عضویت العربیة English
پیامبر اکرم صلّی الله علیه و آله: نزدیک‌ترین شما به من در روز قیامت، کسانی هستند که در دنیا بیشتر از دیگران بر من صلوات فرستند.

مودم ها دیجیتال را به آنالوگ تبدیل می کنند و برعکس

مودم ها دیجیتال را به آنالوگ تبدیل می کنند و برعکس
سه شنبه 3 اسفند 1389  02:38 ب.ظ







با اینکه اکثر خطوط اصلی تلفن از نوع دیجیتال هستند ولی بازهم خطوطی که به منازل و اداره جات کشیده شده اند از نوع آنالوگ هستند. این خطوط آنالوگ برای آن طراحی شده اند که موج های صدای خارج شده از دهان را که توسط دستگاه تلفن به ولتاژ الکتریکی تبدیل شده اند ، انتشار دهند. چنین ولتاژی که در خطوط جریان می یابد آنالوگ نامیده می شود. اگر امواج ولتاژ آنالوگ را به وسیله دستگاه نوسان نما (اُسیلوسکوپ) بررسی کنیم خواهیم دید که این امواج مانند موجی سینوسی اند که متاثر از تغییرات فرکانس (بسامد) و میدان نوسان می باشند. در مقابل امواج آنالوگ، امواج دیجیتال مانند امواج چهارگوش (غیر قوسی) هستند. برای مثال ولتاژی برابر 3 ولت می تواند به صورت یک بیت روشن باشد (1-bit) و ولتاژی برابر با صفر ولت به صورت یک بیت خاموش (0-bit) است.
 
برای انتقال اطلاعات از کامپیوتر شما، مودم اطلاعات را به صورت امواج دیجیتال دریافت می کند و آن را پس از تبدیل به امواج آنالوگ بر خطوط تلفن سوار می کند (Modulating). در سوی دیگر خط ارتباطی مودم گیرنده عملی مانند همتای فرستنده خود را انجام میدهد. به عبارت دیگر مودم گیرنده داده ها را به صورت امواج آنالوگ از طریق خط تلفن دریافت می کند و پس از تبدیل آن ها به امواج دیجیتال به کامپیوتر انتقال می دهد (Demodulating). به همین دلیل مودم ها را می توان ابزاری تلفیق کننده – تفکیک کننده (Modulator-Demodulator) دانست.
  تفاوت اصلی مودم ها و کارت های شبکه در همين مطلب است. همانطور كه گفته شد مودم ها ولتاژ آنالوگ و دیجیتال را به هم تبدیل مى کنند اما در کارت های شبکه چون از خطوط تلفن براى برقراری ارتباط استفاده نمى شود، تنها ولتاژ دیجیتال در سيم های شبکه جریان دارد.
 
درگاه سریال (Serial Port) چیست؟
از آنجا که مودم ها - مودم های خارجی بیشتر مورد بحث هستند - اکثرا برای ارتباط با کامپیوتر از درگاه سریال استفاده می کنند، شناخت بهتر این درگاه به درک مفاهیم در مورد مودم ها کمک می کند.
 
1) آشنایی با درگاه سریال

درگاه سریال یک از ابزارهای ورود و خروج اطلاعات از/به کامپیوتر است. بیشتر کامپیوترها (کامپیوترهای شخصی) دارای یک یا دو درگاه سریال می باشند. هر کدام از این درگاه ها دارای 9 سوزن (در اصطلاح الکترونیک پین Pin) می باشد که در گذشته این تعداد برابر 25 سوزن بوده است. کامپیوترها برای ارسال اطلاعات از سوزن خروجی (Transmit Pins) و برای گرفتن اطلاعات از سوزن ورودی (Receive Pin) استفاده می کنند. باقیمانده سوزن ها (از 9 سوزن) معمولا برای کنترل ورود و خروج و همچنین برای اتصال به زمین بکار می روند.
 
