Modulator - Demodulator Modem
Die Verbindung
Eine Kommunikation zwischen zwei entfernten Systemen kommt über zwei Leitungen zustande.
Die erste Leitung befindet sich zwischen Telefonleitung und Modem. Die zweite Leitung befindet sich zwischen dem Modem und dem PC. Meistens, kommuniziert das Modem mit dem PC über die serielle Schnittstelle des PCs. Die serielle Schnittstelle wird über einen sogenannten UART-Chip (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) konfiguriert, welcher für die maximale Übertragungsgeschwindigkeit der Schnittstelle, unabhängig vom Modem, zuständig ist. Vor nicht allzulanger Zeit lag die maximale Schnittstellentransferrate bei 57.6kbit/s (16450UART), zur Zeit der 80386er und z.T. 80486er PCs. Durch die Entwicklung der 16550UART Schnittstelle wurde die Schnittstellengeschwindigkeit auf 115.2kbit/s erhöht.
Die Datentransferrate zwischen Modem/Modem unterscheidet sich von der Datentransferrate zwischen Modem/PC. Dieses ergibt sich aus der Tatsache, daß moderne Modems einige Datenarten für die Übertragung komprimieren können. z.B. kann ein V.34 Modem mit 28.8kbit/s ein Textfile (Text Daten) übertragen, durch die Datenkomprimierung ergibt dich eine Geschwindigkeit von 115.2kbit/s vorausgesetzt, der Serial-Port (Serielle Schnittstelle) des PCs unterstüzt diese Geschwindigkeit.
Eine Verbindung kommt entweder asynchron oder synchron zustande.
Bei der asynchronen Übertragung wird der Gleichlauf zwischen den Modems für jedes Byte hergestellt. Beim synchronen Übertragungsverfahren werden die Daten Paketweise verschickt, der Gleichlauf wird durch Steuerzeichen erreicht, welche sich jeweils am Anfang und am Ende eines Datenpaketes befinden. Voraussetzung für die synchrone Übertragung ist ein Puffer, welcher sich meist auf der Seriellen Schnittstelle befindet notwendig.
Funktionsweise der analogen und digitalen Datenübertragung
56Kbit/s - DAS ENDE?
Bis vor kurzem galten noch Modems mit einer maximalen Datentransferrate von 28.8Kbit/s als das ,,Optimum" des analogen Datentransfers. Kurz darauf folgten 33.6Kbit/s Modems und es hieß erneut, die Grenzen des analogen Telefonleitungsnetzes seien erreicht. Dies erscheint logisch, denn schon ,,Shannon's Law" besagt, die theoretische Grenze für Datentransfers über eine herkömmliche Telefonleitung sie bei ungefähr 35K (Kilobit pro Sekunde).
Seit neuestem sind jedoch 56K Modems auf dem Markt,- und gleich in zwei Versionen. Die erste kommt von Rockwell, die zweite von USR. Beide Hersteller von Telekommunikationsgeräten bieten ihre neuesten Kreationen nun für den Massenmarkt an. USR's Verfahren nennt sich x2 Technology, Rockwell's Verfahren nennt sich K56flex. Laut Rockwell ein schon seit Jahren bekanntes Verfahren, welches erst jetzt zum Einsatz kommt, da einem Großteil der Weltbevölkerung (3. Welt ausgeschlossen) jetzt auch die Vorteile des digitalen Telefonnetzes nicht mehr vorenthalten wird.
Beide 56K Datenübertragungsarten unterscheiden sich von den herkömmlichen Modems.
V.34 Modems sind die letzten ihrer Art, diese Aussage ist zur Zeit unbestritten, die Grenzen des analogen Telefonnetzes sind wie oben erwähnt erreicht. Die 56K Technik nutzt die mittlerweile weitverbreiteten digitalen Telefonleitungen. Durch das neue Verfahren erkennt das Modem automatisch, ob eine analoge oder digitale Verbindung zustande gekommen ist. Sofern eine analoge Verbindung aufgebaut wurde schaltet das Modem in den V.34/V.34+ Modus und moduliert die digitalen Signale weiterhin in analoge Wellenformen. Ist eine digitale Verbindung zustande gekommen, so wird auf das Modulationsverfahren verzichtet, und die zu empfangenden Daten werden von der Gegenstelle digital verschickt.
Das klingt nun alles wunderschön,- einen Haken hat die Sache aber: 56K, welche durch ein asymetrisches Kodierungsverfahren erreicht werden, sind nur beim Download möglich.
