- 調(diào)制解調(diào)器的分類
- 調(diào)制解調(diào)器的原理
- 調(diào)制解調(diào)器的傳輸數(shù)率與協(xié)議對比
- 差錯(cuò)控制協(xié)議
- 數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議
- 文件傳輸協(xié)議
解調(diào)器是調(diào)制式直流放大電路中的一個(gè)重要組成部分。它把已放大了的交流電壓還原為直流電壓，其大小和極性與交流電壓的幅度和相位要對應(yīng)。下圖是解調(diào)器的原理電路，RL為負(fù)載，C為濾波電容，其作用是使輸出直流電壓平滑，解調(diào)開關(guān)K與輸入交流信號(hào)，Ui具有相同的頻率。當(dāng)Ui為正時(shí)，開關(guān)接通，輸出等于輸入電壓UO，經(jīng)電容C的平滑作用后，應(yīng)可得到平滑的直流電壓UO。相反，如果Ui為負(fù)時(shí)，開關(guān)接通，Ui為正時(shí)，開關(guān)斷開，則輸出端得到負(fù)的脈動(dòng)直流電壓UO。
我們常說的Modem，其實(shí)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(jì)算機(jī)內(nèi)的信息是由“0”和“1”組成數(shù)字信號(hào)，而在電話線上傳遞的卻只能是模擬電信號(hào)。于是，當(dāng)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)要通過電話線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，就需要一個(gè)設(shè)備負(fù)責(zé)數(shù)模的轉(zhuǎn)換。這個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器就是我們這里要討論的Modem。計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先由Modem把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬信號(hào)，這個(gè)過程稱為“調(diào)制”。經(jīng)過調(diào)制的信號(hào)通過電話載波傳送到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)之前，也要經(jīng)由接收方的Modem負(fù)責(zé)把模擬信號(hào)還原為計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，這個(gè)過程我們稱“解調(diào)”。正是通過這樣一個(gè)“調(diào)制”與“解調(diào)”的數(shù)模轉(zhuǎn)換過程，從而實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的遠(yuǎn)程通訊。
一. Modem的類別
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(jī)箱外，通過串行通訊口與主機(jī)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(shí)需要拆開機(jī)箱，并且要對中斷和COM口進(jìn)行設(shè)置，安裝較為繁瑣。這種Modem要占用主板上的擴(kuò)展槽，但無需額外的電源與電纜，且價(jià)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(dòng)電話，可方便地實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。
4、機(jī)架式Modem
機(jī)架式Modem相當(dāng)于把一組Modem集中于一個(gè)箱體或外殼里，并由統(tǒng)一的電源進(jìn)行供電。機(jī)架式Modem主要用于Internet/Intranet、電信局、校園網(wǎng)、金融機(jī)構(gòu)等網(wǎng)絡(luò)的中心機(jī)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。Cable Modem利用有線電視的電纜進(jìn)行信號(hào)傳送，不但具有調(diào)制解調(diào)功能，還集路由器、集線器、橋接器于一身，理論傳輸速度更可達(dá)10Mbps以上。通過Cable Modem上網(wǎng)，每個(gè)用戶都有獨(dú)立的IP地址，相當(dāng)于擁有了一條個(gè)人專線。目前，深圳有線電視臺(tái)天威網(wǎng)絡(luò)公司已推出這種基于有線電視網(wǎng)的Internet接入服務(wù)，接入速率為2Mbps-10Mbps！
二. 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(jìn)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(jìn)行傳真，除省下一臺(tái)專用傳真的費(fèi)用外，好處還有很多：可以直接把計(jì)算機(jī)內(nèi)的文件傳真到對方的計(jì)算機(jī)或傳真機(jī)，而無需先把文件打印出來；可以對接收到的傳真方便地進(jìn)行保存或編輯；可以克服普通傳真機(jī)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(cuò)的技術(shù)，傳真質(zhì)量比普通傳真機(jī)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(xiàng)語音傳輸標(biāo)準(zhǔn)，是現(xiàn)有的V.42糾錯(cuò)協(xié)議的擴(kuò)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸一邊進(jìn)行通話。
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DSVD Modem保留了8K的帶寬（也有的Modem保留8.5K的帶寬）用于語音傳送，其余的帶寬則用于數(shù)據(jù)傳輸。語音在傳輸前會(huì)先進(jìn)行壓縮，然后與需要傳送的數(shù)據(jù)綜合在一起，通過電話載波傳送到對方用戶。在接收端，Modem先把語音與數(shù)據(jù)分離開來，再把語音信號(hào)進(jìn)行解壓和數(shù)/模轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)/語音的同傳。DSVD Modem在遠(yuǎn)程教學(xué)、協(xié)同工作、網(wǎng)絡(luò)游戲等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。但在目前，由于DSVD Modem的價(jià)格比普通的Voice Modem要貴，而且要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)/語音同傳功能時(shí)，需要對方也使用DSVD Modem，從而在一定程度上阻礙了DSVD Modem的普及。
