如何理解Modem的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)

1、如何理解Modem的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)摘要本文介紹de在調(diào)制解調(diào)和壓縮糾錯方面一些常用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)特征,供選用de時參考。一、引言在通信領(lǐng)域中,協(xié)議(prtl)指的是通信雙方應(yīng)遵守的一套共同的技術(shù)規(guī)那么或標(biāo)準(zhǔn)。假如這套規(guī)那么或標(biāo)準(zhǔn)被較多的用戶承受,便可以稱為標(biāo)準(zhǔn)(standard)。由某一消費(fèi)廠家創(chuàng)造出一種新的技術(shù),并應(yīng)用這種技術(shù)消費(fèi)出為較多的用戶承受的產(chǎn)品時,這種技術(shù)便成為一種標(biāo)準(zhǔn),習(xí)慣上稱為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但并不排除別的廠家也研制出類似效果的其它技術(shù),成為一種并行的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。除工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外,國際電訊界的一個權(quán)威性組織itt(國際 電報咨詢委員會,現(xiàn)已更名為itu-tss,即國際電訊聯(lián)盟技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)部)公布的

2、一系列技術(shù)文件那么成為更令人矚目的國際標(biāo)準(zhǔn)。由于歷史和市場的原因,現(xiàn)今的de產(chǎn)品往往支持多種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),包括國際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。de最根本的功能是調(diào)制和解調(diào),近年來已開展出一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);此外,現(xiàn)今的de產(chǎn)品為進(jìn)步傳輸速度,大都還將壓縮和糾錯技術(shù)引入其中。本文主要介紹這兩個方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。二、調(diào)制解調(diào)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制解調(diào)器的根本功能是在計算機(jī)提供的二進(jìn)制數(shù)字信號與 網(wǎng)支持的模擬信號之間進(jìn)展轉(zhuǎn)換,使計算機(jī)可以利用 網(wǎng)進(jìn)展遠(yuǎn)間隔 的數(shù)據(jù)通信。調(diào)制解調(diào)技術(shù)的核心就是如何在帶寬有限(4khz)的 信道中進(jìn)步數(shù)字信息的傳輸速度,這個速度常以比特率,即每秒鐘傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)(bitspersend,簡寫為bp

3、s)來衡量。最早的調(diào)制解調(diào)器可以追溯到1958年由att公司推出的數(shù)據(jù) ,用于將終端設(shè)備與遠(yuǎn)地的主機(jī)連接起來。這種de的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)稱為bell103,它采用了簡單的調(diào)頻技術(shù)fsk(frequenyshiftkeying),僅提供300bps的傳輸速度。itt根據(jù)bell103公布了一個類似的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)v.21。此后,調(diào)制解調(diào)技術(shù)開展緩慢,直到70年代才出現(xiàn)第二個較有影響的de標(biāo)準(zhǔn):att的bell212。bell212采用調(diào)幅與調(diào)相結(jié)合的4-dpsk技術(shù),實現(xiàn)了1200bps的傳輸速度。itt的一個類似標(biāo)準(zhǔn)稱為v.22。bell103(v.21)和bell212(v.22)如今已很少使用,但為了與

4、早期的de兼容,不少de仍將這兩項技術(shù)集成在產(chǎn)品中,作為選項。進(jìn)入80年代中期,隨著微機(jī)的廣泛普及和de專用芯片的推出,調(diào)制解調(diào)技術(shù)進(jìn)入了一個飛速開展的時期。首先是ittv.22bis(bis是法語“第二個的意思)標(biāo)準(zhǔn)被大多數(shù)de廠家采用,它的16-qa(12個相位角和4個調(diào)幅相的正交調(diào)制)調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)了2400bps的傳輸速度。接下來,itt又公布了采用32-t(格柵編碼調(diào)制)技術(shù),可實現(xiàn)9600bps速度的v.32標(biāo)準(zhǔn)。盡管開場時有些廠家,如hayes、telebit和trla等,從技術(shù)壟斷的目的出發(fā),推出了依靠自己專利技術(shù)實現(xiàn)的9600bps的de產(chǎn)品,但最終都統(tǒng)一到了v.32標(biāo)準(zhǔn)。此后

