Modem群英传

互联网 | 编辑: 2001-10-14 00:00:00

目前的电话入户信号基本上都是模拟信号,而计算机所处理和传输的信息都是数字化的,因此计算机入网通信时必须有能将数字信号转换为模拟信号及模拟信号转换成数字信号的转换装置,前者叫调制,后者叫解调,把两种功能做在同一台设备上,就叫调制解调器,即Modem(猫)。

通过普通电话线传输数据的Modem从诞生之初的300bps发展到今天模拟线路的极限--56Kbps,速度提高了几十倍。随着个人电脑的普及和Internet技术的飞速发展,除传统的电话线Modem外,ISDN、Cable Modem 、ADSL等接入新技术和产品也发展得非常迅速。目前接入技术的发展主要集中以下几方面:高速模拟调制解调器,指56Kbps V.9x Modem;速率在64Kbps~128Kbps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的线缆调制解调器(Cable Modem);以及无线接入设备等。

一、传统Modem

1、V.90标准的56Kbps Modem

传统的电话线Modem作为连接PC机和网络的主要设备,具有使用方便、价格适中、功能齐全的特点,对Internet的普及和发展起到了极其重要的作用。随着网络的加速发展,Modem不但在产量上呈几何级数膨胀,而且在传输速率上有了极大的提高,性能上也日趋完善。短短两三年的时间,Modem的速率就从9.6Kbps发展到了现在模拟电话线路的极限传输速率56Kbps,呈现出一片兴旺景象。

56Kbps的Modem在几年前便有产品出现,但一直未能得到大的发展,除价格因素外,56Kbps标准一直分为以U.S. Robotics为代表的X2技术和以Rockwell为代表的K56Flex技术,两种标准争执不休,长期未能统一,严重影响整体发展。

1998年年初,Lucent和3Com就56Kbps Modem标准达成合作协议,促使国际电信联盟(ITU)于1998年2月6日在日内瓦会议上确定了56Kbps V.90标准的草案,并于1999年9月确定56Kbps标准的最后版本,从而结束了56Kbps标准的纷争。新标准将X2和K56Flex两者之间的差别通过软件技术统一起来,为各大厂家推出统一标准的56Kbps产品扫清了障碍。同时,随着提供56Kbps接入服务的ISP数量的增加和服务质量的提高,更加刺激56Kbps Modem市场的发展。V.90标准的确定使56Kbps Modem迅速成为市场主流,价格也大大降低。

近期,美国Conexant公司(ROCKWELL)推出了一种试图替代老V.90协议的V.92协议,与V.90相比,V.92协议并没有突破性的变化,但它包括了语音数据同时传输、Quick Connect、V.44压缩技术、PCM上行等功能,且向下兼容V.90协议。国内的中科集团、全向等厂商随后发布了支持V.92标准的Modem,但国内的ISP尚未全面支持V.92标准,这使得V.92协议能否普及成为一个未知数。

2、软猫、硬猫

Modem在核心结构上主要由处理器和“数据泵”组成。处理器负责Modem的指令控制,“数据泵”负责Modem的底层算法。如果Modem的处理器和“数据泵”全部在卡上实现,这种Modem卡便是通常所说的“硬猫”。它最主要的特点是不使用计算机主机的资源,可以在DOS下使用。

在传统Modem的内部,有两个独立的功能模块。一个是负责模拟/数字信号处理的信号处理模块,而另一块是用于数据流控制的控制模块。Modem的控制模块负责提供Modem必需的通讯协议、差错控制、维持连接以及数据压缩等功能。在硬Modem中,这些功能被固化到了Modem上的控制芯片中。

软Modem只是利用电脑CPU强大的运算能力,用软件来接替原来Modem控制模块的功能。这么做的首要目的是省掉Modem的控制芯片及相关电路,从而降低制造成本;另一个目的是更高效地利用系统资源。由于减少了Modem卡上的电子元件,软Modem还节约能源和减少发热量(这一点对便携式电脑来说意义很大)。当然 Modem本身的信号处理模块是无法用软件代替的。

