第02章 调制解调器

第二章

调制解调器

调制解调器是一个通过电话拨号接入Internet的必备硬件设备。调制：将计算机输出的数字信号变换成适应模拟信道（一般是电话线）传输的信号。解调：从模拟信号恢复成相应数字信号的过程叫做解调

Modem演示2.1调制解调器的原理、用途及分类

2.1.1调制解调器的原理

调制解调器的组成包括发送、接收、控制、接口、操纵面板及电源等部分。数据终端设备提供发送的数据，经接口转换为内部逻辑电平送入发送部分，再经调制电路调制成线路要求的信号发送给线路。接收部分接收来自线路的信号，经过一系列过程比如滤波、反调制、电平转换，最后还原成数字信号送入数字终端设备。

Modem通常有三种工作方式：挂机方式、通话方式、联机方式。挂机方式指的是电话线未接通的状态；

双方通过电话进行通话是通话方式

Modem已联通，进行数据传输是联机方式

普通的Modem通常都是通过RS-232C串行口信号线与计算机连接。RS-232C串行口信号分为三类：传送信号、联络信号和地线1、传送信号：指TXD(发送数据信号线)和RXD(接收数据信号线)。经由TXD传送和RXD接收的信息格式为：一个传送单位(字节)由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。2、联络信号：指RTS、CTS、DTR、DSR、DCD和RI六个信号3、地线信号数模转换的调制方法也有三种：1、频移键控（FSK）

频移键控是指用特殊的音频范围来区别发送数据和接收数据。

2、相移键控（PSK）

3、相位幅度调制（PAM）

FSK方式Modem的工作原理

Modem实现全双工通信的工作原理2.1.2调制解调器的用途

使得数字信号可以在电话网中传输，就需要将数字信号变换成模拟信号的形式，同时，在通信的另一端要做相反的变换，以便于数据装置的接收。调制解调器恰恰为我们提供了这些服务。

2.1.3调制解调器的分类

按照安装位置分类

内置式

外置式

按照功能分类

通用调制解调器专用调制解调器外置Modem与计算机的连接

PCI接口的内置Modem，它采用的是CONEXANT的HSF单芯片。

按传输速率分类低速调制解调器高速调制解调器按使用线路分类PSTNLEASDLINEDDS按照操作模式分类同步调制解调器异步调制解调器按照数据压缩以及检错方法分类2.2调制解调器的功能

传真功能：目前市场上的高速Modem一般都具备内部传真功能，但是用户需要安装专门的传真软件。

语音功能：可以在同一电话线上传送数据和声音，从而实现个人语音信箱与电话答录等功能。

纠错与压缩：纠错是指侦测出数据错误时通知对方重新发送数据。压缩是指传输时先将数据进行压缩，压缩以后再传送，这样便增加了传输量，提高了传输速率。

语音数据同传功能：它允许用户在发送数据的同时，还可以使用该线路进行自由的通话，当然在通话的时候数据的传输速率会受一些影响。

全双工免提电话功能：现在有的Modem后面不仅有电话插孔，还有麦克风和音箱插孔，它可以不用声卡也能打网络电话。

2.3调制解调器在连网中的方式

二线（或四线）话带MODEM传输方式

支持的用户速率由线路长度、调制解调器(MODEM)的型号而定。

二线(或四线)基带传输方式

这种传输方式采用回波抵消技术和差分二相编码技术。其二线基带设备可进行19.2kbit/s全双工传输。该基带传输设备还可具有TDM复用功能，为多个用户入网提供连接。复用时需留出部分容量为网络管理用。另外还可用二线或四线，速率达到16、32或64kbit/s的基带传输设备。

基带传输加TDM复用传输方式这路传输方式实际上是在二线（或四线）基带传输的基础上，再加上TDM复用设备，为多个用户入网提供连接

话音/数据复用传输方式在现有的市话用户线上，采用频分或时分的方法实现电话/数据独立的数据复用传输。在DOV设备中，还可加上TDM复用，为多个用户提供入网连接。

2B+D速率的DTU传输方式DTU(数据终端单元)，采用2B+D速率，二线全双工传输方式，为多个用户提供入网。

PCM数字线路传输方式这种方式是当用户直接用光缆或数字微波高次群设备时，可与其它业务合用一套PCM设备，其中一路2048kbit/s进入DDN。

DDN节点通过PCM设备的传输方式在用户业务量大的情况下，DDN节点机可放在用户室内，将所传的数据信号复用到一条2048kbit/s的数字线路上，通过PCM的一路一次群信道进入DDN骨干节点机。

2.4线缆调制解调器CableModem简介

CableModem名为电缆调制解调器，又名线缆调制解调器。它是近几年随着网络应用的扩大而发展起来的，主要用于有线电视网进行数据传输。cablemodem的传送顺序是这样的：

数据

——

基频调制

——

上转频

——

电缆传输

——

下转频

——

解调

——

数据

1.基频调制基频调制就是来自网上的数字信号会经过调制的过程，将数字信号转换成模拟信号，以模拟的方式在有线电视的电缆上传输。调制的方式则与信号传递的方向有关

。下行采用64QAM调制，在6MHz的频谱宽度内速率可达到30Mbps。上行采用QPSK调制，可提供2.56Mbps的数据传送速率。2.上转频在调制之后，接下來要決定的是信号会经由哪一个频道送出。即把基频信号转换到某个电视频道。3.电缆传输数字信号经过基频调制与上转频之后，下一个动作是将转换后的电信号与其他有线电视的视讯节目信号混合送出。4.下转频下转频就是cablemodem接到有线电视的信号后，首先会经过下转频的动作，将经过“副载波调制”的信号转换为基频信号，以便进行解调的动作。5.解调解调是cablemodem的动作，將以基频调制的模拟信号进行解调，转换成数字信号后传送到电脑中。2.5如何选购调制解调器

