Hardware 版 (精华区)
发信人: fzx (化石), 信区: Hardware
标 题: MODEM 的 原 理 与 使 用
发信站: 紫 丁 香 (Tue Sep 8 13:02:50 1998), 转信
---- 调 制 解 调 器 是 一 种 通 信 设 备， 将 发 送 端 原 始 信 号 调
制 为 适 应 模 拟 信 道（ 介 质） 传 输 的 信 号， 在 接 收 端 将
信 号 解 调 为 计 算 机 使 用 的 数 字 信 号， 整 个 过 程 称 为 调
制 解 调(Modulator ＆ Demodulator，MODEM)。
---- MODEM 支 持 很 大 范 围 的 传 输 方 式， 为 适 应 各 种 通
信 环 境 任 务 的 需 求，MODEM 的 数 据 格 式、 速 率 和 通 信
方 式（ 异 步、 同 步、 差 错 控 制） 可 以 进 行 调 整； 数 据 不
可 能 总 是 在 具 有 相 同 传 输 能 力 的 元 件 之 间 传 输， 以 电
话 线、 计 算 机 串 口 为 代 表 用 来 暂 存 传 输 数 据 的 存 储 器
其 传 输 速 度 不 一 定 相 同，MODEM 作 为 缓 冲 器 在 每 种 部
件 之 间 平 衡 数 据 流， 而 允 许 它 们 以 一 种 最 合 适 经 济 的
速 率 发 送 和 接 收 数 据。
MODEM 的 基 本 原 理
---- MODEM 与 数 据 终 端 的 接 口
---- 计 算 机 等 数 据 终 端 设 备（Data Terminal Equipment,DTC) 一
般 会 配 备 串 行 通 信 口Com， 它 们 是 与MODEM 等 数 据 通
信 设 备(Data Communication Equipment,DCE) 进 行 串 行 数 据 通
信 的 接 口，EIA RS-232C 标 准 定 义 了 按 位 串 行 传 输
的DTE、DCE 之 间 的 接 口 信 息， 当 两 个RS -232C 接 口 之 间
直 接 进 行 数 据 传 输 时， 速 率/ 距 离 极 限 值
为20Kbps/15m。RS 232C 发 送 信 号 电 平 逻 辑0 为 ＋5V ～
＋15V， 逻 辑1 为 －5V ～ －15V; 接 收 信 号 电 平 逻 辑0 为 ＋3V
～ ＋15V， 逻 辑1 为 －3V ～ －15V。
---- MODEM 的 呼 叫 和 应 答
---- MODEM 按 照RS-232C 信 号 协 议 标 准 工 作， 源MODEM 在
发 出 呼 叫 后 等 待 应 答MODEM 的 应 答 载 波 音 调， 应
答MODEM 收 到 呼 叫 信 号 后（ 振 铃 信 号）， 若 数 据 中 断
就 绪 有 效 则 应 答 电 话， 使MODEM 有 效， 发 应 答 载 波 音
调; 源MODEM 收 到 应 答 载 波 音 调 后， 使MODEM 和 载 波 检
测 有 效， 并 回 以 载 波 音 调; 应 答MODEM 收 到 后， 使 载 波
检 测 生 效， 信 号 交 换 握 手(Hand Shanking) 结 束， 数 据 通 信
链 路 建 成。 在 数 据 链 路 传 输 期 间， 发 送 数 据 的 数 据 终
端 设 备 使 请 求 发 送 持 续 有 效，MODEM 回 送 响 应 信 号 允
许 发 送（ 同 步 方 式 发 送 的MODEM 还 向 数 据 终 端 提 供 发
送 时 钟 和 接 收 时 钟 信 号）， 此 时 数 据 终 端 才 可 通 过 发
送 链 路 发 送 数 据， 接 收 数 据 的 终 端 从 接 收 链 路 获 取 数
据。 通 信 结 束 时，MODEM 撤 去 载 波 信 号， 回 到 初 始 状
态， 准 备 下 一 次 呼 叫 或 应 答。 在 实 时 工 作 过 程 中， 可
以 参 考 带 有 面 板 的MODEM 指 示 判 断 信 号 进 程。 以Hayes
