Modem là gì? Dù đã nghe nhắc nhiều tới nó khi lắp đặt và sử dụng đường truyền mạng Internet nhưng chắc chắn rất nhiều người vẫn chưa biết cụ thể modem là thiết bị gì? nó có chức năng gì? cơ chế hoạt động của modem ra sao? Cùng với bộ định tuyến Router, modem cũng là 1 thiết bị mạng rất quan trọng trong công nghệ ngày nay khi cấu hình hệ thống mạng Internet gia đình hoặc mạng wifi.
Bài viết dưới đây bạn hãy cùng Tip Công Nghệ tìm hiểu chính xác modem là gì? các loại modem thịnh hành trên thị trường hiện nay. Đồng thời bài viết sẽ giúp bạn phân biệt modem và router khác nhau như thế nào? Cùng đọc ngay nhé!
1. Modem là gì?
Modem là từ viết tắt của cụm từ Modulator and Demodulator, dịch ra nghĩa là bộ điều giải, bộ điều chế và giải điều chế. Modem được định nghĩa là một thiết bị mạng quan trọng dùng để kết nối các thiết bị trong mạng với Internet. Nhiệm vụ của modem là điều chế 1 hoặc nhiều tín hiệu sóng mang/ tín hiệu sóng tương tự (Analog carrier waves) để mã hóa các thông tin dữ liệu kỹ thuật số (Digital) giúp truyền đi xa, và giải điều chế các tín hiệu mạng để giải mã tín hiệu số, tạo lại các thông tin dữ liệu kỹ thuật số ban đầu.
Modem thực hiện đồng thời cả 2 nhiệm vụ này và vì lý do này, thuật ngữ modem chính là sự kết hợp giữa “Modulator” và “Demodulator”.
Theo định nghĩa Modem từ Wikipedia:
“Modem (viết tắt từ modulator and demodulator) hay bộ điều giải, là một thiết bị điều chế sóng tín hiệu tương tự để mã hóa dữ liệu số, và giải điều chế tín hiệu mạng để giải mã tín hiệu số.”
Để dễ hiểu thì bạn có thể hiểu Modem là 1 thiết bị có chức năng kết nối mạng gia đình, doanh nghiệp với nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP). Nhiệm vụ của nó là nhận tín hiệu mạng từ ISP như: Viettel, VNPT, FPT Telecom,… điều chế dữ liệu thành tín hiệu để truyền đi dễ dàng và giải mã tín hiệu thành dữ liệu đáng tin cậy.
Modem mã hóa, chuyển đổi các dữ liệu thông tin kỹ thuật số (Digital) từ các thiết bị kết nối mạng (máy tính, điện thoại, laptop) thành tín hiệu tương tự (Analog) để có thể truyền dẫn dễ dàng qua dây dẫn, hệ thống cáp nối đồng trục, cáp quang, đường dây điện thoại DSL. Ngược lại, modem giải mã, dịch các tín hiệu tương tự analog tới nó thành các dữ liệu thông tin kỹ thuật số để máy tính, điện thoại hoặc các thiết bị kết nối Internet khác có thể hiểu và sử dụng được.
Trong những ngày đầu của máy tính, modem được sử dụng chủ yếu để kết nối máy tính với các thiết bị đầu cuối từ xa, cho phép người dùng truy cập thông tin và dịch vụ không có sẵn tại địa phương. Tuy nhiên, ngày nay, modem được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng, bao gồm truy cập Internet, chơi game trực tuyến, làm việc từ xa,…
Mặc dù các loại modem hoạt động khác nhau nhưng chúng đều có chung chức năng chính: cho phép các thiết bị có thể liên lạc với nhau ở khoảng cách xa. Cho dù kết nối Internet từ nhà của bạn hay gửi tệp giữa 2 văn phòng cách xa nhau, các thiết bị này đều có thể thực hiện được.
* Modulator: dịch ra là bộ điều biến, bộ điều chế tín hiệu. Demodulator: dịch ra là bộ giải điều chế, bộ tách sóng.
>> Xem thêm: Router là gì?
2. Chức năng của Modem là gì?
Sau khi đã tìm hiểu khái niệm modem là gì? bạn cũng cần nắm được các chức năng và vai trò của thiết bị modem trong hệ thống mạng máy tính. Dưới đây là các chức năng của modem:
2.1. Điều chế và giải điều chế
Chức năng chính của modem là chuyển đổi tín hiệu tương tự (Analog) từ dây điện thoại, cáp quang, sóng radio, cáp đồng trục,… sang dạng kỹ thuật số (Digital). Ở dạng kỹ thuật số, các tín hiệu được chuyển đổi này được lưu trữ dưới dạng 0 và 1.