三. Modem的傳輸數(shù)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(tái)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(shí)都對數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓縮，因此33.6K的Modem的數(shù)據(jù)吞吐量理論上可以達(dá)到115200bps，甚至230400bps。
Modem的傳輸速率，實(shí)際上是由Modem所支持的調(diào)制協(xié)議所決定的。我們平時(shí)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(qiáng)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(shí)下被炒得為熱的56K Modem。其實(shí)，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(tái)了升級(jí)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(fèi)。
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(shí)際使用過程中，Modem的速率往往不能達(dá)到標(biāo)稱值。實(shí)際的傳輸速率主要取決于以下幾個(gè)因素：
1、電話線路的質(zhì)量
因?yàn)檎{(diào)制后的信號(hào)是經(jīng)由電話線進(jìn)行傳送，如果電話線路質(zhì)量不佳，Modem將會(huì)降低速率以保證準(zhǔn)確率。為此，我們在連接Modem時(shí)，要盡量減少連線長度，多余的連線要剪去，切勿繞成一圈堆放。另外，最好不要使用分機(jī)，連線也應(yīng)避免在電視機(jī)等干擾源上經(jīng)過。
2、是否有足夠的帶寬
如果在同一時(shí)間上網(wǎng)的人數(shù)很多，就會(huì)造成線路的擁擠和阻塞，Modem的傳輸速率自然也會(huì)隨之下降。因此，ISP是否能供足夠的帶寬非常關(guān)鍵。另外，避免在繁忙時(shí)段上網(wǎng)也是一個(gè)解決方法。尤其是在下載文件時(shí)，在繁忙時(shí)段與非繁忙時(shí)段下載所費(fèi)的時(shí)間會(huì)相差幾倍之多。
3、對方的Modem速率
Modem所支持的調(diào)制協(xié)議是向下兼容的，實(shí)際的連接速率取決于速率較低的一方。因此，如果對方的Modem是14.4K的，即使你用的是56K的Modem，也只能以14400bps的速率進(jìn)行連接。
四. Modem的傳輸協(xié)議
Modem的傳輸協(xié)議包括調(diào)制協(xié)議（Modulation Protocols）、差錯(cuò)控制協(xié)議（Error Control Protocols）、數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議（Data Compression Protocols）和文件傳輸協(xié)議。調(diào)制協(xié)議我們在前面已經(jīng)討論過，現(xiàn)在著重談一下其余的三種傳輸協(xié)議。
1、 差錯(cuò)控制協(xié)議
隨著Modem的傳輸速率不斷提高，電話線路上的噪聲、電流的異常突變等，都會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)某鲥e(cuò)。差錯(cuò)控制協(xié)議要解決的就是如何在高速傳輸中保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率。目前的差錯(cuò)控制協(xié)議存在著兩個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：MNP4和V4.2。其中MNP（Microcom Network Protocols）是Microcom公司制定的傳輸協(xié)議，包括了MNP1—MNP10。由于商業(yè)原因，Microcom目前只公布了MNP1—MNP5，其中MNP4是目前被廣泛使用的差錯(cuò)控制協(xié)議之一。而V4.2則是國際電信聯(lián)盟制定的MNP4改良版，它包含了MNP4和LAP-M兩種控制算法。因此，一個(gè)使用V4.2協(xié)議的Modem可以和一個(gè)只支持MNP4協(xié)議的Modem建立無差錯(cuò)控制連接，而反之則不能。所以我們在購買Modem時(shí)，最好選擇支持V4.2協(xié)議的Modem。
另外，市面上某些廉價(jià)Modem卡為降低成本，并不具備硬糾錯(cuò)功能，而是使用使用了軟件糾錯(cuò)方式。大家在購買時(shí)要注意分清，不要為包裝盒上的“帶糾錯(cuò)功能”等字眼所迷惑。
2、數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議
為了提高數(shù)據(jù)的傳輸量，縮短傳輸時(shí)間，現(xiàn)時(shí)大多數(shù)Modem在傳輸時(shí)都會(huì)先對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。與差錯(cuò)控制協(xié)議相似，數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議也存在兩個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：MNP5和V4.2bis。MNP5采用了Rnu-Length編碼和Huffman編碼兩種壓縮算法，最大壓縮比為2:1。而V4.2bis采用了Lempel-Ziv壓縮技術(shù)，最大壓縮比可達(dá)4:1。這就是為什么說V4.2bis比MNP5要快的原因。要注意的是，數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議是建立在差錯(cuò)控制協(xié)議的基礎(chǔ)上，MNP5需要MNP4的支持，V4.2bis也需要V4.2的支持。并且，雖然V4.2包含了MNP4，但V4.2bis卻不包含MNP5。
3、文件傳輸協(xié)議
文件傳輸是數(shù)據(jù)交換的主要形式。在進(jìn)行文件傳輸時(shí)，為使文件能被正確識(shí)別和傳送，我們需要在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間建立統(tǒng)一的傳輸協(xié)議。這個(gè)協(xié)議包括了文件的識(shí)別、傳送的起止時(shí)間、錯(cuò)誤的判斷與糾正等內(nèi)容。常見的傳輸協(xié)議有以下幾種：
ASCII：這是最快的傳輸協(xié)議，但只能傳送文本文件。
Xmodem：這種古老的傳輸協(xié)議速度較慢，但由于使用了CRC錯(cuò)誤偵測方法，傳輸?shù)臏?zhǔn)確率可高達(dá)99.6%。
Ymodem：這是Xmodem的改良版，使用了1024位區(qū)段傳送，速度比Xmodem要快。
Zmodem：Zmodem采用了串流式（streaming）傳輸方式，傳輸速度較快，而且還具有自動(dòng)改變區(qū)段大小和斷點(diǎn)續(xù)傳、快速錯(cuò)誤偵測等功能。這是目前最流行的文件傳輸協(xié)議。
除以上幾種外，還有Imodem、Jmodem、Bimodem、Kermit、Lynx等協(xié)議，由于沒有多數(shù)廠商支持，這里就略去不講。
