MODEM使用什麼協議？

最早的數據機可以追溯到1958年由AT&T公司推出的數據通訊, 用於將終端裝置與遠地的主機串連起來。這種Modem的技術標準稱為Bell103,它採用了簡單的調頻技術FSK(Frequency Shift Keying),僅提供300bps的傳輸速度。CCITT根據Bell103頒布了一個類似的技術標準V.21。
此後,調製解調技術發展緩慢,直到70年代才出現第二個較有影響的Modem標準:AT&T的Bell212。Bell212採用調幅與調相結合的4-DPSK技術,實現了1200bps的傳輸速度。CCITT的一個類似標準稱為V.22。
Bell103(V.21)和Bell212(V.22)現在已很少使用,但為了與早期的Modem相容,不少Modem仍將這兩項技術整合在產品中,作為選項。
進入80年代中期,隨著微機的廣泛普及和Modem專用晶片的推出,調製解調技術進入了一個飛速發展的時期。首先是CCITT V.22 bis(bis是法語“第二個”的意思)標準被大多數Modem廠家採用,它的16-QAM(12個相位角和4個調幅相的正交調製)調製技術實現了2400bps的傳輸速度。接下來,CCITT又頒布了採用32-TCM(格柵編碼調製)技術,可實現9600bps速度的V.32標準。儘管開始時有些廠家,如Hayes、 Telebit和Motorola等,從技術壟斷的目的出發,推出了依靠自己專利技術實現的9600 bps的Modem產品,但最終都統一到了V.32標準。此後,CCITT加強了Modem標準的研究力度,於1991年頒布了V.32bis標準。V.32bis採用128-TCM調製技術,可以實現最高14400bps的傳輸速度,並能根據線路品質的變化,退至12000 bps、 9600bps、 7200bps和4800bps等4個速度檔進行工作。1993年,CCITT推出V.FAST試用標準,並隨後修正為正式標準V.34,可實現28800bps的最高速度,這也是迄今為止Modem能夠達到的最高線路速度.該標準還可28.8K/26.4K/21.6K/19.2K/16.8K/14.4K/12K/9600/7200/4800bps等多個速度檔降速工作。
除了上述主流的調製解調標準外,還有一些適用於美式四線制電話和專用於傳真機的協議標準,如V.26bis、 V.27bis、 V.29、 V.33等,在此不多介紹。主要的調製解調標準及其技術特徵彙集於表1。
三、壓縮錯誤修正技術的協議標準
為了進一步提高Modem對資料的傳輸速度,除了上述對調製解調技術的不斷改進之外,資料壓縮技術也在近年來被引入Modem。錯誤修正技術則是隨著壓縮技術的採用而被引入的。因為當Modem中增加了壓縮和解壓的處理之後,對線路傳輸中的誤碼變得敏感起來,線路中的一點微小的傳輸錯誤可能導致解壓時一長串的資料錯誤。
美國Microcom公司是使用錯誤修正和壓縮技術的先驅。Microcom的錯誤修正和壓縮協議常簡寫為MNP(Microcom Network Protocol),它由一系列獨立的錯誤修正和壓縮協議組成。其中,MNP1～MNP4和MNP10是錯誤修正協議,MNP5和MNP7是壓縮協議。由於大多數Modem廠家都購買了MNP專利技術的使用許可證,並在他們的Modem產品中實現,因此,MNP已成為壓縮錯誤修正技術的工業標準。
MNP1和MNP2採用面向字元的錯誤修正方法,因其錯誤修正能力較差且降低傳輸效率,現已很少採用。MNP3是面向位元的全雙工系統錯誤修正協議,它將Modem送來的非同步格式的資料轉換成同步格式的幀,加上CRC檢錯碼,然後採用同步幀的檢錯和重發錯誤修正的方法進行處理。而MNP4則在MNP3的基礎上增加了自適應幀長的特性,進一步提高了傳輸效率,因而成為一種廣泛使用的Modem錯誤修正協議。MNP10是一個錯誤修正能力更強的協議,它適用於像蜂窩電話網(大哥大)這樣的噪音環境,但一般的Modem不支援這種協議。
1988年,CCITT開始介入Modem錯誤修正領域,頒布了V.42錯誤修正標準。V.42採用的錯誤修正技術稱為LAP-M(Link Access Procedure for Modem),實際上是將X.25網的鏈路協議LAP-B引入Modem, 實作類別似的錯誤修正處理。同時,V.42也將MNP4作為它的一個選項。如果兩台Modem中的一台支援V.42,另一台支援MNP4,則二者可以自動協商執行MNP4的錯誤修正處理。
在資料壓縮協議方面,MNP5和V.42bis最為流行。MNP5使用了兩種壓縮演算法,一種是霍夫曼編碼(Huffman Code),另一種為運行長度編碼(Run-Length Code)。對於普通的ASCII字元型文字檔,MNP5可獲得2∶1的壓縮比,即經壓縮後實現傳輸的資料量僅為原來的一半。MNP7在MNP5的基礎上更進了一步,增加了按“字元對”的出現頻率進行霍夫曼編碼的壓縮處理,壓縮比提高到3∶1。
CCITT 於1989年頒布的V.42bis是一種更為有效壓縮協議。V.42bis採用自適應字典演算法Lempel-Ziv,對典型的ASCII碼文本可達到4∶1的壓縮比,而且即時性比MNP5要好。
如果傳輸的檔案已經先作過壓縮(如用ARC、LHA、PKZIP),則最好不要在Modem中選用MNP壓縮協議。因為此時Modem的MNP壓縮不僅不能產生實際的壓縮效果,反而要耗費一定的處理時間。但是,由於V.42bis具有自動化的測試功能,可以通過線上測試自動地在壓縮模式與透明模式(不作壓縮處理)之間進行切換,因此V.42bis的適應性比MNP5要好。如果可能,建議儘可能使Modem工作在V.42bis協議。
值得指出的是,壓縮技術與錯誤修正技術是緊密相關的,如果選擇了V.42bis壓縮協議,則Modem將自動啟用V.42錯誤修正協議;而如果用MNP5壓縮,則自然採用MNP錯誤修正。表2列出了上述壓縮和錯誤修正協議的主要特性。