基帶MODEM,基帶MODEM的原理是什么?

基帶MODEM,基帶MODEM的原理是什么?
modem的概念

我們常說的Modem，其實是Modulator（調(diào)制器）與Demodulator（解調(diào)器）的簡稱，中文稱為調(diào)制解調(diào)器。也有人跟據(jù)Modem的諧音，親昵地稱之為“貓”。我們知道，計算機內(nèi)的信息是由“0”和“1”組成數(shù)字信號，而在電話線上傳遞的卻只能是模擬電信號。于是，當(dāng)兩臺計算機要通過電話線進行數(shù)據(jù)傳輸時，就需要一個設(shè)備負(fù)責(zé)數(shù)模的轉(zhuǎn)換。這個數(shù)模轉(zhuǎn)換器就是我們這里要討論的Modem。計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)時，先由Modem把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬信號，這個過程稱為“調(diào)制”。經(jīng)過調(diào)制的信號通過電話載波傳送到另一臺計算機之前，也要經(jīng)由接收方的Modem負(fù)責(zé)把模擬信號還原為計算機能識別的數(shù)字信號，這個過程我們稱“解調(diào)”。正是通過這樣一個“調(diào)制”與“解調(diào)”的數(shù)模轉(zhuǎn)換過程，從而實現(xiàn)了兩臺計算機之間的遠程通訊。

modem的分類

一般來說，根據(jù)Modem的形態(tài)和安裝方式，可以大致可以分為以下四類：

1、外置式Modem

外置式Modem放置于機箱外，通過串行通訊口與主機連接。這種Modem方便靈巧、易于安裝，閃爍的指示燈便于監(jiān)視Modem的工作狀況。但外置式Modem需要使用額外的電源與電纜。

2、內(nèi)置式Modem

內(nèi)置式Modem在安裝時需要拆開機箱，并且要對中斷和COM口進行設(shè)置，安裝較為繁瑣。這種Modem要占用主板上的擴展槽，但無需額外的電源與電纜，且價格比外置式Modem要便宜一些。

3、PCMCIA插卡式Modem

插卡式Modem主要用于筆記本電腦，體積纖巧。配合移動電話，可方便地實現(xiàn)移動辦公。

4、機架式Modem

機架式Modem相當(dāng)于把一組Modem集中于一個箱體或外殼里，并由統(tǒng)一的電源進行供電。機架式Modem主要用于Internet/Intranet、電信局、校園網(wǎng)、金融機構(gòu)等網(wǎng)絡(luò)的中心機房。除以上四種常見的Modem外，現(xiàn)在還有ISDN調(diào)制解調(diào)器和一種稱為Cable Modem的調(diào)制解調(diào)器，另外還有一種ADSL調(diào)制解調(diào)器。

另外modem還可分為內(nèi)置式和外置式，兩者各有利弊，選用時可根據(jù)各自的需要而定。

內(nèi)置式Modem由于其插入計算機內(nèi)，不占用桌面空間，使用PC機內(nèi)部電源，并節(jié)省一個串口，價格相對比外置式便宜。但由于沒有指示燈，不能實時地知道它正在干什么，如撥號后不能確認(rèn)是否已與另一端連接上，反饋給用戶有關(guān)目前狀態(tài)的信息很少。

外置式Modem安裝簡易，無需打開機箱，也無需占用系統(tǒng)中寶貴的擴展槽。它有幾個指示燈，能夠隨時報告Modem正在進行的工作。它不僅告訴你計算機與Modem之間的聯(lián)接情況，還報告電話線的狀況。但需占用一個RS-232串口，需要一個電源插座，價格相對比內(nèi)置式貴一點。

modem的工作原理

調(diào)制解調(diào)器由發(fā)送、接收、控制、接口、操縱面板及電源等部分組成。數(shù)據(jù)終端設(shè)備以二進制串行信號形式提供發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)接口轉(zhuǎn)換為內(nèi)部邏輯電平送入發(fā)送部分，經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制成線路要求的信號向線路發(fā)送。接收部分接收來自線路的信號，經(jīng)濾波、反調(diào)制、電平轉(zhuǎn)換后還原成數(shù)字信號送入數(shù)字終端設(shè)備。

