調制解調器(modem)是由調制器和解調器兩部分組成，其中調制器將數據信息調制成適合傳輸信道傳輸的信號，而解調器則將接收的信號解調還原成數據信息。它能把計算機的數字信號翻譯成可沿普通電話線傳送的模擬信號，而這些模擬信號又可被線路另一端的另一個調制解調器接收，并譯成計算機可懂的語言，從而完成兩臺計算機間的通信。調制解調器屬于數據通信設備中的數據電路設備DCE。
基本定義
調制解調器是Modulator（調制器）與Demodulator（解調器）的簡稱，中文稱為調制解調器（港臺稱之為數據機），根據Modem的諧音，親昵地稱之為“貓”，是一種能夠實現通信所需的調制和解調功能的電子設備。一般由調制器和解調器組成。在發送端，將計算機串行口產生的數字信號調制成可以通過電話線傳輸的模擬信號；在接收端，調制解調器把輸入計算機的模擬信號轉換成相應的數字信號，送入計算機接口。在personal computer中，調制解調器常被用來與別的計算機交換數據和程序，以及訪問聯機信息服務程序等。
所謂調制，就是把數字信號轉換成電話線上傳輸的模擬信號；解調，即把模擬信號轉換成數字信號。合稱調制解調器。
調制解調器的英文是MODEM，它的作用是模擬信號和數字信號的“翻譯員”。電子信號分兩種，一種是"模擬信號"，一種是"數字信號"。我們使用的電話線路傳輸的是模擬信號，而PC機之間傳輸的是數字信號。所以當你想通過電話線把自己的電腦連入Internet時，就必須使用調制解調器來"翻譯"兩種不同的信號。連入Internet后，當PC機向Internet發送信息時，由于電話線傳輸的是模擬信號，所以必須要用調制解調器來把數字信號"翻譯"成模擬信號，才能傳送到Internet上，這個過程叫做"調制"。當PC機從Internet獲取信息時，由于通過電話線從Internet傳來的信息都是模擬信號，所以PC機想要看懂它們，還必須借助調制解調器這個“翻譯”，這個過程叫作“解調”?？偟膩碚f就稱為“調制解調”。
歷史發展
Modem起初是為1950年代的半自動地面防空警備系統（SAGE）研制，用來連接不同基地的終端，雷達站和指令控制中心到美國和加拿大的SAGE指揮中心。SAGE運行在專用線路上，但是當時兩端使用的設備跟Modem根本不是一回事。IBM是SAGE系統中計算機和Modem的供貨商。幾年后美國航空(American Airlines)的首席執行官(CEO)與IBM一位區域經理的一次會晤促成了"mini-SAGE"這種航空自動訂票系統。在這系統中，一個位于票務中心的終端連接在中心電腦上，用來管理機票有效性和時間。這個系統，叫做Sabre，是SABRE系統的早期原型。
1960年代早期，商業計算機的應用逐漸普及，以及上述技術成果，1958年AT&T發布了第一個商業化modem,Bell103.使用兩個音調表示1和0的移頻鍵控技術，103已經能夠實現300bit/s的傳輸速度。很短時間后繼版本Bell212就研制出來，轉移到更穩定的移項鍵控技術把數據速率提高到1200bit/s。類似Bell201的系統用雙向信號集在4對專用線路上實現了2400bit/s。
賀氏智能Modem是一個重大的進步，1981年賀氏通訊研制成功。智能Modem是一個簡單的300bpsModem，使用的是Bell103信令標準，內置了一個小型控制器，可以讓計算機發送命令來控制電話線，例如摘機，撥號，重撥，掛機等功能。
在智能Modem之前，幾乎所有的Modem都需要兩個步驟來產生一個連接：第一步，人工在電話機上撥叫對方的號碼，然后將聽筒放在Modem附帶的acoustic coupler里，一個用兩個橡膠杯組成的用來在聲音信號和電信號之間轉換的設備。使用智能Modem就不再需要acoustic coupler，而是直接將modem連接在標準電話線或插座上。然后電腦就能自動完成接通電話并撥叫號碼的功能。這個改變極大的簡化了bulletin board systems (BBS)的安裝和使用。
