每天一个网络知识：什么是调制解调器 Modem？

“Modem”是“Modulator-Demodulator”（调制器-解调器）的缩写。其核心功能是将计算机等数字设备产生的数字信号（0和1组成的二进制数据）转换为可以在模拟通信线路（如电话线、有线电视电缆）上传输的模拟信号，这一过程称为“调制”（Modulation）；同时，它也能将从模拟线路接收到的模拟信号还原为计算机可以理解的数字信号，这一过程称为“解调”（Demodulation）。因此，Modem本质上是一个“翻译器”，实现了数字世界与模拟世界的互通。

计算机处理的是离散的数字信号，而传统的电话网络设计用于传输人类语音，属于连续的模拟信号。若要让数字信号通过电话线传输，就必须将其“伪装”成模拟信号。

调制（Modulation）：当计算机需要发送数据时，Modem接收数字信号，并根据特定的调制技术，改变一个连续的载波信号（通常是正弦波）的某些特性（如幅度、频率或相位），来代表不同的数据位。

常见的调制方式包括：

• 调幅（AM）：通过改变载波的幅度来表示数据。
• 调频（FM）：通过改变载波的频率来表示数据。
• 调相（PM）：通过改变载波的相位来表示数据。

实际应用中，常采用更复杂的组合调制技术，如QAM（正交幅度调制），同时利用幅度和相位的变化来传输更多数据，提高传输效率。

解调（Demodulation）：当Modem从电话线接收到模拟信号后，它会分析该信号的幅度、频率或相位变化，并根据预设的规则，将其还原为原始的数字信号，再传递给计算机。

Modem的历史可追溯至20世纪50年代，最初用于军事和科研领域的数据传输。随着电话网络的普及，Modem逐渐进入民用市场。

• 早期阶段（1960s-1980s）：最初的Modem速度极慢，仅有300 bps（比特每秒）。到了1980年代，1200 bps和2400 bps的Modem成为主流，主要用于BBS（电子公告板系统）和远程登录。
• 黄金时代（1990s）：随着互联网的兴起，Modem迎来了爆发期。V.32（9600 bps）、V.32bis（14.4 kbps）、V.34（28.8 kbps 至 33.6 kbps）标准相继推出，速度不断提升。1996年发布的V.90标准实现了56 kbps的下行速率（受限于电话系统的PCM编码），成为拨号上网的巅峰。
• 宽带时代（2000s至今）：随着ADSL（非对称数字用户环路）和Cable Modem（线缆调制解调器）的普及，基于电话线的拨号Modem逐渐被淘汰。ADSL Modem利用电话线中未使用的高频段传输数据，实现“边打电话边上网”，下行速率可达数Mbps甚至更高。Cable Modem则利用有线电视同轴电缆，提供更高速的接入。如今，光纤入户（FTTH）和无线通信技术（如4G/5G）已成为主流，但其终端设备（如光猫、5G CPE）在功能上仍可视为广义的Modem。

Modem的类型

根据应用场景和传输介质，Modem可分为多种类型：

• 拨号Modem（Dial-up Modem）：通过普通电话线接入，速度慢，占用电话线路，现已基本淘汰。
• DSL Modem：包括ADSL、VDSL等，利用电话线提供宽带接入，是早期宽带的主流。
• Cable Modem：通过有线电视网络（同轴电缆）接入互联网，通常由有线电视运营商提供。
• 无线Modem：如3G/4G/5G Modem，将移动网络信号转换为有线或Wi-Fi信号供设备使用。
• 光纤Modem（光猫）：将光纤中的光信号转换为电信号，是光纤宽带的必备设备。