مودم

[آبجی]

امروزه اصطلاحات علمي مرتبط با مودم ميتواند كاملا گيج كننده باشد ، بنابراين اميدواریم در اين مقاله دنياي مودم را شرح دهیم .
به طور كلي سه نوع فيزيكي مودم وجود دارد كه شامل : مودم داخلي ، مودم خارجي و مودم PCMCIA است .
مودم داخلي:‌ مودم داخلي در داخل كامپيوتر استفاده مي شود و مستقيما به I/O BUS متصل مي شود . مودم داخلي به چندين منبع تغذيه احتياج ندارد و نيروي خود را از BUS داخلي كامپيوتر دريافت ميدارد همچنين اين نوع مودم به مدخل سري و يا كابل مدخل اتصال دهنده احتياج ندارد . اين نوع مودم ، حاوي 16550UART يا مدار هاي معادل است كه به انتقال سريع اطلاعات در كامپيوتر كمك مي كند .معمولا مودم ها ي داخلي از مودم هاي خارجي ارزانتر هستند. نصب اين مودم ها اغلب كمي مشكل تر از نصب مودم هاي خارجي است و حتما بايد يك شيار ISA بر روي Main Board كامپيوتر وجود داشته باشد تا نصب انجام شود.
انواع مختلفي از مودم هاي داخلي موجود است:
يك نوع آن به يك سوراخISA متصل مي شود كه همه سيستم ها اين مدل را دارا هستند . نوع دوم مودم PCI است كه به مدخل PCI متصل مي شد و فقط سيستم هاي جديد داراي اين نوع هستند . البته گذر گاه هاي PCI بسيار كارآمد تر از گذرگاههاي ISA هستند اما يك گذرگاه ICA عملي بسيار سريع تر از 56 نوع مودم موجود دارد و....... بنابراين انتخاب ISA يا PCI كاملا به خود شما بستگي دارد و اينكه چه نوع سيستمي در اختيار داريد .
مودم خارجي
در يك مودم خارجي ، اين مساله خيلي مهم است كه مودم به يك مدخل سري16550AURT متصل شود (‌يا معادل آن شود )‌ تا بيشترين عمليات اطلاعاتي محفوظ شود و البته سريال پورت قابل دسترسي نيز لازم است . اين نكته را نيز بايد به خاطر سپرد كه اگر يك مدخل سري ، 16550A URT داشت برنامه اي تشخيصي مانند MSD بايد اجرا شده باشد . MSD برنامه اي است كه به وسيله ويندوز 3.1 تهيه شد و در زير فهرست فرعي ويندوز قرار گرفته است .وقتي MSD پردازش مي شود بايد از خروج ويندوز براي اجراي MSD مطمئن بود و هرگز نبايد براي اجراي MSD از برنامه هاي خروج موقت استفاده كرد . MSD حتما بايد در خارج از ويندوز اجرا شود تا بهترين نتيجه حاصل شود . پس از اجرا كردن MSD گزينه اطلاعات را از مدخل هاي COMM انتخاب كنيد و علامت نشان داده خواهد شد در صورتي كه 16550A UART در آنجا موجود باشد . بعضي از سيستم ها ممكن است فقط 16550 (‌بدون A )‌را نشان دهند كه اين نوع سيستم ها داراي يك نوع نسخه قديمي از 16550 هستند كه ممكن است خوب كار كنند