Der mit Abstand häufigste Zugangsweg ins Internet führt über Telefonverbindungen über das herkömmliche Telefonnetz und per ISDN. Auch wenn alternative und höherbandbreitige Zugangsmöglichkeiten wie zum Beispiel DSL auf dem Vormarsch sind, wird die klassische Telefonverbindung wohl auch in Zukunft das wichtigste Zugangsmedium bleiben.
Was ist ein Modem?
Das Kunstwort "Modem" steht für die Anfangsbuchstaben der englischen Wörter "Modulation" und "Demodulation" und bezeichnet ein Gerät, das digitale Signale in analoge Wellen und umwandelt und umgekehrt.
Das
Verfahren, das hierbei angewendet wird, ist die
Amplitudenmodulation. Auf eine bestimmte Trägerfrequenz
(dem so genannten Carrier) wird beim Absender, quasi
"huckepack", das Informationssignal aufmoduliert und
übertragen. Der Empfänger filtert dann aus dem Signalgemisch
die Trägerfrequenz wieder heraus und erhält als Ergebnis das
Informationssignal zurück.
Gängige Modemstandards arbeiten hierbei im Vollduplex-Betrieb, d.h. es existieren gleichzeitig zwei Trägersignale für beide Übertragungsrichtungen, während einige ältere Standards im Halbduplex-Betrieb arbeiten, d.h. die Verbindung kann immer nur abwechselnd in eine Richtung genutzt werden.
Die maximal erreichbare Datenübertragungsrate bei Analogmodems über normale, analoge Telefonnetze (man spricht hier vom so genannten POTS, dem "Plain Old Telefon System") beträgt (ohne technische Tricks) 33.600 Bits pro Sekunde, was an der geringen Bandbreite der Sprachübertragung liegt.
Die einheitliche Ansprache
Die Kompatibilität der verschiedensten Modems zueinander wird durch den so genannten AT-Befehlssatz sichergestellt ("AT" steht für "Attention"). Dieser Befehlssatz besteht aus einem umfangreichen Satz an Befehlen, der in den meisten Teilen eindeutig standardisiert ist, für einzelne Modems jedoch auch individuelle Befehle ermöglicht. Alle AT-Befehle sind in Klartext und beinhalten Attribute und die entsprechenden Attributwerte.
Entwickelt wurde die Technologie der AT-Befehle Ende der 70er Jahre des 20. Jahrhunderts vom amerikanischen Unternehmen und Modempionier Hayes. Inzwischen ist in allen modernen Modems der AT-Befehlssatz integriert, was die relativ unkomplizierte Handhabung von Modems ermöglicht.
56k-Modems
Einen Bruch mit der Regel, dass Modems die maximale Grenze von 33.600 Bits/Sekunde nicht überschreiten können, vollziehen Modems mit 56k-Technologie. Diese erreichen nämlich Downloadgeschwindigkeiten von bis zu 56.000 Bits/Sekunde. Allerdings ist dieser Bruch kein richtiger Bruch. In Wirklichkeit nutzen 56k-Modems für die höhere Downloadgeschwindigkeit nämlich einen interessanten Trick aus:
Anstatt auch bei der Downloadverbindung die digitalen Signale in analoge Töne umzuwandeln, werden die digitalen Signale mit verschiedenen Spannungswerten übertragen. Dies setzt allerdings voraus, dass die digitalen Signale vom Provider bis zur Vermittlungsstelle digital übertragen werden. Von hier ist dann die Entfernung bis zum Benutzer relativ kurz, so dass hier die Signale nicht auf einem Trägersignal, sondern als Spannungswerte übertragen werden können.
Es ist allerdings Theorie, dass mit einem 56k-Modem auch wirklich Downloadverbindungen mit 56.000 Bits/Sekunde zustande kommen. Öffentliche Telefonnetze haben aus technischen Gründen immer wieder Störungen in den Verbindungen, so dass in der Praxis Downloadverbindungen zwischen 46.000 und 52.000 Bits/Sekunde die Regel sind.