電話線可以使通信的雙方在相距幾千公里的地方相互通話，是由于在每隔一定距離都設(shè)有中繼放大設(shè)備，保證話音清晰。在這些設(shè)備上若再配置Modem，則能通電話的地方就可傳輸數(shù)據(jù)。一般電話線路的話音帶寬在300～3400Hz 范圍，用它傳送數(shù)字信號，其信號頻率也必須在該范圍。常用的調(diào)制方法有三種:頻移鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK) 、相位幅度調(diào)制(PAM)。Modem通常有三種工作方式:掛機方式、通話方式、聯(lián)機方式。電話線未接通是掛機方式;雙方通過電話進行通話是通話方式;Modem已聯(lián)通，進行數(shù)據(jù)傳輸是聯(lián)機方式。

數(shù)模轉(zhuǎn)換的調(diào)制方法也有三種:(1)頻移鍵控(FSK)。用特殊的音頻范圍來區(qū)別發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)。如調(diào)頻ModemBell-103型發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的二進制邏輯被指定的專用頻率是:發(fā)送，信號邏輯0、頻率1070Hz，信號邏輯1、頻率1270Hz;接收，信號邏輯0、頻率20 25Hz，信號邏輯1、頻率2225Hz。(2)相移鍵控(PSK)，高速的Modem常用四相制，八相制，而四相制是用四個不同的相位表示00、01、10、11四個二進制數(shù)，如調(diào)相ModemBell-212A型。該技術(shù)可以使3 00bps的Modem傳送600bps的信息，因此在不提高線路調(diào)制速率僅提高信號傳輸速率時很有意義，但控制復(fù)雜，成本較高，八相制更復(fù)雜。(3)相位幅度調(diào)制(PAM)，為了盡量提高傳輸速率，不提高調(diào)制速率，采用相位調(diào)制和幅度調(diào)制結(jié)合的方法。它可用16個不同的相位和幅度電平，使1200bps的Modem傳送19200bps的數(shù)據(jù)信號。該種Modem一般用于高速同步通信中。

調(diào)制解調(diào)器通電后，通常先進入掛機方式，通過電話撥號撥通線路后進入通話方式，最后通過Modem的"握手" 過程進入聯(lián)機方式。正常使用時，由使用者通過控制電話機或Modem前面板的按鍵、內(nèi)部開關(guān)實現(xiàn)三種方式間的轉(zhuǎn)換。

調(diào)制解調(diào)器與計算機連接是數(shù)據(jù)電路通信設(shè)備DCEDataCircutterminatingEquipme nt)與數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE(DataTerminalEquipment)之間的接口問題。DCE與DTE之間的接口是計算機網(wǎng)絡(luò)使用上的一個重要問題。任何一個通信站總要包括DCE與DTE，因此確定一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口，特別是對公用數(shù)據(jù)網(wǎng)有重要的意義。數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE是產(chǎn)生數(shù)字信號的數(shù)據(jù)源或接收數(shù)字信號的數(shù)據(jù)宿，或者是兩者的結(jié)合，像計算機終端、打印機、傳真機等就是DTE。將數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE與模擬信道連接起來的設(shè)備就叫數(shù)據(jù)電路通信設(shè)備DCE，像Modem就是DCE。DTE與DCE之間的連接標(biāo)準(zhǔn)有CCITTV.10/X.26，與EIARS-423-A兼容，是一種半平衡電氣特性接口普通的Modem通常都是通過RS-232C串行口信號線與計算機連接。

modem的傳輸模式

Modem最初只是用于數(shù)據(jù)傳輸。然而，隨著用戶需求的不斷增長以及廠商之間的激烈競爭，目前市場上越來越多的出現(xiàn)了一些“二合一”、“三合一”的Modem。這些Modem除了可以進行數(shù)據(jù)傳輸以外，還具有傳真和語音傳輸功能。