اما با خوبي 16550A نيستند . اصولا اين 16550A UART محتوي ويژگي هايي هستند كه به مدخل سري اين اجازه را ميدهد كه در سرعت بالا ، بدون خطا و پر كردن بافر ( يك نوع حافظه كمكي ) عمل كند. مزيت سيستم هاي جديد امروزي اين است كه در داخل مدخل سري خود ميتوانند 16550A UART را شامل شوند. در عمل همه سيستم هاي جديد امروزي 16550 و يا معادل آن را دارند ..... مدارك موجود در سيستم شما نيز شايد بيانگر اين اطلاعات باشد . بنابراين يك مودم خارجي به مدخل سري كه در PC وجود دارد متصل مي شود و به اين اجزا احتياج دارد : كابل ارتباطي بين PC و مودم ، اتصال قوي و البته محلي براي قرار گرفتن مودم . مزيت هاي استفاده از يك مودم خارجي اين است كه اين نوع مودم به آساني مي تواند از كامپيوتري به كامپيوتر ديگر جا به جا شود و نوري كه در مودم وجود دارد مي تواند هر نوع عيبي را تشخيص دهد . از اين گذشته يك مودم خارجي مي تواند براحتي با خاموشي خود؛ مجدد بارگزاري شود ، در حالي كه يك مودم داخلي نمي تواند بدون خاموش كردن كامپيوتر ، خاموش شود. بهر حال تصميم گيري در مورد خريد مودم داخلي يا خارجي بر عهده خود شخص مي باشد. مضاف بر اين ،‌با افزايش تكنولوژي USB ، مودم ها به راحتي مي توانند به USB پورت (‌ سري گذرگاه عمومي ) متصل شوند حتي PC سيستم شما يا بسياري ديگر اين نوع پورت را دارا هستند. پورت USB اجازه اتصال با شيوه هاي مختلف را به پورت مشابه مي دهد كه به همين دليل نه تنها مودم شما كه ساير مودم ها با شيوه هاي مختلف نيز مي توانند به پورت USB اتصال پيدا كنند.
مودم هاي PCMCIA
نوع ديگري از مودم ، مودمهاي PCMCIA است كه به طور اختصاصي براي سوراخPCMCIA كامپيوتر هاي لپ تاپ ( كامپيوتر هاي قابل حمل) ساخته شده است. براي لپ تاپ ها ، مودم داخلي ( PCMCIA ) دقيقا مخالف مودم خارجي است بنابراين ضرورت دارد كه از نزديك كردن مودم خارجي به لپ تاپ ها اجتناب كرد . مضاف بر اين بعضي از مودم هاي داخلي و PCMCIA با يك" رابط نمايش داده " ظاهر ميشوند كه به نماها اجازه مي دهد نور هايي را در مودم هاي خارجي ايجاد كنند . اين رابط هاي نمايش داده به مودم متصل مي شوند و رابط ها به داخل خطوط تلفن ميروند نوع ديگري از مودم ، مودمهاي PCMCIA است كه به طور اختصاصي براي سوراخPCMCIA كامپيوتر هاي لپ تاپ ( كامپيوتر هاي قابل حمل) ساخته شده است. براي لپ تاپ ها ، مودم داخلي ( PCMCIA ) دقيقا مخالف مودم خارجي است بنابراين ضرورت دارد كه از نزديك كردن مودم خارجي به لپ تاپ ها اجتناب كرد .