Ein Upload mit dieser Geschwindigkeit ist, was Enduser Modems angeht, nicht möglich. Aus Kostengründen ist diese Möglichkeit z.B. Internet-Providern vorenthalten. Ein 56K zu 56K Connect ist z.B. zwischen Internetservern möglich, welche beiderseits an das ISDN-Netz angeschlossen sind, und dessen Bandbreite voll ausnutzen können. Genauere Informationen sind zur Zeit seitens Rockwell und USR nicht zu erhalten, in dieser Hinsicht sind sich beide Firmen einig, was die Kompatibilität der beiden Verfahren zueinander angeht ebenso,- es gibt nämlich keine!!!
Das ISO-Referenzmodell nach DIN ISO 7498
Dir zur Kommunikation notwendigen Schritte sind im ISO-Referenzmodell beschrieben.
1) Physikalische Schicht (physical layer)
Ungesicherte Übertragung von Bitfolgen über eine Übertragungsstrecke; Vereinbarungen über Schnittstelle, Übertragungsgeschwindigkeit, Zeichenübertragungsverfahren, Gleichlaufverfahren.
2) Sicherungsschicht (link layer)
Sicherung der Schicht 1, d.h. fehlergesicherte Übertragung durch Blöcke aus Bitfolgen und Kontrollinformationen (Fehlererkennung und -behebung).
3) Vermittlungsschicht (network layer)
Auf- und Abbau des physischen Übertragungsweges zwischen Datenendgeräten aus gekoppelten Teilstrecken (Anwählen des Teilnehmers, Bestätigung der Empfangsbereitschaft)
4) Transportschicht (transport layer)
Steuerung und Überwachung der logischen Verbindung zwischen Sender und Empfänger, Vollständigkeitskontrollen
5) Kommunikationssteuerungsschicht (session layer)
Festlegung der Kommunikation zwischen den Teilnehmern in Form von Sitzungen (Steuerung des Dialogs vom Beginn bis zur Beendigung der Übertragung)
6) Darstellungsschicht (presentation layer) Festlegung der Bedeutung ausgetauschter Daten (Codes, Grafik, Sprache)
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Modem und wie funktioniert es?
Ein Modem (Modulator-Demodulator) ermöglicht die Kommunikation zwischen zwei entfernten Systemen über Telefonleitungen und eine serielle Schnittstelle zum PC. Es wandelt digitale Signale des PCs in analoge Signale für die Telefonleitung um und umgekehrt.
Was ist der Unterschied zwischen asynchroner und synchroner Datenübertragung?
Bei der asynchronen Übertragung wird der Gleichlauf zwischen den Modems für jedes Byte hergestellt. Bei der synchronen Übertragung werden Daten in Paketen verschickt, wobei Steuerzeichen den Gleichlauf am Anfang und Ende jedes Pakets sichern.
Was ist die Bedeutung von 56K-Modems und wie unterscheiden sie sich von V.34-Modems?
56K-Modems nutzen digitale Telefonleitungen, um höhere Download-Geschwindigkeiten zu erreichen. V.34-Modems sind auf analoge Verbindungen beschränkt. 56K-Modems erreichen asymmetrische Geschwindigkeiten, d.h. höhere Download- als Upload-Raten.
Was ist das ISO-Referenzmodell und welche Schichten beinhaltet es?
Das ISO-Referenzmodell beschreibt die notwendigen Schritte für die Kommunikation zwischen Systemen. Es besteht aus sieben Schichten:
- Physikalische Schicht (physical layer)
- Sicherungsschicht (link layer)
- Vermittlungsschicht (network layer)
- Transportschicht (transport layer)
- Kommunikationssteuerungsschicht (session layer)
- Darstellungsschicht (presentation layer)
- Anwendungsschicht (application layer)
Was sind UART-Chips und welche Rolle spielen sie?
UART-Chips (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) konfigurieren die serielle Schnittstelle des PCs und sind für die maximale Übertragungsgeschwindigkeit der Schnittstelle verantwortlich, unabhängig vom Modem. Ältere Chips wie der 16450UART boten geringere Geschwindigkeiten als neuere Versionen wie der 16550UART.
Was ist Datenkomprimierung und wie beeinflusst sie die Übertragungsgeschwindigkeit?
Moderne Modems können Daten komprimieren, um die effektive Übertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Zum Beispiel kann ein V.34 Modem mit 28.8kbit/s durch Komprimierung eine Geschwindigkeit von 115.2kbit/s erreichen, vorausgesetzt, die serielle Schnittstelle des PCs unterstützt diese Geschwindigkeit.
Was ist der Unterschied zwischen Rockwell's K56flex und USR's x2 Technology?
Beide sind 56k Technologien, aber sie sind inkompatibel zueinander. Details zu den genauen Unterschieden sind nicht öffentlich verfügbar.
- Arbeit zitieren
- Steffen Hertsch (Autor:in), 2000, Die Datenübertragung durch das Modem, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/99123
