《計算機硬件基礎第27章調制解調器.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《計算機硬件基礎第27章調制解調器.ppt（53頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第27章 調制解調器,調制解調器 調制解調器（MODEM）既調制器和解調器的總稱，功能是對信號進行調制和解調，將發(fā)送端計算機的數字信號轉換成模擬信號稱為“調制”，將模擬信號轉換為數字信號，送入接受端計算機，稱為“解調”。 一、調制方法 調制解調器的方式有調幅、調頻、調相三種方法。,第27章 調制解調器,二、分類 按傳輸速率分；可分為：低速MODEM傳輸速率在9600/S以下，中速MODEM，高速MODEM傳輸速率超過19.2KB/S 按操作狀態(tài)分：可分為同步MODEM和異步MODEM。 按產品外型分：可分為外置式和內置式。 不管哪種類型，調制解調器都是串行設備，每次只發(fā)送一位。,第27章 調

2、制解調器,第27章 調制解調器,在Modem的硬件結構中，最重要的是DSP和控制器，前者完成編碼/解碼工作，后者則負責數據糾錯、壓縮以及對傳輸協(xié)議的處理等。 由于CPU性能的增加，Modem上某些芯片的工作完全可以交由CPU來做，只留下必要的調制解調芯片己足夠應付，這類Modem就稱為軟件Modem或WinModem（winmodem是3COM/US Robotics的注冊商標）。,第27章 調制解調器,軟件Modem分為兩種，第一種是沒有數據載入/輸出芯片和控制芯片，只有一些基本電路來作PC和電話網間的連接，它需要大量的驅動程序來模擬數據載入/輸出和控制功能，占用CPU約15-20%的資源，

3、例：采用Conexant HSF（Host Signal，主體信號處理）、ESS、Cirrus Logic或Motorola芯片的產品。 部分軟件Modem擁有數據載入/輸出芯片，而沒有控制芯片，僅把調制解調的管理任務交給CPU來完成，它需要CPU資源相對較少（一顆奔騰MMX-166MHz即可搞掂），通常稱為半軟硬Modem，如采用Conexant HCF（Host Controller，主體控制處理）或Lucent LT芯片的調制解調器。,第27章 調制解調器,。硬貓的最大特點是擁有數字信號處理芯片，假若以486為最低系統(tǒng)要求，價格昂貴的多數是硬貓。隨著技術的發(fā)展，軟件Modem也引入了許多

4、硬貓的功能，如語音留言、軟件升級Modem協(xié)議等。軟件Modem的優(yōu)點是體積細小、耗電量低，很適合便攜式電腦。缺點是適應范圍狹窄，通常只能用于Windows，DOS也用不上，更別提Linux或Unix了。除此之外，還有減慢應用程序的運行、連接速率低、Bug較多。 目前，要購買一個純硬型Modem已經變得十分困難，即使是外置Modem也引入了軟件處理技術，更不要說眾多內置Modem和USB Modem。,第27章 調制解調器,Modem的主要元件 通過一塊ECOM生產的PCI Modem，我們來簡單了解一下Modem內部的元器件。 Modem全貌 ECOM 56HCF/HSF PCI V.90

5、Modem 這是一款PCI接口的內置Modem，它采用的是CONEXANT的HSF單芯片。,第27章 調制解調器,第27章 調制解調器,HSF芯片和晶振 從圖中我們可以看出，這塊芯片的型號為RH56D/SP-PCI，這是CONEXANT生產的HSF芯片，其中集成了Line CODEC和BUS Interface模塊。由于這款Modem將原先控制模塊和數據整理模塊的工作轉嫁給CPU，是一款非常標準的“軟貓”，所以卡上只有這么一塊高度集成的芯片。在芯片邊上還有一片晶振，由它來產生芯片的工作頻率。,第27章 調制解調器,第27章 調制解調器,隔離變壓器 電話線在振鈴時，大概有50V的交流電，而且相對

