modem/modem_talk.tex

   1 \documentclass{beamer}
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  21
  22 \begin{document}
  23
  24 \title{Das Modem - die Schnittstelle ins Internet}
  25 \subtitle{Vom kalten Krieg bis zum Internet}
  26 \author[M. Lenk]{Melanie Lenk \\ \texttt{mali@malinet.org}}
  27 \date{25. April 2006}
  28
  29 \AtBeginSection[]
  30 {
  31   \begin{frame}<beamer>
  32     \frametitle{"Uberblick}
  33     \tableofcontents[currentsection]
  34   \end{frame}
  35 }
  36
  37 \begin{frame}
  38   \titlepage
  39 \end{frame}
  40
  41 \begin{frame}
  42 \begin{center}
  43   \includegraphics[width=10cm]{internet-modem.eps}
  44 \end{center}
  45 \end{frame}
  46
  47 \begin{frame}
  48   \frametitle{"Uberblick}
  49   \tableofcontents%[pausesections]
  50 \end{frame}
  51
  52 \section{Das Modem}
  53
  54   \subsection{Begriffserkl"arung}
  55
  56 \begin{frame}
  57   \frametitle{Das Modem}
  58   \framesubtitle{Begriffserkl"arung}
  59   \begin{center}
  60   {\bf Modem} $\Rightarrow$ {\bf Mo}dulator/{\bf Dem}odulator
  61   \end{center}
  62   \begin{itemize}
  63     \item Modulator: Modulation eines analogen Tr"agersignals zur Kodierung digitaler Information
  64     \item Demodulator: Dekodierung der digitalen Information durch Demodulation des analogen modulierten Tr"agersignals
  65   \end{itemize}
  66   \vspace{0.15cm}
  67   \begin{center}
  68   \includegraphics[width=8cm]{modulation.eps}
  69   \end{center}
  70 \end{frame}
  71
  72   \subsection{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
  73
  74 \begin{frame}
  75   \frametitle{Das Modem}
  76   \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
  77   1950: {\bf SAGE} - {\bf S}emi {\bf A}utomatic {\bf G}round {\bf E}nvironment
  78   \begin{columns}
  79   \column{9.0cm}
  80   \begin{itemize}
  81     \item Automatisches Kontrollsystem zum Aufsp"uren/Verfolgen und Abfangen gegnerischer Bomber
  82     \item 1958: IBM AN/FSQ-7 (Whirlwind II) R"ohrenrechner, $55.000$ Elektronenr"ohren, Ferrit-Kernspeicher, 275 Tonnen, $2.000 \, m^2$, $3 \, MW$
  83   \end{itemize}
  84   \column{4.0cm}
  85   \includegraphics[width=2.3cm]{sage.eps}
  86   \end{columns}
  87   \vspace{0.3cm}
  88   \begin{center}
  89   \includegraphics[height=2.7cm]{sage_computer.eps}
  90   \includegraphics[height=2.7cm]{sage_building.eps}
  91   \includegraphics[height=2.7cm]{sage_terminal.eps}
  92   \end{center}
  93 \end{frame}
  94
  95 \begin{frame}
  96   \frametitle{Das Modem}
  97   \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
  98   1950: {\bf SAGE} - {\bf S}emi {\bf A}utomatic {\bf G}round {\bf E}nvironment
  99   \begin{columns}
 100   \column{8.0cm}
 101   \begin{itemize}
 102     \item Zeitpunkt der Einsetzbarkeit: Bedrohung durch sowjetische Bomber ersetzt durch sowjetische Raketen\\
 103           $\Rightarrow$ SAGE g"anzlich ungeeignet
 104     \item wesentlicher {\color{red} Einfluss} auf {\color{red} Entwicklung} von Computersystemen, Echtzeitverarbeitung von Informationen und der {\color{red} Vernetzung durch Modems}
 105     \item 1957: IBM / American Airlines mini-SAGE, zentralisierter Vertrieb von Flugtickets
 106           \begin{center}
 107           Terminals $\leftarrow$ Modem $\rightarrow$ Zentralrechner
 108           \end{center}
 109   \end{itemize}
 110   \column{4.0cm}
 111   \includegraphics[width=4.0cm]{sabre.eps}
 112   \end{columns}
 113 \end{frame}
 114
 115 \begin{frame}
 116   \frametitle{Das Modem}
 117   \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
 118   AT\&T - {\bf A}merican {\bf T}elephone \& {\bf T}elegraph Corporation
 119   \begin{columns}
 120   \column{8.0cm}
 121   \begin{itemize}
 122     \item nordamerikanischer Telekommunikationskonzern
