Modem = MOdulador / DEModulador. Ele traduz entre dados digitais (bits) e sinais analógicos adequados para um meio de transmissão (linha telefônica, coax, fibra, rádio).
Caminho Transmissão (Digital → Analógico)
- Enquadramento: Camada enlace dados (PPP, Ethernet) enquadra pacotes → stream bits.
- Embaralhamento: Aleatoriza bits (evita longas sequências 0/1 → recuperação clock, balanço DC).
- Codificação/Modulação: Mapeia grupos bits para símbolos em portadora:
- Discado (V.90/V.92): Códigos PCM → níveis μ-law/A-law em canal 3,1 kHz.
- DSL (DMT/OFDM): 256–4096 subportadoras (4,3125 kHz cada). QAM (2–15 bits/símbolo) por tom. Bit-loading adapta a SNR por tom.
- Cabo (DOCSIS): OFDMA (upstream) / OFDM (downstream), 4096/8192-QAM.
- Wireless (LTE/5G/Wi-Fi): OFDMA + MIMO, QAM adaptativo (BPSK → 1024-QAM).
- Formatação Pulso / Filtragem: Raised-cosine raiz → limita largura banda, previne ISI.
- DAC + Front End Analógico: Amostras digitais → tensão analógica → driver linha / amp RF → meio.
Caminho Recepção (Analógico → Digital)
- Front End Analógico: LNA / híbrido (separa Tx/Rx) → filtro anti-aliasing → ADC.
- Recuperação Timing/Portadora: PLL trava clock símbolo & fase portadora.
- Equalização: FFE/DFE (fio) ou equalizador MIMO (wireless) — cancela ISI, multipath.
- Desmodulação: Fatiador símbolo → bits soft/hard.
- Decodificação: FEC (LDPC, Turbo, Polar, Viterbi) corrige erros.
- Desembaralhamento + Desenquadramento: Recupera pacotes originais → passa para stack IP.
Conceitos-Chave
- Taxa símbolo (baud) ≠ taxa bits. QAM-256 = 8 bits/símbolo.
- Margem SNR determina ordem modulação máxima.
- Bit-loading adaptativo (DSL, Wi-Fi, 5G) maximiza throughput por condição canal.
- Duplex total: FDD (freq separadas) ou TDD (slots tempo) ou cancelamento eco (discado, DSL).
De 300 bps acoplador acústico a 10 Gbps XGS-PON — mesmo diagrama blocos, matemática exponencialmente melhor.
