调制解调器的工作原理
我们常说的调制解调器，其实就是调制器和解调器的缩写，中文叫Modem。有人根据Modem的谐音亲切地叫它“猫”。我们知道，计算机中的信息是由“0”和“1”组成的数字信号，但在电话线上传输的只能是模拟电信号。因此，当两台计算机要通过电话线传输数据时，需要一个设备将数字转换为模拟。这个数模转换器就是我们这里要讨论的调制解调器。当计算机发送数据时，调制解调器首先将数字信号转换成相应的模拟信号，这就是所谓的“调制”。在调制信号通过电话载波传输到另一台计算机之前，接收器的调制解调器还负责将模拟信号恢复为计算机可以识别的数字信号。这个过程称为“解调”。正是通过这样一个“调制”“解调”的数模转换过程，实现了两台计算机之间的远程通信。
一.调制解调器的类型
一般来说，根据调制解调器的形式和安装方式，大致可以分为以下四类:
1，外部调制解调器
外部调制解调器位于机箱外部，通过串行通信端口连接到主机。这款调制解调器方便、灵巧、易于安装，闪烁的指示灯便于监控调制解调器的工作状态。然而，外部调制解调器需要使用额外的电源和电缆。
2.内置调制解调器
安装内置调制解调器时需要拆卸机箱，需要设置中断和COM口，安装比较复杂。这种调制解调器占用主板上的扩展槽，但不需要额外的电源和线缆，价格也比外置调制解调器便宜。
3.PCMCIA插入式调制解调器
插入式调制解调器主要用于笔记本电脑，体积较薄。有了手机，可以方便地实现移动办公。
4.机架式调制解调器
机架式调制解调器相当于将一组调制解调器集中在一个盒子或外壳中，由统一的电源供电。机架式调制解调器主要应用于Internet/Intranet、电信局、校园网、金融机构等网络的中心机房。
除了以上四种常见的调制解调器，还有ISDN调制解调器和一种叫Cable Modem的调制解调器，还有一种ADSL调制解调器。Cable Modem利用CATV的电缆传输信号，不仅具有调制解调功能，还集成了路由器、集线器和网桥，理论传输速度可达10Mbps以上。通过线缆调制解调器，每个用户都有一个独立的IP地址，相当于拥有了一条专线。目前深圳有线电视天威网络公司推出了这种基于有线电视网络的互联网接入服务，接入速率为2Mbps-10Mbps！
2.调制解调器传输模式
调制解调器最初只用于数据传输。然而，随着用户需求的增加和厂商之间的激烈竞争，市场上的“二合一”和“三合一”调制解调器越来越多。这些调制解调器不仅可以传输数据，还具有传真和语音传输功能。
1，传真模式(传真调制解调器)
通过调制解调器传真除了节省专用传真机的费用外，还有许多优点:你可以把电脑里的文件直接传真到对方电脑或传真机上，而不必先打印出来；可以方便地保存或编辑收到的传真；可以克服普通传真机因使用热敏纸导致字迹逐渐褪色的问题；由于Modem采用了纠错技术，传真质量优于普通传真机，尤其是图形传真。目前，传真调制解调器大多遵循V.29和V.17传真协议。其中V.29支持9600bps的传真速率，V.17支持14400bps的传真速率。
2、语音模式(语音调制解调器)
语音模式主要提供电话留言录音和全双工免提通话功能，真正实现了电话与电脑的一体化。这里，我们主要讨论一种新的语音传输方式——DSVD(Digital Simulated Voice and Data)。DSVD是由Hayes，Rockwell，U.s.Robotics，Intel等公司在1995中提出的语音传输标准，是对现有V.42纠错协议的扩展。DSVD采用Digi Talk的数字语音和数据同步传输技术，这样调制解调器就可以在普通电话线上传输数据的同时打电话。
DSVD调制解调器预留8K带宽(部分调制解调器预留8.5K带宽)用于语音传输，其余带宽用于数据传输。语音在传输前会被压缩，然后与要传输的数据结合，通过电话载波传输给对方用户。在接收端，调制解调器首先将语音和数据分离，然后对语音信号进行解压缩并转换为数字/模拟，从而实现数据/语音的同时传输。DSVD调制解调器在远程教学、协同工作和网络游戏中有着广泛的应用前景。但目前DSVD Modem价格比普通语音Modem贵，对方需要使用DSVD Modem才能实现数据/语音同时传输的功能，这在一定程度上阻碍了DSVD Modem的普及。
3.调制解调器的传输速率
调制解调器的传输速率是指调制解调器每秒传输的数据量。我们通常说的14.4K，28.8K，33.6K，56K等。，指调制解调器的传输速率。传输速率以bps(比特每秒)为单位。因此，33.6K调制解调器每秒可以传输33600位数据。由于目前的调制解调器在传输过程中对数据进行压缩，33.6K调制解调器的数据吞吐量理论上可以达到115200bps，甚至230400bps。
