调制解调器(Modem)技术分析及产品购买指南
技术篇
V.92带来了什么
在瞬息万变的信息时代里,人们总是希望能走在时代的前沿,掌握最新的信息。普通窄带Modem从诞生之初的300bps发展到今天模拟线路的极限——56Kbps,一直都是在为着这个目的而不懈努力。科技在飞速发展,技术也在不断更新,近年来涌现出了许多先进的网络接入方式,普通的窄带Modem也面临着ISDN、宽带Modem等多种技术的挑战。窄带Modem很难再有什么“古树新花”,但ITU国际电信联盟在2000年11月批准通过了的V.92协议似乎又给了窄带Modem一线新的希望。究竟V.92给我们带来了什么呢?
简单地说,V.92增加了三个新的功能。第一,快速连接功能(QuickConnect)。用户第一次使用调制解调器时,即得到快速连接训练,握手训练的全部过程以及一些失败的信息被储存在本地硬盘驱动器或RAM的特征文件上。在以后的连接中,V.92调制解调器将寻找本机的特征文件并检查所连调制解调器是否支持V.92技术,如符合要求,V.92调制解调器就能执行快速连接。快速连接可以把目前普遍使用的V.90 56K Modem平均30秒的连接时间缩短到9秒钟左右,这样大大减少了等待的时间。不过对于大多数网民,一般上网时间都是以小时计算,在连接时间上节省十几秒钟真的那么重要吗?我想并不尽然。可能大家都希望能从本质上解决此问题,那就是提高Modem的上行、下载速率。遗憾的是,56K已经是普通窄带Modem速率的理论极限值,要想再有大的突破犹如登天。第二,呼叫等待功能(Modem-on-Hold)。调制解调器与电话共享一个 RJ-11插座,调制解调器连接不会因为有呼叫等待而中断,用户不必中断网络连接就可以接听或拨打电话,当语音电话结束时,用户又可以恢复网络浏览。有了Modem-on-Hold功能,调制解调器可以保留在线连接的同时进行用户通话。但是,它仅仅是保留在线连接,而不能在浏览网页的同时进行通话,毕竟窄带Modem的语音和数据传输都集中在0~4K的带宽上,只能采取分时传输的措施。当你正在网上尽情冲浪时,父母却因为商务上的事情要与同事电话长谈,你是不是会觉得很扫兴?然而窄带Modem的技术是无法解决这个问题的。再加上国内电话的呼叫等待音种类繁多、各不相同,要想使各式各样的呼叫等待音标准化,还得修改程控交换机,这也不是一件很容易的事。第三,脉码调制上行速率功能(PCM Upstream)。V.92技术采用新型上行数据调制技术(脉码调制的一种形式),可支持每秒48KB 字节的上行数据速率,而V.90技术只能以每秒33.6KB字节的较低速度进行上行传输,最大上行传输速度提高了30%,用户可以明显感到数字音频和图像等大容量文件的上传速度得到了改善。不幸的是,PCM Upstream技术为了提高那有限的上行速率,却使得窄带Modem的下行速率普遍降低。另外,此项技术不是目前的线路所能实现的,为达目的还得进行线路改造,短期内应该没有ISP能支持此项技术。
伴随着V.92标准,ITU国际电信联盟还推出了配套的V.44压缩技术,它能将电子邮件的数据流量提高27%,Word文件提高21%, PowerPoint文件提高10%, C源文件提高45%。可是网络上留给V.44通过更新的压缩技术来提高传输速率的内容毕竟有限,大多数比较大的文件,如图像、影视等文件都已经压缩处理了,V.44也没什么优势可言。
纵观上述,我们可以发现,普通窄带Modem还是存在许多先天的缺陷。尽管业界人士做出了很大努力,及时推出了V.92以及配套的V.44协议,但似乎并未真正满足广大网民用户的需求。因此,虽然协议去年11月就已经批准通过,但这个标准并没有得到热烈的响应,许多大的ISP并无升级其设备的意向,到目前为止,还没有哪家的设备真正支持V.92的全部功能。
“宽带猫”圆夙愿
随着宽带接入技术的日益成熟,ADSL、Cable Modem等宽带接入技术的出现圆了我们多年的夙愿,它们都能支持以上兆的速率在网上冲浪,并且都是上网和打电话可同时进行,真正实现了语音、数据同传。同为宽带技术,ADSL与Cable Modem之间又有哪些不同呢?
