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No.33845
作者：szmodem
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标题：szmodem:工业嵌入式MODEM的通信技术
摘要：No.33845工业嵌入式MODEM的通信技术现今，市面上生产的各种嵌入式MODEM可通过公众电话交换网络（PSTN）实现数据的传输功能，包括标准的串行和并行的接口，具有同步和异步的通信数据传输格式，支持多种MODEM标准协议——V.92、V.90、V.34、V.32bis、V.22bis等，支持V.44、V.42、MNP等纠错协议和V.42bis、MNP5等数据压缩协议。
一、通信技术
　　通信是指计算机与计算机或外围设备之间的数据传送。因此，这里的“信”是一种信息，是由数字“1”和“0”构成的具有一定规则并反映确定信息的一个数据或一批数据。数据通信涉及两台设备之间进行传输数据的问题。常用的数据通信方式有并行通信和串行通信两种。当距离较近而且要求传输速率较高时，通常采用并行通信的方式。当设备距离较远时，数据往往以串行方式传输。
（一）并行通信和串行通信
　　并行通信比较简单，可分为不同位数（宽度）的并行通信，如8位并行通信、16位并行通信等等。在并行数据传输中，8位并行通信有8个数据位同时从一个设备传送到另一个设备，发送设备将8个数据位通过8条数据线传送给接收设备。接收设备在收到这些数据后，不需经过任何改变就可以直接使用。并行通信的特点是数据的每位被同时传输出去或接收进来。
　　串行通信其数据传输是逐位传输的，因而相同条件下，比并行通信传输速度要慢，但在实际应用中往往选择串行数据传输。因为串行通信发送或接收数据最多只需两根导线，其一用于发送，另一用于接收。根据串行通信的不同工作方式，还可将发送接收线合二为一，成为发送/接收复用线（如半双工）。实现串行数据传输的硬件具有经济性和实用性。
（二）串行数据传输方式
　　在串行数据传输中，每次由源地传到目的地的数据只有一位，与同时传输好几位数据的并行数据传输相比，串行数据传输的传输速度要比并行传输慢。在串行数据传输中，各位逐次从源地送到目的地，这就要求在数据源和数据目的地之间进行同步，将各位、字符和报文区分开来。数据链路将控制实现两站点间的同步，它要求位、字符或报文从一个站点发送到另一个站点时要加上必要的附加信息，这些信息使得接收站和发送站中的硬件时钟得以同步，从而保证由源地发送的信号被目的地正确地识别出来。串行数据通信有两种数据传输方式，即异步串行数据传输和同步串行数据传输。
　　异步通信：异步通信所传输的数据格式（也称为串行帧）由1个起始位，5、6、7或8个数据位，1、1.5、2个停止位和1个校验位组成。
　　起始位约定为0，空闲位约定为1。
　　异步通信的实质是指甲乙通信双方采用独立的时钟，每个数据均以起始位开始，停止位结束，起始位触发A、B双方同步时钟。每个异步串行帧中的1位彼此严格同步，位周期相同。
　　异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步，对硬件要求较低，实现起来比较简单、灵活。
　　同步通信：同步通信所传输的数据格式（也称为同步串帧）是由多个数据构成的，每帧有两个（或一个）同步字符作为起始位以触发同步时钟开始发送或接收数据。空闲位需发送同步字符。
　　同步通信依靠同步字符保持通信同步。数据组内数据与数据之间不需要插入同步字符，没有间隙，因而传输速度较快，但要求有准确的时钟来实现收发双方的严格同步，对硬件要求较高，适用于传送成批数据。
二、嵌入式MODEM的工作原理
　　MODEM由发送、接收、控制、接口、操纵面板及电源等部分组成。数据终端设备以二进制串行信号形式提供发送的数据，经接口转换为内部逻辑电平送入发送部分，经调制电路调制成线路要求的信号向线路发送。接收部分接收来自线路的信号，经滤波、反调制、电平转换后还原成数字信号送入数字终端设备。
电话线可以使通信的双方在相距几千公里的地方相互通话，是由于每隔一定距离都设有中继放大设备，保证话音清晰。在这些设备上若再配置MODEM，则能通电话的地方就可传输数据。一般电话线路的话音带宽在300～3400Hz范围，用它传送数字信号，其信号频率也必须在该范围。常用的调制方法有：频移键控（FSK）、相移键控（PSK、DPSK）、幅度调制（PAM、QAM）、脉冲编码调制（PCM）等。
　　MODEM通常有三种工作方式：挂机方式、通话方式、联机方式。电话线未接通是挂机方式；双方通过电话进行通话是通话方式；MODEM已联通，进行数据传输是联机方式。
　　MODEM通电后，通常先进入挂机方式，通过电话拨号拨通线路后进入通话方式，最后通过MODEM的“握手”过程进入联机方式。
　　MODEM与计算机连接是数据电路终端设备DCE（Data Circuit terminating Equipment）与数据终端设备DTE（Data Terminal Equipment）之间的接口问题。DCE与DTE之间的接口是计算机网络使用上的一个重要问题。
（一）DTE和DCE
　　DTE（Data Terminal Equipment，数据终端设备），是具有一定数据处理能力及发送和接收数据能力的设备。DTE可以是一台计算机或终端，也可以是各种I/O设备。大多数数据处理终端设备的数据传输能力有限，如果将相距很远的两个DTE设备直接连接起来，往往不能进行通信，必须在DTE和传输线路之间加上一个称为数据电路终端设备（DCE，Data Circuit-terminal Equipment）的中间设备。DCE的作用就是在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码的功能，并且负责建立、保持和释放数据链路的连接。典型的DCE是与模拟电话线路相联接的MODEM。数字设备通过MODEM接入电话网络进行通信是利用模拟信号传输数字数据。
（二）RS-232C串行口
　　嵌入式MODEM通常都是通过RS-232C串行口信 ......

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