到1980年代Modem的速率一直沒有多大變化。美國一般使用一種與貝爾212類似的2400 bit/s的系統，而歐洲的系統稍有差別。到1980年代晚期大多數Modem都能支持當時所有的標準，2400bit/s逐漸普及。大量特定用途的標準也被加了進來，通常都是使用高速信道接受低速信道發送，典型的例子就是法國的Minitel 系統，用戶終端大部分時間都在接受信息。Minitel終端的Modem用1200bit/s接受數據75 bit/s發送命令反饋給服務器。
2022年，高通發布首款集成5G與AI處理器的調制解調器驍龍X70，該產品在異構計算架構下實現了能效比和信號處理能力的顯著提升。
基本原理
一般人的語音頻率范圍是300—3400Hz，為了進行話音信號在普通的電話系統中傳輸，在線路上給它分配一定的帶寬，國際標準取4KHz為一個標準話路所占用的頻帶寬度。在這個傳輸過程中：語音信號以300—3400Hz頻率輸入，發送方的電話機把這個語音信號轉變成模擬信號，這個模擬信號經過一個頻分多路復用器進行變化，使得線路上可以同時傳輸多路模擬信號，當到達接收端以后再經過一個解頻的過程把它恢復到原來的頻率范圍的模擬信號，再由接收方電話機把模擬信號轉換成聲音信號。
計算機內的信息是由“0”和“1”組成數字信號，而在電話線上傳遞的卻只能是模擬電信號。不采取任何措施利用模擬信道來傳輸數字信號必然會出現很大差錯（失真），故在普通電話網上傳輸數據，就必須將數字信號變換到電話網原來設計時所要求的音頻頻譜內（即300赫茲3400Hz）。
調制就是用基帶脈沖對載波波形某個參數進行控制，形成適合于線路傳送的信號。
解調就是當已調制信號到達接收端時，將經過調制器變換過的模擬信號去掉載波恢復成原來的基帶數字信號。
采用調制解調器也可以把音頻信號轉換成較高頻率的信號和把較高頻率的信號轉換成音頻信號。所以調制的另一目的是便于線路復用，以便提高線路利用率?；谳d波信號的三個主要參數，可以把調制方式分為三種：調幅、調頻和調相。
常見分類
常見的調制解調器包括:電話調制解調器、電纜調制解調器、無線調制解調器等。
電話調制解調器是計算機與電話線之間進行信號轉換的裝置，其中的調制器是把計算機的數字信號(如文件等)調制成可在電話線上傳輸的聲音信號的裝置。在接收端，解調器再把聲音信號轉換成計算機能處理的數字信號，通過調制解調器和電話線就可以實現計算機之間的數據通信。
adsl(非對稱用戶數字線)modem也是一種連接在電話線路上的調制解調器，和先前的電話調制解調器的主要區別在于，ADSL modem不止局限在普通電話使用的語音載波的頻段，常見的ADSL modem使用編碼正交頻分進行信號調制。
電纜調制解調器是另一種調制解調器，它是利用有線電視雙向同軸網絡提供互聯網相關應用服務的技術，電纜調制解調器使用的是射頻(RF)電視頻道的一段載波頻段，多個線纜modems可以使用一條電視電纜的相同頻段，通過低水平介質訪問協議來實現在同一通道共同工作。典型的“上行”和“下行”信號用頻分復用來隔離，它把用戶要上傳的上行數據以5~42MHz的頻率以QPSK或16QAM的調制方式調制之后向上傳送，傳輸速率從300Kb/s到10Mb/s。對于下行數據，解調的方式是64QAM或256QAM，傳輸速率可達40Mbps，電纜調制解調器現存主要標準為由美國有線電視運營公司成立的行業組織MCNS(多媒體線纜網絡系統)起草的、被ITU批準的J112標準以及IEEE發布的IEEE802.14標準。
傳輸模式
Modem最初只是用于數據傳輸。然而，隨著用戶需求的不斷增長以及廠商之間的激烈競爭，市場上越來越多的出現了一些“二合一”、“三合一”的Modem。這些Modem除了可以進行數據傳輸以外，還具有FAX和語音傳輸功能。
1.傳真模式（Fax Modem）