 درگاه سریال تنها یک اتصال دهنده و میانجی ساده نیست. چراکه علاوه بر برقراری ارتباط وظیفه دیگری هم دارد؛ این درگاه ابتدا اطلاعات موازی (Parallel) را گرفته، آن ها را به قالب ترتیبی یا نوبتی (Serial) تبدیل کرده، نمای الکتریکی اطلاعات را تغییر داده و سپس اقدام به ارسال آن ها می کند. در درون کامپیوتر اطلاعات بصورت موازی جریان دارند؛ به عبارت دیگر در یک لحظه از سیم های زیادی جهت داد و ستد داده ها استفاده می شود. اما جریان های ترتیبی (سریال) اینگونه نیستند، بلکه جریانی از بیت ها هستند که بر روی تنها یک سیم جریان دارند. پس درگاه سریال برای اینکه بتواند از شیوه جریان های ترتیبی استفاده کند می بایست اطلاعات را از جریان موازی به جریان سریالی تبدیل کند و برعکس.

 
2) سوزن ها (Pins) و سیم ها (Wires)
کامپیوتر های شخصی قدیمی از 25 سوزن برای ارتباطات درگاه سریال استفاده می کردند، ولی در حال حاضر این تعداد به 9 سوزن کاهش یافته است. چرا که در واقع تنها 9 سوزن برای داد و ستد اطلاعات بکار می روند. هر کدام از این 9 سوزن بطور معمول به یک سیم متصل اند. گذشته از دو رشته سیم که برای ارسال و دریافت اطلاعات بکار می روند، سیم دیگری نیز برای اتصال به زمین منظور شده است. ولتاژی که روی هر سیم است نسبت به ولتاژ این سیم اندازه گیری می شود. به عبارنت دیگر ولتاژ سیم ها بصورت نسبی با سیم اتصال به زمین سنجیده می شوند. پس بنابراین حداقل رشته سیم  مورد نیاز برای برقراری ارتباط دوطرفه، 3 رشته سیم می باشد. به عبارت دیگر وجود سیم اتصال به زمین برای بهبود کارایی و حتی جلوگیری از بروز خطا لازم است.
 
به جز سه سوزن یاد شده که برای ورود و خروج اطلاعات و همچنین اتصال به زمین بکار رفته بودند، باقی سوزن ها تنها برای کنترل ارتباط در نظر گرفته شده اند و وظیفه آن ها علامت دادن به سوی دیگر ارتباط در مواقع مورد نیاز است. در اصطلاح به این وظیفه آن ها علامت دادن (Signaling) می گویند. تمامی علامت ها را می توان توسط تنها یک سیم (سوزن) نشان داد، ولی در عوض در درگاه های سریال هر سوزن مخصوص ارسال یا دریافت یک نوع پیام مشخص است. در صورتی که درگاه سریال به یک مودم متصل باشد، به این سیم ها «خطوط کنترل مودم» (Modem Control Lines) یا «سیم های کنترل مودم» (Modem Control Wires) گفته می شود. خطوط کنترل معمولا در دو حالت قرار دارند؛ حالت تایید کردن (Asserted State) – با +12 یا  +5ولت یعنی بیت روشن – و حالت نفی کردن (Negated State) – با -12 یا  -5ولت یعنی بیت خاموش – .  یکی از این سیم ها مخصوص علامت به کامپیوتر است تا فرستادن اطلاعات از طریق درگاه سریال حاضر را متوقف کند. بر عکس آن، سیم دیگری نیز وظیفه دارد تا به ابزاری که به درگاه سریال متصل است علامت دهد تا فرستادن اطلاعات به کامپیوتر را متوقف کند.
 
در مودم های داخلی (Internal Modems) هیچ درگاه 9 سوزنی وجود ندارد، اما نحوه عملکرد و ارتباط این مودم ها درست مانند مودم های خارجی (External Modems) است که پیش از این ذکر شد. در این مودم ها بجای وجود خطوط کنترل و دادن ولتاژ +12 یا +5 ولت به عنوان حالت تایید کردن (Asserted State) یا دادن ولتاژ -12 یا -5 ولت به عنوان حالت نفی کردن (Negated State)، از حافظه داخلی مودم استفاده می شود. به این ترتیب که  با خاموش یا روشن کردن خانه ی مخصوصی از حافظه (Register) علامت مورد نظر به کامپیوتر یا مودم داده می شود. می توان اینگونه بیان کرد که مودم های داخلی هم نوعی درگاه سریال مجازی دارند که خود باعث می شود از نظر کارکرد میان این نوع از مودم ها و مودم های خارجی تفاوتی چندانی وجود نداشته باشد.

