--- /dev/null
+\pdfoutput=0
+\documentclass[twoside,a4paper,11pt]{book}
+\usepackage[activate]{pdfcprot}
+\usepackage{verbatim}
+\usepackage{a4}
+\usepackage{a4wide}
+\usepackage[english,german]{babel}
+\usepackage[latin1]{inputenc}
+\usepackage[T1]{fontenc}
+\usepackage{amsmath}
+\usepackage{ae}
+\usepackage{aecompl}
+\usepackage[dvips]{graphicx}
+\graphicspath{{./img/}}
+\usepackage{color}
+\usepackage{pstricks}
+\usepackage{pst-node}
+\usepackage{rotating}
+%\usepackage{fancyhdr}
+%\pagestyle{fancy}
+
+% (re)new commands
+\newcommand{\printimg}[5]{%
+ \begin{figure}[#1]%
+ \begin{center}%
+ \includegraphics[#2]{#3}%
+ \caption{#4}%
+ \label{#5}%
+ \end{center}%
+ \end{figure}%
+}
+%\addto\captionsnenglish{%
+% \renewcommand{\figurename}{Fig.}%
+% \renewcommand{\tablename}{Table}%
+%}
+
+% hyphenation
+\hyphenation{}
+
+% author & title
+\author{Melanie Lenk\\{\texttt mali@malinet.org}}
+\title{Das Modem - die Schnittstelle ins Internet\\{\small Vom kalten Krieg bis zur digitalen Revolution}}
+
+\begin{document}
+
+\frontmatter{}
+\maketitle
+\tableofcontents
+
+\mainmatter{}
+\chapter{Einleitung}
+Das Internet \cite{wiki_internet_de} ist heutzutage nicht mehr weg zu denken.
+Zu wichtig und hilfreich sind die hohe Anzahl an M"oglichkeiten die es bietet.
+Einen der wohl wichtigsten Dienste des Internets stellt das {\em World Wide Web} dar, ein "uber das Internet abrufbares {\em Hypertext-System}, in denen die Anwender mit Hilfe eines {\em Webbrowsers} Dokumente von einem {\em Webserver} herunterladen, anschauen und sogenannten {\em Hyperlinks} auf andere {\em Webseiten} folgen k"onnen \cite{wiki_www_de}.
+Dieser Dienst wird oft mit dem Internet gleichgesetzt, ist aber j"unger und stellt nur eine m"oglich Nutzung des Internets dar.
+Weitere bekannte Dienste sind zum Beispiel die {\em E-Mail}, das Chat-Protokoll {\em IRC} und die Kommunikationsm"oglihckeit durch das {\em Telnet}-Protokoll.
+
+\begin{figure}[!h]
+\begin{center}
+\includegraphics[width=15cm]{internet-modem.eps}
+\caption{Grobes Schema einer Verbindung eines Heimcomputers mit dem Internet durch ein Modem}
+\label{img:internet_modem}
+\end{center}
+\end{figure}
+Abbildung \ref{img:internet_modem} zeigt, wie man mit Hilfe eines Modems \cite{wiki_modem_de} seinen Computer zu Hause "uber die Telefonleitung ins Internet verbinden kann.
+Im der vorliegenden Arbeit soll das Szenario dieser Abbildung verstanden und detailierter betrachtet werden, es wird uns aus diesem Grund noch einige weitere Male begegnen.
+
+Zun"achst setzt sich die Arbeit im ersten Kapitel mit dem Modem auseinander.
+Im zweiten Kapitel wird das Internet behandelt.
+Zu beiden Errungenschaften des digitalen Zeitalters wird ein grober geschichtlicher Ablauf gegeben, was den Titel dieser Arbeit erkl"aren wird.
+
+\chapter{Das Modem}
+
+\section{Begriffserkl"arung}
+
+Das Modem ist aus den zwei W"ortern {\bf Mod}ulator/{\bf Dem}odulator zusammengesetzt.
+Es dient zur "Ubertragung digitaler Daten "uber analoge Leitungen, wie etwa der Telefonleitung.
+Dazu wandelt es digitale Information durch Modulation der Daten auf ein analoges Tr"agersignal.
+An der Gegenstelle, einem weiteren Modem, passiert genau der umgekehrte Prozess.
+Das modulierte analoge Signal wird demoduliert und die digitalen Informationen zur"uckgewonnen.
+Das analoge Signal ist dabei den Besonderheiten des Telefonnetzes angepasst.
+F"ur die "Ubertragung stand in dem alten analogen Telefonnetz zun"achst das Frequenzband von $300 \, Hz$ bis $3.4 \, kHz$ zur Verf"ugung.
+\begin{figure}[!h]
+\begin{center}
+\includegraphics[width=14cm]{modulation.eps}
+\caption{Amplituden-, Frequenz- und Phasenmodulation eines digitalen Signals}
+\label{img:modulation}
+\end{center}
+\end{figure}
+Abbildung \ref{img:modulation} zeigt drei verschiedene und einfache Modulationsverfahren.
+
+\section{Geschichtliche Entwicklung}
+
+In den Zeiten des kalten Krieges um 1950 wurde von den Vereinigten Staaten ein computergest"utztes Luftverteidigungssystem mit dem Namen SAGE \cite{wiki_sage_en} entwickelt.
+Dieses sollte in der Lage sein, feindliche sowjetische Bomber aufzusp"uren, zu verfolgen und abzufangen.
+Es war das erste landesweit vernetzte Radarsystem.