 123     \item Monopolstellung in USA und Kanada
 124     \item Nur AT\&T Ger"ate durften elektrisch mit dem Netzwerk verbunden werden
 125           \begin{itemize}
 126             \item 1958: 2 {\bf digital subset} Ger"ate
 127             \item 1960: {\bf 202 Data-Phone}:\\
 128                   halbduplex, asynchron
 129             \item 1962: {\bf 201A/B Data-Phone}:\\
 130                   halbduplex, synchron, PSK, 2000 bps \\
 131                   (std. Telefonleitung) / \\
 132                   vollduplex, synchron, PSK, 2400 bps\\
 133                   (4 Adern)
 134             \item 1962: {\bf 103A Data-Phone}:\\
 135                   vollduplex, FSK, 300 bps \\
 136                   (std. Telefonleitung)
 137           \end{itemize}
 138   \end{itemize}
 139   \column{4.0cm}
 140   \includegraphics[width=4cm]{bell_systems_dataphone.eps}
 141   \end{columns}
 142 \end{frame}
 143
 144 \begin{frame}
 145   \frametitle{Das Modem}
 146   \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
 147   Der Akustikkoppler und Ger"ate anderer Hersteller
 148   \begin{columns}
 149   \column{8.0cm}
 150   \begin{itemize}
 151     \item AT\&T Monopol $\Rightarrow$ Akustikkoppler\\
 152           \begin{itemize}
 153           \item Kopplung elektrischer Signale durch akustische Signale
 154           \item Lautsprecher am Mikrofon des Telefonh"orers
 155           \item Mikrofon am Lautsprecher des Telefonh"orers
 156           \item $\Rightarrow$ "Ubertragung von Signalen in beiden Richtungen
 157           \end{itemize}
 158   \end{itemize}
 159   \column{4.0cm}
 160   \includegraphics[width=4cm]{akustikkoppler.eps}
 161   \end{columns}
 162   \begin{columns}
 163   \column{12.0cm}
 164   \begin{itemize}
 165     \item 1968: Gerichtsurteil, Erlaubnis f"ur nicht-AT\&T Ger"ate\\
 166           (komplexe/teure Tests) \\
 167           $\Rightarrow$ Akustikkoppler bis 1980 weit verbreitet
 168     \item 1972: {\em Vadic VA3400}\\
 169           vollduplex, 1200 bps, std. Telefonleitung
 170   \end{itemize}
 171   \end{columns}
 172 \end{frame}
 173
 174 \begin{frame}
 175   \frametitle{Das Modem}
 176   \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
 177   Das Smartmodem
 178   \begin{columns}
 179   \column{8.0cm}
 180   \begin{itemize}
 181     \item 1981: Hayes Communications\\
 182           \begin{itemize}
 183             \item Std. Modemchip + Befehls-Controller
 184             \item Modem im {\bf data} oder {\bf command} mode
 185             \item {\bf data mode}:\\
 186                   Daten werden zum Modem der Gegenstelle gesendet
 187             \item {\bf command mode}:\\
 188                   Daten werden als Befehle (AT-Befehlssatz) interpretiert und ausgef"uhrt
 189           \end{itemize}
 190   \end{itemize}
 191   \column{4.0cm}
 192   \includegraphics[width=4.0cm]{hayesmodem.eps}
 193   \end{columns}
 194   \begin{columns}
 195   \column{12.0cm}
 196   \begin{itemize}
 197     \item $\Rightarrow$ Modem kann selbstst"andig w"ahlen bzw. abheben
 198     \item Hayes command set (AT-Befehlssatz) bis heute Basis computergesteuerter Modems
 199   \end{itemize}
 200   \end{columns}
 201 \end{frame}
 202
 203 \begin{frame}
 204   \frametitle{Das Modem}
 205   \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
 206   Zunahme der "Ubertragungsraten
 207   \begin{itemize}
 208     \item bis Mitte 80er:\\
 209           300 und 1200 bps, Akustikkoppler weicht dem Smartmodem
 210     \item Sp"ate 80er:\\
 211           2400 bps, Modems unterst"utzen alle Standards
 212     \item {\bf Minitel}: Franz"osischer Vidiotext Online Service \\
 213           hohe/niedrige Geschwindigkeit f"ur Empfang/Versand von Daten