第一, Cable Modem(线缆调制解调器)利用已有有线电视的HFC(Hybrid Fiber Coax)系统接入Internet,上/下行速率为对称的10Mbps,有线电视网络接入同轴电缆的带宽可高达几百兆,有较大的带宽优势。ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line,非对称数字用户线)在一对铜质电话线上传输,上行速率达640kbps~1.54Mbps,下行速率在1.5MbpS ~8Mbps之间,是基于Internet的视频点播(VOD)、远程医疗、远程教育、远程局域网访问以及使用可视电话等应用而开发的一门技术。因为这些应用中用户下载的信息往往比上传的信息(发送的指令)要多的多。
Cable Modem看起来拥有带宽宽,上网速度快的优点,但也存在一些问题。有线电视线路不像电话系统那样采用交换技术,所以无法获得一个特定的带宽,网络用户们共享一定的带宽。如果共享的用户里面上网的人较少时,速率很快,但当很多人同时上网时,速率将明显降低,很容易形成高峰期。而ADSL却不一样,每个用户都有单独的一条线路与局端设备相连,带宽独享,用户上网时不受人数的影响。
第二, 有线电视系统接入 Internet的介质为同轴电缆,芯线传送信号,外层为同轴屏蔽层,对外界干扰信号具有相当强的屏蔽作用,不易受外界干扰。ADSL接入的介质为铜电话线,传输频率在30kHz~1.1MHz之间,虽然现在大多都采用两线相互缠绕的制作方法(称为双绞线),但传输过程中还是容易受到外来高频信号的干扰。
第三, ADSL技术是以普通电话线为传输介质而专门设计的一种高速数字传输技术。电话的普及率众所周知,电话线也可以说是无所不在的,是现成的可用资源,应进行充分的增值利用。目前宽带技术的使用尚未普及,各类宽带技术都处在基础建设时期,这种情况下,从成本方面考虑,ADSL技术成了优选的Internet高速、数字接入技术。只要在现有的电话线两端接入ADSL Modem,不仅可以打电话,还可以同时进行高速Internet接入,互不干扰。相比之下,有线电视传输系统却是白手起家,在网络建设上需要进行大量的前期投入,而且需要对HFC改造完成后才能够应用。目前我国大部分HFC只能满足450MHz的频率要求,而利用HFC提供双向业务至少需要750MHz的带宽。这显然需要更换所有不符合要求的同轴电缆。同时,要实现双向的HFC需要更换目前有线电视网上使用的单向放大器,这一部分改造费用也是相当高的。
第四, 目前,国际电信联盟(ITU)通过了G.DMT等一系列ADSL标准,技术规范化和标准化能确保不同厂家的ADSL Modem产品具有良好的兼容性,为基于该技术的Modem的推广与普及提供了必要的条件。而Cable Modem的标准 DOCSIS虽得到了国际电信联盟的认可成为国际标准,但真正得到实施还尚需时日。
第五,Cable Modem所有用户的信号都是在同一根同轴电缆上进行传送的,因此有被搭线窃听的危险。解决搭线窃听问题首先要保护电缆,其次是要了解线路初始化过程中确立好的设置参数,后一点在技术上是难以解决的。而ADSL则不会有此问题,具有良好的信息传送安全性。另外Cable Modem使用同一根同轴电缆传输还有一个隐患,如果传输线路上某处受到损坏,整个接点上的用户将无法享受网络服务。而ADSL却是每个用户拥有一条单独线路,一台ADSL设备的故障只会影响到一个用户。
综上所述, Cable Modem和ADSL在性能上各有优势。但在中国未来Internet高速接入市场应用中,有线电视网和电信网谁将略胜一筹?笔者认为,为了实现用户接入网的数字化、宽带化,提高用户上网速度,光纤到户(FTTH)是用户网今后发展的必然方向,但由于光纤用户网的成本过高,在今后的十几年甚至几十年内大多数用户网仍将继续使用现有的铜线环路,于是近年来人们提出了多项过渡性的宽带接入网技术,包括N-ISDN、Cable Modem、ADSL等等,其中ADSL是最具前景及竞争力的一种,将在未来Internet高速接入市场中占据主导地位。目前韩国全国1200万用户中将近一半的550万用户正在使用ADSL调制解调器。
