第02章 調制解調器

第二章

調制解調器

調制解調器是一個通過電話撥號接入Internet的必備硬件設備。調制：將計算機輸出的數字信號變換成適應模擬信道（一般是電話線）傳輸的信號。解調：從模擬信號恢復成相應數字信號的過程叫做解調

Modem演示2.1調制解調器的原理、用途及分類

2.1.1調制解調器的原理

調制解調器的組成包括發(fā)送、接收、控制、接口、操縱面板及電源等部分。數據終端設備提供發(fā)送的數據，經接口轉換為內部邏輯電平送入發(fā)送部分，再經調制電路調制成線路要求的信號發(fā)送給線路。接收部分接收來自線路的信號，經過一系列過程比如濾波、反調制、電平轉換，最后還原成數字信號送入數字終端設備。

Modem通常有三種工作方式：掛機方式、通話方式、聯機方式。掛機方式指的是電話線未接通的狀態(tài)；

雙方通過電話進行通話是通話方式

Modem已聯通，進行數據傳輸是聯機方式

普通的Modem通常都是通過RS-232C串行口信號線與計算機連接。RS-232C串行口信號分為三類：傳送信號、聯絡信號和地線1、傳送信號：指TXD(發(fā)送數據信號線)和RXD(接收數據信號線)。經由TXD傳送和RXD接收的信息格式為：一個傳送單位(字節(jié))由起始位、數據位、奇偶校驗位和停止位組成。2、聯絡信號：指RTS、CTS、DTR、DSR、DCD和RI六個信號3、地線信號數模轉換的調制方法也有三種：1、頻移鍵控（FSK）

頻移鍵控是指用特殊的音頻范圍來區(qū)別發(fā)送數據和接收數據。

2、相移鍵控（PSK）

3、相位幅度調制（PAM）

FSK方式Modem的工作原理

Modem實現全雙工通信的工作原理2.1.2調制解調器的用途

使得數字信號可以在電話網中傳輸，就需要將數字信號變換成模擬信號的形式，同時，在通信的另一端要做相反的變換，以便于數據裝置的接收。調制解調器恰恰為我們提供了這些服務。

2.1.3調制解調器的分類

按照安裝位置分類

內置式

外置式

按照功能分類

通用調制解調器專用調制解調器外置Modem與計算機的連接

PCI接口的內置Modem，它采用的是CONEXANT的HSF單芯片。

按傳輸速率分類低速調制解調器高速調制解調器按使用線路分類PSTNLEASDLINEDDS按照操作模式分類同步調制解調器異步調制解調器按照數據壓縮以及檢錯方法分類2.2調制解調器的功能

傳真功能：目前市場上的高速Modem一般都具備內部傳真功能，但是用戶需要安裝專門的傳真軟件。

語音功能：可以在同一電話線上傳送數據和聲音，從而實現個人語音信箱與電話答錄等功能。

糾錯與壓縮：糾錯是指偵測出數據錯誤時通知對方重新發(fā)送數據。壓縮是指傳輸時先將數據進行壓縮，壓縮以后再傳送，這樣便增加了傳輸量，提高了傳輸速率。

語音數據同傳功能：它允許用戶在發(fā)送數據的同時，還可以使用該線路進行自由的通話，當然在通話的時候數據的傳輸速率會受一些影響。

全雙工免提電話功能：現在有的Modem后面不僅有電話插孔，還有麥克風和音箱插孔，它可以不用聲卡也能打網絡電話。

2.3調制解調器在連網中的方式

二線（或四線）話帶MODEM傳輸方式

支持的用戶速率由線路長度、調制解調器(MODEM)的型號而定。

二線(或四線)基帶傳輸方式

這種傳輸方式采用回波抵消技術和差分二相編碼技術。其二線基帶設備可進行19.2kbit/s全雙工傳輸。該基帶傳輸設備還可具有TDM復用功能，為多個用戶入網提供連接。復用時需留出部分容量為網絡管理用。另外還可用二線或四線，速率達到16、32或64kbit/s的基帶傳輸設備。

