Was ist ein Modem und welche Aufgaben erfüllt es?

  • Modem verwandeln die digitalen Signale eines Computers in akustische (analoge) Töne, die über öffentliche Telefonleitungen übertragen werden können. Dieser Vorgang wird als Modulation bezeichnet. Empfangs seitig führt das andere Modem den umgekehrten Vorgang durch und wandelt die empfangenen Signale in elektrische Signale um, die dann an den Computer übertragen werden. Dieser Vorgang wird als Demodulation bezeichnet. Das an den Computer angeschlossene Gerät verfügt normalerweise über Modulations- und Demodulatins-funktionen, da die Kommunikation in beiden Richtungen erfolgen muss. Deshalb wird es als MODEM bezeichnet. Ein Modem dient grundsätzlich dazu, um zu einer Gegenstelle (z. B. ein anderes Modem) eine Verbindung aufzubauen, und Daten zu übertragen. Die technische Mindestleistung von Modems wurde von der Industrie (CCITT-Empfehlungen) in den V-Vorschriften für das analoge Telefonnetz und in den X-Vorschriften für das digitale Telefonnetz zusammengefasst. Ein Modem hat folgende Aufgaben: Umsetzen der binären Daten-, Steuer- und Meldesignale über die Schnittstelle Signalumsetzung für den Verbindungsaufbau und -abbau Bilden der Datenpakete. Taktrückgewinnung in synchronen Netzen - Anpassung der binären Datensignale an den Übertragungsweg. Vorgänge beim Verbindungsaufbau - Ein Modem wird über die so genannten AT-Befehle gesteuert. Dies geschieht automatisch über eine Wahlhilfe oder manuell über ein Terminal-Programm. Die Anwahl geschieht über ein Telefonnetz zu einem anderen Modemteilnehmer. Nimmt dieser den Anruf an, so versuchen sich die beiden Modems über wichtige Übertragungsparameter abzustimmen: Übertragungsgeschwindigkeit / Fehlerkorrektur / Datenkompression / Protokolle. Wenn alle Parameter ausgetauscht sind und ein gemeinsamer Nenner der verwendeten Sprache (Modulation) abgestimmt ist, beginnt die eigentliche Datenübertragung. Softmodems - Softmodems sind Steckkarten oder USB-Adapter (extern), deren Steuerung vom Prozessor übernommen werden muss. Diese Geräte sind meist sehr billig, weil die Herstellungskosten durch den Bauteilbedarf geringer ist. Ähnlich arbeiten auch ISDN-Karten-Treiber, die V.xx-Modems simulieren. Der Nachteil daraus ergibt sich aus der zusätzlichen Prozessorbelastung. Bei Softmodems geht man allerdings davon aus, das der eingesetzte Computer über genügend Leistungsreserven verfügt. Neben den USB-Varianten gibt es auch noch Steckkarten für AMR/CNR/ACR. Anschlussmöglichkeiten - Externe Modems haben in der Regel folgende Anschlussmöglichkeiten, die je nach Hersteller und Modell abweichen: Serielle Schnittstelle oder USB (externe Geräte) Stromanschluss - Anschluss ans Telefonnetz (analog) - Audio-Anschlüsse für Mikrofon- und Lautsprecher (Headset) - Anschluss für Telefon (durchgeschleift) - 56K-Modems - Warum haben 56K-Modems eine Begrenzung der theoretischen Datenübertragungsrate von 56 kBit pro Sekunde? Die Technik der 56K-Modems stammt aus den USA. Dort verwenden einige Vermittlungsstellen eines der acht Datenbits für Signalisierungszwecke, so dass maximal eine Übertragungsrate von 56000 kBit/s genutzt werden kann: Datenbits x Abtastrate = Übertragungsrate 7 Bit x 8 kHz = 56 kBit/s. Warum kann mein 56K-Modem nicht mehr als 40 bis 46 kBit/s übertragen? Die Modems haben mit der oftmals schlechten Leitungsqualität zu kämpfen. Sie müssen sich auf die in der Vermittlungsstelle verwendete Abtastrate von 8000 Werten in der Sekunde Synchronisieren. Die Modems (beim Anwender und beim Provider) einigen sich deshalb auf die maximal höchste Übertragungsrate, die beim Verbindungsaufbau möglich ist. Warum können in die eine Richtung mit 56 kBit und in die andere Richtung nur mit 33,6 kBit übertragen werden? Übertrager, Leitungskapazitäten oder Leitungsinduktivitäten können die unterschiedlichen Spannungspegel während einer Übertragung so dämpfen, dass sie nicht mehr korrekt erkannt werden können. Da die dadurch notwendige, gleichzeitige sende- und empfangsseitige Leitungsanpassung einen sehr hohen Aufwand erfordert, haben sich die Hersteller auf eine Richtung beschränkt. Deshalb sind diese Modems nur auf eine möglichst hohe Download-Datenrate optimiert. Wer einen Internet-Zugang haben will, der wendet sich entweder an einen Online-Dienst oder an einen Internet Service Provider(ISP). Mittels Modem oder ISDN-Karte wählt man sich über das Telekommunikationsnetz beim Online-Dienst oder Provider ein. Man ruft praktisch dessen TK-Anlage an und wird dann an ein Modem oder einen ISDN-Terminal-Adapter weiter verbunden, die wiederum an einem Terminal-Server angeschlossen sind. Auf diese Weise hat man mit dem eigenen Computer eine Verbindung mit dem Lokalen Netzwerk des Providers. Man hat dann Zugriff auf die einzelnen Dienste, die über das Internet möglich sind. Diese Dienste werden von einem oder mehreren Servern bereitgestellt. Damit man im Internet erreichbar ist und die angeforderten Daten auch erhält, bekommt man bei der Einwahl eine IP-Adresse zugewiesen. Im Privatkundengeschäft bekommt man in der Regel die Adresse dynamisch aus einem Kontingent zugewiesen. Dadurch muss der ISP nur soviele Adressen bereitstellen, wie er Einwahlleitungen hat. Über einen oder mehreren Router ist das Netzwerk mit dem Internet verbunden. Das Internet kann in diesem Fall ein anderer ISP sein oder die eigentliche Netzstruktur des ISPs.