Softmodem

Un módem de software , comúnmente conocido como softmodem , es un módem con un hardware mínimo que utiliza software que se ejecuta en la computadora anfitriona y los recursos de la computadora (especialmente la unidad central de procesamiento , la memoria de acceso aleatorio y, a veces, el procesamiento de audio ), en lugar del hardware de un módem convencional.

Los softmodems también se denominan a veces winmodems debido a su compatibilidad limitada con plataformas distintas de Windows . Por analogía, un linmodem es un softmodem que puede ejecutarse en Linux . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Los softmodems se utilizan a veces como ejemplo de un sistema de tiempo real estricto . Las señales de audio que se van a transmitir deben calcularse a intervalos muy cortos (del orden de cada 5 o 10 milisegundos); no se pueden calcular con antelación ni pueden llegar tarde, ya que el módem receptor perdería la sincronización.

Las primeras generaciones de módems de hardware (incluidos los acopladores acústicos ) y sus protocolos utilizaban técnicas de modulación relativamente sencillas, como FSK o ASK, a bajas velocidades. En estas condiciones, los módems podían construirse con la tecnología de componentes discretos analógicos empleada a finales de los años 70 y principios de los 80.

A medida que se ideaban esquemas de transmisión más sofisticados, los circuitos aumentaban considerablemente en complejidad. La nueva modulación requería la combinación de componentes analógicos y digitales, e incluso la incorporación de múltiples circuitos integrados (CI) como puertas lógicas, PLL y microcontroladores . Las técnicas posteriores utilizadas en los protocolos modernos V.34 , V.90 y V.92 (como una constelación QAM de 1664 puntos ) son tan complejas que su implementación con componentes discretos o CI de propósito general se volvió inviable.

Además, los protocolos más recientes introdujeron mejoras en la compresión y la corrección de errores, lo que requería mayor capacidad de procesamiento en el módem. Esto imposibilitó la construcción de un módem basado principalmente en componentes analógicos/discretos. Finalmente, la compatibilidad con protocolos antiguos que utilizaban esquemas de modulación completamente diferentes habría exigido que un módem con componentes electrónicos discretos contuviera múltiples implementaciones completas.

Inicialmente, la solución consistió en utilizar circuitos integrados de aplicación específica ( ASIC) de LSI , que redujeron las diversas implementaciones a un pequeño número de componentes, pero dado que los estándares seguían cambiando, surgió el deseo de crear módems que pudieran actualizarse.

En 1993, Digicom comercializó el Connection 96 Plus , un módem basado en un DSP que se programaba mediante una aplicación al encenderse. Dado que el programa era reemplazable, el módem podía actualizarse a medida que mejoraban los estándares. Digicom denominó a esta tecnología SoftModem , siendo posiblemente el origen del término. ^{[ 3 ]}

Asimismo, el término "Winmodem" fue acuñado por el Prof. Parvaiz Akhtar en 1996, con el hardware desarrollado por Sportster Winmodem de USRobotics , un diseño basado en DSP igualmente actualizable. ^{[ 4 ]}

En 1996, comenzaron a llegar al mercado dos tipos de módem: módems basados ​​en el host , que descargaban parte del trabajo en la CPU del host, y módems exclusivamente de software , que transferían todo el trabajo a la CPU del sistema host. ^{[ 5 ]} En 1997, el estándar AC'97 para audio de computadora introdujo canales para el uso de módem, lo que hizo que la tecnología de módem de software se volviera común en las PC.

Desde entonces, se han creado algunos softmodems como proyectos de software independientes que utilizan interfaces de tarjetas de sonido estándar, como un  softmodem experimental de código abierto de 96 kbit/s con línea arrendada llamado AuDSL de 1999, ^{[ 6 ]} y el proyecto Minimodem que implementa varios estándares de módem FSK. ^{[ 7 ]}

Los módems por software se pueden clasificar en dos categorías: módems sin controlador y módems puramente basados ​​en software .

Los módems sin controlador utilizan un DSP en el propio módem para realizar la modulación , la demodulación y otras tareas. ^{[ 3 ]} Algunos, conocidos como módems "basados ​​en el host", aún pueden utilizar cierta cantidad de potencia de CPU del host para algunas tareas. ^{[ 5 ]}

Los módems puramente de software realizan tantas tareas como sea posible en la CPU del PC anfitrión , mientras que el hardware solo proporciona la conversión analógica-digital y la conexión a la red telefónica. ^{[ 5 ]}

El propósito original del softmodem basado en DSP era permitir actualizaciones, algo importante en una época en la que los estándares de módem cambiaban rápidamente. Tanto los módems DSP como los módems puramente de software ofrecen esta función.

Los módems por software ofrecen ventajas en cuanto a coste y eficiencia respecto a los módems de hardware tradicionales . Su diseño de hardware minimalista reduce los costes de fabricación y el consumo de energía .

Una desventaja de ambos tipos de softmodem es que se deben proporcionar controladores, y los términos "softmodem" y "winmodem" han adquirido connotaciones negativas, particularmente dentro de la comunidad de código abierto, debido a que los controladores para Linux a menudo se omiten o se proporcionan solo como binarios no mantenibles. ^{[ 8 ]}

Si bien los módems por software basados ​​en DSP generalmente solo requieren la atención del host durante el arranque, los módems puramente por software consumen algunos ciclos de CPU en el host, lo que podría ralentizar el software de aplicación en computadoras antiguas. Este fue un problema importante en la década de 1990, cuando las CPU no eran tan potentes como el hardware típico actual.

Aunque el término "softmodem" se suele aplicar a los módems PSTN , existen algunos módems DSL o incluso enrutadores basados ​​en software que funcionan con los mismos principios, pero con mayor ancho de banda y esquemas de codificación más complejos. Uno de los primeros conjuntos de chips para módems DSL basados ​​en software fue el SoftDSL de Motorola . ^{[ 9 ]}

El término WinDSL se ha acuñado para describir este tipo de tecnología. ^{[ 10 ]} Los softmodems DSL generalmente requieren las mismas interfaces que los softmodems PSTN, como USB o PCI .

• Procesador de banda base
• Geopuerto
• Radio definida por software (SDR)
• Impresora Winprinter

• Un análisis de las diferencias entre los módems basados ​​en software y los módems basados ​​en hardware.
• Listados de módems y sus chipsets