调制解调器的传输速率实际上是由调制解调器支持的调制协议决定的。我们通常会看到V.32，V.32bis，V.34，V.34+，V.fc等。在调制解调器的包装或说明书中，指调制解调器采用的调制协议。其中，V.32是4800/9600bps的异步/同步全双工标准协议；V.32bis是V.32的增强版，支持14400bps的传输速率。34是同步28800bps全双工的标准协议；而V.34+是同步全双工33600bps标准协议。以上标准都是ITU(国际电信联盟)制定的，而V.fc是Rockwell提出的28800bps调制协议，但一直没有得到广泛支持。
说到Modem的传输速率，就不能不提到目前正在热炒的56K Modem。其实56K的标准已经提出很多年了，但是因为一直有两个不兼容的标准，Rockwell领导的K56flex和U.S.Robotics领导的X2，所以56K Modem的普及迟迟没有进展。好在今年2月，在国际电信联盟的努力下，56K的标准终于统一到了ITU V9.0，很多调制解调器厂商也纷纷推出升级措施，真正支持V9.0的调制解调器遍地开花。56K有望在一到两年内成为市场主流。对了，由于目前国内很多ISP都不提供56K接入服务，所以你最好在购买56K调制解调器之前咨询一下你的服务商，以免浪费。
上面提到的传输速率都是在理想条件下得到的。但在实际使用中，Modem的速度往往达不到标称值。实际传输速率主要取决于以下因素:
1，电话线路质量
因为调制信号是通过电话线传输的，如果电话线质量不好，调制解调器会降低速度以保证准确性。为此，我们在连接调制解调器的时候，要尽量减少连接的长度，砍掉多余的连接，不要堆成一圈。另外，最好不要用分机，连接也要避免穿过电视机等干扰源。
2.带宽够吗？
如果同时上网的人很多，就会造成线路的拥挤和堵塞，Modem的传输速率自然会降低。所以ISP能否提供足够的带宽很重要。另外，避免在繁忙时段上网也是一个解决办法。尤其是下载文件的时候，忙时和非忙时下载花费的时间会相差好几倍。
3、调制解调器的另一端速率
Modem支持的调制协议是向后兼容的，实际连接速率取决于速率较低的一方。所以，如果对方的调制解调器是14.4K，即使你用的是56K的调制解调器，也只能以14400bps的速率连接。
4.调制解调器的传输协议
调制解调器的传输协议包括调制协议、差错控制协议、数据压缩协议和文件传输协议。我们之前已经讨论过调制协议，现在我们将重点讨论其他三种传输协议。
1，错误控制协议
随着调制解调器传输速率的不断提高，电话线上的噪声和电流的异常突变都会造成数据传输的错误。差错控制协议的问题是如何保证数据在高速传输中的准确性。目前差错控制协议有两个工业标准:MNP4和V4.2其中，MNP(Microcom网络协议)是Microcom公司制定的传输协议，包括MNP1—MNP10。出于商业原因，Microcom只公布了MNP1-MNP5，其中MNP4是广泛使用的差错控制协议之一。V4.2是ITU制定的MNP4的改进版本，包含MNP4和LAP-M两种控制算法，因此使用V4.2协议的调制解调器可以与只支持MNP4协议的调制解调器建立无错控制连接，反之亦然。所以我们在购买调制解调器的时候，最好选择支持V4.2协议的调制解调器。
另外，为了降低成本，市面上一些廉价的Modem卡并没有硬纠错功能，而是采用软件纠错的方式。大家在购买时要注意辨别，不要被盒子上“具有纠错功能”的字样所迷惑。
2.数据压缩协议。
为了增加数据传输容量和缩短传输时间，大多数调制解调器在传输时会先对数据进行压缩。与差错控制协议类似，数据压缩协议有两个工业标准:MNP5和V4.2bis MNP5采用Rnu-Length编码和Huffman编码两种压缩算法，最大压缩比为2:1。V4.2bis采用莱姆佩尔-齐夫压缩技术，最大压缩比可达4:1。这就是为什么4.2bis比MNP5快。需要注意的是，数据压缩协议是基于差错控制协议的，MNP5需要MNP4的支持，V4.2bis也需要V4.2的支持，而且，虽然V4.2包含MNP4，但是V4.2bis不包含MNP5。
3.文件传送协议
文件传输是数据交换的主要形式。在传输文件时，我们需要在两台计算机之间建立统一的传输协议，才能使文件正确识别和传输。这个协议包括文件的识别，传输的起止时间，错误的判断和纠正等。常见的传输协议如下:
ASCII:这是最快的传输协议，但只能传输文本文件。
Xmodem:这种古老的传输协议速度较慢，但由于采用了CRC检错方法，传输准确率可以高达99.6%。
Ymodem:这是Xmodem的改进版本，采用1024位段传输，比Xmodem快。
Zmodem:Zmodem采用流式传输方式，传输速度快，还具有自动改变分段大小和断点续传、快速检错等功能。这是目前最流行的文件传输协议。
除了以上，还有Imodem、Jmodem、Bimodem、Kermit、Lynx等协议，大部分厂商都不支持，这里就省略了。