速度也還受到以太網(wǎng)的制約(4Mbps實(shí)際數(shù)據(jù)傳送效率). 同時ADSL也會有傳送效率由于Modem的工作技朮原因降低的問題. ADSL的帶寬確實(shí)是獨(dú)占的, 這點(diǎn)在固定帶寬數(shù)據(jù)的傳送上有先天的優(yōu)勢. 不過ADSL使用的是沒有抗干擾介質(zhì)保護(hù)的雙絞線, 所以抵抗天氣干擾(打雷/下雨)的能力反而比Cabel差,這點(diǎn)和我們的56K Modem相似. 3) 3) CabelCabel Mode

7、m Modem可以用擴(kuò)充頻道的方可以用擴(kuò)充頻道的方式在未來有需求的時候提升帶寬式在未來有需求的時候提升帶寬 這個做法理論上是可行. 但是實(shí)際運(yùn)作需要對通信頻率劃分/設(shè)備改造調(diào)整等等問題, 運(yùn)作起來難度很大. 而且如果最終用戶的帶寬加大, 對上層網(wǎng)絡(luò)也會產(chǎn)生各種問題, 以操作起來是難點(diǎn). 實(shí)際上提高CabelModem的運(yùn)行效率, 解決抗干擾問題反而顯得更為重要. (4) ADSL(4) ADSL是點(diǎn)到點(diǎn)連接是點(diǎn)到點(diǎn)連接, ,保密性好保密性好, CabModem使共享連接模式,不安全這點(diǎn)承認(rèn). 當(dāng)然,Cabel用戶可以使用一些Firewall軟件, CabelModem也還能在技朮上增加數(shù)據(jù)加密

8、手段等, 當(dāng)然這個牽涉到設(shè)備的更新, 做起來怕很難. 5) 5) 那個費(fèi)用低那個費(fèi)用低? ? 線路安裝費(fèi)用: ADSL由電話公司安裝Cabel由有線電視公司安裝. 從中國現(xiàn)狀看, 這個費(fèi)用相差不大. 設(shè)備費(fèi)用: ADSL Modem通常比Cabel Modem貴點(diǎn). 月租費(fèi)用: 基本相差不大, 且月租都包括無限制(無限的流量和時間)本地網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通訊. Internet通訊費(fèi)用: Cabel是共享網(wǎng)絡(luò), 所以進(jìn)行流量控制, 一般按每M字節(jié)收費(fèi). ADSL是點(diǎn)到點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò),可以使用計時方式, 就看你怎么用了. 如果整天看網(wǎng)頁, 肯定是流量方式便宜. 如果整天下載數(shù)據(jù), 鐵定是計時便宜. 6) I

9、nternet6) Internet的使用帶寬的使用帶寬 每個ISP都會對不同的帶寬收不同的費(fèi)用. Cabel用戶共享的Internet帶寬是有線電視總站到ISP的通道.如果到了凌晨3:00你一個人用Cabel, 那么整個帶寬都可以被你占用(當(dāng)然你需支付數(shù)據(jù)流量費(fèi)用). 在晚上9:00間,無數(shù)用戶爭用的時候, 就會比較慘. 對ADSL來說, 你和有線電視的總站在網(wǎng)絡(luò)上處于接近的地位,和你爭用帶寬的Cabel用戶已經(jīng)做了一次內(nèi)部競爭,所以日子相對好過一點(diǎn). 但是ADSL的用戶使用Internet都會面臨實(shí)際使用的Internet帶寬是固定的(按照付費(fèi)方式不同區(qū)別), 一般虛擬撥號是128Kbps

10、/384Kbps/512Kbps幾種.從這點(diǎn)看,Internet訪問的極限速度是Cabel高. (7) 都可安裝的情況下, 我是用Cabel還是ADSL? 您真是太幸運(yùn)了! 要知道美國都不是人人能做這個選擇的. 它們都是寬帶新技朮, 都能夠提供比傳統(tǒng)Modem高10倍以上的訪問速度, 而且都存在這樣那樣的問題, 專家對于那個好也都爭論不休. 對于一個網(wǎng)絡(luò)來說, 速度得到保証的前提下, 穩(wěn)定性和費(fèi)用就是第二個應(yīng)該考慮的問題了. 所以你需要比較比較, 針對你的使用情況選擇, 每個服務(wù)商的情況都是不同的. 在 BBS 通訊世界里, 最不可或缺的, 就是親蜜的伙伴 -MODEM. 透過一條RS-232

11、 的 Cable 線, 就可以和你的個人電腦連線了. 讓我們先來熟悉一下.以下, 先簡單的介紹一下一般 MODEM 上常見的指示燈:HS (High Speed) - MODEM 是否處於最高速度調(diào)變解調(diào)AA (Auto Answer) - 自動接通電話指示, 若閃爍表示振鈴中CD (Carrier Detect) - 載波檢出, 用以確認(rèn)是否接收到調(diào)變解調(diào)器等之載波OH (On Hook) - 指示 MODEM 是否連上電話線SD (Send Data) - 送出資料RD (Received Data) - 收到資料MP (MODEM Power) - MODEM 電源指示DTR (Data