通過Modem進行傳真，除省下一臺專用傳真的費用外，好處還有很多：可以直接把計算機內的文件傳真到對方的計算機或傳真機，而無需先把文件打印出來；可以對接收到的傳真方便地進行保存或編輯；可以克服普通傳真機由于使用熱敏紙而造成字跡逐漸消退的問題；由于Modem使用了糾錯的技術，傳真質量比普通傳真機要好，尤其是對于圖形的傳真更是如此。Fax Modem大多遵循V.29和V.17FAX協議。其中V.29支持9600bps傳真速率，而V.17則可支持14400bps的傳真速率。
2.語音模式（Voice Modem）
語音模式主要提供了電話錄音留言和全雙工免提通話功能，真正使電話與電腦融為一體。這里，主要是一種新的語音傳輸模式—DSVD（Digital Simultaneous Voice and 數據）。DSVD是由Hayes、Rockwell、U.s.Robotics、英特爾等公司在1995年提出的一項語音傳輸標準，是現有的V.42糾錯協議的擴充。DSVD通過采用Digi Talk的數字式語音與數據同傳技術，使Modem可以在普通電話線上一邊進行數據傳輸一邊進行通話。
DSVD Modem保留了8K的帶寬（也有的Modem保留8.5K的帶寬）用于語音傳送，其余的帶寬則用于數據傳輸。語音在傳輸前會先進行壓縮，然后與需要傳送的數據綜合在一起，通過電話載波傳送到對方用戶。在接收端，Modem先把語音與數據分離開來，再把語音信號進行解壓和數/模轉換，從而實現的數據/語音的同傳。DSVD Modem在遠程教學、協同工作、網絡游戲等方面有著廣泛的應用前景。由于DSVD Modem的價格比普通的Voice Modem要貴，而且要實現數據/語音同傳功能時，需要對方也使用DSVD Modem，從而在一定程度上阻礙了DSVD Modem的普及。
傳輸速率
Modem的傳輸速率，指的是Modem每秒鐘傳送的數據量大小。通常所說的14.4K、28.8K、33.6K等，指的就是Modem的傳輸速率。傳輸速率以bps（比特/秒）為單位。因此，一臺33.6K的Modem每秒鐘可以傳輸33600bit的數據。Modem在傳輸時都對數據進行了壓縮，因此33.6K的Modem的數據吞吐量理論上可以達到115200bps，甚至230400bps。
Modem的傳輸速率，實際上是由Modem所支持的調制協議所決定的。在Modem的包裝盒或說明書上看到的V.32.V.32bis、V.34.V.34+、V.fc等等，指的就是Modem的所采用的調制協議。其中V.32是非同步/同步4800/9600bps全雙工標準協議；V.32bis是V.32的增強版，支持14400bps的傳輸速率；V.34是同步28800bps全雙工標準協議；而V.34+則為同步全雙工33600bps標準協議。以上標準都是由ITU（國際通訊聯盟）所制定，而V.fc則是由Rockwell提出的28800bps調制協議，但并未得到廣泛支持。
提到Modem的傳輸速率，就不能不提時下被炒得為熱的56K Modem。其實，56K的標準已提出多年，但由于長期以來一直存在以Rockwell為首的K56flex和以U.S.Robotics為首X2的兩種互不兼容的標準，使得56K Modem遲遲得不到普及。1998年2月，在國際電信聯盟的努力下，56K的標準終于統一為ITU V9.0，眾多的Modem生產廠商亦已紛紛出臺了升級措施，而真正支持V9.0的Modem亦已經遍地開花。56K有望在一到兩年內成為市場的主流。由于國內許多ISP并未提供56K的接入服務，因此在購買56K Modem前，最好先向你的服務商打聽清楚，以免造成浪費。
以上所講的傳輸速率，均是在理想狀況的得出的。而在實際使用過程中，Modem的速率往往不能達到標稱值。實際的傳輸速率主要取決于以下幾個因素：
1．電話線路的質量
