? تولد مودم ها

کلمه modem از اختصار کلمات modulator demodulator گرفته شده است.یک مودم به صورت معمول یرای فرستادن اطلاعات دیجیتال روی خط تلفن استفاده می شود.

مودم فرستنده، اطلاعات را به سیگنال های سازگار با خط تلفن تبدیل می کند، و مودم دریافت کننده، سیگنال را به اطلاعات دیجیتال بر می گرداند.

مودم ها در سال 1960 به عنوان یک راه برای اتصال ترمینال ها به رایانه ها روی خط تلفن، به وجود آمدند. یک شیوه معمول در زیر نشان داده شده است:

در یک شکل مثل این، یک dumb terminal در یک فروشگاه می توانست به یک رایانه مرکزی و بزرگ وصل شود. یک dumb terminal به صورت ساده یک کی برد و یک صفحه نمایش است. یک dumb terminal خیلی رایج در آن زمان DEC VT 100 نامیده شده بود و به عنوان استاندارد قرار گرفته بود.VT 100 می توانست 25 خط 80 کاراکتری را نمایش دهد. وقتی کاربر یک کاراکتر در ترمینال وارد می کرد، مودم کد ASCII آن کاراکتر را به رایانه می فرستاد. بعد رایانه هم کاراکتر ها را به ترمینال بر می گرداند وآن ها هم، باید روی صفحه نمایش ظاهر می شدند.

وقتی رایانه های شخصی در اواخر ده 70 میلادی شروع به ظهور کردند،(BBS(Bulletin Board Systems رایج شد.

یک نفر می توانست یک رایانه با یک مودم یا دو مودم و چندتا نرم افزار BBS راه اندازی کند و بقیه مردم برای اتصال به BBS شماره گیری می کردند. کاربران تقلید کننده های ترمینال را روی رایانه های خود برای تقلید یک dumb terminal اجرا می کردند.

مردم برای مدتی با 300 بیت بر ثانیه راحت بودند. به این دلیل این سرعت قابل تحمل بود که 300 bps حدود 30 کاراکتر در ثانیه ارائه می کرد، که خیلی بیشتر از کاراکترهایی بود که یک نفر می تواند در ثانیه تایپ کند و یا بخواند. زمانی که مردم شروع به انتقال برنامه های بزرگ و تصویر به BBS و از آن کردند، 300bps غیر قابل تحمل شد. مودم ها در سری های بعدی پیشرفت کردند:

? 300bps – 1960 تا 1983 یا بیشتر

? 1200bps – در 1984 و 1985 رایج شد

? 2400bps

? 9600bps – در اواخر 1990 و اوایل 1991 ظاهر شد

? 2/19kbps

? 8/28kbps

? 6/33kbps

? 56kbps – در سال 1998 استاندارد شد

? ADSL – در تئوری به بیش از 8 مگابیت بر ثانیه(Mbps) می رسد – در سال 1999 رایج شد

? مودم های 300 بیت بر ثانیه

ما به دلیل سادگی از مودم های 300bps به عنوان نقطه شروع استفاده می کنیم. مودم 300bps یک دستگاهی است که از frequency shift keying)FSK) استفاده می کند. در FSK یک فرکانس(تن) جدا برای بیتهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

وقتی مودم یک ترمینال با مودم یک رایانه تماس می گیرد، مودم ترمینال، مودم مبدأ (originate) نامیده می شود، که آن یک تن 1070 هرتزی برای 0(صفر) و یک تن 1270 هرتزی برای 1(یک) می فرستد. مودم رایانه، مودم جواب(answer) نامیده می شود و یک تن 2025 هرتزی برای 0 (صفر) و یک تن 2225 هرتزی برای 1(یک) می فرستد. به دلیل اینکه مودم جواب و مبدأ از فرکانس های مختلف استفاده می کنند به طور همزمان می توانند از خط استفاده کنند، که به عمل full duplex معروف است. مودم های که می توانند فقط دریک زمان در یک مسیر اطلاعات را انتقال دهند به مودم های half duplex معروف هستند، که کمیاب هستند.