宽带技术如此优秀,为什么宽带接入的国内推广速度却并不尽如人意呢?这里以ADSL为例,从价格和网上内容两方面做些解释。今年七月份,北京开始提供ADSL宽带上网服务,资费一次性接入需1500元,每月使用费99~380元不等,并大力宣传,一时间ADSL便成为了京城网民关注的焦点。尽管媒体大力炒作,但申请ADSL服务的人却并不尽如人意,最初三天中,只有200多人申报。为什么用户的反应与服务提供商的预计会有如此大的差别呢?其中主要的原因还是广大的网民用户认为目前宽带服务的性价比还不够理想。为了解人们对北京ADSL服务初装费与月租费定价的看法,某市场研究机构特别设计了ADSL定价民意调查,在网站上接受网民的在线投票,答案共有4项(一次性接入费,月费不限时、不含电话费),分别为:1200、300;1000、200;800、100;两者都要更低。投票统计结果表明,在参加这项调查的529人中,选择前三项的参与调查者只分别有44人(比例为8.32%);29人(比例为5.48%);140人(比例为26.47%),其比例总计只有40.27%,剩下316人(比例为59.74%)都选择了“两者都要更低”。 从以上结果表明,网民对ADSL服务定价的看法趋向于更低的接入费及使用费。看来ADSL宽带接入要想尽快推广,还得在价格上有所突破。另一方面,宽带网络目前需求量小,主要是因为“没有内容”。宽带网的优势主要体现于用户在网络上进行VOD点播和远程医疗、教育及使用可视电话,宽带网的速度能比普通的拨号上网快上十几倍,但若仅仅是浏览普通网页,就没有必要用宽带了。用户感觉能体现宽带优势的网络服务项目,目前开通的还很少,所以申报安装宽带网的人数也就不多。但电信部门表示,随着宽带的开通,各项网络服务项目也会相继开通,就如同“路修好了,才会有人来开饭馆”的道理一样。总而言之,宽带接入技术的前景是光明的,而且ADSL最有前途,并将在宽带接入技术中占据主导地位,但是因为各种因素的限制,普通的窄带Modem在较长时间内仍将存在,而且在近期仍将是接入Internet的主要手段。
产品走势
目前的Modem市场主要有两大类产品,普通的56K窄带Modem和宽带的ADSL Modem。其中56K Modem又有内置、外置之分,外置的基本上都是硬“猫”(ACF),内置却有半软半硬(HCF)和全软(HSF)之分。由于现在56K Modem的技术成熟,而且用户对它也是非常了解,所以价格上占绝对优势的全软(HSF)Modem目前占据了大部分的通讯市场。
全软Modem,英文缩写HSF,全称是Host-Soft, V.90/K56flex Modem Device Family,全软Modem省去了数据泵芯片和控制器芯片,让CPU来代替它们完成应做的工作。目前市场上主要的Modem厂商都有“全软”产品,像TP-Link的TM-IP5600,它充分合理地利用电脑主机的资源,具有很高的性价比;实达的新产品小旋风II,它采用Conexant芯片,是一款支持数据、语音、传真的全功能“软猫”; 全向的PCI Modem HSF,具有出色的稳定性和高速度,采用Conexant的芯片和技术,内置避雷器,能够全力保护主机板及计算机系统,从而减少了机器因雷击而损坏的可能性,采用Relay-Switching技术,上网时完全不受电话听筒摘机干扰。
半软Modem,英文缩写HCF,全称是Host-Controlled, V.90/K56flex Modem Device Family。常见芯片型号是Conexant RH56/SP-PCI R6795。TP-Link设计制作的TM-IR5688V,采用Conexant的双芯片方案,并具有语音功能,半软半硬的特性使得该款Modem能自行做一些数据信号处理,减轻了主机CPU负担,同时增强了Modem的性能,防雷电路采用快速放电半导体配合高压电容一起工作,很好地保护了Modem以及PC机的安全,语音放大电路采用线性放大器芯片,确保用户在使用该款Modem时能享受到优质的语音服务;全向的极云飞瀑,功能强大,采用Intel公司的最新芯片,不仅集成度高,性能稳定,而且兼容性好,能够采用软件升级的方式来支持V.92协议标准。
ADSL Modem是目前市场炒得很火的产品,很多Modem厂商都推出了系列的ADSL Modem产品。TCL网络快车系列之特快1/2/3号A1100E/A1100U/A1100P是TCL网络推出不同接口(以太网、USB 、PCI)的ADSL Modem,通过局端设备的兼容性测试,可满足SOHO用户, 个人用户高速访问Internet,进行远程教学、视频会议等宽带业务。TP-Link PCI接口的ADSL Modem命名为TD-82**,在设计时,TP-Link把Spliter都内置在Modem里面,收/发模块、模拟/数字模块结构很清晰,布局非常合理,多种高品质元器件(如Film电容)的采用使得整板性能稳定;USB接口的ADSL Modem命名为TD-83**,TP-Link别具匠心为该类型ADSL Modem设计了一个长宽高分别只有116mm、82mm、24mm的壳体,外形小巧精致,双面贴装的高超制作工艺技术,保证了该类Modem卓越的性能品质;以太网接口的ADSL Modem命名为TD-88**,都具有Router功能,不过TP-Link为了满足单用户以及SOHO等不同用户的需求,特意设计了内部集成五口Switch和不集成Switch两类,支持多种系统,软件界面极具人性化,最大程度地方便了用户配置与使用。