Modem có thể thực hiện đồng thời cả 2 nhiệm vụ điều chế và giải điều chế. Điều chế liên quan đến việc mã hóa dữ liệu số thành tín hiệu tương tự của sóng mang, cho phép nó truyền qua đường dây điện thoại hoặc tần số vô tuyến. Modem chủ yếu được sử dụng để truyền dữ liệu số trong hệ thống cá nhân. Modem còn được gọi là bộ dịch tín hiệu vì nó dịch tín hiệu này sang tín hiệu khác bằng cách điều chế tín hiệu số thành tín hiệu tương tự để truyền dẫn và sau đó giải điều chế tín hiệu tương tự thành tín hiệu số để máy tính hoặc thiết bị có thể hiểu và xử lý được.
2.2. Kết nối Internet
Modem và Router là hai trong số những thành phần thường gặp nhất trong cấu hình mạng gia đình. Bộ định tuyến Router thiết lập mạng cục bộ (LAN), trong khi modem kết nối với nhà cung cấp dịch vụ internet (ISP). Để mạng gia đình hoạt động, cần có cả 2 thiết bị này.
Có thể hiểu Modem giống như là “cánh cổng” giúp kết nối các thiết bị như máy tính, điện thoại, laptop,… với Internet. Modem là thiết bị mạng quan trọng cho phép máy tính và các thiết bị khác liên lạc với nhau qua đường dây điện thoại, đường cáp hoặc kết nối vệ tinh. Modem có vai trò cần thiết để kết nối với Internet thông qua dịch vụ của nhà mạng cũng như để gửi và nhận dữ liệu qua mạng. Tùy thuộc vào loại kết nối, bạn có thể sử dụng loại Modem ADSL, Modem cáp quang hoặc Modem không dây.
Nếu bạn dùng mạng điện thoại 3G/4G/5G thì có thể không cần dùng tới Modem mạng. Nhưng nếu dùng mạng Internet wifi hoặc mạng dây qua nhà cung cấp dịch vụ ISP thì bắt buộc cần tới Modem để có thể kết nối Internet. Thông thường hiện nay các nhà cung cấp dịch vụ mạng thường cấp Modem miễn phí đi kèm theo gói đăng ký mạng Internet.
Thực ra, bạn cũng không nhất thiết phải có modem độc lập để kết nối với Internet. Điều này phụ thuộc vào ISP và cách họ cung cấp kết nối băng thông rộng cho người dùng. ISP của bạn có thể cung cấp cho bạn cáp Ethernet và bạn chỉ cần cắm trực tiếp đầu cáp mạng Ethernet vào cổng mạng trên máy tính của bạn mà không cần modem để chuyển đổi qua lại giữa tín hiệu analog và kỹ thuật số.
2.3. Truyền và nhận dữ liệu
Modem có chức năng như chiếc cầu nối để truyền dữ liệu và nhận dữ liệu hiệu quả qua dây điện thoại, cáp quang, cáp đồng trục, sóng wifi hoặc kết nối vệ tinh. Chúng nhận gói Internet từ nhà mạng, truyền tới Router tiếp nhận và truyền tới các thiết bị sử dụng mạng Internet qua dây cáp Ethernet hoặc sóng Wifi không dây.
Nhờ có Modem mà tất cả dữ liệu của người dùng tạo ra có thể được gửi đi và nhận trên phạm vi toàn cầu.
Ví dụ:
- Khi bạn gửi email, truy cập vào trang web, xem video trực tuyến, download các file, modem A sẽ mã hóa các dữ liệu này thành tín hiệu tương tự để truyền qua đường truyền Internet. Sau đó, modem B nhận các tín hiệu này từ mạng Internet, giải mã nó thành dữ liệu số để hiển thị trên máy tính hoặc thiết bị của bạn.
Bên cạnh các chức năng chính quan trọng chuyển đổi tín hiệu số thành tương tự, truyền nhận dữ liệu bên trên, modem còn thực hiện nhiều nhiệm vụ khác. Chúng giảm thiểu các lỗi xảy ra trong quá trình truyền tín hiệu. Chúng cũng có chức năng nén dữ liệu được gửi qua tín hiệu, điều chỉnh thông tin được gửi qua mạng.
2.4. Kiểm soát lưu lượng
Kiểm soát luồng lưu lượng mạng là điều quan trọng để duy trì sự cân bằng giữa tốc độ truyền và nhận dữ liệu. Các thiết bị khác nhau có tốc độ gửi tín hiệu khác nhau. Do đó, nó sẽ tạo ra vấn đề trong việc nhận tín hiệu nếu một trong hai tín hiệu chậm.