Zusätzliche Verwirrung haben die Entwickler und Hersteller von 56k-Modems in die Situation hineingebracht, da etwa zur gleichen Zeit 1997 zwei unterschiedliche 56k-Technologien entwickelt und forciert wurden: Die Firma U.S. Robotics (inzwischen übergegangen in die Firma 3com) entwickelte für seine 56k-Technologie den Standard X2, während ein Konsortium von Modemherstellern (darunter die Firmen Lucent und Rockwell) den Standard "k56flex" entwickelten. Ein Ende dieses Nebeneinanders gab es erst, als die ITU im Herbst 1998 den gemeinsamen Standard V.90 für 56k-Modems endgültig standardisiert hat.
Modemstandards
Offizielle Standards bei Analogmodems werden von der ITU in Dokumenten der so genannten "V-Serie" festgeschrieben. Diese V-Serie beinhaltet Beschreibungen für Übertragungstechnologien über serielle Protokolle, also über Verbindungen mit einer Datenleitung.
Hier einige Übertragungsstandards der Modemwelt mit den wichtigsten Merkmalen:
| ITU-T- Empfehlung |
Betriebsart | Download | Upload |
|---|---|---|---|
| V.21 | vollduplex | je 300 Bit/s | |
| V.22 | vollduplex | je 1.200 Bit/s | |
| V.22bis | vollduplex | je 2.400 Bit/s | |
| V.23 | halbduplex | 1.200 Bit/s | |
| vollduplex | 1.200 Bit/s | 75 Bit/s | |
| vollduplex | 75 Bit/s | 1.200 Bit/s | |
| V.32 | vollduplex | je 9.600 Bit/s | |
| V.32bis | vollduplex | je 14.400 Bit/s | |
| V.34 | vollduplex | je 28.800 Bit/s | |
| V.34bis | vollduplex | je 33.600 Bit/s | |
| V.90 | vollduplex | 56.000 Bit/s | 33.600 Bit/s |
Darüber hinaus gibt es weitere Definitionen der V-Serie, die jedoch im Modembetrieb für analoge Telefonnetze keine Relevanz haben.
ISDN - Integrated Services Digital Network
Stabiler und schneller geht es über das Telefonnetz per ISDN. ISDN basiert auf dem herkömmlichen Telefonnetz, arbeitet jedoch voll digital. Dazu müssen die Vermittlungsstelle und das Endgerät beim Nutzer entsprechend ISDN-fähig sein, ein normales Analogmodem ist nur mit einem zusätzlichen Digital-Analog-Wandler nutzbar.
Ein normaler ISDN-Anschluss besteht aus zwei voneinander unabhängigen Basiskanälen (den B-Kanälen) und einem Datenkanal (dem D-Kanal). Während die beiden B-Kanäle jeweils eigenständige Kommunikationsleitungen sind, dient der D-Kanal zur Signalisierung und zur Steuerung. Sprich: Gesprächswünsche, Anrufdaten, Verbindungsaufbauten etc. werden auf dem D-Kanal übertragen, was den Vorteil hat, dass diese Kommunikation auch erfolgen kann, wenn beide B-Kanäle besetzt sein sollten. Diese Trennung von Kommunikations- und Signalisierungskanälen hat zusätzlich den Vorteil, dass getrennt auf einem B-Kanal eine Datenverbindung etabliert werden kann, während gleichzeitig auf dem anderen B-Kanal telefoniert wird.
Da ISDN vollständig digital arbeitet, ist es letztendlich für den Anschluss egal, ob nun Telefonie oder Datenübertragung abgewickelt werden soll. Jeder B-Kanal besitzt eine Bandbreite von 64.000 Bit pro Sekunde, die auch für die Datenübertragung voll zur Verfügung steht. Mit einer möglichen Kanalbündelung beider B-Kanäle lässt sich diese Bandbreite (vorausgesetzt, der Internet Provider unterstützt kanalgebündelte Verbindungen) verdoppeln.
Die Vorteile gegenüber analogen Verbindungen liegen auf der Hand: Datenverbindungen bieten definierte und garantierte Bandbreiten, durch die Digitaltechnik sind die Anbindungen weit weniger störanfällig und da keine Analog-Digital-Wandlung nötig ist, ist die Hardware auch entsprechend preisgünstiger.
