第02章 調(diào)制解調(diào)器

第二章

調(diào)制解調(diào)器

調(diào)制解調(diào)器是一個通過電話撥號接入Internet的必備硬件設(shè)備。調(diào)制：將計算機(jī)輸出的數(shù)字信號變換成適應(yīng)模擬信道（一般是電話線）傳輸?shù)男盘?。解調(diào)：從模擬信號恢復(fù)成相應(yīng)數(shù)字信號的過程叫做解調(diào)

Modem演示2.1調(diào)制解調(diào)器的原理、用途及分類

2.1.1調(diào)制解調(diào)器的原理

調(diào)制解調(diào)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(shù)據(jù)終端設(shè)備提供發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)接口轉(zhuǎn)換為內(nèi)部邏輯電平送入發(fā)送部分，再經(jīng)調(diào)制電路調(diào)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(jīng)過一系列過程比如濾波、反調(diào)制、電平轉(zhuǎn)換，最后還原成數(shù)字信號送入數(shù)字終端設(shè)備。

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

雙方通過電話進(jìn)行通話是通話方式

Modem已聯(lián)通，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸是聯(lián)機(jī)方式

普通的Modem通常都是通過RS-232C串行口信號線與計算機(jī)連接。RS-232C串行口信號分為三類：傳送信號、聯(lián)絡(luò)信號和地線1、傳送信號：指TXD(發(fā)送數(shù)據(jù)信號線)和RXD(接收數(shù)據(jù)信號線)。經(jīng)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(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位組成。2、聯(lián)絡(luò)信號：指RTS、CTS、DTR、DSR、DCD和RI六個信號3、地線信號數(shù)模轉(zhuǎn)換的調(diào)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(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)。

2、相移鍵控（PSK）

3、相位幅度調(diào)制（PAM）

FSK方式Modem的工作原理

Modem實(shí)現(xiàn)全雙工通信的工作原理2.1.2調(diào)制解調(diào)器的用途

使得數(shù)字信號可以在電話網(wǎng)中傳輸，就需要將數(shù)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(shù)據(jù)裝置的接收。調(diào)制解調(diào)器恰恰為我們提供了這些服務(wù)。

2.1.3調(diào)制解調(diào)器的分類

按照安裝位置分類

內(nèi)置式

外置式

按照功能分類

通用調(diào)制解調(diào)器專用調(diào)制解調(diào)器外置Modem與計算機(jī)的連接

PCI接口的內(nèi)置Modem，它采用的是CONEXANT的HSF單芯片。

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

傳真功能：目前市場上的高速M(fèi)odem一般都具備內(nèi)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(shù)據(jù)和聲音，從而實(shí)現(xiàn)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(shù)據(jù)錯誤時通知對方重新發(fā)送數(shù)據(jù)。壓縮是指傳輸時先將數(shù)據(jù)進(jìn)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(shù)據(jù)同傳功能：它允許用戶在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，還可以使用該線路進(jìn)行自由的通話，當(dāng)然在通話的時候數(shù)據(jù)的傳輸速率會受一些影響。

全雙工免提電話功能：現(xiàn)在有的Modem后面不僅有電話插孔，還有麥克風(fēng)和音箱插孔，它可以不用聲卡也能打網(wǎng)絡(luò)電話。

2.3調(diào)制解調(diào)器在連網(wǎng)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(diào)制解調(diào)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(shù)和差分二相編碼技術(shù)。其二線基帶設(shè)備可進(jìn)行19.2kbit/s全雙工傳輸。該基帶傳輸設(shè)備還可具有TDM復(fù)用功能，為多個用戶入網(wǎng)提供連接。復(fù)用時需留出部分容量為網(wǎng)絡(luò)管理用。另外還可用二線或四線，速率達(dá)到16、32或64kbit/s的基帶傳輸設(shè)備。

基帶傳輸加TDM復(fù)用傳輸方式這路傳輸方式實(shí)際上是在二線（或四線）基帶傳輸?shù)幕A(chǔ)上，再加上TDM復(fù)用設(shè)備，為多個用戶入網(wǎng)提供連接

話音/數(shù)據(jù)復(fù)用傳輸方式在現(xiàn)有的市話用戶線上，采用頻分或時分的方法實(shí)現(xiàn)電話/數(shù)據(jù)獨(dú)立的數(shù)據(jù)復(fù)用傳輸。在DOV設(shè)備中，還可加上TDM復(fù)用，為多個用戶提供入網(wǎng)連接。

2B+D速率的DTU傳輸方式DTU(數(shù)據(jù)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(wǎng)。

PCM數(shù)字線路傳輸方式這種方式是當(dāng)用戶直接用光纜或數(shù)字微波高次群設(shè)備時，可與其它業(yè)務(wù)合用一套PCM設(shè)備，其中一路2048kbit/s進(jìn)入DDN。

DDN節(jié)點(diǎn)通過PCM設(shè)備的傳輸方式在用戶業(yè)務(wù)量大的情況下，DDN節(jié)點(diǎn)機(jī)可放在用戶室內(nèi)，將所傳的數(shù)據(jù)信號復(fù)用到一條2048kbit/s的數(shù)字線路上，通過PCM的一路一次群信道進(jìn)入DDN骨干節(jié)點(diǎn)機(jī)。

2.4線纜調(diào)制解調(diào)器CableModem簡介

CableModem名為電纜調(diào)制解調(diào)器，又名線纜調(diào)制解調(diào)器。它是近幾年隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的擴(kuò)大而發(fā)展起來的，主要用于有線電視網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。cablemodem的傳送順序是這樣的：

數(shù)據(jù)

——

基頻調(diào)制

——

上轉(zhuǎn)頻

——

電纜傳輸

——

下轉(zhuǎn)頻

——

解調(diào)