12、 Terminal Ready) - 用以確認(rèn)機(jī)器之準(zhǔn)備狀態(tài)DSR (Data Set Ready) - 用以確認(rèn)資料終端機(jī)是否和 DSR 同樣 OKCTS (Clear To Send) - 資料發(fā)送許可EC (Error Control) - 處於 MNP 4 or v.42 錯誤處理通訊協(xié)定SQ (Signal Quality) - 通信品質(zhì)指示燈, 若閃爍表示線路不良如此簡單的介紹, 下次上站時多注意一點(diǎn)顯示燈的變化, 例如送資料或 Upload時, SD 燈就會亮著, 收資料或 Download 時, RD 燈就會亮著. 介紹完了 MODEM 的顯示燈, 我們再來看看和 MODEM

13、相接的 RS-232 Cable 線,到底這條線的骨頭是怎麼樣的呢?PIN 1 - PG (Protctive Ground) 連接到機(jī)器的接地線PIN 2 - TXD (Transmitted Data) 串列資料送給 MODEM 的輸出線PIN 3 - RXD (Received Data) MODEM 輸入串列資料的輸線PIN 4 - RTS (Request To Send) 發(fā)送要求PIN 5 - CTS (Clear To Send) 發(fā)送許可, 針對 RTS 而回答的信號PIN 6 - DSR (Data Set Ready) 用以確認(rèn)資料終端機(jī)是否和 DSR 同樣 OKPIN

14、7 - SG (Singal Ground) 信號線接地PIN 8 - CD (Carrier Detect) 載波檢出, 用以確認(rèn)是否接收到調(diào)變解調(diào)器等之載波PIN 20 - DTR (Data Terminal Ready) 用以確認(rèn)機(jī)器之準(zhǔn)備狀態(tài)PIN 22 - RI (Ring Indicator) 振鈴訊號指示利用這些資料, 我們可以寫一段程式去檢查 RS232 PIN 22 腳的電位, 若是 High就代表振鈴中, 這時就去 Call 一段產(chǎn)生聲音的副程式, 就可以把電腦模擬電話的振鈴聲, 不就可以善用 MODEM 了. 2. MODEM 2. MODEM 的調(diào)變方法的調(diào)變方法 也

15、許您會問, 為什麼電腦電腦之間通訊要用 MODEM 連接? 不能直接用電話線相連嗎?事實(shí)上, 由於電話線的頻寬很低,應(yīng)該只有 300Hz - 3KHz 左右的頻寬. 若用普通的傳送方式, 根本不可能達(dá)到 2400 BPS 以上! 因此, 通常都會用許多調(diào)變的方法, 把資料量增加, 例如在一個周期內(nèi)傳送 12 Bits 或 16 Bits 的 Data, 效率就比只傳 1 Bit 要好許多! 當(dāng)然, 這些調(diào)變的方法有許多.以下是常用的調(diào)變式:(一). 頻率鍵移制( Freguency shift keying, FSK)(二). 相位鍵移制( Phase shift keying, PSK)(三

16、). 相位振幅數(shù)據(jù)( Phase amplitude modulation, PAM)另外還有各公司自創(chuàng)的方式, 如 U.S.Robotics 的 HST 調(diào)變, 或是 Telebit 的 PEP調(diào)變等等. 將數(shù)位訊號用 MODEM 調(diào)變?yōu)轭惐扔嵦? 再加到載波上傳送到對方, 就是 MODEM 通訊了. 這里所謂的載波, 類似無線電學(xué)上的載波, 應(yīng)該知道載波的用途. 只不過,這邊是用電話線來傳送, 不是用無線電波來送的.MODEM 的 Carrier 除了傳送資料以外, 尚有偵測連線的用途, 一但 Carrier 消失, 就會被判定OffLine. 3. 談?wù)務(wù)務(wù)?MODEM 的速度的速度,

17、與與 ARQ MODEM 是 MOdulation (調(diào)制) 及 DEModulation (解調(diào)制) 的意思,將數(shù)據(jù)資料轉(zhuǎn)換成音頻訊號, 經(jīng)過電話線傳送, 再還原成數(shù)據(jù)資料的一種工具, 一般稱之為調(diào)制解調(diào)器 利用電話線路傳送數(shù)據(jù), 會受線路品質(zhì)的影響, 就像無線電通訊會受地形,地物,天候影響一樣; 為了避免收到錯誤的資料, 所以有控制錯誤的協(xié)定. 這些協(xié)定統(tǒng)稱為 ARQ (Auto Repeat reQuest), 依照類別可區(qū)分為三種:1. S/W : Stop & Wait (停等式) ACK, NACK2. GBN : Go Back N (回朔式)3. SR : Selective