Modem thực hiện cơ chế kiểm soát luồng hiệu quả để điều chỉnh luồng dữ liệu giữa người gửi và người nhận, kiểm soát lưu lượng dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng, ngăn ngừa tình trạng quá tải dữ liệu và đảm bảo liên lạc thông suốt. Nó giúp phân phối băng thông mạng hợp lý cho các thiết bị khác nhau, đảm bảo không có thiết bị nào chiếm hết tài nguyên mạng.
Trong cơ chế kiểm soát luồng, modem thiết lập quy tắc ưu tiên hoặc hạn chế lưu lượng của từng thiết bị. Cái nào chậm hơn sẽ báo hiệu cái nào tạm dừng nhanh hơn, bằng cách gửi một ‘ký tự‘. Khi nó sẵn sàng bắt kịp ký tự nhanh hơn, một ký tự khác sẽ được gửi, từ đó tiếp tục luồng tín hiệu.
Đồng thời, modem cũng có khả năng kiểm soát lưu lượng dựa vào các quy tắc bảo mật được thiết lập, nhằm ngăn chặn hoặc giới hạn truy cập của 1 số thiết bị không được quyền.
2.5. Nén dữ liệu
Nén dữ liệu là một chức năng quan trọng khác của modem. Nó liên quan đến việc nén dữ liệu số trước khi truyền để giảm kích thước tệp. Nhờ chức năng này của modem, các dữ liệu truyền đi được đóng gói thành 1 tệp nhỏ từ đó gửi đi nhanh hơn, rút ngắn thời gian gửi dữ liệu. Kỹ thuật nén này tối ưu hóa việc sử dụng băng thông và nâng cao tốc độ truyền tải tổng thể. Đồng thời cũng giúp giảm thiểu phát sinh lỗi trong quá trình truyền tín hiệu.
>> Xem thêm: Thiết bị đầu cuối là gì?
2.6. Sửa lỗi
Modem có công dụng kiểm soát và sửa lỗi hiệu quả trong quá trình truyền dữ liệu. Trong quá trình truyền dữ liệu giữa các modem, có thể xảy ra trường hợp mất, thay đổi hoặc hỏng dữ liệu do nhiễu nếu như không kiểm soát lỗi. Điều này khiến cho modem hoạt động có hiệu suất kém thậm chí hỏng hoàn toàn modem.
Để khắc phục, modem có tính năng chủ động sửa chữa lỗi, sử dụng các kỹ thuật sửa lỗi để phát hiện và khắc phục những lỗi này một cách nhanh nhất, đảm bảo trao đổi dữ liệu chính xác và đáng tin cậy.
Trong quá trình này, thiết bị sẽ kiểm tra xem thông tin họ nhận được có còn nguyên vẹn hay không. Nó chia thông tin thành các gói gọi là khung. Trước khi gửi thông tin này, nó gắn thẻ mỗi khung bằng tổng kiểm tra. Tổng kiểm tra là một phương pháp kiểm tra sự dư thừa trong dữ liệu có trên máy tính. Thiết bị nhận thông tin sẽ xác minh xem thông tin có khớp với tổng kiểm tra được gửi bởi modem sửa lỗi hay không. Nếu nó không khớp với tổng kiểm tra, thông tin sẽ được gửi lại.
Nhờ có tính năng này giúp cải thiện được chất lượng kết nối, đảm bảo dữ liệu nhận chính xác.
Ngoài ra một số dòng modem hiện đại ngày nay còn được tích hợp thêm 1 số tính năng như tính năng định tuyến, tính năng WiFi, tính năng bộ lưu trữ vô cùng hữu ích cho người dùng. Cùng với đó, Modem thường bao gồm các tính năng bảo mật như tường lửa, mã hóa và kiểm soát truy cập để bảo vệ thông tin liên lạc trên mạng khỏi bị truy cập trái phép, vi phạm dữ liệu và các hoạt động độc hại.
3. Cấu tạo cơ bản của Modem
Ngày nay, các nhà sản xuất thường tích hợp chung Modem và Router vào cùng một thiết bị, cho phép người dùng cắm trực tiếp vào cáp quang mà nhà mạng cung cấp. Vì vậy mà các dòng Modem cơ bản truyền thống hầu như không còn phổ biến nữa, thay vào đó nhà mạng sẽ cung cấp cho khách hàng 1 thiết bị Modem Router (Modem tích hợp Router) hoặc Modem Wifi (kết hợp giữa Modem và Router Wifi) khi đăng ký gói Internet.
