MODEM

目錄
·歷史
·回聲抑止
·價格
·描述
·互聯(lián)網(wǎng)訪問
·參看











調(diào)制解調(diào)器（Modem，Modulator-Demodulator）是一個將數(shù)字信號調(diào)制到模擬載波信號上進行傳輸，并解調(diào)收到的模擬信號以得到數(shù)字信息的電子設備。 它的目標是產(chǎn)生能夠方便傳輸?shù)哪�擬信號并且能夠通過解碼還原原來的數(shù)字數(shù)據(jù)。根據(jù)不同的應用場合，調(diào)制解調(diào)器可以使用不同的手段來傳送模擬信號, 比如使用光纖，射頻無線電或電話線等。
使用普通電話線音頻波段進行數(shù)據(jù)通信的電話調(diào)制解調(diào)器是人們最常接觸到的調(diào)制解調(diào)器。在口語中，根據(jù)英語語音取首音節(jié)，很多人將電話調(diào)制解調(diào)器稱為“貓”。
其他常見的調(diào)制解調(diào)器還包括用于寬帶數(shù)據(jù)接入的有線電視電纜調(diào)制解調(diào)器，DSL調(diào)制解調(diào)器。 數(shù)字移動電話實際上也是一種無線調(diào)制解調(diào)器。電信傳輸設備是為了在不同的介質(zhì)上遠距離的傳輸大量信息，因此也都以調(diào)制解調(diào)器的功能為內(nèi)核。其中，微波調(diào)制解調(diào)器速率可以達上百萬比特每秒；而使用光纖作為傳輸介質(zhì)的光調(diào)制解調(diào)器可以達到幾十Gbps以上，是現(xiàn)在電信傳輸手段的骨干。




歷史

Modems起初是為1950年代的 半自動地面防空警備系統(tǒng)（SEGE）研制，用來連接不同基地的終端，雷達站和指令控制中心到 美國和加拿大的SAGE指揮中心。 SAGE運行在專用線路上,但是當時兩端使用的設備跟今天的Modem根本不是一回事。 IBM是SAGE系統(tǒng)中計算機和Modem的供貨商。幾年后美國航空(American Airlines)的首席執(zhí)行官(CEO)與IBM一位區(qū)域經(jīng)理的一次會晤促使"mini-SAGE"這種航空自動訂票系統(tǒng)。在這系統(tǒng)中，一個位于票務中心的終端連接在中心電腦上，用來管理機票有效性和時間。這個系統(tǒng)，叫做Sabre，是今天SABRE系統(tǒng)的早期原型。
1960年代早期，商業(yè)機算計的應用逐漸普及, 以及上述技術成果, 1962年 AT&T 發(fā)布了第一個商業(yè)化modem, Bell 103. 使用兩個音調(diào)表示1和0的移頻鍵控技術，103已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)300 bit/s的傳輸速度。很短時間后繼版本Bell 212就研制出來, 轉(zhuǎn)移到更穩(wěn)定的移項鍵控技術把數(shù)據(jù)速率提高到1200 bit/s。 類似Bell 201的系統(tǒng)用雙向信號集在4對專用線路上實現(xiàn)了2400 bit/s。
賀氏智能Modem是一個重大的進步，1981年賀氏通訊研制成功。智能Modem是一個簡單的300bpsModem，使用的是Bell103信令標準，內(nèi)置了一個小型控制器，可以讓計算機發(fā)送命令來控制電話線，例如摘機，撥號，重撥，掛機等功能。




聲音耦合調(diào)制解調(diào)器


在智能Modem之前，幾乎所有的Modem都需要兩個步驟來產(chǎn)生一個連接：第一步，人工在電話機上撥叫對方的號碼，然后將聽筒放在Modem附帶的acoustic coupler里,一個用兩個橡膠杯組成的用來在聲音信號和電信號之間轉(zhuǎn)換的設備。 使用智能Modem就不再需要acoustic coupler，而是直接將modem連接在標準電話線或插座上。然后電腦就能自動完成接通電話并撥叫號碼的功能。這個改變極大的簡化了bulletin board systems (BBS)的安裝和使用。
到1980年代Modem的速率一直沒有多大變化。美國一般使用一種與貝爾212類似的2400 bit/s的系統(tǒng)，而歐洲的系統(tǒng)稍有差別。到1980年代晚期大多數(shù)Modem都能支持當時所有的標準，2400bit/s逐漸普及。大量特定用途的標準也被加了進來，通常都是使用高速信道接受低速信道發(fā)送，典型的例子就是法國的Minitel 系統(tǒng)， 用戶終端大部分時間都在接受信息。Minitel終端的Modem用1200bit/s接受數(shù)據(jù)75 bit/s發(fā)送命令反饋給服務器。