6、的地線就是地面。這樣高的電壓，不能直接送到DSP芯片，也不能和地線直接連接，必須通過一個變壓器隔離，通過隔離變壓器之后，雖然電壓還是很高（40V50V，因為隔離變壓器的初級和次級線圈的比例是1:1），但相對地線已經改變，不會再對其他元件的安全構成威脅。,第27章 調制解調器,第27章 調制解調器,摘機信號繼電器 圖片中方形的元件就是摘機信號繼電器，它的作用是實現信號的導通和斷開。,第27章 調制解調器,功放芯片和蜂鳴器 這個就是蜂鳴器，我們在撥號時候聽到的刺耳聲音就是蜂鳴器產生的，主要是給用戶合理的提示。在它的邊上還會有一顆負責功率放大的功放IC。,第27章 調制解調器,光電耦合芯片 光電耦

7、合芯片內部是一個三極管和一個發(fā)光二極管，通過發(fā)光二極管的照射來實現三極管的集電極和發(fā)射極的導通。光電耦合芯片的作用和繼電器差不多。,第27章 調制解調器,防雷器 一般的防雷器是在線路輸入設置兩個高耐壓、導通電壓比較低的二極管，它們按照下圖的辦法連接起來。正常工作時二極管的導通電壓高于電話線的振鈴電壓，二極管沒有導通；當雷電串到電話線里并傳到modem，由于雷電的電壓非常高（從幾千伏到幾十萬伏）而二極管的導體電壓相對很低，兩個二極管同時導通，把線路短路，從而避免雷電損壞電腦系統(tǒng)。,第27章 調制解調器,那些打廣告說“二級安全防雷裝置”的modem，充其量不過是在二極管后面安裝一個類似繼電器的東西

8、，當有雷電時，雷電產生的高壓電弧會把內部的觸電短路，作用和二極管的差不多 。modem后面的“PHONE”和“LINE”接口沒有區(qū)別，它們的內部是直接連接的。沒有任何的處理電路。,第27章 調制解調器,關于V.92 V.92是國際電信聯盟（ITU）為了充分挖掘傳統(tǒng)模擬調制解調器的潛能，聯合Conexant（原Rockwell），Lucent等幾家網絡通信公司，共同開發(fā)出的撥號調制解調器物理層新標準，它比V.90標準增加或加強了快速連接，在線保持，PCM(脈沖代碼調制)上行方式等新功能，并且支持新一代V.44數據壓縮協(xié)議。,第27章 調制解調器,在Windows 的因特網連接屬性窗口中，你可以會

9、發(fā)現115,200bps的速度報告，這并不是Modem-to-Modem的速度，而是UART（即CPU到Modem）的速度，在“控制面板--調制解調器”中能夠設置此參數，數值越高傳輸非壓縮文件的速度越快。其實真實連接速率也沒有太大意義，只不過是握手瞬間的連接速度。,第27章 調制解調器,快速連接V.90Modem在撥號上網時，從開始撥號到建立連接之間有一段較長時間的握手過程，最長可達二三十秒。在這個過程中，Modem與電信局接入服務器間將交換線路狀況的相關參數，如連接協(xié)議、線路噪聲、誤碼率等。通常，用戶連接的ISP是固定的，線路狀況也是基本不變的，如果每次連接都進行相同的協(xié)商過程就顯得沒有必要

10、。（ISP：全稱為Internet Service Provider，即因特網服務提供商，能提供撥號上網服務、網上瀏覽、下載文件、收發(fā)電子郵件等服務。）,第27章 調制解調器,V.92協(xié)議可以將在第一次連接握手時獲得的數據存儲在Modem中，從而可以跳過某些不必要的過程，大大縮短建立連接的時間，好的可以控制在8秒鐘左右。不過，這些數據存儲在Modem的隨機存儲器中，如果Modem掉電重新開機后，需要重新檢測和存儲這些數據。,第27章 調制解調器,Modem掛起功能MOH（Modem-On-Hold）是針對V.90Modem在上網時長時間占線而造成無法接聽或打出電話的缺陷而開發(fā)的新功能。如果因為