基帶傳輸加TDM復用傳輸方式這路傳輸方式實際上是在二線（或四線）基帶傳輸的基礎上，再加上TDM復用設備，為多個用戶入網提供連接

話音/數據復用傳輸方式在現有的市話用戶線上，采用頻分或時分的方法實現電話/數據獨立的數據復用傳輸。在DOV設備中，還可加上TDM復用，為多個用戶提供入網連接。

2B+D速率的DTU傳輸方式DTU(數據終端單元)，采用2B+D速率，二線全雙工傳輸方式，為多個用戶提供入網。

PCM數字線路傳輸方式這種方式是當用戶直接用光纜或數字微波高次群設備時，可與其它業(yè)務合用一套PCM設備，其中一路2048kbit/s進入DDN。

DDN節(jié)點通過PCM設備的傳輸方式在用戶業(yè)務量大的情況下，DDN節(jié)點機可放在用戶室內，將所傳的數據信號復用到一條2048kbit/s的數字線路上，通過PCM的一路一次群信道進入DDN骨干節(jié)點機。

2.4線纜調制解調器CableModem簡介

CableModem名為電纜調制解調器，又名線纜調制解調器。它是近幾年隨著網絡應用的擴大而發(fā)展起來的，主要用于有線電視網進行數據傳輸。cablemodem的傳送順序是這樣的：

數據

——

基頻調制

——

上轉頻

——

電纜傳輸

——

下轉頻

——

解調

——

數據

1.基頻調制基頻調制就是來自網上的數字信號會經過調制的過程，將數字信號轉換成模擬信號，以模擬的方式在有線電視的電纜上傳輸。調制的方式則與信號傳遞的方向有關

。下行采用64QAM調制，在6MHz的頻譜寬度內速率可達到30Mbps。上行采用QPSK調制，可提供2.56Mbps的數據傳送速率。2.上轉頻在調制之后，接下來要決定的是信號會經由哪一個頻道送出。即把基頻信號轉換到某個電視頻道。3.電纜傳輸數字信號經過基頻調制與上轉頻之后，下一個動作是將轉換后的電信號與其他有線電視的視訊節(jié)目信號混合送出。4.下轉頻下轉頻就是cablemodem接到有線電視的信號后，首先會經過下轉頻的動作，將經過“副載波調制”的信號轉換為基頻信號，以便進行解調的動作。5.解調解調是cablemodem的動作，將以基頻調制的模擬信號進行解調，轉換成數字信號后傳送到電腦中。2.5如何選購調制解調器

1．產品類型

內置MODEM成本低，所以售價相對于外置來說比較便宜。但是它需要占用主板上的一個擴展槽，并且要對中斷和COM口進行設置，且安裝比較麻煩內置MODEM按所采用的接口不同又可分為：ISA接口、PCI接口、PCMCIA接口

外置MODEM

外置MODEM是將MODEM的電路板封裝在一個盒子里

,價格也比同類型的內置MODEM要高30%以上。按所采用的接口不同又可分為：串口MODEM和USB接口MODEM。USB接口提供高達12Mbps的數據帶寬，支持即插即用和熱插拔的特性，安裝十分的方便快捷

2、MODEM芯片

目前主要的MODEM芯片廠商有：Conexant、TI、Lucent、Intel、ESS、MOTOROLA等。

Conexant（Rockwell）的芯片的抗干擾能力比較好，連接的時候速度比較穩(wěn)定，對于一些電話線噪聲比較大的場合比較適用。使用TI芯片的MODEM在電話線噪聲很小的場合進行連接時的速度一般比Rockwell芯片的要快。也就是說在質量好的線路上，TI的MODEM芯片能體現出速度優(yōu)勢，主要用在高端的MODEM產品中。而ESS推出的TeleDrive系列芯片，基本上在低端的MODEM產品中都可以見到它的蹤影。

這塊芯片的型號為RH56D/SP-PCI，這是CONEXANT生產的HSF芯片，其中集成了LineCODEC和BUSInterface模塊。3．速度

V.9056KbpsV.924．功能

大多數MODEM還具備傳真和語音功能。語音數據同傳功能、全雙工免提電話功能等等。

2.6modem池

Momdem池，也叫工業(yè)機架式調制解調器。一、modem池產品

1．Model3642NMS工業(yè)機架式調制解調器Model3642NMS是一種基于電話線遠程聯網的一種通信產品，或者說是計算

機系統(tǒng)使用電話線進行數字通信的一種通信設備。它允許用戶在一個標準

19英寸的金屬機架里插入1到16個工業(yè)級Modem卡，從而一臺設備就可以解

決多達16條電話線的通信需求。

·每片卡配12個指示燈·19英寸工業(yè)標準機架,可長期穩(wěn)定工作。·兩套電源系統(tǒng)熱備份·符合ITU-T和Bell數字傳輸規(guī)范·ITU-T和MNP標準糾錯和數據壓縮·卡片可以帶電熱插拔更換方便·賀氏AT和V.25bis指令集兼容·傳輸速率從300bps到33.600bps·開機自檢和內置V.54環(huán)路測試·自動或手動調試信號,協調提高和降低速率·每架可配置多達16條線·可用于2線撥號,2線或4線專線,撥號備份同步或異步模式

