調制解調器

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調制解調器，是調制器和解調器的縮 寫，一種計算機硬件，它能把計算機的數字信號翻譯成可沿普通電話線傳送的模擬信號，而這些模擬信號又可被線路另一端的另一個調制解調器接收，并譯成計算機可懂的語言。這一簡單過程完成了兩臺計算機間的通信。

基本定義

調制解調器是Modulator（調制器）與Demodulator（解調器）的簡稱，中文稱為調制解調器（港臺稱之為數據機），根據Modem的諧音，親昵地稱之為“貓”，是一種能夠實現通信所需的調制和解調功能的電子設備。一般由調制器和解調器組成。在發送端，將計算機串行口產生的數字信號調制成可以通過電話線傳輸的模擬信號；在接收端，調制解調器把輸入計算機的模擬信號轉換成相應的數字信號，送入計算機接口。在個人計算機中，調制解調器常被用來與別的計算機交換數據和程序，以及訪問聯機信息服務程序等。

所謂調制，就是把數字信號轉換成電話線上傳輸的模擬信號；解調，即把模擬信號轉換成數字信號。合稱調制解調器。

調制解調器的英文是MODEM，它的作用是模擬信號和數字信號的“翻譯員”。電子信號分兩種，一種是"模擬信號"，一種是"數字信號"。我們使用的電話線路傳輸的是模擬信號，而PC機之間傳輸的是數字信號。所以當你想通過電話線把自己的電腦連入Internet時，就必須使用調制解調器來"翻譯"兩種不同的信號。連入Internet后，當PC機向Internet發送信息時，由于電話線傳輸的是模擬信號，所以必須要用調制解調器來把數字信號"翻譯"成模擬信號，才能傳送到Internet上，這個過程叫做"調制"。當PC機從Internet獲取信息時，由于通過電話線從Internet傳來的信息都是模擬信號，所以PC機想要看懂它們，還必須借助調制解調器這個“翻譯”，這個過程叫作“解調”。總的來說就稱為“調制解調”。

歷史發展

Modem起初是為1950年代的半自動地面防空警備系統（SAGE）研制，用來連接不同基地的終端，雷達站和指令控制中心到美國和加拿大的SAGE指揮中心。SAGE運行在專用線路上，但是當時兩端使用的設備跟Modem根本不是一回事。IBM是SAGE系統中計算機和Modem的供貨商。幾年后美國航空(American Airlines)的首席執行官(CEO)與IBM一位區域經理的一次會晤促成了"mini-SAGE"這種航空自動訂票系統。在這系統中，一個位于票務中心的終端連接在中心電腦上，用來管理機票有效性和時間。這個系統，叫做Sabre，是SABRE系統的早期原型。

1960年代早期，商業計算機的應用逐漸普及，以及上述技術成果，1958年 AT&T 發布了第一個商業化modem, Bell 103. 使用兩個音調表示1和0的移頻鍵控技術，103已經能夠實現300 bit/s的傳輸速度。很短時間后繼版本Bell 212就研制出來，轉移到更穩定的移項鍵控技術把數據速率提高到1200 bit/s。類似Bell 201的系統用雙向信號集在4對專用線路上實現了2400 bit/s。

賀氏智能Modem是一個重大的進步，1981年賀氏通訊研制成功。智能Modem是一個簡單的300bpsModem，使用的是Bell103信令標準，內置了一個小型控制器，可以讓計算機發送命令來控制電話線，例如摘機，撥號，重撥，掛機等功能。

在智能Modem之前，幾乎所有的Modem都需要兩個步驟來產生一個連接：第一步，人工在電話機上撥叫對方的號碼，然后將聽筒放在Modem附帶的acoustic coupler里，一個用兩個橡膠杯組成的用來在聲音信號和電信號之間轉換的設備。使用智能Modem就不再需要acoustic coupler，而是直接將modem連接在標準電話線或插座上。然后電腦就能自動完成接通電話并撥叫號碼的功能。這個改變極大的簡化了bulletin board systems (BBS)的安裝和使用。

到1980年代Modem的速率一直沒有多大變化。美國一般使用一種與貝爾212類似的2400 bit/s的系統，而歐洲的系統稍有差別。到1980年代晚期大多數Modem都能支持當時所有的標準，2400bit/s逐漸普及。大量特定用途的標準也被加了進來，通常都是使用高速信道接受低速信道發送，典型的例子就是法國的Minitel 系統，用戶終端大部分時間都在接受信息。Minitel終端的Modem用1200bit/s接受數據75 bit/s發送命令反饋給服務器。

基本原理

一般人的語音頻率范圍是300—3400Hz，為了進行話音信號在普通的電話系統中傳輸，在線路上給它分配一定的帶寬，國際標準取4KHz為一個標準話路所占用的頻帶寬度。在這個傳輸過程中：語音信號以300—3400Hz頻率輸入，發送方的電話機把這個語音信號轉變成模擬信號，這個模擬信號經過一個頻分多路復用器進行變化，使得線路上可以同時傳輸多路模擬信號，當到達接收端以后再經過一個解頻的過程把它恢復到原來的頻率范圍的模擬信號，再由接收方電話機把模擬信號轉換成聲音信號。

計算機內的信息是由“0”和“1”組成數字信號，而在電話線上傳遞的卻只能是模擬電信號。不采取任何措施利用模擬信道來傳輸數字信號必然會出現很大差錯（失真），故在普通電話網上傳輸數據，就必須將數字信號變換到電話網原來設計時所要求的音頻頻譜內（即300Hz－3400Hz）。

調制就是用基帶脈沖對載波波形某個參數進行控制，形成適合于線路傳送的信號。

解調就是當已調制信號到達接收端時，將經過調制器變換過的模擬信號去掉載波恢復成原來的基帶數字信號。

采用調制解調器也可以把音頻信號轉換成較高頻率的信號和把較高頻率的信號轉換成音頻信號。所以調制的另一目的是便于線路復用，以便提高線路利用率。基于載波信號的三個主要參數，可以把調制方式分為三種：調幅、調頻和調相。

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