調(diào)制解調(diào)器(MODEM)是為了解決利用模擬信道傳輸數(shù)字信號而研制的一種通信設(shè)備。計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號，而現(xiàn)有的一些信道又只能傳輸模擬信號，為了利用模擬信道傳輸數(shù)字信號，發(fā)送端就必須將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，將欲發(fā)送的數(shù)字信號調(diào)制到載波上去，而載波信號是模擬信號，可以在模擬信道上傳輸。然后，接收端再進(jìn)行相應(yīng)的處理，恢復(fù)傳輸?shù)臄?shù)字信號，這一過程就是解調(diào)。這樣就實(shí)現(xiàn)了在模擬信道上傳輸數(shù)字信號的目的，如圖1所示。在實(shí)際應(yīng)用中，一般都采用雙工通信，所以將調(diào)制器(MOdulator)和解調(diào)器(DEModulator)裝配在一起，就是我們常用的調(diào)制解調(diào)器(MODEM)。

圖1調(diào)制解調(diào)器的應(yīng)用

調(diào)制解調(diào)器通常由電源、發(fā)送電路和接收電路組成。電源提供Modem工作所需要的電壓；發(fā)送電路中包括調(diào)制器、放大器、以及濾波、整形和信號控制電路，它的功能是把計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)換為已調(diào)制的模擬信號；接收電路包括解調(diào)器以及有關(guān)的電路，它的作用是把模擬信號變成計(jì)算機(jī)能接收的數(shù)字脈沖。Modem的組成原理框圖如圖2所示，圖中上半部分是發(fā)送電路，下半部分是接收電路。圖中的虛線框用在同步Modem中。

圖2　Modem設(shè)備的組成原理框圖

早期的低速M(fèi)odem采用調(diào)頻技術(shù)。后來的Modem采用四進(jìn)制調(diào)相技術(shù)，也有的Modem采用差分相移鍵控(Differential Phase Shift Keying，DPSK)技術(shù)。在20世紀(jì)80年代后期，出現(xiàn)了更高速的Modem。這些高速M(fèi)odem采用的調(diào)制技術(shù)叫格碼調(diào)制(Trellis Coded Modulation，TCM)，使得在公共交換電話網(wǎng)上的最高傳輸速率可達(dá)14400b／s或19200b／s，在高質(zhì)量的租用線路上甚至能達(dá)到24400b／s的數(shù)據(jù)速率。

進(jìn)一步提高傳輸速率還可以在其他技術(shù)方面尋求解決辦法，例如，采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。有一種V．29Modem，雖然工作在9600b／s，但是由于使用的數(shù)據(jù)壓縮算法可達(dá)至112：l的壓縮比，所以數(shù)據(jù)發(fā)送速率理論上可達(dá)到19200b／s。

另外一種高速M(fèi)odem采用了高速微處理器和大約70000行指令，由于采用多個(gè)音頻組成的載波群對數(shù)據(jù)進(jìn)行分組傳輸，因而叫做分組集群式Modem。這種Modem工作時(shí)首先發(fā)送512個(gè)音頻載波信號，然后對所有載波信號進(jìn)行評價(jià)，決定哪些頻率可以使用，根據(jù)偵察到的線路情況確定最適合的調(diào)制方式，可能是2bit、4bit或6bit的QAM調(diào)制。例如，若400個(gè)音頻載波可用，調(diào)制方案為6 bit QAM，則400×6=2400，即可同時(shí)傳送2400bit。如果每種載波都是一秒鐘變化4次，則可得到約10000b／s的數(shù)據(jù)速率。分組集群式Modem對數(shù)據(jù)先進(jìn)行分組，并自動產(chǎn)生16位的CRC校驗(yàn)碼，因而接收端可進(jìn)行檢錯(cuò)處理，如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，可要求重發(fā)出錯(cuò)分組。另外，這種Modem有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是它能自動調(diào)整可用的頻率，而且可對回降速率進(jìn)行微小的調(diào)整，因而增加了有效帶寬。