11、上網而耽誤了重要的電話，那會很讓人生氣的。要使用該功能，須向電信局申請開通呼叫等待（call waiting）業(yè)務，同時，用戶端必須安裝相應的功能軟件。,第27章 調制解調器,V.92正是利用了電信局交換機上的呼叫等待信號，在用戶端軟件中給出有電話呼入的提示，如果用戶電話開通了來電顯示功能，還可以顯示來電號碼，用戶可以選擇是否掛起當前連接，如果選擇接聽電話，應用程序會同知ISP，ISP掛起連接后，用戶可接聽電話。應用軟件會提示用戶當前電話的時間及掛起剩余的時間，通話完畢后，可以迅速恢復連接而不必重新撥號。,第27章 調制解調器,Modem上下行速率是非對稱的（下行56K，上行33.6K），下行

12、56K的速率已達到雙絞線模擬制式數據傳輸的理論極限。要提高Modem的連接效能只能在上行方向上尋求突破，這也能更好地滿足用戶發(fā)送多媒體郵件或大塊頭文件對上行速率的更高需求。V.92協(xié)議中上行采用與下行相同的調制方式，即脈沖編碼調制（PCM），取代原先的QAM調制方式，上行速率最高可達48K，使用戶的數據發(fā)送變的輕松自如，整個傳輸鏈路更加合理、高效。,第27章 調制解調器,Modem指示燈介紹 HS（High Speed）：Modem 是否處在最高速的調制解調狀態(tài)中；AA（Auto Answer）：自動接通電話，如果此燈閃爍，就表明此時正在振鈴；CD（Carrier Detect）：確認現在是否

13、接收到調制解調器等載波；OH（On Hook）：Modem 是否連接到電話線上；SD（Send Data）：傳送信息；RD（received Data）：接收信息；,第27章 調制解調器,MP（MODEM Power）：電源指示燈；DTR（Data Terminal Ready）：確認計算機；DSR（Data Set Ready）：確認終端服務器是否和 DSR 一樣準備就緒；CTS（Clear To Send）：資料傳送許可；EC（Error Control）：處於 MNP4orv.42 錯誤處理通訊協(xié)議；SQ（Signal Quality）：若此燈閃爍，表示現在處于不良的線路狀態(tài)之中。,第2

14、7章 調制解調器,DSL（數字用戶線路，Digital Subscriber Line）是以銅質電話線為傳輸介質的傳輸技術組合，它包括HDSL、SDSL 、VDSL 、ADSL和RADSL等，一般稱之為xDSL。它們主要的區(qū)別就是體現在信號傳輸速度和距離的不同以及上行速率和下行速率對稱性的不同這兩個方面。,第27章 調制解調器,HDSL與SDSL 支持對稱的T1/E1（1.544Mbps/2.048Mbps）傳輸。其HDSL的有效傳輸距離為34公里，且需要兩至四對銅質雙絞電話線；SDSL最大有效傳輸距離為3公里，只需一對銅線。比較而言，對稱DSL更適用于企業(yè)點對點連接應用，如文件傳輸、視頻會議

15、等收發(fā)數據量大致相應的工作。同非對稱DSL相比，對稱DSL的市場要少得多。,第27章 調制解調器,VDSL、ADSL和RADSL屬于非對稱式傳輸。其中VDSL技術是xDSL技術中最快的一種，在一對銅質雙絞電話線上，上行數據的速率為13到52Mbps，下行數據的速率為1.5到2.3 Mbps，但是VDSL的傳輸距離只在幾百米以內，VDSL可以成為光纖到家庭的具有高性價比的替代方案，目前深圳的VOD（Video on demand）就是采用這種接入技術實現的；ADSL 在一對銅線上支持上行速率640Kbps到1Mbps，下行速率1Mbps到8Mbps，有效傳輸距離在35公里范圍以內；,第27章 調