——

數(shù)據(jù)

1.基頻調(diào)制基頻調(diào)制就是來自網(wǎng)上的數(shù)字信號會經(jīng)過調(diào)制的過程，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，以模擬的方式在有線電視的電纜上傳輸。調(diào)制的方式則與信號傳遞的方向有關(guān)

。下行采用64QAM調(diào)制，在6MHz的頻譜寬度內(nèi)速率可達(dá)到30Mbps。上行采用QPSK調(diào)制，可提供2.56Mbps的數(shù)據(jù)傳送速率。2.上轉(zhuǎn)頻在調(diào)制之后，接下來要決定的是信號會經(jīng)由哪一個頻道送出。即把基頻信號轉(zhuǎn)換到某個電視頻道。3.電纜傳輸數(shù)字信號經(jīng)過基頻調(diào)制與上轉(zhuǎn)頻之后，下一個動作是將轉(zhuǎn)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(zhuǎn)頻下轉(zhuǎn)頻就是cablemodem接到有線電視的信號后，首先會經(jīng)過下轉(zhuǎn)頻的動作，將經(jīng)過“副載波調(diào)制”的信號轉(zhuǎn)換為基頻信號，以便進(jìn)行解調(diào)的動作。5.解調(diào)解調(diào)是cablemodem的動作，將以基頻調(diào)制的模擬信號進(jìn)行解調(diào)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后傳送到電腦中。2.5如何選購調(diào)制解調(diào)器

1．產(chǎn)品類型

內(nèi)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(kuò)展槽，并且要對中斷和COM口進(jìn)行設(shè)置，且安裝比較麻煩內(nèi)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(nèi)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(dá)12Mbps的數(shù)據(jù)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(jìn)行連接時的速度一般比Rockwell芯片的要快。也就是說在質(zhì)量好的線路上，TI的MODEM芯片能體現(xiàn)出速度優(yōu)勢，主要用在高端的MODEM產(chǎn)品中。而ESS推出的TeleDrive系列芯片，基本上在低端的MODEM產(chǎn)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(chǎn)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(shù)MODEM還具備傳真和語音功能。語音數(shù)據(jù)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(jī)架式調(diào)制解調(diào)器。一、modem池產(chǎn)品

1．Model3642NMS工業(yè)機(jī)架式調(diào)制解調(diào)器Model3642NMS是一種基于電話線遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)的一種通信產(chǎn)品，或者說是計算

機(jī)系統(tǒng)使用電話線進(jìn)行數(shù)字通信的一種通信設(shè)備。它允許用戶在一個標(biāo)準(zhǔn)

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

決多達(dá)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)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(shù)字傳輸規(guī)范·ITU-T和MNP標(biāo)準(zhǔn)糾錯和數(shù)據(jù)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(jī)自檢和內(nèi)置V.54環(huán)路測試·自動或手動調(diào)試信號,協(xié)調(diào)提高和降低速率·每架可配置多達(dá)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(shù)據(jù)糾錯和數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)并支持HayesAT指令系統(tǒng)；支

持開機(jī)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(shè)計，可以帶電更換電源模塊；Modem卡可以帶電進(jìn)行熱插拔，不必停止系統(tǒng)運(yùn)行；集中的配電和引線使得機(jī)房環(huán)境整潔，

便于監(jiān)測，易于維護(hù)；精心的工業(yè)級設(shè)計和嚴(yán)格的生產(chǎn)控制，保證了產(chǎn)品

可以長時間連續(xù)穩(wěn)定可靠地工作。

2．5690NMS機(jī)架式調(diào)制解調(diào)器

3.Model3680NMS二、典型應(yīng)用1．稅務(wù)局電子報稅系統(tǒng)

2．證券商遠(yuǎn)程大戶交易委托系統(tǒng)

3．報關(guān)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(shù)的發(fā)展有幾個主要的方向。它們分別是高速調(diào)制解調(diào)器（指56KbpsV.90Modem撥號模擬調(diào)制解調(diào)器）、速率在

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

1．56Kbps調(diào)制解調(diào)器

A2/4A/DA/DD/AD/A數(shù)字信號數(shù)字信號交換機(jī)1交換機(jī)2V.3433.6kb/s

調(diào)制解調(diào)器BD/AA/D4/2V.3433.6kb/s

調(diào)制解調(diào)器產(chǎn)生量化噪聲產(chǎn)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(diào)制解調(diào)器（56kb/s）

A2/4A/DA/D交換機(jī)因特網(wǎng)服務(wù)提供者V.9056kb/s調(diào)制解調(diào)器D/AV.9056kb/s調(diào)制解調(diào)器數(shù)字信號數(shù)字信號

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

ISDN是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的簡稱，它以純數(shù)字方式進(jìn)行語音、數(shù)據(jù)、圖像的傳輸，可在一條普通電話線上提供以

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

提供23B+D(1.544M)或30B+D(2.048M)和2B+D的速率目前，大多數(shù)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?shù)淖畲笳系K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(wù)端也要安裝特定的“前端”設(shè)備，這樣改造成本無疑是較高的。3．CableModem

4．ADSL技術(shù)。

xDSL（數(shù)字用戶線路，DigitalSubscriberLine）是以銅電話線為傳輸介質(zhì)的傳輸技術(shù)組合，它包括普通：HDSL(HighspeedDSL)：高速數(shù)字用戶線SDSL(Single-lineDSL)：1對線的數(shù)字用戶線VDSL(VeryhighspeedDSL)：甚高速數(shù)字用戶線DSL：ISDN用戶線。ADSL調(diào)制解調(diào)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(diào)制技術(shù)無載波振幅相位調(diào)制

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

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