第27章调制解调器

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1、第27章 调制解调器v调制解调器调制解调器（MODEM）既调制器和解 调器的总称，功能是对信号进行调制和解 调，将发送端计算机的数字信号转换成模 拟信号称为“调制”，将模拟信号转换为数 字信号，送入接受端计算机，称为“解调” 。v一、调制方法调制解调器的方式有调幅、调频、调相 三种方法。 第27章 调制解调器v二、分类按传输速率分；可分为：低速MODEM 传输速率在9600/S以下，中速MODEM， 高速MODEM传输速率超过19.2KB/S按操作状态分：可分为同步MODEM和 异步MODEM。按产品外型分：可分为外置式和内置式 。不管哪种类型，调制解调器都是串行设 备，每次只发送一位。 第2

2、7章 调制解调器第27章 调制解调器v在Modem的硬件结构中，最重要的是DSP 和控制器，前者完成编码/解码工作，后者 则负责数据纠错、压缩以及对传输协议的 处理等。v由于CPU性能的增加，Modem上某些芯片 的工作完全可以交由CPU来做，只留下必 要的调制解调芯片己足够应付，这类 Modem就称为软件Modem或WinModem （winmodem是3COM/US Robotics的注册 商标）。第27章 调制解调器v软件Modem分为两种，第一种是没有数据载入/ 输出芯片和控制芯片，只有一些基本电路来作 PC和电话网间的连接，它需要大量的驱动程序 来模拟数据载入/输出和控制功能，占用C

3、PU约 15-20%的资源，例：采用Conexant HSF（Host Signal，主体信号处理）、ESS、Cirrus Logic或 Motorola芯片的产品。v部分软件Modem拥有数据载入/输出芯片，而没 有控制芯片，仅把调制解调的管理任务交给CPU 来完成，它需要CPU资源相对较少（一颗奔腾 MMX-166MHz即可搞掂），通常称为半软硬 Modem，如采用Conexant HCF（Host Controller，主体控制处理）或Lucent LT芯片的 调制解调器。 第27章 调制解调器v。硬猫的最大特点是拥有数字信号处理芯片，假若以486 为最低系统要求，价格昂贵的多数是硬猫。

4、随着技术的 发展，软件Modem也引入了许多硬猫的功能，如语音留 言、软件升级Modem协议等。软件Modem的优点是体积 细小、耗电量低，很适合便携式电脑。缺点是适应范围 狭窄，通常只能用于Windows，DOS也用不上，更别提 Linux或Unix了。除此之外，还有减慢应用程序的运行、 连接速率低、Bug较多。v目前，要购买一个纯硬型Modem已经变得十分困难，即 使是外置Modem也引入了软件处理技术，更不要说众多 内置Modem和USB Modem。 第27章 调制解调器vModem的主要元件v通过一块ECOM生产的PCI Modem，我们 来简单了解一下Modem内部的元器件。vMo

5、dem全貌vECOM 56HCF/HSF PCI V.90 Modemv这是一款PCI接口的内置Modem，它采用 的是CONEXANT的HSF单芯片。 第27章 调制解调器第27章 调制解调器vHSF芯片和晶振v 从图中我们可以看出，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Line CODEC和 BUS Interface模块。由于这款Modem将 原先控制模块和数据整理模块的工作转嫁 给CPU，是一款非常标准的“软猫”，所以 卡上只有这么一块高度集成的芯片。在芯 片边上还有一片晶振，由它来产生芯片的 工作频率。 第27章 调制解调器第2

6、7章 调制解调器v隔离变压器v电话线在振鈴时，大概有50V的交流电， 而且相对的地线就是地面。这样高的电压 ，不能直接送到DSP芯片，也不能和地线 直接连接，必须通过一个变压器隔离，通 过隔离变压器之后，虽然电压还是很高（ 40V50V，因为隔离变压器的初级和次级 线圈的比例是1:1），但相对地线已经改变 ，不会再对其他元件的安全构成威胁。第27章 调制解调器第27章 调制解调器v摘机信号继电器v图片中方形的元件就是摘机信号继电器， 它的作用是实现信号的导通和断开。第27章 调制解调器v功放芯片和蜂鸣器v 这个就是蜂鸣器，我们在拨号时候听到 的刺耳声音就是蜂鸣器产生的，主要是给 用户合理的提示