回聲抑止

回聲抑止是Modem設計種的另一個主要進步。一般來說電話系統(tǒng)要發(fā)送一個小的聲音信號到講話方的聽筒，這樣就告訴說話方聲音正在傳送。然而同樣的信號會干擾Modem，使它分不清信號到底是自己發(fā)的還是對方發(fā)的。這也是為什么把頻率分割頻率給應答和原聲；如果接受的頻率跟自己相同就可以簡單的忽略掉。通過改進電話系統(tǒng)可以允許更高的速度, 分離的可用電話信號帶寬依然受到Modem強制半速限制。
Modem設計的最主要的進步是1990年代晚期推出的56Kbps標準。這個標準類似于更早的1980年代被用戶拒絕的高度/低速系統(tǒng)，但是隨著互聯(lián)網(wǎng)使用的普及稍微的犧牲一點速度換來使用性被逐漸接受。


價格

1982年8月新加坡創(chuàng)新公司發(fā)布廣告：99美元的"超低價" 300bps modem ，同時發(fā)布的1200 bps modems超過300美元。1988年2400bps Modems 低于300美圓, SupraModem 144 1992也是這個價格. 今天一個56k Modem一般低于300人民幣, 大多數(shù)都有盒子，手冊和品牌，還有軟modems也可以找到，56K速率的價格低于100元人民幣.


描述


窄帶
今天標準的modem在1980年被命名為“智能modem”。主要又個重要的部分組成：模擬部分用來產(chǎn)生信號和操作電話；數(shù)字部分用來設置和控制。這兩部分實際上集成進一塊芯片，只是理論上還是分開來說明。
modem實際上工作在2種"模式", 數(shù)據(jù)模式時通過電話線發(fā)送或者接受數(shù)據(jù)給計算機；命令模式 時modem監(jiān)聽從計算機發(fā)來的命令數(shù)據(jù)并發(fā)送出去。一個典型的會話開始于經(jīng)過自動假定設置的上電(一般是內(nèi)置類型) ，然后Modem開始撥出一個電話號碼用來連接遠程的另一個Modem。連接成功之后Modem自動進入數(shù)據(jù)模式，可以收發(fā)數(shù)據(jù)了。當用戶使用完了，逸出序列, "+++" 跟在大約1秒的暫停之后，Modem就轉(zhuǎn)入命令模式，發(fā)送命令掛機。這樣處理有一個問題就是。Modem并不真的知道一個字符串時命令還是數(shù)據(jù)。已知的解決方法例如，可以使用轉(zhuǎn)義字符來解決連續(xù)+++的情況。
在這里波特和位每秒的區(qū)別得以實現(xiàn) became real. 波特指的時系統(tǒng)的信號速率, 300bps的modem每個信號發(fā)送1位數(shù)據(jù),所以數(shù)據(jù)速率和信號速率是一致的。1200 bit/s的系統(tǒng)就不是這樣了,實際modems工作在600波特. 這導致了80年代BBS上一系列的激烈爭論。
幾乎所有的現(xiàn)代modems都可以作為傳真機使用。 Digital faxes, introduced in the 1980s, are simply a particular 圖像格式 sent over a high-speed (9600/1200 bit/s) modem. 計算機中的傳真軟件可以轉(zhuǎn)換任何圖像為Modem可以發(fā)送的傳真格式。這種軟件開始曾經(jīng)需要另外購買，現(xiàn)在已經(jīng)十分的普遍了。
Winmodem或者軟件調(diào)制解調(diào)器，是一個為Windows系統(tǒng)簡化的Modem，它用軟件實現(xiàn)了部分硬件的功能。再這種情況下計算機內(nèi)置的聲音硬件（聲卡）用來產(chǎn)生Modem模擬部分的聲音信號。 另外的問題就是WinModems因為只能在過于依賴特定操作系統(tǒng)而缺乏靈活性，可能不會被其他操作系統(tǒng)(例如Linux)所支持,因為他們的制造商可能既不支持其他操作系統(tǒng)也不提供足夠的技術支持和驅(qū)動程序。如果他們的驅(qū)動程序沒有集成進系統(tǒng)的驅(qū)動程序庫，后續(xù)的微軟Windows系統(tǒng)可能也不會（或者不能很好的）支持Winmodem。
今天的現(xiàn)代語音Modem(ITU-T V.92標準) 已經(jīng)十分接近公共電話網(wǎng)（PSTN）電話信道的香農(nóng)信道容量（Shannon capacity）。它們都是 即插即用的 傳真/數(shù)據(jù)/語音 modems (廣播語音信息和錄音，音頻響應)。