استاندارد هاي مودم (Modem Standards): انواع مختلفي از استاندارد در مودم ها وجود دارد . اين استاندارد ها نمايان گر سرعت هستند ، براي اين استانداردها در ابتدا توسط بل لاب توسعه يافت، سپس به وسيله CCITT توسعه بيشتري يافت و در كميته مشورتي بين المللي تلفن و تلگراف برسي شد. مودم هايي كه به خوبي تعيين شده عمل كنند استاندارد هايي در نظر گرفته مي شود كه اين مودم ها بتوانند با مودم ديگري نيز در ارتباط باشند. اين استانداردها در ابتدا توسط بل لاب توسعه يافت، سپس به وسيله CCITT توسعه بيشتري يافت و در كميته مشورتي بين المللي تلفن و تلگراف بررسي شد.

[آبجی]

مودم :

در کامپیوتر داده ها به شکل متفاوتی با داده هایی که از طریق خط تلفن منتقل میشود، ذخیره می گردد داده ها در داخل کامپیوتر در قالب رقمی( digital ) ذخیره میشود. در جایی که خطوط تلفنی داده ها را در قالب قیاسی( analog)منتقل میکنند.
- به اطلاعاتی رقمی می گویند که توسط اعداد گسسته قابل نمایش باشند.
- به داده ای قیاسی می گوئیم که توسط کمیتهای متغیر پیوسته نمایش داده شود.
وقتی 2 کامپیوتر از طریق خط تلفن به هم متصل کنیم داده ای که از کامپیوتر خارج میشود رقمی است و قبل از اینکه از طریق خط تلفن قابل حمل باشد باید به داده قیاسی تبدیل شود در انتها داده قیاسی پیش از اینکه توسط کامپیوتر دیگر قابل قبول باشد باید به داده رقمی برگردانده شود.
- فرایند تبدیل داده های digital به Analog را modulation میگویند.
- فرایند تبدیل داده ها Analog به digital را demodualation میگویند.






انتخاب مودم :

انتخاب مودم داخلی و خارجی موردی است که در هنگام خرید مودم باید به آنها توجه کنید. نکته دیگر اطمینان از سرعت مودم میباشد سرعتهای مودم بر حسب بیت در ثانیه Bits per second یا BPS بیان میشوند . سرعتهای استاندارد مودم عبارتند از :
28800 bps,14400 bps, 9600 bps, 2400 bps . بعضی اوقات نیز از اختصار “k” برای 1000 استفاده میکنند. بنابراین دو سرعت آخر معمولاً بصورت 28/8 kbps, 14/4 kbps بیان میشوند

[MAHDIAR]

آشنایی با سخت افزار مودم در صورتیکه هم اکنون در حال مطالعه این مطلب در منزل و یا محل کار خود می باشید، مطلب فوق از طریق مودم در اختیار شما گذاشته شده است . واژه "مودم" از ترکیب کلمات "modulator-demodulator" اقتباس شده است .از مودم برای ارسال داده های دیجیتال از طریق خطوط تلفن استفاده بعمل می آید. مودم ارسال کننده اطلاعات، عملیات مدوله نمودن داده را به سیگنال هائی که با خطوط تلفن سازگار می باشند، انجام خواهد داد. مودم دریافت کننده اطلاعات، عملیات " دی مدوله " نمودن سیگنال را بمنظور برگشت به حالت دیجتال انجام می دهد. مودم های بدون کابل داده های دیجیتال را به امواج رادیوئی تبدیل می نمایند.
مودم ازسال 1960 در کامپیوتر و بمنظور ارسال و دریافت اطلاعات توسط ترمینال ها و اتصال به سیستم های مرکزی، مورد استفاده قرار گرفته است .شکل زیر نحوه ارتباط فوق در کامپیوترهای بزرگ را نشان می دهد.


http://khatereh.net/science/images/Modem1.jpg

سرعت مودم ها در سال 1960 حدود 300 بیت در ثانیه (bps) بود. در آن زمان یک ترمینال ( یک صفحه کلید و صفحه نمایشگر) قادر به تماس تلفنی با کامپیوتر مرکزی بود. فراموش نکنیم که در آن زمان وقت کامپیوتر بصورت اشتراکی مورد استفاده قرار می گرفت و سازمانها و موسسات با خریداری نمودن زمان مورد نظر خود، امکان استفاده از کامپیوتر اصلی را بدست می آورند. مودم ها در آن زمان این امکان را بوجود می آورند که موسسات یاد شده قادر به ارتباط با سیستم مرکزی با سرعتی معادل 300 بیت در ثانیه باشند.در چنین حالتی زمانیکه کاربری از طریق ترمینال کاراکتری را تایپ می کرد، مودم کد معادل کاراکتر تایپ شده را بر اساس استاندارد اسکی، برای کامپیوتر مرکزی ارسال می نمود. در مواردیکه کامپیوتر مرکزی اطلاعاتی را بمنظور نمایش برای ترمینال ارسال می کردد نیز از مودم استفاده می گردید.

