تحقیق مقاله مودم

- در این نسخه از «چگونه ابزار کار می‌کنند» به شما نشان می‎دهیم که چگونه مودم صفحات وب را برای شما باز می‌کند. ما از مودم 300-baud شروع نموده و به تدریج تا سطح آموزش مودم ADSL ادامه خواهیم داد.

(توجه: چنانچه شما با مفاهیم «بیت»، «بایت» و کدها و علائم ASCII آشنائی ندارید بهتر است به سایت How Bits &  Bits works  مراجعه نمائید.)

کلمه Modem از دو کلمه Demodulator , Modulator تشکیل شده است. مودم اساساً دستگاهی است که اطلاعات دیجیتالی را به صورت سیگنال الکتریکی از طریق خطوط تلفن ارسال می نماید.

مودم فرستنده اطلاعات دیجیتالی را به صورت سیگنال قابل در خط تلفن ارسال و مودم گیرنده، سیگنال های دریافتی را به اطلاعات دیجیتالی تبدیل می نماید.

مودم های بی سیم wire less اطلاعات دیجیتالی را به امواج رادیویی تبدیل و مجدداً در مودم گیرنده امواج رادیوئی به اطلاعات تبدیل می‎شود.

مودم ها در سالهای 1960 ساخته شدند که از آنها جهت ارتباط بین کامپیوتر و ترمینالها و از طریق خطوط تلفن بهره برداری می گردید. شمای کلی نحوه ارتباط به صورت شکل زیر است.

(dumb terminal)

در یک چنین فرمی، یک ترمینال معمولی و بلااستفاده می‎تواند از طریق خط تلفن و شماره گیری با یک کامپیوتر اصلی در فاصله ای بسیار دور ارتباط برقرار کند.

هنگامیکه کاربر یک حرف را تایپ می کند، دستگاه مودم کد ASSII  را برای کامپیوتر ارسال نموده و کامپیوتر متعاقباً کد مربوط به آن حرف را بازپس می فرستد و حرف یا کلمه مربوطه بر روی صفحه نمایش داده می‎شود.

با ظهور کامپیوترهای شخصی در اواخر سالهای 1970 سیستمهای یولیتن بورد (BBS) وارد کار شدند. هر فردی یا یک کامپیوتر، یک یا دو مودم و یک نرم افزار BBS می توانست امکان تماس سایر کاربرها از طریق مودم با بولتن بورد را فراهم کند.

کاربران با اجرای terminal emulator بر روی کامپیوتر موفق به فعال کردن ترمینالهای معمولی و غیر فعال (dumb terminal) می شدند.

مودم های 300 bps تا مدتها مورد توجه مردم بود. علت استفاده از مودم با این سرعت این بود که 300 bps تقریباً نمایانگر ارسال یا دریافت 30 حرف در ثانیه می‎باشد که بسیار از قدرت نوشتن با تایپ و یا خواندن توسط انسان بیشتر است.

هنگامیکه کاربران انتقال حجم وسیع اطلاعات و تصاویر را به بولتن بورد یا از آن آغاز نمودند، دیگر مودم های 300 bps قابل تحمل نبودند. در این زمان مودم های با سرعت بالاتر به بازار آمد و تقریباً هر دو سال یکبار سرعت آنها به نحو زیر و به طرز چشمگیری افزایش یافت.

- 300 bps - سالهای 1960 تا حوالی سالهای 1983

- 1200 bps - در سالهای 1984 و 1985 بسیار معروف شدند.

- 2400 bps

- 9600 - اولین بار در اواخر سالهای 1990 و اوائل 1991 به بازار آمد.

- 19.2 kbps -

- 28.8 kbps -

 - 36.6 kbps -

- 54 kbps - در سال 1998 استاندارد گردید.

- ADSL - با قابلیت ارسال 8 مگابایت در ثانیه که از سال 1999 بسیار مشهور و پرمصرف گردید.

(به سایت چگونه DSL کار می‌کند "HOW DSL WORKS" و چگونه کابل مودم کار می‌کند "HOW CABLE MODEM WORKS" مراجعه نمائید.)

مودم های 300-bps

جهت درک بهتر چگونگی کارکرد مودم، مودم 300- bps را که درک آن آسانتر است مورد بررسی قرار می‎دهیم.

مودم 300 bps دستگاهی است که روش تغییر فرکانس (FSK) Frequency shift keying اطلاعات دیجیتالی را بر روی خطوط تلفن منتقل می‌کند. در روشن FSK برای هر bit یک فرکانس مشخص و مربوط به همان bit به کار گرفته می‎شود.