1996年出現(xiàn)了56kb／s的Modem，并于1998年形成了ITu的V．90建議。這種Modem采用非對稱的工作方式，從客戶端向服務(wù)器端發(fā)送稱為上行信道，其數(shù)據(jù)速率為28．8kb／s或33．6kb／s，從服務(wù)器端向客戶端發(fā)送稱為下行信道，其數(shù)據(jù)速率可以達(dá)至lJ56kb／s。其所以采用非對稱的工作方式是因?yàn)榭蛻舳税l(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)要采用模數(shù)轉(zhuǎn)換，會出現(xiàn)量化噪聲，使得Modem的數(shù)據(jù)速率受到限制。而IsP一端的服務(wù)器采用數(shù)字干線連接，無需模數(shù)轉(zhuǎn)換，不會出現(xiàn)量化噪聲，因而可以用f1]PCM編碼調(diào)制的最高數(shù)據(jù)速率56kb／s。56K技術(shù)的出現(xiàn)適應(yīng)了通過電話線準(zhǔn)高速連接Internet的需求，成為當(dāng)時(shí)互聯(lián)網(wǎng)用戶首選的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

根據(jù)應(yīng)用場合、使用方式、性能指標(biāo)及調(diào)制方式的不同，調(diào)制解調(diào)器有以下幾種分類方式。

1)按使用的傳榆信道類型分類

MODEM是數(shù)據(jù)信號與傳輸信道的匹配設(shè)備，有不同類型的信道就應(yīng)有不同類型的MODEM。按傳輸信道類型不同，可將MODEM分為無線MODEM和有線MODEM。在有線MODEM中，根據(jù)使用信道的特點(diǎn)又可分為話路MODEM和寬帶MODEM。話路MODEM是指在一個(gè)話音頻率范圍內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的MODEM。我們利用電話線撥號上網(wǎng)采用的就是話路MODEM。寬帶MODEM是指利用載波話路的群路傳輸數(shù)據(jù)的MODEM，如利用載波基群(帶寬為60~108kHz)以速率64kb／s傳輸數(shù)據(jù)的MODEM。

2)按工作方式分類

按工作方式可將MODEM分為：

(1)雙工通信、半雙工通信和單工通信方式；

(2)同步傳輸(又分同步數(shù)據(jù)同步傳輸和異步數(shù)據(jù)同步傳輸)及異步傳輸(起一止式編碼)方式。

各種工作方式都有與之相適應(yīng)的MODEM。

3)按傳輸速率分類

(1)低速：傳輸速率在1200b／s以下。低速M(fèi)ODEM價(jià)格便宜，波特率通常為600b／s，常用于主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和它的外部設(shè)備之間的通信。例如Bell 103(貝爾103)調(diào)制解調(diào)器采用FSK調(diào)制技術(shù)，是一種使用十分廣泛的MODEM。

(2)中速：傳輸速率為1200~2400b／s。這類MODEM采用PSK技術(shù)，常用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間的快速串行通信，例如Bell 201B型調(diào)制解調(diào)器。

(3)高速：傳輸速率在4800b／s以上。高速M(fèi)ODEM采用QAM技術(shù)，波特率可達(dá)9600b／s以上，常用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間的遠(yuǎn)程通信。

有的分類方法把傳輸速率在2400b／s以下的定為低速，傳輸速率在4800—9600b／s的定為中速，傳輸速率在14．4~19．2kb／s的定為高速。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，界限含糊是難免的，我們應(yīng)從注重實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，不必為此計(jì)較。

