淺談嵌入式Modem的通信技術(shù)

淺談嵌入式Modem的通信技術(shù) 【摘 要】由于多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，普通Modem已經(jīng)不能適應現在的網(wǎng)絡(luò )數據傳輸，但在傳輸較小數據時(shí)，嵌入式Modem已得到廣泛的應用。在通信時(shí)，嵌入式Modem產(chǎn)品能夠同普通Modem一樣實(shí)現數據傳輸，可以提供并行接口和串行接口，能夠提供同步和異步數據傳輸格式。文章主要就嵌入式Modem的通信技術(shù)進(jìn)行了闡述。
　　【關(guān)鍵詞】嵌入式Modem；數據傳輸；協(xié)議

　　 現今，市面上生產(chǎn)的各種嵌入式Modem可通過(guò)公眾電話(huà)交換網(wǎng)絡(luò )（PSTN）實(shí)現數據的傳輸功能，包括標準的串行和并行的接口，具有同步和異步的通信數據傳輸格式，支持多種Modem標準協(xié)議——V.90、V.34、V.32bis、V.22bis等，支持V.42、MNP等糾錯協(xié)議和V.42bis、MNP5等數據壓縮協(xié)議。
　　一、通信技術(shù)
　　通信是指計算機與計算機或外圍設備之間的數據傳送。因此，這里的“信”是一種信息，是由數字“1”和“0”構成的具有一定規則并反映確定信息的一個(gè)數據或一批數據。數據通信涉及兩臺設備之間進(jìn)行傳輸數據的問(wèn)題。常用的數據通信方式有并行通信和串行通信兩種。當距離較近而且要求傳輸速率較高時(shí)，通常采用并行通信的方式。當設備距離較遠時(shí)，數據往往以串行方式傳輸。
　�。ㄒ唬┎⑿型ㄐ藕痛�行通信
　　并行通信比較簡(jiǎn)單，可分為不同位數（寬度）的并行通信，如8位并行通信、16位并行通信等等。在并行數據傳輸中，8位并行通信有8個(gè)數據位同時(shí)從一個(gè)設備傳送到另一個(gè)設備，發(fā)送設備將8個(gè)數據位通過(guò)8條數據線(xiàn)傳送給接收設備。接收設備在收到這些數據后，不需經(jīng)過(guò)任何改變就可以直接使用。并行通信的特點(diǎn)是數據的每位被同時(shí)傳輸出去或接收進(jìn)來(lái)。
　　串行通信其數據傳輸是逐位傳輸的，因而相同條件下，比并行通信傳輸速度要慢，但在實(shí)際應用中往往選擇串行數據傳輸。因為串行通信發(fā)送或接收數據最多只需兩根導線(xiàn)，其一用于發(fā)送，另一用于接收。根據串行通信的不同工作方式，還可將發(fā)送接收線(xiàn)合二為一，成為發(fā)送/接收復用線(xiàn)（如半雙工）。實(shí)現串行數據傳輸的硬件具有經(jīng)濟性和實(shí)用性。
　　 （二）串行數據傳輸方式
　　在串行數據傳輸中，每次由源地傳到目的地的數據只有一位，與同時(shí)傳輸好幾位數據的并行數據傳輸相比，串行數據傳輸的傳輸速度要比并行傳輸慢。在串行數據傳輸中，各位逐次從源地送到目的地，這就要求在數據源和數據目的地之間進(jìn)行同步，將各位、字符和報文區分開(kāi)來(lái)。數據鏈路將控制實(shí)現兩站點(diǎn)間的同步，它要求位、字符或報文從一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送到另一個(gè)站點(diǎn)時(shí)要加上必要的附加信息，這些信息使得接收站和發(fā)送站中的硬件時(shí)鐘得以同步，從而保證由源地發(fā)送的信號被目的地正確地識別出來(lái)。串行數據通信有兩種數據傳輸方式，即異步串行數據傳輸和同步串行數據傳輸。
　　異步通信：異步通信所傳輸的數據格式（也稱(chēng)為串行幀）由1個(gè)起始位，5、6、7或8個(gè)數據位，1、1.5、2個(gè)停止位和1個(gè)校驗位組成。
　　起始位約定為0，空閑位約定為1。
　　異步通信的實(shí)質(zhì)是指甲乙通信雙方采用獨立的時(shí)鐘，每個(gè)數據均以起始位開(kāi)始，停止位結束，起始位觸發(fā)A、B雙方同步時(shí)鐘。每個(gè)異步串行幀中的1位彼此嚴格同步，位周期相同。
　　異步通信依靠起始位、停止位保持通信同步，對硬件要求較低，實(shí)現起來(lái)比較簡(jiǎn)單、靈活。
　　同步通信：同步通信所傳輸的數據格式（也稱(chēng)為同步串幀）是由多個(gè)數據構成的，每幀有兩個(gè)（或一個(gè)）同步字符作為起始位以觸發(fā)同步時(shí)鐘開(kāi)始發(fā)送或接收數據�？臻e位需發(fā)送同步字符。
　　同步通信依靠同步字符保持通信同步。數據組內數據與數據之間不需要插入同步字符，沒(méi)有間隙，因而傳輸速度較快，但要求有準確的時(shí)鐘來(lái)實(shí)現收發(fā)雙方的嚴格同步，對硬件要求較高，適用于傳送成批數據。
　　二、嵌入式Modem的工作原理