MODEM 为 例， 面 板 状 态 信 号 依 次 为MR: 正 常 待 命；TR:
与 主 机 联 线 正 常；SD: 主 机 发 送 数 据；RD: 主 机 接 收 数
据；OH: 占 用 电 话 线；CD: 与 远 程 联 线 成 功；AA: 自 动 应
答；HS: 高 速 状 态。
---- MODEM 的 数 据 传 输 方 式
---- MODEM 支 持 异 步、 同 步、 差 错 控 制 三 种 方 式。 不 同
的 通 信 链 路 和 通 信 环 境 决 定 通 信 的 方 式。 而 多 数 数 据
终 端 是 以 异 步 方 式 进 行 数 据 传 输 的。
---- 异 步 方 式
---- 1.在 这 种 方 式 下，MODEM 是 异 步 操 作， 通 过 电 话 线
向 本 地 数 据 终 端 传 送 数 据 或 接 收 数 据， 这 种 方 式 既 支
持 联 机 状 态 也 支 持 命 令 状 态。 当 与 一 个 异 步 数 据 终 端
连 接 时， 可 以 把MODEM 设 置 如 拨 号 器 般 使 用。 要 求 具
备 异 步 数 据 终 端。
---- 2.异 步 及 自 动 速 率 缓 冲
---- 当 计 算 机 要 求 一 固 定 接 口 速 率 与MODEM 连 接， 不 论
线 上 速 率 的 变 化 或 计 算 机 不 能 根 据 线 上 速 率 变 化 而 改
变 接 口 速 率 时 使 用 此 方 式。
---- 自 动 速 率 缓 冲 将 数 据 缓 冲， 并 利 用 流 控 把 数 据 适 当
传 输 到 计 算 机。 要 求 具 备 异 步 数 据 终 端。
---- 同 步 方 式
---- 1.同 步/ 异 步 方 式
---- MODEM 用 异 步 方 式 从 命 令 状 态 呼 叫， 当“Connect ＊
＊ ＊ ＊ ＊ ＊" 结 果 码 接 收 到 后， 延 迟 一 段 由 寄 存 器S25
决 定 的 时 间 后 检 查DTR 信 号 状 态， 如 果DTR 打
开，MODEM 进 入 同 步 工 作 状 态; 如 果DTR 关 闭，MODEM 挂
起， 然 后 回 到 异 步 状 态。 要 求 具 备 同 步 数 据 终 端。
---- 2.储 存 数 字 拨 号
---- 当MODEM 检 测 到DTR 从 关 到 开 转 换 时( 终 端 开 启) 它
就 自 动 拨 存 在 地 址0 中 的 号 码(Auto call)。 当MODEM 检 测
到DTR 从 开 到 关 转 换 超 过 寄 存 器S25 设 定 值， 就 会 挂 机
返 回 到 异 步 命 令 状 态。 要 求 数 据 终 端 是 同 步 型 或 带 有
同 步 适 配 卡 的 计 算 机。
---- 3.用 数 据/ 通 话 开 关 人 工 拨 号
---- 在 这 种 方 式 下，DTR 交 换 线 路 是 作 为 数 据/ 通 话 开 关
使 用。 电 话 必 须 连 接 在MODEM 后 面 板 上 标 有"To Phone"
的 插 座 中， 此 方 式 允 许 数 据 终 端 在MODEM 对 话 方 式
下， 通 过 电 话 机 发 起 呼 叫， 并 且 通 过 打 开DTR 交 换 线
路， 完 成 呼 叫， 挂 上 电 话 机。 当 数 据 终 端 设 备 打 开DTR
时， 在MODEM 前 面 板 上 的TR 指 示 灯 就 亮。 如 果 联 接 失
败，MODEM 自 动 挂 机， 从 数 据 方 式 转 为 对 话 方 式。 如
要 重 新 呼 叫，DTR 必 须 重 新 关 闭。 要 求 数 据 终 端 是 同 步
型 或 带 有 同 步 适 配 卡 的 计 算 机。
---- 4.自 动 同 步（Auto Synchronous)
---- 使 用 这 种 同 步 方 式 必 须 有 同 步 接 口(SI) 的 通 信 软
件，MODEM 可 以 在 没 有 同 步 适 配 卡 的 情 况 下 进 行 同 步
