Để hai modem liên lạc với nhau, chúng phải chia sẻ cùng giao thức. Giao thức (protocol) và một đặc điểm kỹ thuật quyết định cách hai thực thể liên lạc với nhau. Cũng như con người phải tham gia cùng ngôn ngữ và từ vựng nói chuyện với nhau, hai máy tính hai modem cũng phải chia sẻ một giao thức chung. Với modem, giao thức quyết định bản chất của tín hiệu analog mà thiết bị tạo ra từ dữ liệu số của máy tính.
Bell Labs (thiết lập tiêu chuẩn đầu tiên cho các modem 300bps) và CCITT là hai hội đồng đặt ra các tiêu chuẩn cho giao thức của modem. CITT viết tắt của Comite’ Consultatif International Telephonique et Telegraphique, từ tiếng Pháp dịch qua tiếng Anh là Ủy ban tư vấn đề điện thoại và điện báo quốc tế (Consultative Committee on International Telephone and Telegraph). Tổ chức này được đổi tên là Hiệp hội viễn thông quốc tế (ITU: Internatioal Telecommunication Union) vào đầu thập niên 1990, nhưng những giao thức lại được phát triển dưới tên cũ. Những giao thức vừa mới phát triển được gọi là tiêu chuẩn ITU-T, chính là Ban tiêu chuẩn hóa, viễn thông (Telecommunication Standardization Sector) của ITU. Phần lớn modem sản xuất những năm gần đây phù hợp với các tiêu chuẩn mà CCITT/ITU phát triển.
ITU, có trụ sở tại Geneva, Thụy Sĩ là một Ban chuyên gia kỹ thuật quốc tế có trách nhiệm phát triển các tiêu chuẩn truyền thông dữ liệu cho quốc tế. Nhóm này đặt dưới sự bảo trợ tổ chức của Liên hiệp quốc và các thành viên là đại diện của các nhà sản xuát modem chủ yếu nhà phân phối chính (như là AT&T), các cơ quan chính phủ. ITU thiết lập những tiêu chuẩn và giao thức truyền thông trong nhiều khu vực, vì thế một modem thường có nhiều tiêu chuẩn khác nhau, tùy thuộc vào các tính năng và khả năng của nó.
Tất cả modem được bán ngày nay hỗ trợ các giao thức ITU như sau:
+ ITU V.90 (điều biến)
+ ITU V.92 (điều biến)
+ ITU V-42 (sửa đổi)
+ ITU V.42 bis (nén dữ liệu)
+ ITU V.44 (nén dữ liệu)
Tuy nhiên, các modem đầu tiên hỗ trợ nhiều giao thức độc quyền và tiêu chuẩn công nghiệp cho sự điều biến, sửa lỗi và nén dữ liệu.
Phần lớn modem ngày nay cũng hỗ trợ Giao thức mạng Microcom độc quyền (MNP; Microcom Network Protocol) MNP10 và Tiêu chuẩn sửa lỗi MNP10EC cho một kết nối tốt hơn trong các phiên liên lạc thông thường có dây và không dây (di động).
Ghi chú:
Thuật ngữ giao thức (protocol) cũng được sử dụng để mô tả các tiêu chuẩn phần mềm phải được thiết lập giữa các máy tính khác nhau để cho chúng liên lạc với nhau, như là TCP/IP.
Modem được điều khiển thông qua các lệnh AT, là chuỗi văn bản được gửi bằng phần mềm đến modem để kích hoạt các tính năng của modem. Cho thí dụ, lệnh ATDT với số điện thoại theo sau làm modem quay đúng số này bằng cách sử dụng chế độ quay số theo tín hiệu. Các ưng dụng dùng modem thường tạo ra lệnh AT cho bạn, nhưng bạn có thể kiểm tra trực tiếp môt modem bằng cách dùng một chương trình truyền thông với chế độ đầu cuối hay thậm chí lệnh DOS ECHO.
Tốc độ Bit và Baud
Khi nói đến tốc độ truyền của modem, thuật ngữ baud rate và bit rate thường gây lẫn lộn, Baud rate (tên đặt theo người Pháp Emile Baudot, người phát minh ra máy in điện báo không đồng bộ) là tốc độ mà một tín hiệu giữa hai thiết bị thay đổi trong một giây. Nếu một tín hiệu giữa hai modem thay đổi tần số hay pha ở tốc độ 300 lần/giây, cho ví dụ, thiết bị này được cho là truyền thông ở 300 baud.
Do đó, baud là tốc độ truyền tín hiệu, không phải tốc độ truyền dữ liệu. Số lượng bit của mỗi baud được dùng để xác định tốc độ truyền dữ liệu thực sự (diễn đạt chính xác bằng bps hay Kbps).
Modem quay số hiện đại mỗi baud truyền và nhận nhiều bit hơn modem 300bps đầu tiên (cũng chạy mức 300 baud). Do sự tương quan giữa bit và baud khác nhau cho mỗi điều biến ngày nay chúng ta chỉ nhắc đến tốc độ bit dữ liệu theo số bit cho mỗi giây (bps: bits per second). Bảng 16.3 thể hiện các tốc độ khác nhau được cho phép bởi các giao thức modem phổ biến trong nhiều năm.