無線modem
不同的無線調(diào)制解調(diào)器有不同的類型，不同的帶寬和速度。 無線modems經(jīng)常分成透明和智能兩類。他們傳送經(jīng)過調(diào)制到載波頻率上的信息，這樣同時有很多無線通訊鏈路就可以在相同或者不同的無線頻率工作。
透明modem運行類似于他們的表親電話線Midem。典型的，他們是半雙工的，這就意味著他們不能同時發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。另外典型的特點是，透明modem循環(huán)可以收集位于分散位置而又不容易布設線路的地方的數(shù)據(jù)。透明modem一般用于公司有效地匯集數(shù)據(jù)。
智能modems內(nèi)置介質(zhì)訪問控制器來避免因沖突和重發(fā)引起的未正確接受數(shù)據(jù)產(chǎn)生隨機數(shù)據(jù)。智能modem因此較之普通透明Modem需要額外的帶寬，特別的還要更多的無線頻率帶寬。IEEE 802.11標準包含了一個近程調(diào)制解調(diào)器標準，大規(guī)模應用于全球的網(wǎng)絡。無線調(diào)制解調(diào)器被用于WiFI或者WiMax標準。

寬帶




DSL Modem


ADSL（非對稱用戶數(shù)字線） Modems也是一種調(diào)制解調(diào)器，俗稱寬帶貓主要區(qū)別在于它不止局限在普通電話使用的語音載波的頻段。 現(xiàn)在的ADSL modems使用編碼正交頻分調(diào)變。.
線纜調(diào)制解調(diào)器也是一種調(diào)制解調(diào)器,它使用的是射頻（RF）電視頻道的一段載波頻段。多個線纜modems可以使用一條電視電纜的相同頻段，通過低水平介質(zhì)訪問協(xié)議來實現(xiàn)在同一通道共同工作。典型的“上行”和“下行”信號用 頻分復用來隔離。
新型的寬帶modems也開始普及了，例如 雙路 衛(wèi)星和電線調(diào)制解調(diào)器。


互聯(lián)網(wǎng)訪問

提起Modem很多人就會聯(lián)想到網(wǎng)絡訪問。UCLA 2001年的調(diào)查顯示81.3%的美國網(wǎng)民使用電話調(diào)制解調(diào)器，11.5%的網(wǎng)民使用線纜調(diào)制解調(diào)器， 數(shù)量遠超過其他方法。
但是寬帶服務的日趨完善給寬帶調(diào)制解調(diào)器提供了廣闊的市場空間。特別是ADSL在歐洲和亞洲的安裝數(shù)量一直保持旺盛的增長。1Mbps以上的連接越來越多的取代窄帶的撥號方式。
在中國，由于電話線路密集，為避免干擾，通訊電纜無法在一根電纜承載過多的ADSL信號。因此運營商提供了更多的接入方式，例如單純的IP網(wǎng)絡或者電力線等，甚至無線手機也加入到接入服務的競爭中。根據(jù)不同的接入?yún)f(xié)議，當前主要應用的是中國移動通訊的GPRS（30-50Kbps）和中國聯(lián)通的CDMA1X（130Kbps）。他們的費用都比較廉價，在漫游服務上有區(qū)別。


參看



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