كيف يعمل جهاز المودم؟

يعتبر المودم جهاز ضروري للغاية للذين يودون الاتصال بكمبيوتر آخر يكون عادة بعيداً عن الكمبيوتر الأول وذلك عن طريق خط الهاتف.

وتأتي كلمة مودم من إختصار كلمتي (Modulator/Demodulator) أي المعدّل\الكاشف. ويركّب الجهاز بين الكمبيوتر وقابس الهاتف ويتكفل بترجمة الإشارات المتقطعة (Digital Signals) التي تصدر عن الكمبيوتر إلى إشارات متصلة (Analog Signals) تفهمها شبكة الهاتف وبالعكس.

التحويل

وتتم عملية الترجمة هذه لأن إشارات الكمبيوتر وإشارات الهاتف غير متوافقة بين بعضها. فإشارات الكمبيوتر المتقطعة هي عبارة عن إشارات رقمية أي أنها على شكل الترقيم الثنائي (في صورة صفر أو واحد). أما إشارات الهاتف المتصلة فهي كالصوت أو الموسيقى تحتوي عدداً لا متناهياً من المستويات.

ويقوم المودم بترجمة بيانات الكمبيوتر (ذات الرسم المربع-rectangular) إلى إشارات متصلة (ذات الرسم الجيبي-sinosoidal) ليمكنها عبور خطوط الهاتف.

ويلعب مودم الكمبيوتر المرسِل دور المعدّل (تحويل المتقطع إلى متصل) بينما يلعب مودم الكمبيوتر المستقبِل دور الكاشف (تحويل المتصل إلى متقطع).

وضعيتا العمل

يمكن لجهاز المودم أن يعمل بإحدى وضعيتين هما وضعية الإزدواجية الكاملة (full duplex) أو وضعية الإزدواجية النصفية (half duplex). ويعمل معظم أجهزة المودم بوضعية الإزدواجية الكاملة أي أنه يمكنهم إرسال واستقبال البيانات في نفس الوقت (تعديل وكشف) مثل المكالمة الهاتفية العادية بين شخصين.

أما الأجهزة التي تعمل بوضعية الإزدواجية النصفية فلا يمكنها الإرسال والاستقبال في نفس الوقت بل مداورة مثل مكالمة عبر الأجهزة اللاسلكية.

سرعة الإرسال

وتصنف أجهزة المودم أيضاً حسب سرعة إرسالها للبياتات. فهي محدودة بقدرة خطوط الهاتف التي لا يمكنها تحمل كثافة بيانات كبيرة.

على سبيل المثال فإن الدقة العالية للإرسال الموسيقي (musical high fidelity) تتطلب قدرة تتراوح بين ٢٠ و٢٠ ألف هيرتز (تعليمة في الثانية) بينما لا تتراوح قدرة خط الهاتف بين ٣٠٠ و٣٣٠٠ هيرتز. وتصنف أجهزة المودم حسب توصيات اللجنة الإستشارية الدولية للتلغراف والتلفون (CCITT).

أجهزة «في. ٢١» و«في. ٢٣»

تعمل أجهزة المودم «في. ٢١» (V21) بسرعة ٣٠٠ بت في الثانية في الإتجاهين وأجهزة «في. ٢٣» (V23) بسرعة ٧٥\١٢٠٠ بت في الثانية في الإرسال ثم الاستقبال. وفي ما يتعلق بهذه الأجهزة فالبت تعادل بود هاتفي (Baud).

غير أن قدرة هذه الخطوط محدودة جداً، ففي إتصال نصفي الإزدواجية يتم تحويل إشارة الكمبيوتر إلى إشارة متصلة بترميز الصفر أو الواحد بذبذبة صوتية (نغمة موسيقية) محددة.

وفي إتصال كامل الإزدواجية يتم ترميز أرقام الصفر والواحد الناتجة عن أحد جهازي الكمبيوتر بشكل مختلف عن أرقام الصفر والواحد الناتجة عن الجهاز الآخر لئلا تختلط هذه الرموز بين بعضها ونحصل بذلك على أربع نبرات مختلفة للصوت.

وتعمل أجهزة المودم الأقل تطوراً بهذه الطريقة التي تفرض سرعة بطيئة في الإتصالات. وتسمى طريقة التعديل هذه «إف. إس. كيه.» (Frequency-Shift Keying) أي ترميز التردد المعدل كون النغمات الصادرة عنها ناتجة من تغيير تردد الموجة الجيبية.

أجهزة «في. ٢٢» و«في. ٢٢ مكرر» و«في. ٣٢»

تعمل هذه الأجهزة بسرعة أكبر من الأجهزة السابقة لأنها تستخدم طريقة تعديل مختلفة. فأجهزة المودم «في. ٢٢» (V22) التي تعمل بسرعة ١٢٠٠ بت في الثانية للإرسال والاستقبال ترمّز إشاراتها بطريقة «دي.بي.إس.كيه.» (Differential Phase Shift Keying) أي ترميز الطور المعدل. فالعمل بالطور يسهّل تسجيل دورانه المتعدد والذي يبلغ ٩٠ درجة. وتوفر أجهزة المودم عند ذلك تعديلاً ذي أربع حالات (دوران قدره صفر و٩٠ و١٨٠ و٢٧٠ درجة) ترمز كل حالة منه زوج بتات (٠٠، ٠١، ١١، ١٠) مما يزيد من تدفق إرسال البتات الذي يبلغ بذلك ضعف التدفق الهاتفي المحسوب بالبود.

أما أجهزة «في. ٢٢ مكرر» (V22 bis) التي تعمل بسرعة ٢٤٠٠ بت في الثانية للإرسال والاستقبال فتصل إلى هذه السرعة بإضافة تعديل رباعي الحالات في السعة (amplitude) على التعديل في الطور مما يوفر ١٦ حالة تعديل يمكنها ترميز مجموعات من أربع بتات يصبح من جرائها حجم التدفق بالبت أربعة أضعاف حجم التدفق بالبود.

وتأتي أخيراً أجهزة «في. ٣٢» التي تعمل بسرعة ٩٦٠٠ بت في الثانية فتعتمد طريقة معقدة في تعديل الطور والسعة تتألف من ٣٢ حالة مشبكة.

في جميع الأحوال فكلما زاد حجم التدفق كلما اعتمد المودم أساليب ملتوية لتجاوز حدود خطوط الهاتف. ويرتفع بذلك سعر هذا المودم أكثر فأكثر لأن تكوينه الإلكتروني يصبح معقداً للغاية إضافة إلى استخدامه أساليب تصحيح الأخطاء الناتجة عن تزايد حساسيته في تسجيل الذبذبات الطفيلية وهي الحساسية الناتجة من دقة مكوناته.