ADSL Modem选购要点
1.选择接口
现在ADSL Modem的接口方式主要有以太网、USB和PCI三种。USB、PCI适用于家庭用户,性价比好、小巧、方便、实用;外置型以太网接口的ADSL Modem更适用于企业和办公室的局域网,它可以带多台机器进行上网。有的以太网接口的ADSL Modem同时具有桥接和路由的功能,这样就可以省掉一个路由器,外置型以太网接口带路由功能的ADSL Modem支持DHCP、NAT、RIP等功能,还有自己的IP POOL(IP池),可以给局域网内的用户自动分配IP,方便网络的搭建,从而给企业节约成本。
2.安装软件
虽然中国电信大力推广ADSL,而且ADSL在装配和使用上也都很方便,但这并不等于说ADSL在推广中就毫无障碍了,它的设置还是比较复杂,因此厂商提供安装软件的好坏将决定你是否能够顺利地安装上ADSL Modem。
3.是否附带分离器
由于ADSL使用的信道与普通Modem不同,利用电话介质但不占用电话线,因此需要一个分离器。有的厂家为了追求低价,就将分离器单独拿出来卖,这样ADSL Modem就会相对便宜。
分离器的作用:分离器由低通滤波器和高通滤波器组成的。它接在申请了ADSL业务的普通的电话线的用户端,这样就能分离在4kHz以下的普通电话信号和ADSL需要的高频带。
4.支持何种协议
ADSL Modem上网拨号方式有三种:专线方式(静态IP)、PPPOA、PPPOE。一般普通用户,多是PPPOA、PPPOE虚拟拨号的方式来上网。现在一般的ADSL Modem厂家只给PPPOA的外置拨号软件,没有PPPOE的软件,这给一些局域网用户带来了许多麻烦。
虚拟拨号:所谓虚拟拨号是指用ADSL接入Internet时同样需要输入用户名与密码(与原有的Modem和ISDN接入相同),但ADSL连接的并不是具体的接入号码(如163),而是所谓的虚拟专网(VPN,Virtual Private Network)的ADSL接入的IP地址,以此完成授权、认证、分配IP地址和计费的一系列PPP(Point-to-Point Protocol)接入过程。
PPPOE:PPPOE的全称是Point-to-Point Protocol (PPP) Over Ethernet。PPPOE利用以太网络的工作机理,将ADSL Modem的10 Base-T接口与内部以太网互连,在ADSL Modem中采用RFC1483的桥接封装方式对终端发出的PPP数据包进行LLC/SNAP封装后,通过连接两端的PVC在ADSL Modem与网络内的宽带接入服务器之间建立连接,实现PPP的动态接入,组网方式很简单,大大降低了网络的复杂程度。
PPPOA:窄带拨号动态分配IP地址的PPP接入技术被应用到ADSL接入中来,因此IETF(The Internet Engineering Task Force)制定了利用PPP技术完成宽带拨号接入的标准规范——RFC2364,称为PPP over ATM Adaptation Layer 5 (AAL5)。利用RFC2364宽带接入技术能够很好地实现诸如业务选择、VPN利用等一系列附带的特殊功能,为宽带接入的发展提供了更广阔的前景。
RFC:RFC的全称是Request for Comments。RFC1483、RFC1577、RFC2364其实只是协议的代号而已,并不表示有什么具体含义,只是有这样的对应关系:
RFC1483——专线方式的一种桥接,RFC2364——PPPOA等等。
5.售后服务和技术支持
售后服务和技术支持是不能指望经销商的,由厂商提供的服务是最保险的,像全向、实达这样的国内Modem厂商服务做得比较好,也更为本地化。对于安装和调试较普通Modem复杂的多的ADSL Modem来说,完好的售后服务和专业的技术支持则显得尤为重要。
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