第5讲 终端连网络设备

第2章

终端连网设备第2章终端连网设备调制解调器网卡连接线一、调制解调器Modem，是Modulator（调制器）与Demodulator（解调器）的简称，中文称为调制解调器（港台称之为数据机）。跟据Modem的谐音，亲昵地称之为“猫”。它是在发送端通过调制将数字信号转换为模拟信号，而在接收端通过解调再将模拟信号转换为数字信号的一种装置。1、调制解调器的原理及功能

一般人的语音频率范围是300—3400Hz，为了进行话音信号在普通的电话系统中传输，在线路上给它分配一定的带宽，国际标准取4KHz为一个标准话路所占用的频带宽度。在这个传输过程中：语音信号以300—3400Hz频率输入，发送方的电话机把这个语音信号转变成模拟信号，这个模拟信号经过一个频分多路复用器进行变化，使得线路上可以同时传输多路模拟信号，当到达接收端以后再经过一个解频的过程把它恢复到原来的频率范围的模拟信号，再由接收方电话机把模拟信号转换成声音信号。计算机内的信息是由“0”和“1”组成数字信号，而在电话线上传递的却只能是模拟电信号。不采取任何措施利用模拟信道来传输数字信号必然会出现很大差错（失真），故在普通电话网上传输数据，就必须将数字信号变换到电话网原来设计时所要求的音频频谱内（即300Hz－3400Hz）。调制就是用基带脉冲对载波波形某个参数进行控制，形成适合于线路传送的信号。解调就是当已调制信号到达接收端时，将经过调制器变换过的模拟信号去掉载波恢复成原来的基带数字信号。

调制与解调采用调制解调器也可以把音频信号转换成较高频率的信号和把较高频率的信号转换成音频信号。所以调制的另一目的是便于线路复用，以便提高线路利用率。进行调制时，常把正弦信号

Asin(t+)作为基准信号或称载波信号。任何载波信号都有三个特征：振幅，频率和相位。基于载波信号的三个主要参数，可以把调制方式分为三种：调幅、调频和调相。振幅调制(幅移键控方式)振幅调制ASK：振幅调制简称调幅制，也就是用数字的基带信号控制正弦载波信号的振幅。它是把频率和相位定为常量，而振幅为变量，每一种振幅值代表一种信息元。这个方法叫做幅移键控ASK。如图所示。ASK方式易受突变干扰的影响，是一种不理想的调制方式。在传输声音的音频线路中，传输的典型速率只能达到1200bit/s。频率调制(频移键控方式)频率调制FSK：频率调制简称调频制，是用数字的基带信号控制正弦载波信号的频率。它把振幅和相位定为常量，而频率为变量，每一种频率值代表一种信息元。这个方法叫做频移键控FSK。如图所示。FSK方式的抗干扰能力优于ASK，在音频线路中，传输速率也只有1200bit/s。FSK还常用于高频无线传输。相位调制(相移键控方式)相位调制PSK：相位调制简称调相制，是用数字的基带信号控制正弦载波信号的相位。它把振幅和频率定为常量，而相位为变量，每一种相位值代表一种信息元。这个方法叫做相移键控PSK。如图所示。PSK方式较FSK方式有更强的抗干扰能力和更高的效率，在音频线路中，传输速率可达9600bit/s。2、Modem的结构外置式MODEMPCMCIAMODEM3、调制解调器的分类1．按应用环境分类（1）音频MODEM:用电话信道传输数字信号时应采用音频调制解调器。（2）基带MODEM:它的传输速率较高，可达到64Kbit/s－2Mbit/s，主要用于网络用户接入高速线路中。（3）无线MODEM:在短波及卫星通信中，都应使用与信道特点相适应的调制解调器。2．按传输速率分类（1）低速MODEM。传输速率在600bit/s以下。（2）中速MODEM。传输速率在1200bit/s－9600bit/s之间。（3）高速MODEM。传输速率在9600bit/s以上。3、调制解调器的分类3．按调制方式分类（1）频移键控（FSK）MODEM。用于远程终端之类的低速接口传输。（2）相移键控（PSK）MODEM。用于中速传输。（3）相位幅度调制（PAM）MODEM。它常用于高速传输。4．按特性分类（1）人工拨号MODEM（2）自动拨号/应答式MODEM（3）智能MODEM3、调制解调器的分类5．按安装位置分类（1）内置式（2）外置式