4)按電路分類

(1)專用電路(租用電路)的MODEM分兩線專用和四線專用兩類；

(2)普通交換電話電路(GSTN)的MODEM分人工呼叫／應(yīng)答、自動呼叫／自動應(yīng)答兩類。

5)按調(diào)制方式分類

按調(diào)制方式，MODEM通常分為調(diào)幅MODEM、凋頻MODEM、凋相MODEM和正交調(diào)制MODEM。

6)按應(yīng)用及控制方式分類

按應(yīng)用及控制方式，MODEM分為單機(jī)(獨(dú)立)式和板式兩種。板式MODEM不是獨(dú)立的，一般裝在計(jì)算機(jī)(微機(jī))和終端設(shè)備內(nèi)使用。也有聯(lián)機(jī)式的MODEM，這種MODEM要受計(jì)算機(jī)(微機(jī))的控制。

7)按集成化程度分類

按集成化程度，MODEM可分為智能化MODEM和非智能化MODEM兩種。

8)按結(jié)構(gòu)分類

按MODEM的獨(dú)立性分為外置式MODEM和內(nèi)置式MODEM。外置式MODEM安裝在計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)終端外，通常稱為外MODEM；內(nèi)置式MODEM安裝在計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)終端內(nèi)，通常稱為內(nèi)MODEM。

外置式調(diào)制解凋器有獨(dú)立的外殼、電源和通信連接端口，調(diào)制解調(diào)器與計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間采用RS—232C串行端口通信。外置式調(diào)制解調(diào)器的安裝和使用都比較方便，不需安裝到計(jì)算機(jī)內(nèi)部，只需與計(jì)算機(jī)通信端口、電源及電話插口連接即可。

內(nèi)置式調(diào)制解調(diào)器屬于計(jì)算機(jī)的一個(gè)板卡，和其他板卡(如聲卡)的安裝方法一樣，只需拆開計(jì)算機(jī)，將MODEM板插入相應(yīng)的總線插槽，安裝相應(yīng)驅(qū)動程序即可。雖然安裝麻煩一點(diǎn)，但它與計(jì)算機(jī)合為一體，不需外接電源，使用比較方便。

調(diào)制解調(diào)器除具有調(diào)制和解調(diào)功能外，在同步傳輸系統(tǒng)中，調(diào)制解調(diào)器發(fā)送的數(shù)據(jù)流中還攜帶有同步信息，接收端可從發(fā)送來的數(shù)據(jù)中提取同步信息，以產(chǎn)生相干波，實(shí)現(xiàn)通信雙方的同步傳輸。利用調(diào)制技術(shù)，可提高數(shù)據(jù)在傳輸過程中的抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用。另外，通過多進(jìn)制調(diào)制可以提高信息傳輸速率。

使用Modem電話撥號上網(wǎng)，有3種連接方式：

1．單機(jī)連接

單機(jī)連接指的是兩臺計(jì)算機(jī)之間的連接，每臺計(jì)算機(jī)上接上一臺Modem，通過電話線連接起來，其連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3　調(diào)制解調(diào)器單機(jī)連接

2．多機(jī)連接

多機(jī)連接指的是多臺用戶終端與一臺主機(jī)相連接。其網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)淙鐖D4所示。

圖4調(diào)制解調(diào)器多機(jī)連接

3．Modem池

在上述的多機(jī)連接系統(tǒng)中，連接到主機(jī)上的只有一條電話線，當(dāng)有兩個(gè)以上的用戶要同時(shí)與主機(jī)連接時(shí)，就會出現(xiàn)電話線“占線”的現(xiàn)象，Modem池(Modem pool)就是為了有效地解決這一問題而誕生的Modem產(chǎn)品。ModemPool允許多個(gè)用戶同時(shí)撥號上網(wǎng)。其網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)淙鐖D5所示。

圖5Modem池連接

高速調(diào)制解調(diào)器使用ITU-T頒布的56kbps調(diào)制解調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)V．90，傳輸速率最高可以達(dá)到56kbps，通常互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)與電話交換網(wǎng)絡(luò)之間采用數(shù)字線路連接，可得到上行33．6kbps，下行56kbps的用戶傳輸速率，如圖6所示。

圖6調(diào)制解調(diào)器連接網(wǎng)絡(luò)

