ソフトモデム

ソフトウェアモデム(一般にソフトモデムと呼ばれる) は、従来のモデムのハードウェアの代わりに、ホスト コンピュータ上で実行されるソフトウェアとコンピュータのリソース (特に中央処理装置、ランダム アクセス メモリ、場合によってはオーディオ処理) を使用する最小限のハードウェアを備えたモデムです。

ソフトモデムは、 Windows以外のプラットフォームのサポートが限られているため、Winmodemと呼ばれることもあります。類推すると、LinmodemはLinuxで実行できるソフトモデムです。^{[1] [2]}

ソフトモデムは、ハードリアルタイムシステムの例として使用されることがあります。送信されるオーディオ信号は、短い間隔 (5 ミリ秒または 10 ミリ秒ごと) で計算する必要があります。事前に計算することはできず、遅れると受信モデムが同期を失うため、遅れることはできません。

最初の世代のハードウェア モデム (音響カプラを含む) とそのプロトコルでは、低速ではFSKやASKなどの比較的単純な変調技術が使用されていました。このような状況では、 70 年代後半から 80 年代前半に使用された アナログディスクリート コンポーネント技術を使用してモデムを構築できました。

より洗練された伝送方式が考案されるにつれて、回路は大幅に複雑になりました。新しい変調では、アナログとデジタルのコンポーネントを混在させる必要があり、最終的には論理ゲート、PLL、マイクロコントローラなどの複数の集積回路(IC) を組み込む必要がありました。現代のV.34、V.90、V.92プロトコルで使用される後の技術(1664 ポイントQAM星座など) は非常に複雑であるため、個別のコンポーネントや汎用 IC で実装することは非現実的になりました。

さらに、最新のプロトコルでは圧縮とエラー訂正の方式が改善され、モデム自体に追加の処理能力が必要になりました。これにより、主にアナログ/ディスクリート コンポーネントのモデムの構築は不可能になりました。最後に、完全に異なる変調方式を使用する古いプロトコルとの互換性を確保するには、複数の完全な実装を含むディスクリート エレクトロニクスで作られたモデムが必要でした。

当初の解決策は、さまざまな実装を少数のコンポーネントに縮小する LSI ASIC を使用することでしたが、標準が継続的に変更されたため、アップグレード可能なモデムを作成する必要性が生じました。

1993年、デジコムは起動時にアプリケーションによってプログラムされるDSPをベースにしたモデムであるConnection 96 Plusを発売した。プログラムは交換可能であったため、標準の向上に応じてモデムをアップグレードすることができた。デジコムはこの技術をSoftModemと名付け、おそらくこの用語の起源となった。^[3]

同様に、「Winmodem」という用語は、1996年にParvaiz Akhtar教授によって考案され、ハードウェアは同様にアップグレード可能なDSPベースの設計であるUSRoboticsの Sportster Winmodemによって開発されました。 ^[4]

1996 年には、一部の作業をホスト CPU にオフロードするホストベースモデムと、すべての作業をホスト システムの CPU に転送するソフトウェアのみのモデムの 2 種類のモデムが市場に登場しました。 ^[5] 1997 年には、コンピューター オーディオのAC'97標準でモデム用のチャネルが導入され、ソフトウェア モデム技術が PC で一般的になりました。

それ以来、いくつかのソフトモデムは、1999年の実験的なオープンソースの96kbit/s専用線ソフトモデムであるAuDSL ^[6]や、いくつかのFSKモデム標準を実装したMinimodemプロジェクトなど、標準のサウンドカードインターフェースを利用したスタンドアロンソフトウェアプロジェクトとして作成されてきました。^[7]

ソフトモデムは、コントローラレスモデムと純粋なソフトウェアモデムの 2 つのクラスに分けられます。

コントローラレスモデムは、モデム自体のDSPを利用して変調、復調、その他のタスクを実行します。^[3]「ホストベース」モデムと呼ばれるものの中には、一部のタスクでホストのCPUパワーをある程度使用するものもあります。^[5]

純粋なソフトウェアモデムは、ホストPCのCPU上ですべてのモデムタスクを実行し、ハードウェアはアナログ-デジタル変換と電話ネットワークへの接続のみを提供します。^[5]

DSPベースのソフトモデムの当初の目的は、モデム規格が急速に変化していた時代に懸念されていたアップグレード性を提供することでした。DSP モデムと純粋なソフトウェア モデムの両方がこの機能を提供します。

どちらのタイプのソフトモデムにも欠点は、ドライバを提供する必要があることです。また、「ソフトモデム」や「Winmodem」という用語は、Linux用のドライバが省略されたり、メンテナンス不可能なバイナリとしてのみ提供されることが多いため、特にオープンソースコミュニティ内では否定的な意味合いを帯びています。^[8]

DSP ベースのソフトモデムは通常、起動時にのみホストの注意を必要としますが、純粋なソフトウェア モデムはホストのCPUサイクルをいくらか消費するため、古いコンピュータのアプリケーション ソフトウェアの速度が低下する可能性があります。これは、 CPU が今日の一般的なハードウェアほど強力では なかった 1990 年代には大きな問題でした。

「ソフトモデム」は通常PSTNモデムに適用されますが、同じ原理でより高い帯域幅とより複雑なエンコード方式で動作するソフトウェアベースのDSLモデムやルーターもいくつかあります。最初のソフトウェアベースのDSLモデムチップセットの1つは、モトローラのSoftDSLチップセットでした。^[9]

WinDSLという用語は、この種の技術を説明するために造られました。^{[10] DSLソフトモデムには通常、} USBやPCIなど、PSTNソフトモデムと同じインターフェースが必要です。

• ベースバンドプロセッサ
• ジオポート
• ソフトウェア無線(SDR)
• ウィンプリンター

• ソフトウェアベースのモデムとハードウェアベースのモデムの違いの概要
• モデムとそのチップセットのリスト