 214     \item 1984: {\bf Trailblazer Modems} bis zu 19.000 bps \\
 215           Dynamische Geschwindigkeit f"ur Empfang/Versand \\
 216           (Aushandlung durch einen extra Kanal je nach Bedarf)
 217   \end{itemize}
 218 \end{frame}
 219
 220 \begin{frame}
 221   \frametitle{Das Modem}
 222   \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
 223   Zunahme der "Ubertragungsraten
 224   \begin{itemize}
 225     \item Ende 80er: 9600 bps v.32 Standard ({\bf Echounterdr"uckung})
 226     \item 1994: 28.800 bps v.34 Standard \\
 227           Modemchip ersetzt durch \dq flexiblere\dq{} DSP und Microcontroller L"osungen (Kompatibilit"at zu anderen Standards)
 228     \item 1996: 56k v.90 Standard \\
 229           \begin{itemize}
 230             \item Einf"uhrung des digitalen Telefonnetzes seit 1990 \\
 231                   $\Rightarrow$ 16 bit Sprachsample, Samplingrate 4 kHz \\
 232                   $\Rightarrow$ Datendurchsatz von 64 kbps
 233             \item Ein Bit Kommando pro Byte \\
 234                   $\Rightarrow$ realer Datendurchsatz von 56 kbps
 235             \item digitale Leitung $\Rightarrow$ AD/DA-Wandlung wenig sinnvoll \\
 236                   $\Rightarrow$ v.91 Standard, vollst"andig digital \\
 237                   (Entwicklung ausgestorben auf Grund von ADSL und Kabelmodems)
 238           \end{itemize}
 239   \end{itemize}
 240 \end{frame}
 241
 242 \begin{frame}
 243   \frametitle{Das Modem}
 244   \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
 245   Deutsche Post - Modems in Deutschland
 246   \begin{itemize}
 247     \item 1983: BTX, Bildschirmtext
 248     \item Bis Mitte 1980 nur posteigene Modems erlaubt
 249     \item Modem als Netzabschluss \\
 250           $\Rightarrow$ Hoheitsbereich der staatlichen Deutschen Bundespost
 251     \item Zunahme privater Modems (schneller, billiger) \\
 252           $\Rightarrow$ Modem-Monopol nicht l"anger aufrechterhaltbar
 253   \end{itemize}
 254   \vspace{0.2cm}
 255   \begin{center}
 256   \includegraphics[height=3.7cm]{btx-modem.eps}
 257   \includegraphics[height=3.7cm]{btx-terminal.eps}
 258   \end{center}
 259 \end{frame}
 260
 261 \begin{frame}
 262   \frametitle{Das Modem}
 263   \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
 264   Standleitungsmodems (Anfang 1990)
 265   \begin{itemize}
 266     \item x{\bf DSL}-Modem: {\bf D}igital {\bf S}ubscriber {\bf L}ine\\
 267           {\bf NTBBA}: {\bf N}etwork {\bf T}ermination {\bf B}road{\bf b}and {\bf A}ccess\\
 268           (Netzabschluss f"ur Breitbandzugang)
 269           \begin{itemize}
 270             \item Daten"ubertragung "uber digitale Teilnehmeranschlussleitung
 271             \item hochfrequentes Signal $\Rightarrow$ starke D"ampfung $\Rightarrow$ Reichweite begrenzt (3 km)
 272           \end{itemize}
 273           \begin{center}
 274           \includegraphics[width=6.0cm]{dsl.eps}
 275           \end{center}
 276     \item Kabelmodem \\
 277           Daten"ubertragung "uber das TV-Kabelnetz
 278   \end{itemize}
 279 \end{frame}
 280
 281   \subsection{Modem-Varianten}
 282
 283 \begin{frame}
 284   \frametitle{Das Modem}
 285   \framesubtitle{Modem-Varianten}
 286   Man unterscheidet folgende Modemtypen:
 287   \begin{itemize}
 288     \item Telefonmodems\\
 289           Angepasst an die Besonderheiten des Telefonnetzes
 290           \begin{itemize}
 291             \item Akustikkoppler
 292             \item Smartmodem
 293             \item Faxmodem
 294             \item Voicemodem
 295             \item Soft/Winmodem
 296           \end{itemize}
 297     \item Standleitungsmodems \\
 298           Punkt-zu-Punkt-Verbindung zu fester Vermittlungsstelle
 299           \begin{itemize}
 300             \item xDSL-Modem