اجازه بدهید که فرض کنیم دو مودم 300bps به یکدیگر وصل شده اند، و کاربر در ترمینال حرف “a? را وارد می کند. کد ASCII برای این حرف 97 در مبنای 10 یا 01100001 در مبنای 2 است. یک دستگاه در ترمینال که (UART(universal asynchronous receiver/transmitter نامیده می شود این بایت را به بیت هایش تبدیل کرده و از پورت RS 232 به بیرون می فرستد. مودم ترمینال به درگاه RS 232 متصل شده است، پس بیت ها را به ترتیب دریافت می کند و وظیفه اش فرستادن آن ها روی خط تلفن است.

? مودم های سریعتر

در امر ساخت مودم های سریعتر، طراحان مودم باید از روش های پیچیده تر از FSK استفاده می کردند. اول آنها به phase shift keying)PSK) و بعد به quadrature amplitude modulation)QAM) دست پیدا کردند. این تکنیک ها اجازه می دهند که حجم غیر قابل باوری از اطلاعات به 3000 هرتز پهنای باند موجود در خط تلفن معمولی داده شود.

اینجا یک نگاه به درون مودم 56K معمولی است:

همه این مودم های سرعت بالا دارای توانایی تنزل تدریجی(gradual degradation) هستند، به این معنی که آن ها خط تلفن را آزمایش می کنند و اگر خط سرعتر های بالاتر مودم را جواب گو نباشد، به سرعت پایینتر بر می گردند.

قدم بعدی در انقلاب مودم ها، مودم های asymmetric digital subscriber line)ADSL) بودند. کلمه asymmetric (غیر متقارن) استفاده می شود، چون این مودم ها اطلاعات را در یک جهت با سرعت بیشتری نسبت به جهت دیگر ارسال می کنند. یک مودم ADSL از این حقیقت بهره می برد که هر خانه معمولی، آپارتمان یا اداره دارای یک سیم مسی اختصاصی است که بین آن و نزدیکترین مرکز یا اداره مرکزی تلفن، وجود دارد. این سیم مسی اختصاصی می تواند اطلاعاتی بیشتر از سیگنال 3000هرتزی که برای کانال صدای تلفن شما مورد نیاز است را ، انتقال دهد. اگر اداره مرکزی شرکت تلفن و خانه شما به مودم ADSL روی خط شما مجهز شده باشند، قسمت سیم مسی بین خانه شما و اداره تلفن می تواند به کلی به عنوان یک کانال ارتباطی دیجیتالی سرعت بالا عمل کند. ظرفیت، یک چیزی در حدود یک میلیون بیت بر ثانیه بین خانه شما و شرکت تلفن(که به این جهت upstream گفته می شود)، وMbps 8بین شرکت تلفن و خانه شما (downstream) در شرایط آرمانی است. در این حالت یک خط می تواند هم یک مکالمه تلفنی و هم اطلاعات دیجیتال را انتقال دهد.

روشی که مودم ADSL استفاده می کند در مفهوم بسار ساده است. پهنای باند خط تلفن بین 2400هرتز و 1100000هرتز است، که به باند های 4000هرتزی تقسیم می شود، و یک مودم مجازی به هر باند اختصاص داده می شود. هر کدام از این 249 مودم مجازی به وجو آمده باندش را امتحان می کند و بهترین اسنفاده را از آن قسمت از پهنای باند گرفته را می برد.مجموع 249 مودم مجازی سرعت کل مسیر را به وجود می آورد.

? پروتکل Point to Point

امروزه کسی از dumb terminal برای اتصال به یک رایانه جدا استفاده نمی کند. در عوض، ما از مودم ها برای اتصال به ISP ها استفاده می کنیم، و ISP ها ما را به اینترنت متصل می کنند. اینترنت هم به ما جازه می دهد تا به هر سیستمی در دنیا وصل بشویم. به دلیل نوع ارتباط رایانه شما، ISP و اینترنت، فرستادن تک کاراکترها، مناسب نیست. در عوض، مودم شما بسته های TCP/IP را بین شما وISP تان منتقل می کنند.