همزمان با عرضه کامپیوترهای شخصی در سال 1970 استفاده از سیستم های بولتنی(BBS(Bulletin board system مطرح گردید. اشخاص و یا موسسات با استفاده ازیک و یا چند مودم و برخی نرم افزارهای مربوط به BBS ، سیستم را پیکربندی نموده و کاربران دیگر با استفاده از مودم قادر به تماس با سیستم بولتنی، بودند. در چنین مواردی کاربران برنامه شبیه ساز کننده ترمینال، را بر روی کامپیوتر خود اجراء می نمودند و بدین ترتیب سیستم آنان مشابه یک ترمینال رفتار می نمود. از سیستم های بولتنی اغلب برای اطلاع رسانی استفاده می گردید. سرعت مودم ها در آن زمان حدود 300 بیت در ثانیه بود. در این حالت در هر ثانیه حدود 30 حرف می توانست ارسال گردد. تا زمانیکه کاربران حجم بالائی از اطلاعات را ارسال نمی کردند مشکلات ارتباطی از بعد سرعت چندان مشهود نبود ولی بمحض ارسال داده های با حجم بالا نظیر برنامه ها و تصاویر به سیستم های بولتنی و یا دریافت اطلاعا ت از طریق آنان سرعت 300 بیت در ثانیه پاسخگو نبود . تلاش های فراوانی در جهت افزایش سرعت مودم ها صورت گرفت . ماحصل تلاش های فوق افزایش نرخ انتقال اطلاعات در مودم ها بود .

از سال 1960 تا 1983 سرعت 300 بیت در ثانیه
از سال 1984 تا 1985 سرعت 1200 بیت در ثانیه
از سال 1986 تا 1989 سرعت 2400 بیت در ثانیه
از اواخر سال 1990 تا اوایل 1991 9600 بیت در ثانیه
سرعت 19/2 کیلو بیت در ثانیه
سرعت 28/8 کیلو بیت در ثانیه
سرعت 33/6 کیلو بیت در ثانیه
سرعت 56 کیلو بیت در ثانیه ( در سال 1998 استاندارد گردید )
خطوط ADSL با حداکثر سرعت 8 مگابیت در ثانیه ( از سال 1999 متداول شده است )

http://khatereh.net/images/flesh.gif مودمهای با سرعت 300 بیت در ثانیه
در آغاز از مودم های با سرعت 300 بیت در ثانیه استفاده می گردید . طرز کار مودم های فوق بسیار ساده بود. مودم های فوق از یک Frequency shift keying FSK برای ارسال اطلاعات دیجیتال از طریق خطوط تلفن استفاده می کردند. در FSK از یک فرکانس ( tone) متفاوت برای بیت های متفاوت استفاده می گردید. زمانیکه یک مودم متصل به ترمینال با مودم متصل به کامپیوتر تماس می گرفت، مودم متصل به ترمینال مودم، originate نامیده می شود. مودم فوق برای مقدار" صفر" ، فرکانس 1070 هرتز و برای مقدار" یک"، فرکانس 1270 هرتز را ارسال می نماید. مودم متصل به کامپیوتر را مودم Answer می نامند. مودم فوق برای ارسال مقدار" صفر" ، فرکانس 2025 هرتز و برای مقدار" یک" ، فرکانس 2225 هرتز را ارسال می کرد.با توجه به اینکه مودم های فرستنده و گیرنده از فرکانس های متفاوت برای ارسال اطلاعات استفاده می کردند، امکان استفاده از خط بصورت همزمان فراهم می گردید. عملیات فوق Full-duplex نامیده می شود. مودم هائی که صرفا" قادر به ارسال اطلاعات در یک جهت در هر لحظه می باشند half-duplex نامیده می شوند.
فرض کنید دو مودم متصل و کاربر ترمینال ( فرستنده ) حرف a را تایپ نمائید. کد اسکی حرف فوق 97 دهدهی و یا 01100001 باینری است . دستگاهی با نام UART موجود در ترمینال بایت ها را به بیت تبدیل و آنها را از طریق پورت سریال (RS-232 Port) در هر لحظه ارسال می دارد. مودم ترمینال به پورت سریال متصل بوده و در هر لحظه یک بیت را دریافت می دارد.در ادامه اطلاعات مورد نظر از طریق خط تلفن ارسال خواهند شد.