Bảng 16.3. Các tốc độ và giao thức modem phổ biến
Giao thức của Modem | Tốc độ | Ghi chú |
Bell 103 | 300bps | U.S/Cannada |
CCITT V.21 | 300bps | International |
Bell 212A | 1.200bps | U.S/Cannada |
ITU V.22 | 1.200bps | International |
ITU V.22 bis | 2.400bps | Universal |
ITU V.32 | 9.6Kbps | Universal |
ITU V.32bis | 14.4Kbps | Universal |
ITU V.34 | 28.8Kbps | Universal |
ITU V.34 annex | 33.6Kbps* | Universal |
ITU V.90 | 56Kbps* | 33.6Kbps analog upload |
ITU V.92 | 56Kbps* | Optional 48Kbps digital upload |
*Do cân nhắc về nhiễu xuyên âm (crosstalk), Ủy ban truyền thông liên bang (FCC: Federal Communications Commission) và Ủy ban viễn thông vô tuyến truyền hình cho người Canada (CRTC: Canadian Radio-television and Telecommunications Commission) hạn chế sản lượng điện của modem, tối đa 53.3Kbps.
Các tiêu chuẩn điều biến
Modem bắt đầu với sự điều biến, là phương thức tín hiệu điện tử được modem sử dụng. Sử điều biến là sự khác biệt trong một số khía cạnh của tín hiệu được truyền. Bằng cách dùng một mẫu được xác định trước điều biến tín hiệu, modem mã hóa dữ liệu máy tính và gửi nó đến một modem khác giải điều biến (hay giải mã) tín hiệu. Các modem phải dùng cùng phương thức điều biến để hiểu nhau. Mỗi tốc độ dữ liệu dùng một phương pháp điều biến và đôi khi nhiều hơn một phương thức có sẵn cho một tốc độ cụ thể.
Bất kế phương thức điều biến nào, tất cả modem đều phải thực hiện công việc: Đổi dữ liệu số được dùng trong máy tính (ON-OFF, 1-0) thành dữ liệu analog được dùng bởi các mạch của công ty điện thoại, đã được xây dựng trong khoảng vài năm và không bao giờ dùng cho máy tính. Đó là “sự điều biến (modulate)” trong modem. Khi tín hiệu analog này được máy tính khác nhận, tín hiệu đổi trở lại thành dữ liệu dạng số (xem hình 16.6). Đó là “giải điều biến (demodulate)” trong modem.
Các phương thức điều biến tốc độ nhất là:+ Điều biến dịch tần (FSK: Frequency-shift keying). Một hình thức điều biến tần số hay còn gọi là FM. Bằng cách tạo ra và giám sát các thay đổi tần số trong một tín hiệu được gửi qua đường điện thoại, hai modem có thể gửi thông tin cho nhau.
+ Điều biến dịch pha (PSK: Phase-shift keying). Một hình thức điều biến pha trong đó thời gian tín hiệu sóng mang bị thay đổi và tần số vẫn giữ nguyên.
+ Điều chế biên độ vuông góc (QAM: Quadrature amplitude modulation). Một kỹ thuật điều chế kết hợp những thay đổi pha với các biên đổi biên độ tín hiệu, kết quả là một tín hiệu mang được nhiều thông tin hơn những phương thức khác.
+ Điều biến mã xung (PCM: Pulse code modulation). Một kỹ thuật điều chế tín hiệu số, một tín hiệu được lấy mẫu tại các khoảng thời gian giống nhau và mỗi mẫu được lượng tử hóa thành một mã số. PCM được dùng trong giao thức V.90 và V.92.
Hầu hết các giao thức của modem cho phép vận chuyển song công (full-duplex operation), nghĩa là liên lạc cùng lúc theo hai hướng ở cùng tốc độ. Một cuộc gọi điện thoại, cho thí dụ, là song công bởi vì cả hai bên nói chuyện với nhau. Trong chế độ một chiều (half-duplex mode), liên lạc theo hai hướng, nhưng chỉ một bên truyền tải cùng một lúc. Một cuộc gọi vô tuyến trong đó chỉ một bên nói là một ví dụ về liên lạc đơn công.
Những giao thức này được tự động dàn xếp giữa modem của bạn và modem phía đầu kia của kết nối. Về cơ bản, các modem bắt đầu với giao thức nhanh nhất chung cho cả hai và vận hành theo cách của chúng để về sự kết hợp tốc độ/giao thức theo điều kiện tại thời điểm cuộc gọi.
Giao thức ITU V.90 và V.92 là các giao thức tiêu chuẩn công nghệ phổ biến nhấn ngày nay các modem V.92 cũng hỗ trợ V.90.
Theo “Nâng cấp và sửa chữa máy tính” Scott Mueller