因為調制后的信號是經由電話線進行傳送，如果電話線路質量不佳，Modem將會降低速率以保證準確率。為此，在連接Modem時，要盡量減少連線長度，多余的連線要剪去，切勿繞成一圈堆放。另外，最好不要使用分機，連線也應避免在電視機等干擾源上經過。
2．是否有足夠的帶寬
如果在同一時間上網的人數很多，就會造成線路的擁擠和阻塞，Modem的傳輸速率自然也會隨之下降。因此，ISP是否能供足夠的帶寬非常關鍵。另外，避免在繁忙時段上網也是一個解決方法。尤其是在下載文件時，在繁忙時段與非繁忙時段下載所費的時間會相差幾倍之多。
3．對方的Modem速率
Modem所支持的調制協議是向下兼容的，實際的連接速率取決于速率較低的一方。因此，如果對方的Modem是14.4K的，即使用的是56K的Modem，也只能以14400bps的速率進行連接。
傳輸協議
Modem的傳輸協議包括調制協議（Modulation Protocols）、差錯控制協議（Error ctrl Protocols）、數據壓縮協議（數據 Compression Protocols）和文件傳輸協議。
差錯協議
隨著Modem的傳輸速率不斷提高，電話線路上的噪聲、電流的異常突變等，都會造成數據傳輸的出錯。差錯控制協議要解決的就是如何在高速傳輸中保證數據的準確率。差錯控制協議存在著兩個工業標準：MNP4和V4.2。其中MNP（Microcom Network Protocols）是Microcom公司制定的傳輸協議，包括了MNP1—MNP10。由于商業原因，Microcom只公布了MNP1—MNP5，其中MNP4是被廣泛使用的差錯控制協議之一。而V4.2則是國際電信聯盟制定的MNP4改良版，它包含了MNP4和LAP-M兩種控制算法。因此，一個使用V4.2協議的Modem可以和一個只支持MNP4協議的Modem建立無差錯控制連接，而反之則不能。所以在購買Modem時，最好選擇支持V4.2協議的Modem。
另外，市面上某些廉價Modem卡為降低成本，并不具備硬糾錯功能，而是使用使用了軟件糾錯方式。大家在購買時要注意分清，不要為包裝盒上的“帶糾錯功能”等字眼所迷惑。
數據壓縮協議
為了提高數據的傳輸量，縮短傳輸時間，現時大多數Modem在傳輸時都會先對數據進行壓縮。與差錯控制協議相似，數據壓縮協議也存在兩個工業標準：MNP5和V4.2bis。MNP5采用了Run-Length編碼和Huffman編碼兩種壓縮算法，最大壓縮比為2:1。而V4.2bis采用了Lempel-Ziv壓縮技術，最大壓縮比可達4:1。這就是為什么說V4.2bis比MNP5要快的原因。要注意的是，數據壓縮協議是建立在差錯控制協議的基礎上，MNP5需要MNP4的支持，V4.2bis也需要V4.2的支持。并且，雖然V4.2包含了MNP4，但V4.2bis卻不包含MNP5。
文件傳輸協議
文件傳輸是數據交換的主要形式。在進行文件傳輸時，為使文件能被正確識別和傳送，需要在兩臺計算機之間建立統一的傳輸協議。這個協議包括了文件的識別、傳送的起止時間、錯誤的判斷與糾正等內容。常見的傳輸協議有以下幾種：
ASCII：這是最快的傳輸協議，但只能傳送文本文件。
Xmodem：這種古老的傳輸協議速度較慢，但由于使用了CRC錯誤偵測方法，傳輸的準確率可高達99.6%。
Ymodem：這是Xmodem的改良版，使用了1024位區段傳送，速度比Xmodem要快。
Zmodem：Zmodem采用了串流式（streaming）傳輸方式，傳輸速度較快，而且還具有自動改變區段大小和斷點續傳、快速錯誤偵測等功能。這是最流行的文件傳輸協議。
除以上幾種外，還有Imodem、Jmodem、Bimodem、Kermit、Lynx等協議。
安裝方法
Modem的安裝過程可以分為硬件安裝與軟件安裝兩步。
硬件安裝
1.外置式Modem的安裝：
第一步：連接電話線。把電話線的RJ11插頭插入Modem的Line接口，再用電話線把Modem的Phone接口與電話機連接。