http://khatereh.net/images/flesh.gif مودم های سریعتر
بمنظور ایجاد مودمهای سریعتر طراحان مودم مجبور به استفاده از روش های مناسبتری نسبت به FSK بودند. در ابتدا ازPhase-Shift Keying PSK و در ادامه از روش Quadrature amplitude modulation)QAM) استفاده کردند. روشهای فوق امکان ارسال حجم بالائی از اطلاعات را فراهم می نمودند. شکل زیر یک مودم 56kbps را نشان می دهد.

http://khatereh.net/science/images/Modem2.jpg
تمام مودم های با سرعت بالا بنوعی از مفهوم " تنزل تدریجی " استفاده می نمایند. این بدان معنی است که آنها قادر به تست خط تلفن و تنظیم سرعت مناسب می باشند.
در ادامه تحولات مربوط به مودم مودم های Asymmetric digital subscriber line)ADSL) بوجود آمدند. از واژه "غیر متقارن" بدین دلیل استفاده شده چون مودم های فوق قادر به ارسال اطلاعات با سرعت بالاتر در یک مسیر نسبت به مسیر دیگر می باشند. مودم های ADSL از این حقیقت که هر منزل و یا محل کار دارای یک کابل مسی اختصاصی بین محل مورد نظر و شرکت مخابرات مربوطه می باشند، استفاده نموده اند. خط فوق قادر به حمل حجم بالائی از داده نسبت به سیگنال 3000 هرتزی مورد نیاز برای کانال های صوتی تلفن می باشد . در صورتیکه مرکز تلفن مربوط و منزل و محل کار کاربر هر دو از مودم های ADSL در دو طرف خط استفاده نمایند، بخشی از کابل مسی بین منزل و مرکز نلفن می تواند بعنوان یک کانال انتقال اطلاعات دیجیتال با سرعت بالا مطرح گردد. ظرفیت خطوط فوق در حد ارسال یک میلیون بیت در ثانیه بین منزل و مرکز تلفن (UpStream) و هشت مگابیت در ثانیه بین مرکز تلفن و منزل (Downstream) تحت شرایط ایده آل است . با استفاده از یک خط می توان بصورت همزمان مکالمات تلفنی و داده های دیجیتال را ارسال کرد.
رویکرد استفاده شده در مودم های ADSL از اصول ساده ای تبعیت می نماید. پهنای باند خطوط تلفن بین 24000 هرتز و 1100000 هرتز به باندهای 4000 هرتزی تقسیم می گردد.و یک مودم مجازی برای هر باند در نظر گرفته می شود. هر یک از 249 مودم مجازی باند مربوط به خود را تست و بهینه ترین حالت را برای خود در نظر خواهند گرفت .برآیند سرعت تمام 249 مودم مجازی، مجموع سرعت کانال خواهد بود.

[MAHDIAR]

پروتکل Point-to-point
امروزه از ترمینال های واقعی و یا شبیه سازی شده بمنظور اتصال به یک کامپیوتر استفاده نمی شود. از مودم ها بمنظور اتصال به یک مرکز ارائه دهنده خدمات اینترنت (ISP) استفاده و مرکز فوق امکان ارتباط با اینترنت را فراهم می آورد. مودم مربوطه مسئولیت روتینگ بسته های اطلاعاتتی بسته بندی شده بر اساس پروتکل TCP/IP بین مودم استفاده شده و ISP را برعهده خواهد اشت . روش استاندارد استفاده شده برای روتینگ بسته های اطلاعاتی از طریق مودم، Point-to-point protocol)ppp) نامیده می شود. TCP/IP موجود بر روی کامپیوتر کاربر بصورت عادی داده گرام های خود را ایجاد می نماید داده گرام های فوق برای انتقال در اختیار مودم گذاشته می شوند. ISP مربوطه داده گرام ها را دریافت و آنها را در مسیر مناسب هدایت ( ارسال) خواهد کرد. در زمان دریافت اطلاعات از طریق ISP و استقرار آنها بر روی کامپیوتر کاربر از فرآیندی مشابه استفاده می گردد.