18、Repeat (選擇性重復(fù)式) 控制錯誤的程序可以做在軟體上, 像 XMODEMZMODEM .等, 也可以做在 MODEM上, 像 MNPv.42 .等ARQ 的功用就是在偵測收到的資料是否錯誤, 以及發(fā)生錯誤時, 如何重傳正確資料. 決定數(shù)據(jù)機(jī)速度的最主要因素是調(diào)制方式, 我相信很多人同時也想到了: 資料壓縮 (MNP5V.42bis); 對, 相當(dāng)正確, 但是大概有較少數(shù)人知道: ARQ 也影響了MODEM 的速度, 而且如果沒有 ARQ, 將也沒有壓縮功能. ARQ 將送進(jìn) MODEM 的 Data的 Start Bit 及 Stop Bit 去掉, 再包裝成 Block 送出 , 省

19、掉了兩個 Bit 可使效率提高 25% .以 2400 MODEM 來說, 原本一秒鐘可以傳送 240 Bytes (2400/10), 因?yàn)槭褂?ARQ, 可以傳到 300 Bytes (2400/8), 但是 ARQ 本身也會占掉一些 BIT , 所以實(shí)際效率只是接近每秒 300 Bytes同理, 9600 MODEM 的上限是 1200 CPS14400 MODEM 的上限是 1800 CPS當(dāng)然這些數(shù)字都不包含壓縮所產(chǎn)生的效益, 也就是說: 這些數(shù)字是傳送壓縮檔的極限速度.軟體壓縮及錯誤處理技朮軟體壓縮及錯誤處理技朮 通常買 MODEM 時, 都先注意的是 MODEM 提供那些軟體壓縮

20、及錯誤處理技朮, 以下是常見的一些規(guī)格. 先介紹由 Microcom 公司發(fā)展 MNP 系列, 共 10 級,目前這家公司只對外公布 1 5 級, 常見的是 MNP5. MNP1 : 規(guī)范 半雙工,非同步,字元導(dǎo)向資料傳輸方式. MNP2 : 同上. MNP3 : 全雙工,同步,位元導(dǎo)向 之傳輸方式 MNP4 : 利用 APA,DPO 兩種方式,使傳輸效率提高至 120% MNP5 : 利用壓縮方式,效率提高至 200% MNP6 : 半雙工協(xié)定,可自動模擬全雙工 MNP7 : 壓縮方式,效率至 300% MNP8 : 已不用 MNP9 : 減少管理協(xié)定時間 MNP10 : 線路很差的情形下,

21、仍可通訊 另外, CCITT 也發(fā)表了一系列的規(guī)格, 常見的是: 1. CCITT v.42 :資料傳輸及錯誤處理修正方法 2.CCITT v.42bis:資料壓縮理想可達(dá) 400% 要承清的是, v.42 和 MNP4 是 Error Control 錯誤處理控制通訊協(xié)定, v.42bis和 MNP5 則是 Data Compression 資料壓縮技朮. 由於 v.42 可與 MNP2MNP4 相容(除錯處理協(xié)定相容), 但 v.42bis 和 MNP5 不相容(資料壓縮不相容), 成了兩派不同的協(xié)定, 仔細(xì)相比較之下, MNP5 可提高傳輸效率至 200%, v.42bis 則可以理想達(dá)

22、到400%, 且若碰到壓縮檔, 壓縮率低於 100% 時, v.42bis 將自動關(guān)閉壓縮功能,而MNP5 卻不會. 一般廠商做 MODEM 時, 會把 v.42bis 和 MNP5 都設(shè)計進(jìn)去, 所以買MODEM 時, 眼睛放亮一點(diǎn), 買有 v.42bis 的, 較有保障. 不過,現(xiàn)在壓縮程式越來越強(qiáng),所以使用這些硬體壓縮的地方,也越來越少了, 除非傳文字檔. U.S.Robotics 的貓前面板的七個燈的含意的貓前面板的七個燈的含意 AA AUTO-ANSWER .自動應(yīng)答 CD CARRIER DETECT .載波檢測 SD SEND DATA .發(fā)送數(shù)據(jù) RD RECEIVED DAT

23、A .接收數(shù)據(jù) TR DATA TERMINAL READY .數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備 CS CLEAR TO SEND .數(shù)據(jù)清除發(fā)送 ARQ/FAX .差錯控制/傳真操作 目前接入技術(shù)的發(fā)展主要集中在以下幾目前接入技術(shù)的發(fā)展主要集中在以下幾方面方面: 1.高速調(diào)制解調(diào)器,指56kbps撥號模擬調(diào)制解調(diào)器; 2.速率在64k -128k的ISDN; 3.速率在640kbps到8Mbps之間的非對稱數(shù)字用戶線調(diào)制 解調(diào)器(ADSL) 4.速率達(dá)30Mbps線纜調(diào)制解調(diào)器(Cable MODEM)56K高速工作的基本條件高速工作的基本條件: 1.客戶端的56K模擬調(diào)制解調(diào)器和主機(jī)端的遠(yuǎn)程接入服務(wù)器(純數(shù)字調(diào)制解調(diào)器)必須支持相同的標(biāo)準(zhǔn)