Cấu tạo của một thiết bị Modem hiện đại là 1 hộp kích thước nhỏ bao gồm phần linh kiện vi mạch bên trong và phần ngoại vi bên ngoài cơ bản gồm:
- Bộ điều biến Modulator: chuyển đổi dữ liệu số từ máy tính thành tín hiệu tương tự để truyền qua các kênh tương tự.
- Bộ giải điều chế Demodulator: Ở đầu nhận, bộ giải điều chế sẽ đảo ngược quá trình, chuyển đổi tín hiệu tương tự đến thành dữ liệu số. Bước này rất quan trọng để diễn giải thông tin nhận được từ mạng analog để các thiết bị kỹ thuật số sử dụng.
- Bộ phát Transmitter: gửi các tín hiệu đã điều chế qua kênh liên lạc, đảm bảo rằng các tín hiệu được mã hóa phù hợp để truyền hiệu quả.
- Bộ thu Receiver: Ở phía nhận, bộ thu thu các tín hiệu đến và sẵn sàng giải điều chế. Vai trò của nó rất cần thiết trong việc trích xuất dữ liệu số từ tín hiệu tương tự nhận được.
- Giao diện dữ liệu Data Interface: Modem thường có giao diện để kết nối với máy tính và các thiết bị kỹ thuật số khác. Các giao diện này có thể bao gồm USB, Ethernet hoặc các kết nối khác, cho phép tích hợp liền mạch với nhiều thiết bị khác nhau.
- Cổng LAN: thường có 1-2 cổng LAN để kết nối mạng đến các thiết bị đầu cuối như: máy tính PC, laptop, tivi,… để sử dụng mạng Internet thông qua dây cáp mạng Ethernet
- 1 cổng nhận tín hiệu từ dây cáp quang do nhà cung cấp Internet hoặc cáp đồng ADSL của đường dây điện thoại nhà mạng.
- Cổng cắm điện cấp nguồn Power, Jack cắm nguồn DC.
- Cổng USB (tùy loại).
- Râu Ăng-ten phát wifi (tùy loại).
- Các đèn tín hiệu LED hiển thị trạng thái.
- Nút nhấn Reset Button, On/Off Button.
>> Xem thêm: Mạng máy tính là gì?
4. Cách hoạt động của Modem
Qua những thông tin trên hẳn bạn cũng nắm được cơ bản về Modem là gì. Để hiểu rõ hơn, chúng ta hãy cùng xem cơ chế hoạt động của thiết bị Modem.
Hai thành phần chính của thiết bị modem là bộ điều chế và bộ giải điều chế. Modem có thể thực hiện đồng thời cả hai nhiệm vụ này. Dưới đây là cách hoạt động của modem theo từng bước:
- Bước 1 – Tạo dữ liệu: Khi dữ liệu data cần được truyền đi, nó sẽ được tạo trước tiên. Các thiết bị như máy tính, điện thoại tạo ra dữ liệu ở dạng kỹ thuật số, tín hiệu số với 2 trạng thái on/off tương ứng giá trị 0 và 1.
- Bước 2 – Điều chế: Tín hiệu số được gửi tới modem A, thông qua bộ điều chế Modulator trong modem sẽ chuyển đổi các tín hiệu dữ liệu từ dạng số thành tín hiệu dữ liệu tương tự Analog để các tín hiệu này có thể truyền đi trên internet. Dữ liệu số được mã hóa thành sóng mang (carrier wave). Trong lĩnh vực viễn thông, sóng tải hay sóng mang là một dạng sóng (thường là sóng hình sin) được điều biến với một tín hiệu nhập liệu nhằm mục đích chuyển vận thông tin. Điều chế chính là một quá trình thêm thông tin có ý nghĩa vào sóng mang để nó có thể được truyền đi trên khoảng cách xa.
- Bước 3 – Truyền tín hiệu: Kết quả của quá trình điều chế là dữ liệu đã được điều chế thành tín hiệu sóng mang và được truyền qua đường truyền đến modem B đang chờ nhận nó qua đường truyền tín hiệu analog như đường dây điện thoại hoặc cáp ADSL, cáp quang.
- Bước 4 – Giải điều chế: Thông qua bộ giải điều chế Demodulator của modem nhận B, tín hiệu dữ liệu tương tự từ Internet được chuyển đổi thành tín hiệu dữ liệu dạng kỹ thuật số ban đầu để hệ thống máy tính có thể hiểu được chúng. Demodulator có chức năng ngược lại với modulator, nó chuyển đổi tín hiệu analog thành dữ liệu số ban đầu. Trong quá trình giải điều chế, dữ liệu số từ sóng mang được giải mã.