16、制解調器,RADSL能夠提供的速度范圍與ADSL基本相同，但它可以根據雙絞銅線質量的優(yōu)劣和傳輸距離的遠近動態(tài)地調整用戶的訪問速度。正是RADSL的這些特點使RADSL成為用于網上高速沖浪、視頻點播（IAV）、遠程局域網絡（LAN）訪問的理想技術，因為在這些應用中用戶下載的信息往往比上載的信息（發(fā)送指令）要多得多。,第27章 調制解調器,一. ADSL的原理 1.基本概念 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)是非對稱數字線路的縮寫，是一種通過現有普通電話線為家庭、辦公室提供寬帶數據傳輸服務的技術。ADSL是非對稱數字信號傳送，它能夠在現有的銅雙絞線，即

17、普通電話線上提供高達8Mbit/s的高速下行速率，；而上行速率有2Mbit/s，傳輸距離達3km----5km。ADSL充分利用現有的電話網絡，在線路兩端加裝ADSL設備即可為用戶提供高帶寬服務。ADSL可以與普通電話共存于一條電話線上，在一條普通電話線上接聽、撥打電話的同時進行高速數字信號的傳輸而又互不影響。,第27章 調制解調器,2、 工作原理 1) 線路頻譜 ADSL充分利用了雙絞銅線的頻譜。整個頻譜分為3部分:(1)傳統(tǒng)話音業(yè)務頻段，約為4kHz帶寬;(2)ADSL上行雙工低速信道，位于話音頻譜之上;(3)ADSL下行單工高速信道，位于高頻部分。 在回波抵消ADSL系統(tǒng)中，下行信道與上

18、行信道有重疊(主要是利用低頻部分信號衰減小的特點)。與頻分復用技術相比，回波抵消技術消除了因頻率疊加所帶來的干涉(如近端串音)，因而可使ADSL系統(tǒng)在性能指標上有較大的提高。但相對而言，回波抵消技術難度更大，硬件集成度要求也更高。,第27章 調制解調器,ADSL的主要特點和典型應用 1、 ADSL主要技術特點 ADSL技術采用了適合用戶數據接入業(yè)務的不對稱傳輸結構，可為用戶提供高速的傳輸通道。 ADSL接入系統(tǒng)采用了先進的線路編碼和調制技術，具有較好的用戶線路適應能力。,第27章 調制解調器, ADSL接入系統(tǒng)可同時支持話音和數據業(yè)務，并將數據和話音流量在網絡結構的接入段實現分離。 ADSL接

19、入系統(tǒng)可充分利用現有市話網絡中大量的銅纜資源，并可與光纖接入網中的光纜鋪設計劃協(xié)調發(fā)展，從而為用戶提供高質量的數據接入服務。,第27章 調制解調器,1、 ADSL的接入模型 ADSL的接入模型主要由中央交換局端模塊和遠端模塊組成。中央交換局端模塊包括在中心位置的ADSL Modem和接入多路復合系統(tǒng)，處于中心位置的ADSL Modem被稱為ATUC（ADSL Transmission UnitCentral）。接入多路復合系統(tǒng)中心Modem通常被組合成一個被稱作接入節(jié)點，也被稱作DSLAM（DSL Access Multiplexer）。如下圖：,第27章 調制解調器,第27章 調制解調器,分