5、,itt加強(qiáng)了de標(biāo)準(zhǔn)的研究力度,于1991年公布了v.32bis標(biāo)準(zhǔn)。v.32bis采用128-t調(diào)制技術(shù),可以實現(xiàn)最高14400bps的傳輸速度,并能根據(jù)線路質(zhì)量的變化,退至12000bps、9600bps、7200bps和4800bps等4個速度檔進(jìn)展工作。1993年,itt推出v.fast試用標(biāo)準(zhǔn),并隨后修正為正式標(biāo)準(zhǔn)v.34,可實現(xiàn)28800bps的最高速度,這也是迄今為止de可以到達(dá)的最高線路速度。該標(biāo)準(zhǔn)還可按28.8k/26.4k/21.6k/19.2k/16.8k/14.4k/12k/9600/7200/4800bps等多個速度檔降速工作。除了上述主流的調(diào)制解調(diào)標(biāo)準(zhǔn)外,還有一些

6、適用于美式四線制 和專用于 機(jī)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),如v.26bis、v.27bis、v.29、v.33等,在此不多介紹。主要的調(diào)制解調(diào)標(biāo)準(zhǔn)及其技術(shù)特征。三、壓縮糾錯技術(shù)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)為了進(jìn)一步進(jìn)步de對數(shù)據(jù)的傳輸速度,除了上述對調(diào)制解調(diào)技術(shù)的不斷改良之外,數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)也在近年來被引入de。糾錯技術(shù)那么是隨著壓縮技術(shù)的采用而被引入的。因為當(dāng)de中增加了壓縮和解壓的處理之后,對線路傳輸中的誤碼變得敏感起來,線路中的一點微小的傳輸錯誤可能導(dǎo)致解壓時一長串的數(shù)據(jù)錯誤。美國ir公司是使用糾錯和壓縮技術(shù)的先驅(qū)。ir的糾錯和壓縮協(xié)議常簡寫為np(irnetrkprtl),它由一系列獨立的糾錯和壓縮協(xié)議組成。其中,np1

7、np4和np10是糾錯協(xié)議,np5和np7是壓縮協(xié)議。由于大多數(shù)de廠家都購置了np專利技術(shù)的使用答應(yīng)證,并在他們的de產(chǎn)品中實現(xiàn),因此,np已成為壓縮糾錯技術(shù)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。np1和np2采用面向字符的糾錯方法,因其糾錯才能較差且降低傳輸效率,現(xiàn)已很少采用。np3是面向比特的全雙工糾錯協(xié)議,它將de送來的異步格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成同步格式的幀,加上r檢錯碼,然后采用同步幀的檢錯和重發(fā)糾錯的方法進(jìn)展處理。而np4那么在np3的根底上增加了自適應(yīng)幀長的特性,進(jìn)一步進(jìn)步了傳輸效率,因此成為一種廣泛使用的de糾錯協(xié)議。np10是一個糾錯才能更強(qiáng)的協(xié)議,它適用于像蜂窩 網(wǎng)(大哥大)這樣的噪音環(huán)境,但一般的de不

8、支持這種協(xié)議。1988年,itt開場介入de糾錯領(lǐng)域,公布了v.42糾錯標(biāo)準(zhǔn)。v.42采用的糾錯技術(shù)稱為lap-(linkaesspredurefrde),實際上是將x.25網(wǎng)的鏈路協(xié)議lap-b引入de,實現(xiàn)類似的糾錯處理。同時,v.42也將np4作為它的一個選項。假如兩臺de中的一臺支持v.42,另一臺支持np4,那么二者可以自動協(xié)商執(zhí)行np4的糾錯處理。在數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議方面,np5和v.42bis最為流行。np5使用了兩種壓縮算法,一種是霍夫曼編碼(huffande),另一種為運(yùn)行長度編碼(run-lengthde)。對于普通的asii字符型文本文件,np5可獲得21的壓縮比,即經(jīng)壓縮后實

9、現(xiàn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量僅為原來的一半。np7在np5的根底上更進(jìn)了一步,增加了按“字符對的出現(xiàn)頻率進(jìn)展霍夫曼編碼的壓縮處理,壓縮比進(jìn)步到31。itt于1989年公布的v.42bis是一種更為有效的壓縮協(xié)議。v.42bis采用自適應(yīng)字典算法lepel-ziv,對典型的asii碼文本可到達(dá)41的壓縮比,而且實時性比np5要好。假如傳輸?shù)奈募呀?jīng)先作過壓縮(如用ar、lha、pkzip),那么最好不要在de中選用np壓縮協(xié)議。因為此時de的np壓縮不僅不能產(chǎn)生實際的壓縮效果,反而要消耗一定的處理時間。但是,由于v.42bis具有自動測試功能,可以通過在線測試自動地在壓縮形式與透明形式(不作壓縮處理)之間進(jìn)展切換,因此v