另外一种Modem是介于以上两者之间的一种半软半硬的Modem。这种Modem没有处理器,却具有硬的“数据泵”,复杂数据算法在卡上实现,简单的控制命令交给计算机处理。这样既可少占用主机资源,又可节省硬件成本,是一种折衷方案。软Modem必须借助CPU来完成对通讯数据流的控制,因此,它会占用CPU。至于软Modem的速度,一般都略低于硬Modem,但差距并不太明显。

现在还有一种AMR接口的Modem,AMR(Audio/Modem Riser,声音/调制解调器插卡)是一套开放工业标准,它定义的扩展卡可同时支持声音和Modem功能。采用这种设计,可有效地降低成本,同时解决主板集成声音与Modem子系统后在功能上的一些限制,通过附加的解码器可以实现软件音频功能和软件调制解调器功能。由于存在电磁干扰以及另一些不利的因素,Modem最重要的模拟I/O(编码/译码器和DAA)电路暂时还不能直接做到主板上。Intel公司之所以制订这套AMR规则,很重要的一个目的就是为解决这个问题,将模拟I/O电路转移到单独的插卡中,其它部件则留在主板上。

二、新型接入方式

目前,大多数用户上网都是通过普通Modem和电话线,其传输速率最高只能达到56Kbps,这也是模拟接入所能达到的极限。近年来随着技术的发展,出现了多种新型上网方式,人们有了更多的选择。

1、ISDN

ISDN是综合业务数字网的英文缩略词,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。

虽然ISDN有着众多的技术优势,但由于其设备较复杂和昂贵,速度上与56Kbps调制解调器的竞争优势也不大,而且ISDN的适配器无法同普通调制解调器互联,从而使其不能得到较大范围的应用。

2、Cable Modem

利用Cable Modem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,用户可以获得最高为30Mbps的传输速率。

目前,大多Cable Modem还只是单向传输,即只能获得高速下载和浏览的好处。而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(Head-end)”设备,改造成本较高。

3、ADSL

ADSL能够在现有普通电话线上提供高达8Mbps的高速下行速率,远高于ISDN速率,而上行速率有1Mbps,传输距离达3km~5km。其优势在于可以充分利用现有的铜缆网络(电话线网络),在线路两端加装ADSL设备即可为用户提供高宽带服务,由于不需要重新布线,降低了成本,进而减少用户上网的费用。

ADSL调制解调技术的主要技术特点在于:ADSL技术利用现有电话铜线基础设施几乎就能为所有家庭和企业提供各种电信服务,允许用户以比今天最新的56Kbps Modem高100倍左右的速率通过数据网络或Internet以及相关服务进行交互式通信。在这种交互式通信中,ADSL的下行线路可提供比上行线路更高的带宽,即上行和下行带宽不相等,且一般都在1:10左右。如果线路的上行速率是640Kbps,则下行线路就有6.4Mbps的高速传输速率。这也就是ADSL为什么叫非对称数字用户线的原因。同时,由于ADSL采用频分复用技术,可将电话语音和数据流一起传输,用户只需加装一个ADSL用户端设备,通过分流器(话音与数据分离器)与电话并联,便可使一条普通电话线能同时通话和上网,且互不干扰。因此,使用了ADSL接入方式,等于在不改变原有通话的情况下,另外增加了一条高速上网专线。可见,ADSL技术与拨号上网调制技术有很大区别。

4、无线接入

随着笔记本电脑和移动电话的普及,移动办公成为电子商务中重要的组成部分。一般笔记电脑使用的是卡式的PCMCIA调制解调器,移动电话和PCMCIA的连接需要专用的附件。但大部分移动电话必须使用原厂特定接口标准的PCMCIA式GSM Modem卡连接上网,可以配合电脑收发传真、支持数据和图像的传输,这类移动电话手机不能配合普通的PCMCIA使用。在新一代的移动电话中集成了部分电脑的功能,使用简单,携带方便,最终移动上网会在一定范围内普及,甚至有取代笔记本网络通讯的趋势。现在有不少厂家推出了支持GSM的PC Modem卡,使用者可直接插入笔记本的TypeⅡ插槽。

据权威机构预测,世界Modem市场的总趋势是:模拟Modem在2000年达到巅峰后,将明显下降。ADSL Modem和线缆Modem的销量将逐年增加,并推动整个Modem市场继续发展。在此期间,数字Modem将以较快的速度取代模拟Modem。我们的网络世界将向着更宽更快的方向发展!

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