1、傳真模式（Fax Modem）

通過Modem進行傳真，除省下一臺專用傳真的費用外，好處還有很多：可以直接把計算機內(nèi)的文件傳真到對方的計算機或傳真機，而無需先把文件打印出來；可以對接收到的傳真方便地進行保存或編輯；可以克服普通傳真機由于使用熱敏紙而造成字跡逐漸消退的問題；由于Modem使用了糾錯的技術(shù)，傳真質(zhì)量比普通傳真機要好，尤其是對于圖形的傳真更是如此。目前的Fax Modem大多遵循V.29和V.17傳真協(xié)議。其中V.29支持9600bps傳真速率，而V.17則可支持14400bps的傳真速率。

2、語音模式（Voice Modem）

語音模式主要提供了電話錄音留言和全雙工免提通話功能，真正使電話與電腦融為一體。這里，我們主要討論的是一種新的語音傳輸模式—DSVD（Digital Simultaneous Voice and Data）。DSVD是由Hayes、Rockwell、U.s.Robotics、Intel等公司在1995年提出的一項語音傳輸標(biāo)準(zhǔn)，是現(xiàn)有的V.42糾錯協(xié)議的擴充。DSVD通過采用Digi Talk的數(shù)字式語音與數(shù)據(jù)同傳技術(shù)，使Modem可以在普通電話線上一邊進行數(shù)據(jù)傳輸一邊進行通話。

modem的傳輸速率

Modem的傳輸速率，指的是Modem每秒鐘傳送的數(shù)據(jù)量大小。我們平常說的14.4K、28.8K、33.6K、56K等，指的就是Modem的傳輸速率。傳輸速率以bps（比特/秒）為單位。因此，一臺33.6K的Modem每秒鐘可以傳輸33600bit的數(shù)據(jù)。由于目前的Modem在傳輸時都對數(shù)據(jù)進行了壓縮，因此33.6K的Modem的數(shù)據(jù)吞吐量理論上可以達到115200bps，甚至230400bps。

Modem的傳輸速率，實際上是由Modem所支持的調(diào)制協(xié)議所決定的。我們平時在Modem的包裝盒或說明書上看到的V.32、V.32bis、V.34、V.34+、V.fc等等，指的就是Modem的所采用的調(diào)制協(xié)議。其中V.32是非同步/同步4800/9600bps全雙工標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議；V.32bis是V.32的增強版，支持14400bps的傳輸速率；V.34是同步28800bps全雙工標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議；而V.34+則為同步全雙工33600bps標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。以上標(biāo)準(zhǔn)都是由ITU（國際通訊聯(lián)盟）所制定，而V.fc則是由Rockwell提出的28800bps調(diào)制協(xié)議，但并未得到廣泛支持。

提到Modem的傳輸速率，就不能不提時下被炒得為熱的56K Modem。其實，56K的標(biāo)準(zhǔn)已提出多年，但由于長期以來一直存在以Rockwell為首的K56flex和以U.S.Robotics為首X2的兩種互不兼容的標(biāo)準(zhǔn)，使得56K Modem遲遲得不到普及。值得慶幸的是，今年2月，在國際電信聯(lián)盟的努力下，56K的標(biāo)準(zhǔn)終于統(tǒng)一為ITU V9.0，眾多的Modem生產(chǎn)廠商亦已紛紛出臺了升級措施，而真正支持V9.0的Modem亦已經(jīng)遍地開花。56K有望在一到兩年內(nèi)成為市場的主流。在這里要順便說一下的是，由于目前國內(nèi)許多ISP并未提供56K的接入服務(wù)，因此在購買56K Modem前，最好先向你的服務(wù)商打聽清楚，以免造成浪費。

以上我們所講的傳輸速率，均是在理想狀況的得出的。而在實際使用過程中，Modem的速率往往不能達到標(biāo)稱值。實際的傳輸速率主要取決于以下幾個因素：

1、電話線路的質(zhì)量

2、是否有足夠的帶寬

3、對方的Modem速率

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