第二步：關閉計算機電源，將Modem所配的電纜的一端（25針陽頭端）與Modem連接，另一端（9針或者25針插頭）與主機上的COM口連接。
第三步：將電源變壓器與Modem的POWER或AC接口連接。接通電源后，Modem的MR指示燈應長亮。如果MR燈不亮或不停閃爍，則表示未正確安裝或Modem自身故障。對于帶語音功能的Modem，還應把Modem的SPK接口與聲卡上的Line In接口連接，當然也可直接與耳機等輸出設備連接。
另外，Modem的MIC接口用于連接駐極體麥克風，但最好還是把麥克風連接到聲卡上。
2.內置式Modem的安裝：
第一步：根據說明書的指示，設置好有關的跳線。由于COM1與COM3、COM2與COM4共用一個中斷，因此通?？稍O置為COM3/IRQ4或COM4/IRQ3。
第二步：關閉計算機電源并打開機箱，將Modem卡插入主板上任一空置的擴展槽。
第三步：連接電話線。把電話線的RJ11插頭插入Modem卡上的Line接口，再用電話線把Modem卡上的Phone接口與電話機連接。此時拿起電話機，應能正常撥打電話。
軟件安裝
當硬件安裝完成后，打開計算機，外置式Modem還應打開Modem的開關。對于大多數Modem，Windows 98會報告“找到新的硬件設備”，此時只需選擇“硬件廠商提供驅動程序”，并插入Modem的安裝盤即可。如果Windows 98啟動后未能偵測到Modem，也可以按以下步驟完成安裝：
第一步：進入Windows 95的“控制面板”，雙擊“調制解調器”圖標，并在屬性窗口中單擊“添加”按鈕
第二步：選中“不檢測調制解調器，而將從清單中選定一個”，然后單擊“下一步”
第三步：在Modem列表中選擇相應的廠商與型號，然后單擊“下一步”?；蛘卟迦隡odem的安裝盤后，選擇“從磁盤安裝”即可。要證明Modem是否安裝成功，可使用Windows 98附件中的電話撥號程序隨便撥打一個電話，如果成功的話，說明Modem已被正確安裝。對于上網用戶，還需要安裝撥號網絡和協議。
附Modem指示燈含義：
POWER：電源指示燈
DSL(adslLINK)：信號燈，開啟后急速閃耀，然后常亮綠色。工作狀態下，常亮以外情況均屬不正常
ADSL-ACT：信號數據燈，有數據傳輸時閃耀，無時常暗
ETH(ETHNET)(LAN-LINK)：局域網燈，開啟后常亮紅色，表示你的網卡和modem之間連接正常，否則請檢查你的網卡和網卡線（較粗的那根）
LAN-ACT：局域網數據燈，有數據傳輸時閃耀，無時常暗
MR：Modem已準備就緒，并成功通過自檢。
TR：終端準備就緒。
SD：Modem正在發出數據。
RD：Modem正在接收數據。
OH：摘機指示，Modem正占用電話線。
CD：載波檢測，Modem與對方連接成功。
RI：Modem處于自動應答狀態。某些Modem用AA表示。
HS：高速指示，速率大于9600。
PS: 若modem上所有燈常亮，連接不上寬帶，請關閉modem電源后過會再試，并延長間隔時間，若以上方法試后，仍所有燈常亮，請聯系當地電信部門報告modem問題
芯片相關
Modem的芯片就好像處理器的品牌一樣有不同廠家的產品，其中占有量最大的是ROCKWELL芯片，它占全球市場份額的70%左右，地位和處理器市場上的英特爾差不多，國內大多數外置Modem產品采用的都是ROCKWELL芯片。其次是TI芯片，著名的USR“大黑貓”就用TI芯片。除此以外，還有Cirrus Logic的產品，不過使用這種芯片的外置Modem比較少?？偟膩砜?，采用ROCKWELL芯片的Modem的性能和穩定性都比采用其他芯片的Modem要好，但USR的“大黑貓”是個特例。在國際市場上TI芯片的交易價格要比ROCKWELL芯片低一些。
相關術語
通信協議
通常將通信協議稱為“數據傳輸標準”。通用的56Kbps數據傳輸標準就是ITU指定的V.90協議，它允許調制解調器能夠在標準的電話交換網上實現56Kps的數據傳輸率。Modem的協議，都是裝載在BIOS中的，所以通過刷新BIOS中的內容能實現有限的升級。