1．产品类型

内置MODEM成本低，所以售价相对于外置来说比较便宜。但是它需要占用主板上的一个扩展槽，并且要对中断和COM口进行设置，且安装比较麻烦内置MODEM按所采用的接口不同又可分为：ISA接口、PCI接口、PCMCIA接口

外置MODEM

外置MODEM是将MODEM的电路板封装在一个盒子里

,价格也比同类型的内置MODEM要高30%以上。按所采用的接口不同又可分为：串口MODEM和USB接口MODEM。USB接口提供高达12Mbps的数据带宽，支持即插即用和热插拔的特性，安装十分的方便快捷

2、MODEM芯片

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

Conexant（Rockwell）的芯片的抗干扰能力比较好，连接的时候速度比较稳定，对于一些电话线噪声比较大的场合比较适用。使用TI芯片的MODEM在电话线噪声很小的场合进行连接时的速度一般比Rockwell芯片的要快。也就是说在质量好的线路上，TI的MODEM芯片能体现出速度优势，主要用在高端的MODEM产品中。而ESS推出的TeleDrive系列芯片，基本上在低端的MODEM产品中都可以见到它的踪影。

这块芯片的型号为RH56D/SP-PCI，这是CONEXANT生产的HSF芯片，其中集成了LineCODEC和BUSInterface模块。3．速度

V.9056KbpsV.924．功能

大多数MODEM还具备传真和语音功能。语音数据同传功能、全双工免提电话功能等等。

2.6modem池

Momdem池，也叫工业机架式调制解调器。一、modem池产品

1．Model3642NMS工业机架式调制解调器Model3642NMS是一种基于电话线远程联网的一种通信产品，或者说是计算

机系统使用电话线进行数字通信的一种通信设备。它允许用户在一个标准

19英寸的金属机架里插入1到16个工业级Modem卡，从而一台设备就可以解

决多达16条电话线的通信需求。

·每片卡配12个指示灯·19英寸工业标准机架,可长期稳定工作。·两套电源系统热备份·符合ITU-T和Bell数字传输规范·ITU-T和MNP标准纠错和数据压缩·卡片可以带电热插拔更换方便·贺氏AT和V.25bis指令集兼容·传输速率从300bps到33.600bps·开机自检和内置V.54环路测试·自动或手动调试信号,协调提高和降低速率·每架可配置多达16条线·可用于2线拨号,2线或4线专线,拨号备份同步或异步模式

Model3642NMS的传输速率可以从300BPS一直到最高33.6KBPS；支持高性能

的自动匹配的数据纠错和数据压缩功能，从而保证在比较差的通信线路上

工作；支持V.34、BELL212A等多个通信标准并支持HayesAT指令系统；支

持开机自检V.54环路测试功能。

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

状态；主从双电源热备份设计，可以带电更换电源模块；Modem卡可以带电进行热插拔，不必停止系统运行；集中的配电和引线使得机房环境整洁，

便于监测，易于维护；精心的工业级设计和严格的生产控制，保证了产品

可以长时间连续稳定可靠地工作。

2．5690NMS机架式调制解调器

3.Model3680NMS二、典型应用1．税务局电子报税系统

2．证券商远程大户交易委托系统

3．报关系统

4．彩票发行系统2.7Modem的发展及未来

目前接入技术的发展有几个主要的方向。它们分别是高速调制解调器（指56KbpsV.90Modem拨号模拟调制解调器）、速率在

64K—128K的ISDN、速率在640Kbps到8Mbps之间的非对称数字用户线调制解调器（ADSL）、速率达30Mbps线缆调制解调器（CableModem），以及无线接入等

1．56Kbps调制解调器

A2/4A/DA/DD/AD/A数字信号数字信号交换机1交换机2V.3433.6kb/s

调制解调器BD/AA/D4/2V.3433.6kb/s

调制解调器产生量化噪声产生量化噪声用户环路模拟信号用户环路模拟信号使用V.90调制解调器（56kb/s）

A2/4A/DA/D交换机因特网服务提供者V.9056kb/s调制解调器D/AV.9056kb/s调制解调器数字信号数字信号

至因特网（数字信号）用户环路模拟信号在此处产生量化噪声2．ISDN

ISDN是综合业务数字网的简称，它以纯数字方式进行语音、数据、图像的传输，可在一条普通电话线上提供以

64Kbps速率为基础的端到端的数字连接，可开展上网、打电话、视频会议等多种业务，是传统电话的升级换代产品。

提供23B+D(1.544M)或30B+D(2.048M)和2B+D的速率目前，大多数线缆Modem还只是单向传输，即只能获得高速下载和浏览的好处。双向传输的最大障碍是双向线缆连接要求，除了在用户端要安装线缆Modem之外，在有线电视公司的服务端也要安装特定的“前端”设备，这样改造成本无疑是较高的。3．CableModem

4．ADSL技术。

xDSL（数字用户线路，DigitalSubscriberLine）是以铜电话线为传输介质的传输技术组合，它包括普通：HDSL(HighspeedDSL)：高速数字用户线SDSL(Single-lineDSL)：1对线的数字用户线VDSL(VeryhighspeedDSL)：甚高速数字用户线DSL：ISDN用户线。ADSL调制解调器的

频谱利用的划分频谱频率(kHz)下行上行传统电话6.3Mb/s1.5Mb/s0420505001100140150ADSL采用两种调制技术无载波振幅相位调制

CAP(CarrierlessAmplitudePhase)，而另一种是离散多音调制

DMT(DiscreteMulti-Tone)。CAP早就使用在第一代ADSL调制解调器中，在商品化方面更加成熟。DMT则被美国ANSI选择为ADSL的标准。离散多音调制