通 信。MODEM 首 先 进 行 异 步 呼 叫， 一 旦 收 到"Connect ＊
＊ ＊ ＊ ＊ ＊" 的 结 果 码，MODEM 自 动 延 迟 一 般 由 寄 存
器S25 规 定 的 时 间 值， 检 查DTR 信 号 状 态。 如 果DTR 开
启，MODEM 自 动 转 换 为 同 步 状 态； 如 果DTR 关
闭，MODEM 返 回 异 步 命 令 状 态。 所 以 在 联 机 数 据 传 送
开 始 之 前， 数 据 终 端 必 须 开 启。 适 合 数 据 终 端 没 有 配
同 步 适 配 卡 的 计 算 机。
---- 差 错 控 制 方 式(Error Correction)
---- 该 方 式 工 作 的 计 算 机 与MODEM 之 间 是 异 步 方 式 传
输， 而 线 上 传 输 则 为 同 步 方 式。 在 呼 叫 过 程 中， 两
台MODEM 必 须 进 行 共 同 信 号 的 握 手， 建 立 一 连 接 和 协
商 公 共 信 号 技 术 后， 发 送 数 据 端MODEM 对 发 送 的 数 据
执 行 数 学 运 算， 并 将 运 算 结 果 连 同 数 据 一 起 发 送 出
去； 接 收 数 据 端MODEM 执 行 相 同 运 算， 并 将 两 个 结 果
进 行 比 较， 如 果 在 传 输 过 程 中， 数 据 被 破 坏， 则 结 果
比 较 出 现 差 异， 接 收 端 则 要 求 重 发 数 据。 带 有 差 错 控
制 协 议 的MODEM 必 须 包 含 标 准 技 术 以 与 其 它MODEM 协
商 这 些 协 议 的 使 用， 在 会 话 通 信 期 间 遵 循 相 同 的 差 错
控 制 协 议 或 同 意 使 用 无 差 错 控 制， 而 且 差 错 协
商(Negotiation) 自 动 进 行， 不 必 用 户 干 预。 在Hayes V 系
列V.42 的MODEM 还 包 含 两 个 附 加 的 协 议 即MODEM 链 路
接 入 规 程(Link Access Procedure for Modem Protocol，LAP -M) 和
微 通 网 协 议(Microcom Network Protocol，MNP)， 以 确 保 无 差
错 通 信 或 减 少 差 错 通 信。 为 保 证 不 出 故 障 或 减 少 数 据
终 端 乱 符 或 连 接 的 中 断， 连 接 设 置 必 须 有 些 冗 余， 这
是 以 消 耗 速 率 为 代 价 的。
---- MODEM 的 分 类
---- 从 安 装 方 式 可 分 为 内 置 式 和 外 置 式。 内 置 式 占 用 空
间 小， 直 接 插 入 扩 展 槽 中， 无 需 外 接 电 源， 维 护 简
单， 价 格 低 廉， 但 安 装 调 试 烦 琐， 用 户 监 控 需 要 软 件
界 面 提 示， 况 且 目 前 流 行 的MODEM 普 遍 不 支 持PnP, 故
在WINDOWS95 中 安 装 更 易 出 问 题; 外 置 式 接 于 串 口， 根
据 指 示 灯 可 以 观 察 到 工 作 状 态， 优 点 是 能 用 于 任 何 计
算 机 或 终 端， 取 放 自 由， 易 于 设 置， 但 需 外 接 电 源
和RS-232D 电 缆。
---- 按 功 能 分 则 可 分 为：
---- 1.Fax MODEM， 其 标 准 是 产 品 配 置 专 门 的 传 真 软 件，
使 用 户 不 用 传 真 而 直 接 通 过 自 己 的PC 发 送 或 接 收 传
真。
---- 2.Voice MODEM， 除 具 有Fax 功 能 外， 还 具 有 电 话 应 答
功 能， 通 过 诸 如Electronic Secretary 软 件 来 记 录 打 进 来 的 电
话 的 信 息， 比 如 用 户 的PC 收 到 信 息 后， 它 可 以 自 动 地
把 已 设 定 的 信 息 转 发 到 事 前 指 定 的 传 真 机 上， 就 象 一
个 称 职 的 秘 书。
