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DTU的工作原理

2021-09-13

　　“调制解调器”一词是modulator-demodulator一词的缩写。调制解调器通常用于通过电话线发送数字数据。

　　发送调制解调器将数据调制成与电话线兼容的信号，接收调制解调器将信号解调回数字数据。无线调制解调器将数字数据转换为无线电信号并返回。

　　调制解调器出现于 1960 年代，作为一种允许终端通过电话线连接到计算机的方式。一个典型的安排如下所示：

　　在这样的配置中，异地办公室或商店的哑终端可以“拨入”大型中央计算机。1960 年代是分时计算机的时代，因此凯发k8国际首页通常会从分时设施购买计算机时间，并通过每秒 300 位 (bps) 的调制解调器连接到它。

　　哑终端只是一个键盘和一个屏幕。当时一个非常常见的哑终端被称为DEC VT-100，它成为当时的标准(现在全世界的终端模拟器中都有纪念意义)。VT-100 可以显示 25 行，每行 80 个字符。当客戶在终端上键入一个字符时，调制解调器将字符的 ASCII 码发送到计算机。然后计算机将字符发送回计算机，使其出现在屏幕上。

　　当个人计算机在 1970 年代后期开始出现时，公告板系统(BBS) 变得风靡一时。一个人会设置一台带有一两个调制解调器和一些 BBS 软件的计算机，其他人会拨入以连接到公告板。客戶将在他们的计算机上运行终端模拟器来模拟一个哑终端。

　　人们以 300 bps 的速度相处了很长一段时间。这种速度可以接受的原因是因为 300 bps 代表每秒大约 30 个字符，这比一个人可以键入或阅读的字符多得多。然而，一旦人们开始在公告板系统之间传输大型程序和图像，300 bps 就变得无法忍受。调制解调器速度大约每两年经历一系列环节：

　　300 bps - 1960 年代到 1983 年左右

　　1200 bps - 在 1984 年和 1985 年开始流行

　　2400 bps

　　9600 bps - 首次出现于 1990 年末和 1991 年初

　　19.2 千比特每秒 (Kbps)

　　28.8 Kbps

　　33.6 Kbps

　　56 Kbps - 1998 年成为标准

　　ADSL，理论上最高可达每秒 8 兆位 (Mbps) - 1999 年开始流行

　　发国际天生赢家一触即发将使用 300-bps 调制解调器作为起点，因为它们非常容易理解。300 bps 调制解调器是一种使用频移键控(FSK) 通过电话线传输数字信息的设备。在频移键控中，不同的位使用不同的音调(频率)(有关音调和频率的讨论，请参阅吉他的工作原理)。

　　当终端的调制解调器拨打计算机的调制解调器时，终端的调制解调器称为始发调制解调器。它为 0 发送 1,070 赫兹的音调，为 1 发送 1,270 赫兹的音调。计算机的调制解调器称为应答调制解调器，它为 0 发送 2,025 赫兹的音调，为 1 发送 2,225 赫兹的音调。由于发起和应答调制解调器传输不同的音调，它们可以同时使用线路。这称为全双工操作。一次只能在一个方向上传输的调制解调器被称为半双工调制解调器，它们很少见。

　　假设连接了两个 300-bps 调制解调器，终端客戶键入字母“a”。该字母的 ASCII 码是十进制 97 或二进制 01100001(有关二进制的详细信息，请参阅位和字节的工作原理)。终端内部称为 UART(通用异步接收器/发送器)的设备将字节转换为其位，并通过终端的RS-232 端口(也称为串行端口)一次发送一个。终端的调制解调器连接到 RS-232 端口，因此它一次接收一个位，其工作是通过电话线发送它们。

　　为了创造更快的调制解调器，调制解调器设计者必须使用比频移键控更复杂的技术。首先，他们转向相移键控(PSK)，然后是正交幅度调制(QAM)。这些技术允许将大量信息塞入普通语音级电话线路上可用的 3,000 赫兹带宽中。56K 调制解调器实际上以大约 48 Kbps 的速度连接，但绝对是完美的线路，这与这些技术的限制有关(有关更多信息，请参阅本文末尾的链接)。

　　所有这些高速调制解调器都包含逐渐降级的概念，这意味着它们可以测试电话线，如果线路无法处理调制解调器的最快速度，则它们会退回到较慢的速度。

　　调制解调器成长的下一步是非对称数字客戶线( ADSL ) 调制解调器。使用非对称一词是因为这些调制解调器在一个方向上发送数据的速度比在另一个方向上发送的速度快。ADSL 调制解调器利用了以下事实：任何普通的家庭、公寓或办公室都有专用的铜线在它和电话公司最近的多路复用器或中央办公室之间运行。这条专用铜线可以承载比手机语音通道所需的 3,000 赫兹信号多得多的数据。如果电话公司的中心局和您家的线路上都配备了 ADSL 调制解调器，则您家和电话公司之间的铜线部分可以充当纯数字高速传输通道。在理想条件下，家庭和电话公司(上行)之间的容量大约是每秒 100 万比特(Mbps)，电话公司和家庭(下行)之间的容量大约是每秒 8 Mbps 。同一条线路可以传输电话对话和数字数据。

　　ADSL 调制解调器采用的方法原则上非常简单。电话线在 24,000 赫兹和 1,100,000 赫兹之间的带宽被划分为 4,000 赫兹频段，每个频段分配一个虚拟调制解调器。这 249 个虚拟调制解调器中的每一个都测试其频段，并在分配给它的带宽片上尽其所能。249 个虚拟调制解调器的总和就是管道的总速度。

　　当今，没有人使用哑终端或终端仿真器来连接到一台单独的计算机。相反，发国际天生赢家一触即发使用调制解调器连接到Internet 服务提供商(ISP)，然后 ISP 将发国际天生赢家一触即发连接到 Internet。Internet 使发国际天生赢家一触即发可以连接到世界上的任何机器(有关详细信息，请参阅Web 服务器和 Internet 的工作原理)。由于您的计算机、ISP 和 Internet 之间的关系，不再适合发送单个字符。相反，您的调制解调器正在您和您的 ISP 之间路由 TCP/IP 数据包。

　　通过调制解调器路由这些数据包的标准技术称为点对点协议( PPP )。基本思想很简单——您的计算机的 TCP/IP 堆栈通常形成其 TCP/IP 数据报，但随后将数据报交给调制解调器进行传输。ISP 接收每个数据报并将其适当地路由到 Internet 上。将数据从 ISP 获取到您的计算机也会发生相同的过程。有关PPP 的其他信息，请参阅此页面。

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