(3)USBModem (4)PCMCIA卡式Modem

6．按操作模式分类（1）同步（2）异步式MODEM7.按使用线路分类(1).PSTN(2).DDS(3).LEASEDLINE3、调制解调器的分类MODEM有硬猫和软猫之分。一般说来，MODEM的数据传输工作由两部分电路共同完成：一是DSP(数字信号处理)部分，主要完成信号转换等功能；二是控制部分，主要完成规范通信协议，数据传输中数据流控制以及传输数据的压缩、纠错等功能。硬猫就是将两部分电路的功能集成到内部芯片中；软猫就是只将DSP功能集成到芯片中，而“控制部分”的电路功能设计成通过软件完成，具体实施时由CPU处理完成。3、调制解调器的分类传输模式1、传真模式（FaxModem）2、语音模式（VoiceModem）4、MODEM的技术传输速率Modem的传输速率，指的是Modem每秒钟传送的数据量大小。通常所说的14.4K、28.8K、33.6K等，指的就是Modem的传输速率。传输速率以bps（比特/秒）为单位。因此，一台33.6K的Modem每秒钟可以传输33600bit的数据。由于目前的Modem在传输时都对数据进行了压缩，因此33.6K的Modem的数据吞吐量理论上可以达到115200bps，甚至230400bps。

4、MODEM的技术Modem的传输协议:调制协议（ModulationProtocols）、差错控制协议（ErrorControlProtocols）、数据压缩协议（DataCompressionProtocols）文件传输协议。4、MODEM的技术1.调制协议Modem的传输速率，实际上是由Modem所支持的调制协议所决定的。在Modem的包装盒或说明书上看到的V.32、V.32bis、V.34、V.34+、V.fc等等，指的就是Modem的所采用的调制协议。其中V.32是非同步/同步4800/9600bps全双工标准协议；V.32bis是V.32的增强版，支持14400bps的传输速率；V.34是同步28800bps全双工标准协议；而V.34+则为同步全双工33600bps标准协议。以上标准都是由ITU（国际通讯联盟）所制定，而V.fc则是由Rockwell提出的28800bps调制协议，但并未得到广泛支持。目前MODEM支持的协议主要有K56Flex、X2、V.90以及V.92协议，早期的56KMODEM在研发过程中形成了两大技术阵营：一是以３COM/U.S.Robotics公司为首的X2技术阵营；另一个是以罗克韦尔(Rockwell)公司为首的K56Flex技术阵营。4、MODEM的技术2、差错控制协议随着Modem的传输速率不断提高，电话线路上的噪声、电流的异常突变等，都会造成数据传输的出错。差错控制协议要解决的就是如何在高速传输中保证数据的准确率。目前的差错控制协议存在着两个工业标准：MNP4和V4.2。其中MNP（MicrocomNetworkProtocols）是Microcom公司制定的传输协议，包括了MNP1—MNP10。由于商业原因，Microcom目前只公布了MNP1—MNP5，其中MNP4是目前被广泛使用的差错控制协议之一。而V4.2则是国际电信联盟制定的MNP4改良版，它包含了MNP4和LAP-M两种控制算法。因此，一个使用V4.2协议的Modem可以和一个只支持MNP4协议的Modem建立无差错控制连接，而反之则不能。所以在购买Modem时，最好选择支持V4.2协议的Modem。4、MODEM的技术3、数据压缩协议数据压缩协议也存在两个工业标准：MNP5和V4.2bis。MNP5采用了Run-Length编码和Huffman编码两种压缩算法，最大压缩比为2:1。而V4.2bis采用了Lempel-Ziv压缩技术，最大压缩比可达4:1。这就是为什么说V4.2bis比MNP5要快的原因。要注意的是，数据压缩协议是建立在差错控制协议的基础上，MNP5需要MNP4的支持，V4.2bis也需要V4.2的支持。并且，虽然V4.2包含了MNP4，但V4.2bis却不包含MNP5。4、MODEM的技术特点4、文件传输协议文件传输是数据交换的主要形式。在进行文件传输时，为使文件能被正确识别和传送，需要在两台计算机之间建立统一的传输协议。这个协议包括了文件的识别、传送的起止时间、错误的判断与纠正等内容。常见的传输协议有以下几种：ASCII：这是最快的传输协议，但只能传送文本文件。Xmodem：这种古老的传输协议速度较慢，但由于使用了CRC错误侦测方法，传输的准确率可高达99.6%。Ymodem：这是Xmodem的改良版，使用了1024位区段传送，速度比Xmodem要快。Zmodem：Zmodem采用了串流式（streaming）传输方式，传输速度较快，而且还具有自动改变区段大小和断点续传、快速错误侦测等功能。这是目前最流行的文件传输协议。MODEM芯片组控制芯片是MODEM的核心组成部分。当前主流产品通常采用的是Rockwell或TI芯片。基于Rockwell芯片的产品具有较好的兼容性，在某种程度上，Rockwell甚至成为高度兼容的代言人，获得众多厂商的广泛支持。基于TI芯片的产品则提供了最佳的性能，典型的代表就是USR，即3COM的白猫和黑猫系列产品。4、MODEM的技术特点