---- 3.Fax Switching MODEM， 可 以 自 动 检 测 对 方 的 呼 叫 是
一 个 电 话 还 是 数 据/ 传 真。 如 果 它 检 测 到 一 个 数 据 或 是
传 真 呼 叫， 首 先 关 闭 铃 声， 把 信 息 储 存 到 相 应 的 软 件
中 去; 如 果 检 测 到 是 普 通 的 电 话 信 号， 则 允 许 铃 声 继
续。
---- 4.PC 卡， 或 叫 做PCMCIA 卡， 大 小 与 一 张 信 用 卡 差 不
多， 可 随 身 携 带， 随 时 插 入 笔 记 本 计 算 机， 实 现 移 动
通 信。
---- 5.DSVD， 数 据 式 话 音 数 据 同 步， 允 许 用 户 在 向 对 方
发 送 数 据 或 传 真 的 同 时 使 用 同 一 条 线 路 进 行 自 由 的 通
话， 为MODEM 开 辟 了 崭 新 的 领 域， 使PC 会 议 系 统 可 进
行 实 时 语 音 传 送。
MODEM 的 选 择
---- 在 您 了 解 以 上 基 本 内 容 之 后， 您 可 以 根 据 自 己 的 实
际 工 作 需 要， 选 购 合 适 的MODEM。 但 您 不 要 禁 不 住 铺
天 盖 地 的 广 告 诱 惑 和ISP 的 清 苦 叫 喊， 即 使 您 的MODEM
达 到 目 前 顶 尖 的128Kbps， 除 非 您 用ISP 的 专 线， 否 则，
就 是 多 掏 囊 中 的“ 孔 方 兄”， 您 上 网 下 载 时 决 不 会 再
有“ 你 有 我 有 全 都 有” 的 感 觉， 除 了 慢 的 煎 熬 便 是 莫
名 其 妙 的 中 断， 那 种20Mb 的 文 件 下 载 到19.8Mb 的 时 候 却
突 然 中 断， 真 的 想 象 不 出 您 酸 辞 苦 辣 还 是 伸 手 无 奈 心
力 憔 悴， 因 此， 考 虑 到 现 有 的 电 话 线 的 线 路 率 和 质
量， 您 的 选 择 最 好 按“ 版 本 协 议 较 高、 连 接 稳 定 性 能
好， 具 备 适 应 速 率 调 节 功 能， 兼 容 性 好， 功 能 适 中” 的
原 则。 如 果 你 担 心 所 购 置 的MODEM 象PC 一 样 在 一 两 来
几 年 里， 如 果 传 输 线 路 速 率 不 发 生 变 化， 吞 吐 率 也 不
会 发 生 太 大 的 变 化， 因 为 目 前V.34 标 准 的MODEM 其 速
度 已 经 这 现 有 铜 质 电 话 线 数 据 传 输 速 率 的 极 限， 模 拟
信 号 必 将 被 数 字 信 号 代 替， 以 后 用 户 所 看 到 的 恐 怕 只
是MODEM 功 能 的 增 加 和 服 务 的 不 断 完 善。 在 此 一 般 用
户 选 用28.8Kbps 的MODEM 也 就 足 够 了。 如 果 您 要 要 求 较
高， 也 可 以 选 择33.6Kbps 的MODEM。
展 望
---- 1998 年 一 些 新 技 术 的 应 用 将 减 轻MODEM 引 起 的 麻
烦， 例 如：Virtual Private Networks(VPN)、Asymmetric Digital
Subscriber Line(ADSL) 及 浏 览 器 接 口 等 技 术 将 使 传 统 上 缓
慢 的 充 满“Bug” 的 数 据 访 问 变 得 轻 松；3Com 和Rockwell
的56Kbps MODEM 已 打 破 了 模 拟 和 数 字 数 据 传 输 之 间 的
鸿 沟， 新 的V.90 标 准 的 出 台， 光 缆 线 路 的 铺 设， 电 视 电
缆MODEM 的 应 用， 确 实 给 人 们 带 来 了 有 望 突 破 传 统 链
路 传 输 瓶 的 希 望。 但MODEM 功 能 的 发 挥 最 关 键 的 还 是
要 依 赖 用 户 本 地 电 话 线 路 的 质 量�
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