- Bước 5 – Giải mã: Kết quả của quá trình giải điều chế là các dữ liệu được giải điều chế được gửi đến máy tính, điện thoại thông minh, laptop, máy tính bảng, tivi,… để có thể sử dụng cho các mục đích khác nhau như: gửi/ nhận email, duyệt web, trò chuyện trực tuyến, tải xuống tập tin, làm việc từ xa.
Bạn thấy đấy, khi một tín hiệu điện chứa một số thông tin có ý nghĩa cần được truyền đi một khoảng cách xa, nó sẽ được thêm vào sóng mang. Quá trình “gắn” tín hiệu gốc lên sóng mang được gọi là điều chế.
5. Ưu điểm và nhược điểm của Modem là gì?
Modem là một loại thiết bị mạng cơ bản vừa điều chế vừa giải điều chế cho các tín hiệu sóng mang tương tự để mã hóa và giải mã thông tin kỹ thuật số để xử lý. Modem là sự kết hợp giữa điều chế và giải điều chế. Dưới đây là những ưu điểm và nhược điểm của modem để giúp bạn hiểu rõ hơn modem là gì.
5.1. Ưu điểm
- Giúp kết nối Internet nhanh chóng cho cá nhân và doanh nghiệp. Hữu ích trong việc kết nối mạng LAN với Internet.
- Chuyển đổi tín hiệu số thành tương tự cực kỳ hiệu quả và nhanh chóng. Tín hiệu khi đi vào modem có thể được chuyển đổi ngay lập tức để truyền tới thiết bị.
- Tốc độ truyền mạng qua modem rất cao giúp người dùng có trải nghiệm tốt nhất.
- Tùy theo mục đích sử dụng, khả năng kinh tế, hiện nay có nhiều gói cước Internet để người dùng lựa chọn cho phù hợp.
- Người dùng có thể gửi nhận tin nhắn fax thông qua một số loại modem tiên tiến.
- Giá thành của thiết bị modem tăng theo các tính năng hiện đại mà nó trang bị.
- Dễ dàng cài đặt và thiết lập. Hầu hết các modem đều dễ dàng thực hiện và có thể cài đặt chỉ trong vài phút.
- Modem có hiệu quả về chi phí so với các thiết bị mạng khác như: Router, Switch, Hub.
- Modem có khả năng tương thích cao với nhiều loại thiết bị kỹ thuật số như: máy tính, laptop, máy tính bảng và điện thoại thông minh.
5.2. Nhược điểm
Bên cạnh những ưu điểm tuyệt vời trên, modem còn tồn tại một số hạn chế cần khắc phục như:
- Hoạt động của modem thường chậm lại khi kết nối với Hub.
- Modem không thể theo dõi được lưu lượng giữa mạng LAN và Internet.
- Nếu chỉ sử dụng modem thì chỉ có một số lượng hạn chế các thiết bị mạng có thể được kết nối với Internet (do số cổng kết nối giới hạn).
- Modem không đảm bảo an toàn truyền dữ liệu 100%. Thông qua modem, tin tặc và các phần mềm độc hại có thể tấn công máy tính. Các modem có nguy cơ xảy ra các đợt tấn công liên quan đến bảo mật cao. Tuy vậy các modem hiện đại đã được tích hợp tường lửa và phần mềm bảo mật cao để tăng cường bảo mật.
- Việc nâng cấp, cài đặt modem phụ thuộc nhiều vào nhà cung cấp dịch vụ Internet ISP. Nếu ISP gặp bất kỳ sự cố hoặc ngừng hoạt động trong 1 thời gian ảnh hưởng đến khả năng kết nối Internet của modem.
- Các vùng nông thôn, vùng sâu vùng xa không phù hợp để sử dụng dòng Modem DSL.
- Modem thiếu tính di động.
- Một số loại modem, như modem quay số tốc độ rất chậm và không thể truyền dữ liệu ở tốc độ cao.
- Một số loại modem như modem không dây, có phạm vi giới hạn và có thể không truyền được dữ liệu qua khoảng cách xa.
Tổng kết
Trên đây là các thông tin giúp bạn hiểu rõ thiết bị modem là gì? cũng như giúp bạn nắm được các chức năng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của modem trong hệ thống mạng và phân biệt sự khác nhau giữa modem và router. Hy vọng rằng bài viết của Tip Công Nghệ sẽ hữu ích cho bạn khi muốn xây dựng hệ thống mạng gia đình hay mạng doanh nghiệp.
Cám ơn bạn đã theo dõi bài viết.
Đừng quên theo dõi TipCongNghe.com để cập nhật các thông tin, thủ thuật, mẹo công nghệ, kiến thức mạng máy tính thú vị nhé!
