モデムとは

モデム基礎

モデムとは，Modulator(変調)<=>Demodulator(復調)の頭文字をとった略称です。音声を伝送する電話回線を利用して，データ送信を行う場合，この電話回線を通信回線として使うことになります。コンピュータが処理するデジタル信号を直接送ることはできないので，デジタル信号とアナログ信号を相互変換する際にモデムを使います。一般に広く知られたFax，これはデータを読み取りデジタル信号化し，さらにアナログ信号へと変換して送り出しますが，デジタル信号⇒アナログ信号への変換部分にモデムが役目を果たしています。

変調 Modulation

デジタル信号をアナログ信号に変換することを指します。
キャリア【Carrier】(搬送波)と呼ばれる基準信号を基に，信号の振幅を変えたり位相を変えたりすることで，デジタル情報をアナログ信号にのせます。

復調 De-modulation

変調されたアナログ信号から元のデジタル情報を取り出す処理を復調と呼びます。

モデム種類

一般的なモデムは，音声帯域(300～3400Hz)を利用しています。
他にxDSL用のxDSLモデム，ケーブルテレビ用のモデム，無線通信用の無線モデムなど様々な種類があります。

インタフェース

端末とのインタフェースには，通信回線の種類に対応した誤り検出，再送信，データ圧縮などが必要です。

接続方法

端末装置との接続方法としては，RS-232C・RS-422などのシリアル・インタフェースが最も多く使われています。

通信方式

通信方式は下記の3種類があります。

単方向

単方向通信のみ可能で送信側受信側の切り替えのできないもの。

半二重

通信方向を切り替えて使用するもので，送信・受信を同時にできない。
現在でもPOSシステムや銀行向けの業務用システム(全銀手順)の一部で使われている。

全二重

各種複信方式を利用して送受信を同時に行えるようになっているもの。
現在最も一般的に使用されているもの。

同期式・非同期式

モデムと言っても同期式と非同期式と大きく二つに分別されます。
まずはここを抑えておかないと組み込み用にソフトを買っても使えないという事態になります。
海外と違い，日本で専用線を用いたシステムでは同期式モデムが使われていることがほとんどです。
この場合，ソフトモデム側はもちろん，ハードウェア(ボード)上でも同期が取れる仕組みを予め想定した上で設計されていることが重要です。

非同期式モデム

一般的に使われるタイプ。
調歩同期式でビット単位同期，High-Level Data Link Control (HDLC)などのフラグ同期またはキャラクタ同期でブロック単位同期をデータ信号自体で取りながら通信する。
同期モデムに比べて，速度と確実性に劣るが安価であり，ボード製品・ソフト製品もこのタイプが多い。

同期式モデム

一部の業務用で使われるタイプ。
端末装置から別々の信号線で送信されたデータ信号と同期信号を，一つの伝送路で送信し，受信側でデータ信号と同期信号を分離し別々の信号線で端末装置に受信させるものである。
非同期モデムに比べて確実で高速な通信が可能であるが高価である。
日本で使用される専用線を利用したモデムは同期式のものがほとんど。
専用チップもディスコン状態であり，DSPなどで特注で対応してもらう以外にない状態。

ソフトモデム

基本的なモデム(インテリジェントモデム)構成としては，端末装置からアナログ信号とデジタル信号の相互変換を行うADC/DACに接続するまでのトランス・アンプ・イコライザ等のアナログ回路と，ADC/DACと接続され変調・復調・圧縮展開・エラー訂正・コマンド処理を司るDSPとで構成されており，その間はシリアル・インタフェースとなっています。