調(diào)制解調(diào)器

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·歷史
·回聲抑止
·價(jià)格
·描述
·互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)
·參看











調(diào)制解調(diào)器（Modem，Modulator-Demodulator）是一個(gè)將數(shù)字信號(hào)調(diào)制到模擬載波信號(hào)上進(jìn)行傳輸，并解調(diào)收到的模擬信號(hào)以得到數(shù)字信息的電子設(shè)備。 它的目標(biāo)是產(chǎn)生能夠方便傳輸?shù)哪�擬信號(hào)并且能夠通過(guò)解碼還原原來(lái)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，調(diào)制解調(diào)器可以使用不同的手段來(lái)傳送模擬信號(hào), 比如使用光纖，射頻無(wú)線電或電話線等。
使用普通電話線音頻波段進(jìn)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(yǔ)中，根據(jù)英語(yǔ)語(yǔ)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(jiàn)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(dòng)電話實(shí)際上也是一種無(wú)線調(diào)制解調(diào)器。電信傳輸設(shè)備是為了在不同的介質(zhì)上遠(yuǎn)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(dá)上百萬(wàn)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(dá)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(dòng)地面防空警備系統(tǒng)（SEGE）研制，用來(lái)連接不同基地的終端，雷達(dá)站和指令控制中心到 美國(guó)和加拿大的SAGE指揮中心。 SAGE運(yùn)行在專用線路上,但是當(dāng)時(shí)兩端使用的設(shè)備跟今天的Modem根本不是一回事。 IBM是SAGE系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)和Modem的供貨商。幾年后美國(guó)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(huì)晤促使"mini-SAGE"這種航空自動(dòng)訂票系統(tǒng)。在這系統(tǒng)中，一個(gè)位于票務(wù)中心的終端連接在中心電腦上，用來(lái)管理機(jī)票有效性和時(shí)間。這個(gè)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(jī)算計(jì)的應(yīng)用逐漸普及, 以及上述技術(shù)成果, 1962年 AT&T 發(fā)布了第一個(gè)商業(yè)化modem, Bell 103. 使用兩個(gè)音調(diào)表示1和0的移頻鍵控技術(shù)，103已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)300 bit/s的傳輸速度。很短時(shí)間后繼版本Bell 212就研制出來(lái), 轉(zhuǎn)移到更穩(wěn)定的移項(xiàng)鍵控技術(shù)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(hào)集在4對(duì)專用線路上實(shí)現(xiàn)了2400 bit/s。
賀氏智能Modem是一個(gè)重大的進(jìn)步，1981年賀氏通訊研制成功。智能Modem是一個(gè)簡(jiǎn)單的300bpsModem，使用的是Bell103信令標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)置了一個(gè)小型控制器，可以讓計(jì)算機(jī)發(fā)送命令來(lái)控制電話線，例如摘機(jī)，撥號(hào)，重?fù)�，掛機(jī)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(gè)步驟來(lái)產(chǎn)生一個(gè)連接：第一步，人工在電話機(jī)上撥叫對(duì)方的號(hào)碼，然后將聽(tīng)筒放在Modem附帶的acoustic coupler里,一個(gè)用兩個(gè)橡膠杯組成的用來(lái)在聲音信號(hào)和電信號(hào)之間轉(zhuǎn)換的設(shè)備。 使用智能Modem就不再需要acoustic coupler，而是直接將modem連接在標(biāo)準(zhǔn)電話線或插座上。然后電腦就能自動(dòng)完成接通電話并撥叫號(hào)碼的功能。這個(gè)改變極大的簡(jiǎn)化了bulletin board systems (BBS)的安裝和使用。
到1980年代Modem的速率一直沒(méi)有多大變化。美國(guó)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(dāng)時(shí)所有的標(biāo)準(zhǔn)，2400bit/s逐漸普及。大量特定用途的標(biāo)準(zhǔn)也被加了進(jìn)來(lái)，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(guó)的Minitel 系統(tǒng)， 用戶終端大部分時(shí)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(wù)器。


回聲抑止

回聲抑止是Modem設(shè)計(jì)種的另一個(gè)主要進(jìn)步。一般來(lái)說(shuō)電話系統(tǒng)要發(fā)送一個(gè)小的聲音信號(hào)到講話方的聽(tīng)筒，這樣就告訴說(shuō)話方聲音正在傳送。然而同樣的信號(hào)會(huì)干擾Modem，使它分不清信號(hào)到底是自己發(fā)的還是對(duì)方發(fā)的。這也是為什么把頻率分割頻率給應(yīng)答和原聲；如果接受的頻率跟自己相同就可以簡(jiǎn)單的忽略掉。通過(guò)改進(jìn)電話系統(tǒng)可以允許更高的速度, 分離的可用電話信號(hào)帶寬依然受到Modem強(qiáng)制半速限制。
Modem設(shè)計(jì)的最主要的進(jìn)步是1990年代晚期推出的56Kbps標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)速度換來(lái)使用性被逐漸接受。


價(jià)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(jià)" 300bps modem ，同時(shí)發(fā)布的1200 bps modems超過(guò)300美元。1988年2400bps Modems 低于300美圓, SupraModem 144 1992也是這個(gè)價(jià)格. 今天一個(gè)56k Modem一般低于300人民幣, 大多數(shù)都有盒子，手冊(cè)和品牌，還有軟modems也可以找到，56K速率的價(jià)格低于100元人民幣.


