為什麼調制解調器會有不同的速度？

調制解調器的速度，是由發送和接收方之間的媒介——信道決定的。另一方面，在通信中，用“信噪比”來度量噪聲對信號的影響。信道的頻率響應和信噪比是影響通信速度的重要參數。在同一信道，通信速度還與編碼技術有關。

在選購調制解調器時，我們會注意到產品最重要的指標之一是速度。速度通常是以比特/秒或K（1K=1000）比特/秒來度量的。例如，2K比特/秒錶示調制解調器每秒鐘能傳送2000位二進制數。調制解調器的速度越快，我們上網或交換文件就越方便。大約20年前調制解調器剛問世時，速度是300比特/秒。現在，市場上常見的是33.6K比特/秒和56K比特/秒。那麼，調制解調器的速度是由什麼決定的，將來還會提高嗎？

通信所能達到的最大速度，是由發送和接收方之間的媒介——信道決定的。比如我們説話，其溝通的速度就取決於我們能講得多快（每分鐘幾個音節）和每個音節能表達多少意思。如果房間的回聲很厲害，我們就不能講得太快，否則前後發的音就會混在一起。這種“回聲”效應在通信中用“頻率響應”來度量。另一方面，如果周圍的噪聲很大而我們又不能再提高音量，那我們就應避免使用聲音相近的音節，以免被聽錯，這就減少了每個音節所能表達的意思。在通信中，用“信噪比”來度量噪聲對信號的影響。信道的頻率響應和信噪比是影響通信速度的重要參數。

當然，在同一信道，通信速度還與所用的方式有關。這種方式在通信中叫做編碼技術。編碼的好壞直接影響到通信的速度。

1948年，貝爾實驗室的科學家香農創立了通信的數學理論，提出了根據一個信道的頻率響應和信噪比計算傳輸速度極限的方法。只有當傳輸速度低於這個極限，我們才能無錯誤地傳送數據。但是，至今人們還沒有找到達到這一極限的一般方法。對每一個具體的信道，我們必須找到適當的方法糾正信號傳送中的失真，並通過編碼來發現和糾正由於噪聲造成的錯誤。隨着這些技術的不斷改進，數據傳送的速度也得以不斷提高，從最初的300比特/秒到1200、2400、9600、14400、19200比特/秒等。對電話線來説，目前達到的33.6K比特/秒已經很接近“香農極限”了。

那麼，我們又如何超越“香農極限”而達到56K比特/秒的速度呢？這是利用了電話線路的特殊性。當今絕大多數的電話網絡都是數字式的，用户的語音或調制解調器的信號都是連續變化的電壓，稱為模擬信號。在通常情況下，它通過普通的電話線（稱為本地環）送到電話分局。在分局的數字交換機上，這些電壓被轉換成數字信號（稱為量化），再通過分局之間的數字網傳到受話者所在的分局。在那裏，這些數字信號再被還原成模擬信號，通過本地環傳給受話者。上述的量化過程是不很精確的。在電話系統中，每個模擬信號只被量化成一個8位二進制數。量化時，交換機根據用户送來的模擬信號，送出與之最接近的預設值所對應的數字。而最終受話者得到的，就是這個預設值。所以，用户實際發送的電話與交換機所選預設值之間的差別就成了信道中的誤差或噪聲，稱為量化噪聲。這種設計對語音傳送是比較理想的，但對傳統的調制解調器（33.6K比特/秒）來説，量化噪聲就構成了信道噪聲的主要來源，從而限制了調制解調器的最高速度。

56K比特/秒的技術則不同。這種技術要求通信的一方直接接入數字電話網。通常這是因特網服務提供者（ISP）。而我們用户則通過本地環接入電話網。在下傳方向（從ISP到用户方向），發送方直接將數據送人數字電話網，而不經過量化，這樣就沒有量化噪聲。用户的調制解調器只要根據所收到的模擬信號判明分局交換機發送的是那一個預設值，就能得到所要接收的數據。而在上載方向（用户到ISP），仍然要量化，所以也仍採用傳統的技術，最大速度為31.2K比特/秒。由於大多數用户很少上載大的文件，這種非對稱的安排是較合適的。

由此可見，我們之所以能在下傳方向達到高速度，是因為所用的信道與以前不同了。這並不違反香農的理論。電話網內部給每個用户的容量是64K比特/秒，我們又需要犧牲一些速度來補償本地環上的信道失真，56K比特/秒的速度也幾乎達到了這種技術的極限。

需要注意的是56K比特/秒的速度並不是隨處都能達到的，有很多因素都會使我們達不到最高速度。通常，能達到40多K比特/秒就很不錯了。

綜上所述，目前調制解調器的速度已接近電話系統能力的極限。再要進一步提高，就需要採用ISDN、DSL等技術。

還有一點需要指出，調制解調器的標示速度並不等於實際的文件傳送速度。原因在於，首先，調制解調器會根據線路質量自動選擇最優速度，並不總是使用最高速度。其次，網絡其他部分的情況，如因特網的速度、ISP及被尋訪站點的負荷，以及計算機與調制解調器之間接口的速度等，都會影響最終的傳送速度。另外，所傳送文件的可壓縮性也是一個重要影響因素。