هنگامیکه مودم ترمینال از طریق شماره گیری با مودم کامپیوتر نادر ارتباط برقرار می‌کند، مودم ترمینال را اصطلاحاً مودم شروع کننده و مودم کامپیوتر را مودم پاسخ می‎نامند.

مودم ترمینال برای عدد 0 یک تن با فرکانس 1070 هرتز و برای عدد 1 تن با فراکنس 1270 هرتز مخابره می نماید در حالیکه مودم کامپیوتر عدد 0 (صفر) را با تن 2225 پاسخ می‎دهد. چون مودم مبداء و مودم کامپیوتر تن های ارسالی را با فرکانس های مختلف مخابره می نمایند بنابراین می‎توان از یک خط تلفن تواماً برای ارسال یا پاسخ استفاده نمود. چنین مودم هایی را که قابلیت ارسال و دریافت بر روی یک خط تلفن را دارند اصطلاحاً مودم دو طرفه یا full duplex می‎نامند و اگر این قابلیت وجود نداشته باشد و مودم در هر لحظه فقط قابلیت ارسال یا دریافت را داشته باشد به آن مودم half duplex می گویند که این نوع مودم چندان مورد استفاده نمی باشد.

فرض کنید که دو مودم 300 bps از طریق خط تلفن مرتبط هستند و کاربر در ترمینال حرف a را تایپ می‌کند. در سیستم کد  ASCII حرف با کد 97 دهگان یا binary 01100001 نمایش داده می‎شود. در ترمینال دستگاهی به نام UART یا Universal Asynchronous Reciever. Transmitter (دستگاه ارسال/ دریافت غیرهمزمان جهانی) بایت ها را به بیت (هر بایت 8 بیت است که به صورت ترکیبی از اعداد  1 , 0 نوشته می‎شود) تبدیل و در هر لحظه یک بیت را از طریق پورت سریال ارسال می نماید. مودم متصل به پورت سریال بیت ها را دریافت و توسط خط تلفن به مودم کامپیوتر مادر ارسال می نماید.

مودم های پرسرعت

به منظور تولید مودم های پرسرعت، طراحان و سازندگان مودم به جای استفاده از روش FSK روشهای پیچیده تری مانند (PSK) Phase Shift Keying و روش (QAM) Quadrature Amplitude Modulation را مورد بررسی و استفاده قرار دادند. در این روشها امکان ارسال حجم وسیعی از اطلاعات بر روی خطوط تلفن (که پهنای باند آن بیش از 3000 هرتز نمی باشد) به وجود آمد.

مودم های با سرعت 56k که عملا با سرعتی در حد 48 کیلوبیت در ثانیه متصل می‎شوند تقریبا حد نهایی چنین مودم پرسرعتی هستند. تمام این مودم های پرسرعت از قاعده gradual degradation پیروی می‌کنند بدین مفهوم که چنانچه خط تلفن توانائی ارسال اطلاعات با سرعت مودم را نداشته باشد، مودم به طور اتوماتیک سرعت ارسال و دریافت را با سرعت خط تلفن هماهنگ می نماید.

گام بعدی در تکامل مودم های پرسرعت طراحی و تولید مودم Asymetric Digital Subscriber یا ADSL بود. کلمه Asymetric یا نامتقارن بدین معنی است که مودم در یک مسیر با سرعت بیشتری اطلاعات را ارسال می نماید. در روش ADSL مودم توسط یک کابل مسی به نام dedicated copper wire به نزدیکترین مرکز تلفن متصل است. مزیت کابل مسی در این است که می‎تواند پهنای باند به مراتب بیشتر از پهنای باند 3000 هرتز خطوط معمولی تلفن ایجاد نماید. اگر کامپیوتر شخصی و کامپیوتر اداره تلفن هر دو دارای مودم نوع ADSL باشند در نتیجه کابل مسی بین دو مودم می‎تواند به صورت یک کانال کاملاً دیجیتال پرسرعت عمل نماید. در چنین روشی کامپیوتر شخصی اطلاعات را با سرعتی در حد یک میلیون بیت یا 1 مگابیت به کامپیوتر مادر ارسال و کامپیوتر مادر با سرعتی حدود 8 مگابیت در ثانیه پاسخ را ارسال می نماید ضمن اینکه از همین خط می‎توان جهت مکالمات تلفنی همزمان با ارسال / دریافت اطلاعات بیشتر استفاده نمود.