7、。在它的边上还会有一颗 负责功率放大的功放IC。 第27章 调制解调器v光电耦合芯片v光电耦合芯片内部是一个三极管和一个发 光二极管，通过发光二极管的照射来实现 三极管的集电极和发射极的导通。光电耦 合芯片的作用和继电器差不多。第27章 调制解调器v防雷器 v一般的防雷器是在线路输入设置两个高耐压、导 通电压比较低的二极管，它们按照下图的办法连 接起来。正常工作时二极管的导通电压高于电话 线的振铃电压，二极管没有导通；当雷电串到电 话线里并传到modem，由于雷电的电压非常高 （从几千伏到几十万伏）而二极管的导体电压相 对很低，两个二极管同时导通，把线路短路，从 而避免雷电损坏电脑系统。第27

8、章 调制解调器v那些打广告说“二级安全防雷装置”的 modem，充其量不过是在二极管后面安装 一个类似继电器的东西，当有雷电时，雷 电产生的高压电弧会把内部的触电短路， 作用和二极管的差不多 。modem后面的 “PHONE”和“LINE”接口没有区别，它们的 内部是直接连接的。没有任何的处理电路 。 第27章 调制解调器v关于V.92v V.92是国际电信联盟（ITU）为了充分挖 掘传统模拟调制解调器的潜能，联合 Conexant（原Rockwell），Lucent等几 家网络通信公司，共同开发出的拨号调制 解调器物理层新标准，它比V.90标准增加 或加强了快速连接，在线保持，PCM(脉冲

9、代码调制)上行方式等新功能，并且支持新 一代V.44数据压缩协议。 第27章 调制解调器v在Windows 的因特网连接属性窗口中，你 可以会发现115,200bps的速度报告，这并 不是Modem-to-Modem的速度，而是 UART（即CPU到Modem）的速度，在“控 制面板-调制解调器”中能够设置此参数， 数值越高传输非压缩文件的速度越快。其 实真实连接速率也没有太大意义，只不过 是握手瞬间的连接速度。 第27章 调制解调器v快速连接V.90Modem在拨号上网时，从开 始拨号到建立连接之间有一段较长时间的握手过 程，最长可达二三十秒。在这个过程中， Modem与电信局接入服务器间将

10、交换线路状况 的相关参数，如连接协议、线路噪声、误码率等 。通常，用户连接的ISP是固定的，线路状况也 是基本不变的，如果每次连接都进行相同的协商 过程就显得没有必要。（ISP：全称为Internet Service Provider，即因特网服务提供商，能提 供拨号上网服务、网上浏览、下载文件、收发电 子邮件等服务。） 第27章 调制解调器vV.92协议可以将在第一次连接握手时获得 的数据存储在Modem中，从而可以跳过某 些不必要的过程，大大缩短建立连接的时 间，好的可以控制在8秒钟左右。不过，这 些数据存储在Modem的随机存储器中，如 果Modem掉电重新开机后，需要重新检测 和存储这

11、些数据。 第27章 调制解调器vModem挂起功能MOH（Modem-On- Hold）是针对V.90Modem在上网时长时间 占线而造成无法接听或打出电话的缺陷而 开发的新功能。如果因为上网而耽误了重 要的电话，那会很让人生气的。要使用该 功能，须向电信局申请开通呼叫等待（call waiting）业务，同时，用户端必须安装相 应的功能软件。 第27章 调制解调器vV.92正是利用了电信局交换机上的“呼叫等 待“信号，在用户端软件中给出有电话呼入 的提示，如果用户电话开通了来电显示功 能，还可以显示来电号码，用户可以选择 是否挂起当前连接，如果选择接听电话， 应用程序会同知ISP，ISP挂起