20、離器的作用是將ADSL所使用的高頻信號與普通市話所使用的低頻信號分離開來，有分機的用戶應在電話線經分離器之后再作并接。,第27章 調制解調器,分離器之前不可接分機、防盜器等，如有分機，應接在分離器之后，入戶平行線超過20米的用戶，要把平行線先換成雙絞線。,第27章 調制解調器,ADSL應注意的事項 網頁打不開、下載中斷、或者在線視、音頻流中斷，這些情況很多使用ADSL上網的用戶都會遇到。但當仔細檢查ADSL MODEM的狀態(tài)時，又會發(fā)現撥號登錄已經成功。可從以下幾個方面進行分析和處理。,第27章 調制解調器,一. 線路原因 線路距離過長（用戶離局端2.5公里以上）、線路質量差、連線不合理，是造

21、成ADSL不能正常使用的原因。確保線路通訊質量良好沒有被干擾，沒有連接其它會造成線路干擾的設備，例如電話分機，傳真機等。并檢查接線盒和水晶頭有沒有接觸不良以及是否與其它電線串繞在一起。有條件最好用標準電話線，如果是符合ITU國際電信聯盟標準的三類、五類或超五類雙絞線更好。,第27章 調制解調器,二. 網卡問題 檢查網卡，如果是ISA網卡最好能換成PCI的，并且選擇質量好的網卡，太便宜的網卡可能是造成問題的罪魁禍首。10M或10M/100M自適應網卡都可。另外，雙網卡引起沖突同樣值得關注，這時，應當拔起連接局域網或其它電腦的網卡，只用連接ADSL的網卡上網測試，如果故障恢復正常，檢查兩塊網卡有沒

22、有沖突。,第27章 調制解調器,三. ADSL Modem或者網卡設置有誤 最常見的是設置錯了ADSL Modem的IP地址，或是錯誤設置了DNS服務器。因為對于ADSL虛擬撥號的用戶來說，是不需要設定IP地址的，自動分配即可。TCP/IP網關一般也不需要設置。另外如果設定DNS一定要設置正確，如果操作系統(tǒng)是Windows 9x，在DOS窗口下鍵入Winipcfg獲取DNS地址，在Windows 2000/XP下鍵入ipconfig /renew。TCP/IP設置最容易引起不能瀏覽網頁的情況，例如沒有更改過設置，一直可以正常瀏覽，突然發(fā)現瀏覽不正常了，就可以試著刪除TCP/IP協(xié)議后重新添加T

23、CP/IP 協(xié)議。,第27章 調制解調器,DNS，簡單地說，就是Domain Name System，翻成中文就是“域名系統(tǒng)”。 在一個TCP/IP架構的網絡（例如Internet）環(huán)境中，DNS是一個非常重要而且常用的系統(tǒng)。主要的功能就是將人易于記憶的Domain Name與人不容易記憶的IP Address作轉換。而上面執(zhí)行DNS服務的這臺網絡主機，就可以稱之為DNS Server?；旧?，通常我們都認為DNS只是將Domain Name轉換成IP Address，然后再使用所查到的IP Address去連接（俗稱“正向解析”）。事實上，將IP Address轉換成Domain Name的

24、功能也是相當常使用到的，當login到一臺Unix工作站時，工作站就會去做反查，找出你是從哪個地方連線進來的（俗稱“逆向解析”）。,第27章 調制解調器,撥號軟件互擾 ADSL接入Internet的方式有虛擬撥號和專線接入兩種，現在個人用戶的ADSL大都是采用前者。而PPPOE（Point-to-Point Protocol over Ethernet以太網上的點對點協(xié)議）虛擬撥號軟件都有各自的優(yōu)缺點。如果使用的操作系統(tǒng)是Windows XP，推薦用它自帶PPPOE撥號軟件，斷流現象較少，穩(wěn)定性也相對提高。當使用一個PPPOE撥號軟件有問題時，不妨卸載這個軟件后換用一個其它的PPPOE撥號軟件