調(diào)制解調(diào)器可以用來配置通過電話線進(jìn)行的互聯(lián)網(wǎng)連接。這需要一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供者(ISP)賬號。

要想添加調(diào)制解調(diào)器連接，須遵循以下步驟：

(1)單擊“設(shè)備”標(biāo)簽。

(2)單擊工具欄上的“新建”按鈕。

(3)從“設(shè)備類型”列表中選擇“調(diào)制解調(diào)器連接”命令，然后單擊“前進(jìn)”按鈕。

(4)如果在硬件列表中已有一個(gè)配置了的調(diào)制解調(diào)器(在“硬件”標(biāo)簽上)，網(wǎng)絡(luò)管理工具假定要用它來建立調(diào)制解調(diào)器連接。如果沒有已配置的調(diào)制解調(diào)器，就會試圖檢測系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)器。檢測可能會花一段時(shí)間，如果找到了一個(gè)調(diào)制解調(diào)器，一則消息會顯示，警告所顯示的設(shè)置不是檢測中找到的值。

檢測后，會出現(xiàn)如圖7所示的對話框。

圖7 調(diào)制解調(diào)器設(shè)置

(5)配置調(diào)制解調(diào)器、波特率、流控制以及調(diào)制解調(diào)器音量。如果不知道這些值，但是調(diào)制解調(diào)器被成功地檢測到，則接受默認(rèn)值。如果沒有按鍵式電話連線方式，取消選擇相應(yīng)的復(fù)選框，單擊“前進(jìn)”按鈕。

(6)如果ISP在預(yù)配置的列表中，選擇它；否則，輸入關(guān)于ISP賬號的信息。如果不了解這些信息，聯(lián)系ISP，單擊“前進(jìn)”按鈕。

(7)在“口設(shè)置”窗口上，選擇要使用的“封裝模式”，以及是通過DHCP來獲取IP地址還是靜態(tài)地設(shè)置它，結(jié)束后單擊“前進(jìn)”按鈕。

(8)在“建立撥號連接”頁上，單擊“應(yīng)用”按鈕。

配置了調(diào)制解調(diào)器設(shè)備后，它會在設(shè)備列表中以“調(diào)制解調(diào)器”設(shè)備出現(xiàn)，如圖8所示。

圖8調(diào)制解調(diào)器設(shè)備

(9)確定選擇“文件”→“保存”命令保存改變。

(10)添加了調(diào)制解調(diào)器設(shè)備后，可以從設(shè)備列表中選擇它，然后單擊“編輯”按鈕來編輯它的配置。例如，當(dāng)某設(shè)備被添加，并被默認(rèn)配置成引導(dǎo)時(shí)啟動，可以編輯它的配置來修改這項(xiàng)設(shè)置。壓縮、PPP選項(xiàng)、登錄名、口令等都可以被改變。

(11)當(dāng)設(shè)備被添加后，它不會被立即激活。要激活某設(shè)備，從設(shè)備列表中選擇它，然后單擊“激活”按鈕。如果系統(tǒng)配置了要在計(jì)算機(jī)啟動時(shí)激活設(shè)備(默認(rèn))，不必重新執(zhí)行這一步驟。

檢測不到調(diào)制解調(diào)器

故障現(xiàn)象：將調(diào)制解調(diào)器連接到電腦的COMl串口，但在安裝時(shí)始終無法找到該設(shè)備，同時(shí)在設(shè)備管理器中會看到COMl串口前有一個(gè)紅色的叉狀符號。

故障排除：出現(xiàn)這種現(xiàn)象首先檢查主板的COMl串口是否損壞，其次查看BI0S中的COM1口是否設(shè)置為禁止，否則需啟動。方法為：啟動電腦時(shí)按[Delete]鍵進(jìn)BI0S設(shè)置．選擇Integrated Peripherals欄中的Onboard Serial Portl，將其值改為Auto。

Modem上有幾個(gè)指示燈，分析這幾個(gè)指示燈的狀態(tài)可以初步定位故障原因。