Model3642NMS的傳輸速率可以從300BPS一直到最高33.6KBPS；支持高性能

的自動匹配的數據糾錯和數據壓縮功能，從而保證在比較差的通信線路上

工作；支持V.34、BELL212A等多個通信標準并支持HayesAT指令系統(tǒng)；支

持開機自檢V.54環(huán)路測試功能。

Model3642NMS的每片Modem卡上有12個LED指示燈，可以清楚地批示工作

狀態(tài)；主從雙電源熱備份設計，可以帶電更換電源模塊；Modem卡可以帶電進行熱插拔，不必停止系統(tǒng)運行；集中的配電和引線使得機房環(huán)境整潔，

便于監(jiān)測，易于維護；精心的工業(yè)級設計和嚴格的生產控制，保證了產品

可以長時間連續(xù)穩(wěn)定可靠地工作。

2．5690NMS機架式調制解調器

3.Model3680NMS二、典型應用1．稅務局電子報稅系統(tǒng)

2．證券商遠程大戶交易委托系統(tǒng)

3．報關系統(tǒng)

4．彩票發(fā)行系統(tǒng)2.7Modem的發(fā)展及未來

目前接入技術的發(fā)展有幾個主要的方向。它們分別是高速調制解調器（指56KbpsV.90Modem撥號模擬調制解調器）、速率在

64K—128K的ISDN、速率在640Kbps到8Mbps之間的非對稱數字用戶線調制解調器（ADSL）、速率達30Mbps線纜調制解調器（CableModem），以及無線接入等

1．56Kbps調制解調器

A2/4A/DA/DD/AD/A數字信號數字信號交換機1交換機2V.3433.6kb/s

調制解調器BD/AA/D4/2V.3433.6kb/s

調制解調器產生量化噪聲產生量化噪聲用戶環(huán)路模擬信號用戶環(huán)路模擬信號使用V.90調制解調器（56kb/s）

A2/4A/DA/D交換機因特網服務提供者V.9056kb/s調制解調器D/AV.9056kb/s調制解調器數字信號數字信號

至因特網（數字信號）用戶環(huán)路模擬信號在此處產生量化噪聲2．ISDN

ISDN是綜合業(yè)務數字網的簡稱，它以純數字方式進行語音、數據、圖像的傳輸，可在一條普通電話線上提供以

64Kbps速率為基礎的端到端的數字連接，可開展上網、打電話、視頻會議等多種業(yè)務，是傳統(tǒng)電話的升級換代產品。

提供23B+D(1.544M)或30B+D(2.048M)和2B+D的速率目前，大多數線纜Modem還只是單向傳輸，即只能獲得高速下載和瀏覽的好處。雙向傳輸的最大障礙是雙向線纜連接要求，除了在用戶端要安裝線纜Modem之外，在有線電視公司的服務端也要安裝特定的“前端”設備，這樣改造成本無疑是較高的。3．CableModem

4．ADSL技術。

xDSL（數字用戶線路，DigitalSubscriberLine）是以銅電話線為傳輸介質的傳輸技術組合，它包括普通：HDSL(HighspeedDSL)：高速數字用戶線SDSL(Single-lineDSL)：1對線的數字用戶線VDSL(VeryhighspeedDSL)：甚高速數字用戶線DSL：ISDN用戶線。ADSL調制解調器的

頻譜利用的劃分頻譜頻率(kHz)下行上行傳統(tǒng)電話6.3Mb/s1.5Mb/s0420505001100140150ADSL采用兩種調制技術無載波振幅相位調制

CAP(CarrierlessAmplitudePhase)，而另一種是離散多音調制

DMT(DiscreteMulti-Tone)。CAP早就使用在第一代ADSL調制解調器中，在商品化方面更加成熟。DMT則被美國ANSI選擇為ADSL的標準。離散多音調制