糾錯壓縮協議
在網絡通信時，數據是以數據包的形式發送的，因為信號衰減以及線路質量欠佳，或者受到干擾等問題，經常會有傳輸中數據包丟失或受損的現象。糾錯協議的作用就是偵測收到的數據包是否有錯誤，一旦發現錯誤，糾錯協議將努力重新獲得正確的數據包或通過算法來嘗試修復受損的數據包。常見的糾錯協議有V.42和MNP系列。V.42是ITU-T（國際通訊聯盟）推出的糾錯協議，它的作用是一旦發送端發送的數據包丟失，接收方能立即要求對方重新發送該數據包。MNP則是微軟提出的一系列協議，分MNP1--MNP10一共10個級別，級別越高功能就越強，并且能夠向下兼容，MNP的作用是一旦V.42未能完成申請出錯數據包重新發送的任務，它將嘗試糾錯。這兩種糾錯協議都是Modem普遍支持的。V.42協議還另外負擔數據壓縮的任務。
AT命令
(AT Commands)
由Hayes公司發明，已成為事實上的標準并被所有調制解調器制造商采用的一個調制解調器命令語言。每條命令以字母“AT”開頭，因而得名。AT后跟字母和數字表明具體的功能，例如“ATDT”是撥號命令，其它命令有“初始化調制解調器”、“控制揚聲器音量”、"規定調制解調器啟動應答的振鈴次數“、”選擇錯誤校正的格式"等等，不同牌號調制解調器的AT命令并不完全相同，請仔細閱讀MODEM用戶手冊，以便正確使用AT命令。
波特率
(Baud Rate)
模擬線路信號的速率，也稱調制速率，以波形每秒的振蕩數來衡量。如果數據不壓縮，波特率等于每秒鐘傳輸的數據位數，如果數據進行了壓縮，那么每秒鐘傳輸的數據位數通常大于調制速率，使得交換使用波特和比特/秒偶爾會產生錯誤。
DCE
“數據 Communication Equipment(數據通信設備)"的首字母縮略詞。DCE提供建立、保持和終止聯接的功能，調制解調器就是一種DCE。
DTE
“Data Terminal Equipment(數據終端設備)"的首字母縮略詞。DTE提供或接收數據。聯接到調制解調器上的計算機就是一種DTE。
其他
線路速率(Line Rate)
又稱DCE速率，單位是bit/s(bps)。指的是連結兩個調制解調器之間的電話線(或專線)上數據的傳輸速率。常見速率有56000bps、334bps、28800bps等等。
端口速率(Port Rate)
又稱DTE速率或最大吞吐量。指的是計算機串行通訊接口到調制解調器的傳輸速率。由于現今調制解調器幾乎都支持該速率的V.42bis和MNP5壓縮標準(壓縮比都是4:1)，所以這一速率一般比線路速率高得多。
專線/撥號
專線指的是普通的兩根無源(或有源)電線。在專線上撥號沒有撥號音，因而需專門硬件支持。撥號線就是普通電話線，通過電話系統撥號。常見的調制解調器都支持撥號線，而不一定支持專線。
遠程設置(Remote Setup)
指本地調制解調器與遠方調制解調器連通后，遠方使用者能對本地調制解調器的參數進行設置。
數據位和流量控制
Modem在傳輸數據時，每傳送一組數據，在數據包中都要含有相應的控制數據，不同的通訊環境下都有不同的數據位和結束位標準。流量控制是用于協調Modem與計算機之間的數據流傳輸的，它可以防止因為計算機和Modem之間通信處理速度的不匹配而引起的數據丟失。流量控制分硬件流量控制（RTS/CTS）和軟件流量（XON/XOFF）控制兩種形式。
數據/語音同傳（SVD）
所謂數據/語音同傳，就是在MODEM進行數據通訊的同時還可以利用普通電話機通話。根據具體實現方式的不同，數據/語音同傳有模擬數據/語音同傳（ASVD：Analog Simultaneous Voice and 數據）和數字數據/語音同傳（DSVD：Digital Simultaneous Voice and Data）兩種。
參考資料 >