 301             \item Kabelnetz-Modem
 302           \end{itemize}
 303     \item Funkmodems \\
 304           selbes Prinzip: digitale Information $\rightarrow$ analoges Radiosignal
 305     \item Stromleitungsmodem \\
 306           Modulation von Datensignalen auf die Stromleitung
 307   \end{itemize}
 308 \end{frame}
 309
 310 \begin{frame}
 311   \frametitle{Das Modem}
 312   \framesubtitle{Modem-Varianten}
 313   Das Softmodem bzw. Winmodem
 314   \begin{itemize}
 315     \item Modem stark abgespeckter/reduzierter Hardware
 316     \item Fehlende Hardwarefunktionalit"at auf Software ausgelagert
 317     \item Onboard Soundhardware ersetzt analoge Koponente des Modems
 318 \pause
 319     \item $\Rightarrow$ {\color{blue} billiger als herk"ommliche Modems}
 320     \item $\Rightarrow$ {\color{red} h"ohere CPU Auslastung f"ur nichttriviale Tonerzeugung} (z.B. schlecht f"ur Onlinegaming)
 321     \item $\Rightarrow$ {\color{red} stark abh"angig vom Treiber} (Betriebssystem(version))
 322   \end{itemize}
 323 \end{frame}
 324
 325 \begin{frame}
 326   \frametitle{Das Modem}
 327   \framesubtitle{Modem-Varianten}
 328   Das Funkmodem
 329   \begin{columns}
 330   \column{8.0cm}
 331   \begin{itemize}
 332     \item Funkmodems notwendig f"ur digitale Daten"ubertragung durch die Luft
 333     \item Modulation digitaler Signale auf analoges Radiosignal
 334     \item Beispiele: WiFi Standard (IEEE 802.11, WLAN), Mobilfunk (GSM), GPS, DVB-S/T
 335   \end{itemize}
 336   \column{4.0cm}
 337   \includegraphics[width=4.0cm]{wlan.eps}
 338   \end{columns}
 339 \pause
 340   Das Stromleitungsmodem
 341   \begin{itemize}
 342     \item Modulation digitaler Datensiganle auf die Stromleitung
 343     \item Beispiele:
 344           \begin{itemize}
 345             \item Rundsteuertechnik der Energieversorgungsunternehmen \\
 346                   (Umschaltung der Stromz"ahler auf Tag/Nacht)
 347             \item Babyfon, Homeplug (st"orungsanf"allig, abh"orbar)
 348           \end{itemize}
 349   \end{itemize}
 350 \end{frame}
 351
 352   \subsection{Bauformen und Anschluss am PC}
 353
 354 \begin{frame}
 355   \frametitle{Das Modem}
 356   \framesubtitle{Bauformen und Anschluss am PC}
 357   Unterschiedliche Bauformen und Schnittstellen zum Computer
 358   \begin{columns}
 359   \column{7.0cm}
 360   \begin{itemize}
 361 \pause
 362     \item Externe Modems
 363           \begin{itemize}
 364 \pause
 365             \item Smart/Fax/Voicemodem: \\
 366                   RS232 (serielle Schnittstelle), USB
 367 \pause
 368             \item xDSL/Kabel: Ethernet, USB
 369           \end{itemize}
 370 \pause
 371     \item Steckkartenmodem\\
 372           PCI, ISA, PCMCIA, propriet"are Sockel
 373 \pause
 374     \item Onboard Modem
 375   \end{itemize}
 376   \column{5.0cm}
 377   \only<1-2>{
 378     \includegraphics[height=5.0cm]{blankv.eps}
 379   }
 380   \only<3>{
 381     \includegraphics[height=5.0cm]{smartmodem.eps}
 382   }
 383   \only<4>{
 384     \includegraphics[height=5.0cm]{dslmodem.eps}
 385   }
 386   \only<5>{
 387     \includegraphics[height=2.5cm]{isamodem.eps}
 388     \includegraphics[height=2.5cm]{pcimodem.eps}
 389   }
 390   \only<6>{
 391     \includegraphics[height=5.0cm]{blankv.eps}
 392   }
 393   \end{columns}
 394 \end{frame}
 395
 396   \subsection{Aufbau und Technik}
 397
 398   \subsection{Anschaffungskriterien}
 399
 400 \section{Das Internet}
 401
 402   \subsection{Begriffserkl"arung}
 403
 404   \subsection{Entstehung des Internets}
 405
 406   \subsection{Aufbau und Struktur}
 407
 408   \subsection{Internetprotokolle}
 409
 410   \subsection{Wichtige Dienste im Internet}
 411
 412   \subsection{Gefahren im Internet}
 413
 414 \end{document}