 
 
فشرده سازی اطلاعات توسط مودم ها

برای آنکه اطلاعات هر چه سریعتر فرستاده شوند و به عبارتی سرعت داد و ستد اطلاعات بیشتر شود، مودم ها از شیوه ای مرسوم به فشرده سازی اطلاعات (Data Compression) استفاده می کنند. با این روش هنگامی که مودم موظف می شود تا اطلاعاتی را ارسال کند با توجه به نوع اطلاعات (صدا، متن و...) اقدام به فشرده کردن اطلاعات می کند. به عبارت دیگر مودم سعی می کند تعداد بایت هایی که باید به سوی دیگر ارتباط فرستاده شود را کاهش دهد، بطوریکه در سوی دیگر برای مودم گیرنده امکان تبدیل اطلاعات فشرده شده به اطلاعات اصلی یا اصطلاحاً بازسازی اطلاعات اولیه (Data Decompression) میسر باشد.
      
 نسبت حجم اطلاعات فشرده شده توسط مودم به حجم اصلی اطلاعات را نسبت فشرده سازی (Compression Ratio) می گویند. این نسبت تا نزدیکی 4 برابر (یعنی حجم اطلاعات فشرده شده حدودی نزدیک به یک چهارم حجم اطلاعات اصلی باشند) امکان پذیر است، اما ارتقاء این نسبت تا خود رقم 4 یا حتی بیشتر امکان پذیر نیست.

 
تصحیح خطا توسط مودم ها

همان گونه که فشرده سازی اطلاعات به سرعت جریان یافتن اطلاعات کمک می کند، امکان تصحیح خطا هم می تواند تاثیر بسزایی در این امر داشته باشد. هنگامی که یک عامل دیگر باعث ایجاد وقفه و کند شدن ارتباط شود، متعاقب آن احتمال بروز خطا افزایش می یابد، در این حالت در صورتی که سیستم تصحیح خطا بر روی مودم فعال شود می توان به صحت اطلاعات اطمینان کرد.
 
دستورات مودم

 دستوراتی که به مودم فرستاده می شوند غالباً از سوی نرم افزار متصل یا درگیر با آن صورت می گیرد. دستورات بصورت متون کوتاه در قالب آسکی اند (ASCII). برای مثال فرمان "ATDT999999" به مودم دستور می دهد تا با شماره 999999 تماس بگیرد. تمامی این دستورات با پیشوند "AT" آغاز می شوند، از این رو به این فرمان ها، فرمان ها AT (AT Commands) نیز می گفته می شود. معمولا برای هر مودمی حدود صد عدد یا حتی بیشتر فرمان متفاوت وجود دارد که بسته به نوع کارایی برای ارتباط با مودم مورد استفاده قرار می گیرند. مودم ها تا قبل از اینکه با سوی دیگر ارتباط برقرار کنند، هر آنچه دریافت کنند را به عنوان فرمان ترجمه می کنند و در صورت امکان اقدام به عملی کردن فرمان مورد نظر می کنند؛ اما پس از برقراری ارتباط، تمام اطلاعاتی که به مودم فرستاده داده می شود به عنوان اطلاعات خروجی (پس از تبدیل به امواج آنالوگ) به سوی دیگر فرستاده می شوند. حتی اگر فرمانی در این میان به مودم داده شود بازهم به عنوان خروجی در نظر گرفته می شود، و فرمان مورد نظر تحقق نمی یابد

 

کریمی که جهان پاینده دارد               تواند حجتی را زنده دارد

 

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

mohamadaminsh

mohamadaminsh
کاربر طلایی1
تاریخ عضویت : دی 1389 
تعداد پست ها : 25772
محل سکونت : خوزستان
دسترسی سریع به انجمن ها