12、连接后，用 户可接听电话。应用软件会提示用户当前 电话的时间及挂起剩余的时间，通话完毕 后，可以迅速恢复连接而不必重新拨号。 第27章 调制解调器vModem上下行速率是非对称的（下行56K，上行 33.6K），下行56K的速率已达到双绞线模拟制 式数据传输的理论极限。要提高Modem的连接 效能只能在上行方向上寻求突破，这也能更好地 满足用户发送多媒体邮件或大块头文件对上行速 率的更高需求。V.92协议中上行采用与下行相同 的调制方式，即脉冲编码调制（PCM），取代 原先的QAM调制方式，上行速率最高可达48K， 使用户的数据发送变的轻松自如，整个传输链路 更加合理、高效。第27章 调制解调

13、器vModem指示灯介绍vHS（High Speed）：Modem 是否处在最高速 的调制解调状态中；AA（Auto Answer）：自动接通电话，如果 此灯闪烁，就表明此时正在振铃；CD（Carrier Detect）：确认现在是否接收 到调制解调器等载波；OH（On Hook）：Modem 是否连接到电话 线上；SD（Send Data）：传送信息；RD（received Data）：接收信息；第27章 调制解调器vMP（MODEM Power）：电源指示灯；DTR（Data Terminal Ready）：确认计算 机；DSR（Data Set Ready）：确认终端服务器 是否和 DS

14、R 一样准备就绪；CTS（Clear To Send）：资料传送许可；EC（Error Control）：处於 MNP4orv.42 错误处理通讯协议；SQ（Signal Quality）：若此灯闪烁，表示 现在处于不良的线路状态之中。 第27章 调制解调器vDSL（数字用户线路，Digital Subscriber Line）是以铜质电话线为传输介质的传输 技术组合，它包括HDSL、SDSL 、VDSL 、ADSL和RADSL等，一般称之为xDSL。 它们主要的区别就是体现在信号传输速度 和距离的不同以及上行速率和下行速率对 称性的不同这两个方面。 第27章 调制解调器vHDSL与SDSLv

15、 支持对称的T1/E1（ 1.544Mbps/2.048Mbps）传输。其HDSL 的有效传输距离为34公里，且需要两至 四对铜质双绞电话线；SDSL最大有效传 输距离为3公里，只需一对铜线。比较而言 ，对称DSL更适用于企业点对点连接应用 ，如文件传输、视频会议等收发数据量大 致相应的工作。同非对称DSL相比，对称 DSL的市场要少得多。 第27章 调制解调器vVDSL、ADSL和RADSL属于非对称式传输。其 中VDSL技术是xDSL技术中最快的一种，在一对 铜质双绞电话线上，上行数据的速率为13到 52Mbps，下行数据的速率为1.5到2.3 Mbps，但 是VDSL的传输距离只在几百米

16、以内，VDSL可 以成为光纤到家庭的具有高性价比的替代方案， 目前深圳的VOD（Video on demand）就是采用 这种接入技术实现的；ADSL 在一对铜线上支持 上行速率640Kbps到1Mbps，下行速率1Mbps到 8Mbps，有效传输距离在35公里范围以内； 第27章 调制解调器vRADSL能够提供的速度范围与ADSL基本 相同，但它可以根据双绞铜线质量的优劣 和传输距离的远近动态地调整用户的访问 速度。正是RADSL的这些特点使RADSL 成为用于网上高速冲浪、视频点播（IAV ）、远程局域网络（LAN）访问的理想技 术，因为在这些应用中用户下载的信息往 往比上载的信息（发送指令）要多得多。 第27章 调制解调器v一. ADSL的原理v1. 基本概念vADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)是非 对称数字线路的缩写，是一种通过现有普通电话 线为家庭、办公室提供宽带数据传输服务的技术 。ADSL是非对称数字信号传送，它能