5、MODEM的面板指示灯

常见的外置式MODEM在工作时，其面板上都会有一排常亮或闪亮的状态指示灯，它们各自代表的含义如下：MR(MODEMReady，准备就绪)：MR灯常亮，表示MODEM已经通过自检。灯闪烁不停或者干脆不亮，则说明MODEM安装不正确或者出现故障。TR(TerminalReady，终端准备)：TR灯亮表示计算机发送一个DTR(DataTerminalReady，数据终端设备准备就绪)信号给MODEM，表示你的电脑已经准备好接收或发送数据。CD(CarrierDetect，载波检测)：当CD灯亮时，表示当前MODEM已经检测到另一个MODEM传来的信号载波，双方连接成功。

˙RD(ReceiveData，接收数据)：当RD灯不停闪烁时，表示电脑正通过MODEM接收来自服务器传来的数据。˙SD(SendData，发送数据)：SD灯闪烁时，表示MODEM正在传送数据到服务器。˙OH(OffHook)：OH灯亮，相当于在打电话时的“摘机”——拿起听筒，表示MODEM已经连上电话线路，可以开始拨号了。˙RI(RingIndicate，振铃指示)：当MODEM接通电源但未使用时，如果RI灯亮，就表示外面有电话打进˙HS(HighSpeed，高速)：HS灯亮，表示MODEM处于高速连接状态。˙AA(AutoAnswer，自动应答)：AA灯亮，表示MODEM正处于自动应答状态。

5、MODEM的面板指示灯

6、MODEM的未来发展

随着计算机的普及和Internet技术的飞速发展，除传统的电话线和MODEM外，ISDN、CableMODEM、ADSL等接入新技术和产品发展也非常迅速。高速调制解调器指的是56kb/sV.90MODEM拨号调制解调器；速率在64kb/s～128kb/s的ISDN；速率在640kb/s～8Mb/s之间的非对称数字用户调制解调器(ADSL)；速率达300Mb/s的线缆调制解调器(CableMODEM)以及无线接入等。1．ISDNISDN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64kb/s速率为基础的端到端的数字连接。ISDN用户可上网、打电话、召开视频会议等多种业务，ISDN是传统电话的升级换代产品。2．ADSL所谓ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLoop，非对称数字用户环路)能够在现有的铜双绞线(即普通电话线)上提供高达8Mb/s的高速下行速率，远远高于ISDN的速率，可以轻松实现VCD在线点播。3．CableMODEM利用CableMODEM(电缆高速调制解调器)在有线电视、同轴光缆混合网上传送数据具有成本低、频带宽的优势。使用CableMODEM，用户可以获得最高为30Mb/s的传输速率。CableMODEM可以充分利用已有的有线电视网资源和优势，可突破高速上网或超高速上网的困境。7、选购须知1)采用何种芯片。2)采用何种协议。3)是否具有升级功能。目前国外Modem的品牌非常多，比较知名的有贺氏、USR、Diamond、美式坦克等国内品牌的“猫”也有相当大的市场占有率，比较知名的国内品牌有全向、实达、联想等台湾省比较知名的Modem品牌有Acer、花王、GVC、WISECOM等。二、网络接口卡1网络接口卡简介

网络接口卡（NIC-NetworkInterfaceCard）又称网络适配器(NIA-NetworkInterfaceAdapter)，简称网卡。用于实现联网计算机和网络电缆之间的物理连接，为计算机之间相互通信提供一条物理通道，并通过这条通道进行高速数据传输。在局域网中，每一台联网计算机都需要安装一块或多块网卡，通过介质连接器将计算机接入网络电缆系统。

网络接口卡简介网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备每台主机都应配置一个或多个网卡每个网卡都有一个或多个网络接口不能独立工作，必须依赖于宿主主机连接不同的局域网需要使用不同的网卡以太网卡令牌环网卡FDDI网卡ATM网卡2网络接口卡工作原理发送数据时:网卡首先侦听介质上是否有载波（载波由电压指示），如果有，则认为其他站点正在传送信息，继续侦听介质。一旦通信介质在一定时间段内（称为帧间缝隙IFG=9.6微秒）是安静的，即没有被其他站点占用，则开始进行帧数据发送，同时继续侦听通信介质，以检测冲突。在发送数据期间。如果检测到冲突，则立即停止该次发送，并向介质发送一个“阻塞”信号，告知其他站点已经发生冲突，从而丢弃那些可能一直在接收的受到损坏的帧数据，并等待一段随机时间（CSMA/CD确定等待时间的算法是二进制指数退避算法）。在等待一段随机时间后，再进行新的发送。如果重传多次后