25、，務必注意不要同時裝多個PPPOE軟件，以免造成沖突。,第27章 調制解調器,其他軟件沖突 卸載有可能引起斷流的軟件，某些軟件例如QQ 2000b等，偶然會造成上網斷流。許多情況下卸載后就發(fā)現斷流問題解決了，包括用普通Modem 163撥號上網的用戶也有用這種方法解決了斷流問題，如果有QQ，不妨先卸載OICQ，然后再上網試試。有時打開某些軟件就有斷流現象，關閉該軟件就一切正常時，卸載該軟件。,第27章 調制解調器,電纜調制解調器技術 Cable Modem 電纜系統(tǒng)最早的設計，是用于將廣播電視信號，高效傳送到用戶家庭。為了確保消費者，可以用原先接收無線 廣播電視信號的電視機，獲取有線服務，電纜

26、經營商在封閉的同軸電纜線中，重新制造了一段無線頻譜(RF)。 傳統(tǒng)的同軸電纜系統(tǒng)，通常運行能力為330MHz或450MHz，而現代混合型同軸纖維(HFC)系統(tǒng)運行能力可提高到 750MHz以上。,第27章 調制解調器,每條標準電視頻道，占用6MHz的RF頻譜。這樣，一套下傳帶寬為400MHz的傳統(tǒng)電纜系統(tǒng)，可以載播60套模擬電 視頻道，一套下傳帶寬為700MHz的現代HFC系統(tǒng)，可以載播110路模擬電視頻道。 電纜調制解調器訪問接入網 通過電纜網絡提供數據服務，通常以一條50至750MHz范圍內的電視頻道，用于下傳入戶的通信，以一條5至 42MHz范圍內的頻道，用于傳送上傳信號.,第27章 調

27、制解調器,Cable Modem系統(tǒng)的單個用戶，可獲得2至10M或更高的訪問速率具體取決于網絡結構及通信業(yè)務 負荷，這一性能，與拔號方式相比，具有勿庸置疑的優(yōu)越性。但是，在上網高峰時，這一性能，可能會受到互 聯網骨干線路上流量擁擠的影響。 除速率以外，Cable Modem 還可提供一項關鍵的好處：恒定在線能力。由于Cable Modem使用的是不用連接技術 ，非常類似于辦公室的局域網，用戶PC總是與網絡連通。這意味著不需要拔入就可開始通信，所以，用戶不必 擔心接收到忙音信號。此外，進行聯機也不會占用他們的電話線。,第27章 調制解調器,Cable Modem的優(yōu)勢 相對于普通電話Modem而

28、言，Cable Modem有以下幾點優(yōu)勢: (1)Cable Modem比ISDN更高的連接速率。 ISDN以64kbps和128kbps的數據速率工作。Cable Modem可以很容易地接收10Mbps的下行數據和發(fā)送2Mbps的上行數據。 (2)給一個用戶安裝ISDN是一個十分復雜的過程，而Cable Modem的安裝、使用將是一個非常簡單的過程。 (3)目前Cable Medem的價格較高，但是隨著市場的擴大，產品的大規(guī)模生產，用戶就可以用較低的價格得到較高速率的網絡服務。,第27章 調制解調器,在建設計算機城域網(WAN)時，原有的普通電話Modem有其不利的一面: (1)電話的普及率

29、遠低于有線電視的普及率。 (2)通信基礎設施落后 中國目前的Internet接入，95%是采用電話接入方式，通信速率大部分為28.8kbps，不能傳輸多媒體畫面。 (3)通信費用過高也是影響我國網絡建設和使用的主要問題。,第27章 調制解調器,有線電視網在這方面的優(yōu)勢主要有以下幾點: (1)我國電視機的社會擁有量已近3億臺，有線電視用戶達到5000萬以上，2000年已達到8000萬戶。 (2)寬頻帶大戶。我國有線電視電纜大戶帶寬從30OMHz到75OMHz不等，多數大于45OMHz。這正是信息高速公路所需要的帶寬，為綜合信息應用提供了重要的條件。 (3)有線電視是國內所有入戶的信息工具中收費最低的。,第27章 調制解調器,第27章 調制解調器,