　　調制解調器（Modem）由發(fā)送、接收、控制、接口、操縱面板及電源等部分組成。數據終端設備以二進(jìn)制串行信號形式提供發(fā)送的數據，經(jīng)接口轉換為內部邏輯電平送入發(fā)送部分，經(jīng)調制電路調制成線(xiàn)路要求的信號向線(xiàn)路發(fā)送。接收部分接收來(lái)自線(xiàn)路的信號，經(jīng)濾波、反調制、電平轉換后還原成數字信號送入數字終端設備。
　　電話(huà)線(xiàn)可以使通信的雙方在相距幾千公里的地方相互通話(huà)，是由于每隔一定距離都設有中繼放大設備，保證話(huà)音清晰。在這些設備上若再配置Modem，則能通電話(huà)的地方就可傳輸數據。一般電話(huà)線(xiàn)路的話(huà)音帶寬在300～3400Hz范圍，用它傳送數字信號，其信號頻率也必須在該范圍。常用的調制方法有：頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK、DPSK）、幅度調制（PAM、QAM）、脈沖編碼調制（PCM）等。
　　Modem通常有三種工作方式：掛機方式、通話(huà)方式、聯(lián)機方式。電話(huà)線(xiàn)未接通是掛機方式；雙方通過(guò)電話(huà)進(jìn)行通話(huà)是通話(huà)方式；Modem已聯(lián)通，進(jìn)行數據傳輸是聯(lián)機方式。
　　調制解調器通電后，通常先進(jìn)入掛機方式，通過(guò)電話(huà)撥號撥通線(xiàn)路后進(jìn)入通話(huà)方式，最后通過(guò)Modem的“握手”過(guò)程進(jìn)入聯(lián)機方式。
　　調制解調器與計算機連接是數據電路終端設備DCE（Data Circuit terminating Equipment）與數據終端設備DTE（Data Terminal Equipment）之間的接口問(wèn)題。DCE與DTE之間的接口是計算機網(wǎng)絡(luò )使用上的一個(gè)重要問(wèn)題。
　�。ㄒ唬〥TE和DCE
　　DTE（Data Terminal Equipment，數據終端設備），是具有一定數據處理能力及發(fā)送和接收數據能力的設備。DTE可以是一臺計算機或終端，也可以是各種I/O設備。大多數數據處理終端設備的數據傳輸能力有限，如果將相距很遠的兩個(gè)DTE設備直接連接起來(lái)，往往不能進(jìn)行通信，必須在DTE和傳輸線(xiàn)路之間加上一個(gè)稱(chēng)為數據電路終端設備（DCE，Data Circuit-terminal Equipment）的中間設備。DCE的作用就是在DTE和傳輸線(xiàn)路之間提供信號變換和編碼的功能，并且負責建立、保持和釋放數據鏈路的連接。典型的DCE是與模擬電話(huà)線(xiàn)路相聯(lián)接的調制解調器。數字設備通過(guò)調制解調器接入電話(huà)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信是利用模擬信號傳輸數字數據。
　�。ǘ�）RS-232C串行口
　　嵌入式Modem通常都是通過(guò)RS-232C串行口信號線(xiàn)與計算機連接。RS-232允許一個(gè)發(fā)送設備連接到一個(gè)接收設備以傳送資料；其原始規范的最大傳輸速度為20Kbps，但事實(shí)上，現在的應用早已遠超過(guò)這個(gè)速度范圍。RS-232可說(shuō)是相當簡(jiǎn)單的一種通信標準，若不使用硬件流控制，則最多只需利用三根信號線(xiàn)，便可做到全雙工的傳輸作業(yè)。
　　RS-232C串行口信號分為三類(lèi)：傳送信號、聯(lián)絡(luò )信號和地線(xiàn)。
　　1.傳送信號：指TXD（發(fā)送數據信號線(xiàn)）和RXD（接收數據信號線(xiàn)）。
　　2.聯(lián)絡(luò )信號：指RTS、CTS、DTR、DSR、DCD和RI六個(gè)信號，各自功能為：
　　RTS（請求傳送），是PC機向Modem發(fā)出的聯(lián)絡(luò )信號。
　　CTS（清除發(fā)送），是Modem向PC機發(fā)出的聯(lián)絡(luò )信號。
　　DTR（數據終端就緒），是PC機向Modem發(fā)出的聯(lián)絡(luò )信號。
　　DSR（數據準備就緒），是Modem向PC機發(fā)出的聯(lián)絡(luò )信號。它指出本地Modem的工作狀態(tài)。
　　DCD（傳送檢測），是Modem向PC機發(fā)出的狀態(tài)信號。
　　RI（振鈴指示），是Modem向PC機發(fā)出的狀態(tài)信號。
　　3.地線(xiàn)信號（GND），為相連的主機和Modem提供同一電勢參考點(diǎn)。

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