描述


窄帶
今天標(biāo)準(zhǔn)的modem在1980年被命名為“智能modem”。主要又個(gè)重要的部分組成：模擬部分用來(lái)產(chǎn)生信號(hào)和操作電話；數(shù)字部分用來(lái)設(shè)置和控制。這兩部分實(shí)際上集成進(jìn)一塊芯片，只是理論上還是分開(kāi)來(lái)說(shuō)明。
modem實(shí)際上工作在2種"模式", 數(shù)據(jù)模式時(shí)通過(guò)電話線發(fā)送或者接受數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)；命令模式 時(shí)modem監(jiān)聽(tīng)從計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的命令數(shù)據(jù)并發(fā)送出去。一個(gè)典型的會(huì)話開(kāi)始于經(jīng)過(guò)自動(dòng)假定設(shè)置的上電(一般是內(nèi)置類型) ，然后Modem開(kāi)始撥出一個(gè)電話號(hào)碼用來(lái)連接遠(yuǎn)程的另一個(gè)Modem。連接成功之后Modem自動(dòng)進(jìn)入數(shù)據(jù)模式，可以收發(fā)數(shù)據(jù)了。當(dāng)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(jī)。這樣處理有一個(gè)問(wèn)題就是。Modem并不真的知道一個(gè)字符串時(shí)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(lái)解決連續(xù)+++的情況。
在這里波特和位每秒的區(qū)別得以實(shí)現(xiàn) became real. 波特指的時(shí)系統(tǒng)的信號(hào)速率, 300bps的modem每個(gè)信號(hào)發(fā)送1位數(shù)據(jù),所以數(shù)據(jù)速率和信號(hào)速率是一致的。1200 bit/s的系統(tǒng)就不是這樣了,實(shí)際modems工作在600波特. 這導(dǎo)致了80年代BBS上一系列的激烈爭(zhēng)論。
幾乎所有的現(xiàn)代modems都可以作為傳真機(jī)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(jì)算機(jī)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(kāi)始曾經(jīng)需要另外購(gòu)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(gè)為Windows系統(tǒng)簡(jiǎn)化的Modem，它用軟件實(shí)現(xiàn)了部分硬件的功能。再這種情況下計(jì)算機(jī)內(nèi)置的聲音硬件（聲卡）用來(lái)產(chǎn)生Modem模擬部分的聲音信號(hào)。 另外的問(wèn)題就是WinModems因?yàn)橹荒茉谶^(guò)于依賴特定操作系統(tǒng)而缺乏靈活性，可能不會(huì)被其他操作系統(tǒng)(例如Linux)所支持,因?yàn)樗麄兊闹圃焐炭赡芗炔恢С制渌�操作系統(tǒng)也不提供足夠的技術(shù)支持和驅(qū)動(dòng)程序。如果他們的驅(qū)動(dòng)程序沒(méi)有集成進(jìn)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)，后續(xù)的微軟Windows系統(tǒng)可能也不會(huì)（或者不能很好的）支持Winmodem。
今天的現(xiàn)代語(yǔ)音Modem(ITU-T V.92標(biāo)準(zhǔn)) 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(yǔ)音 modems (廣播語(yǔ)音信息和錄音，音頻響應(yīng))。

無(wú)線modem
不同的無(wú)線調(diào)制解調(diào)器有不同的類型，不同的帶寬和速度。 無(wú)線modems經(jīng)常分成透明和智能兩類。他們傳送經(jīng)過(guò)調(diào)制到載波頻率上的信息，這樣同時(shí)有很多無(wú)線通訊鏈路就可以在相同或者不同的無(wú)線頻率工作。
透明modem運(yùn)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(shí)發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。另外典型的特點(diǎn)是，透明modem循環(huán)可以收集位于分散位置而又不容易布設(shè)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(wèn)控制器來(lái)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(jī)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(wú)線頻率帶寬。IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)包含了一個(gè)近程調(diào)制解調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)，大規(guī)模應(yīng)用于全球的網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線調(diào)制解調(diào)器被用于WiFI或者WiMax標(biāo)準(zhǔn)。

寬帶




DSL Modem


ADSL（非對(duì)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(yǔ)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(gè)線纜modems可以使用一條電視電纜的相同頻段，通過(guò)低水平介質(zhì)訪問(wèn)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)在同一通道共同工作。典型的“上行”和“下行”信號(hào)用 頻分復(fù)用來(lái)隔離。
新型的寬帶modems也開(kāi)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(wèn)

提起Modem很多人就會(huì)聯(lián)想到網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。UCLA 2001年的調(diào)查顯示81.3%的美國(guó)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(yuǎn)超過(guò)其他方法。
但是寬帶服務(wù)的日趨完善給寬帶調(diào)制解調(diào)器提供了廣闊的市場(chǎng)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(zhǎng)。1Mbps以上的連接越來(lái)越多的取代窄帶的撥號(hào)方式。
在中國(guó)，由于電話線路密集，為避免干擾，通訊電纜無(wú)法在一根電纜承載過(guò)多的ADSL信號(hào)。因此運(yùn)營(yíng)商提供了更多的接入方式，例如單純的IP網(wǎng)絡(luò)或者電力線等，甚至無(wú)線手機(jī)也加入到接入服務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)中。根據(jù)不同的接入?yún)f(xié)議，當(dāng)前主要應(yīng)用的是中國(guó)移動(dòng)通訊的GPRS（30-50Kbps）和中國(guó)聯(lián)通的CDMA1X（130Kbps）。他們的費(fèi)用都比較廉價(jià)，在漫游服務(wù)上有區(qū)別。


參看



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