+Zum Zeitpunkt der Fertigstellung durch {\em IBM} (sieh Abbildung \ref{img:whirlwind}) war die Bedrohung durch Bomber l"angst der durch Raketen gewichen.
+F"ur diesen Zweck war {\em SAGE} v"ollig ungeeignet.
+Jedoch hatte das Projekt entscheidenden Einfluss auf die Entwicklung von Computersystemen, Echtzeitverarbeitung von Informationen und der Vernetzung durch Modems.
+1957 baute {\em IBM} zusammen mit {\em American Airlines} eine kleine Variante der {\em SAGE} f"ur den zentralisierten Vertrieb von Flugtickets.
+\begin{figure}[!h]
+\begin{center}
+ \includegraphics[height=3.7cm]{sage_computer.eps}
+ \includegraphics[height=3.7cm]{sage_building.eps}
+ \includegraphics[height=3.7cm]{sage_terminal.eps}
+\caption{IBM AN/FSQ-7 Whirlwind II R"ohrenrechner, Geb"aude und Terminal}
+\label{img:whirlwind}
+\end{center}
+\end{figure}
+
+
+Die Notwendigkeit eines schnellen Informationsaustauschs lag also vor.
+Da sehr gro"se Datenmengen nur durch Computer verarbeitet werden k"onnen, lag es nahe, eine Daten"ubertragung zwischen Computern zu realisieren.
+Da das Telefonnetz, mit seinem Ursprung 1880, zu dieser Zeit gut ausgebaut war, kam die Idee, die Computer "uber die Telefonleitung miteinander kommunizieren zu lassen.
+Das Telefonnetz war jedoch nur zur Sprach"ubertragung gedacht, weshalb ein Ger"at zur Wandlung digitaler Information in T"one und zur"uck ben"otigt wurde, das Modem.
+
+Der nordamerikanische Telefonkonzern {\em AT\&T} genoss eine Monopolstellung in den USA und Kanada.
+Nur Ger"ate von {\em AT\&T} selbst durften elektrisch mit ihrem Netzwerk verbunden werden.
+{\em At\&T} brachte 1958 zwei {\em digital subset} Ger"ate f"ur die stark ansteigende Anzahl der Computernutzer heraus.
+Diese Ger"ate hatten eine "Ubertragungsrate von $200 \, baud$, $1 \, baud = 1 \, \frac{bit}{s}$.
+1960 wurde der Name {\em Data-Phone} eingef"uhrt und ersetzte den Begriff {\em digital subset}.
+Ein sehr bekanntes Modem ist das {\em 103A Data-Phone}, das 1962 auf den Markt kam.
+Es schaffte eine "Ubertragungsrate von $300 \, baud$ in beide Richtungen (vollduplex) "uber die normale Telefonleitung.
+
+Auf Grund der Monopolstellung von {\em At\&T} und dem Verbot nicht-{\em AT\&T} Ger"ate elektrisch mit dem Telefonnetz zu verbinden, entstand die Idee der Akustikkoppler \cite{wiki_akustikkoppler_en}.
+\begin{figure}[!h]
+\begin{center}
+\includegraphics[width=14cm]{akustikkoppler.eps}
+\caption{Akustikkoppler}
+\label{img:akustikkoppler}
+\end{center}
+\end{figure}
+Abbildung \ref{img:akustikkoppler} zeigt einen solchen Akustikkoppler.
+An Mikrofon und Lautsprecher des Telefonh"orers werden die entsprechenden Gegenst"ucke des Akustikkopplers befestigt.
+Somit k"onnen die modulierten analogen Signale in beiden Richtungen durch das Telefonnetz "ubertragen werden, ohne dass das Modem elektrisch mit der Telefonleitung verbunden ist.
+
+Mit einem Gerichtsurteil von 1968 wurden nun auch nicht-{\em AT\&T} Ger"ate am Telefonnetz erlaubt.
+Diese mussten allerdings komplexe und teure Tests bestehen, weshalb der Akustikkoppler bis 1980 weit verbreitet blieb.
+
+1972 brachte {\em Vadic} das {\em VA3400} mit einer beachtliche vollduplex Daten"ubertragung von $1200 \, baud$ "uber eine Standard-Telefonleitung auf den Markt.
+
+Der n"achste Meilenstein in der Modemtechnologie war die Entwicklung des Smartmodems durch den Herrn Hayes.
+Dieses besteht aus einem Standard-Modemchip und einem zus"atzlichen Befehls-Controller.
+Das Modem arbeitet in zwei m"oglichen Modi.
+Im sogenannten {\em data mode} werden alle Daten wie gehabt an die Gegenstelle gesendet.
+Im {\em command mode} werden die Daten als Befehle von dem Controller interpretiert und ausgef"uhrt.
+Hayes entwickelte das {\em Hayes command set}, auch AT-Befehlssatz genannt, der bis heute Basis computergesteuerter Modems ist.
+Das Modem war nun selbstst"andig in der Lage zu w"ahlen beziehungsweise abzuheben und aufzulegen.
+Abbildung \ref{img:hayes} zeigt ein solches Modem.
+\begin{figure}[!h]
+\begin{center}
+\includegraphics[width=14cm]{hayesmodem.eps}
+\caption{Hayes Modem}
+\label{img:hayes}
+\end{center}
+\end{figure}
+
+Bis Mitte der 80er Jahre erreichte man Geschwindigkeiten von $300$ bis $1200 \, baud$.
+Die Akustikkoppler wichen den weiterentwickelten Smartmodems.
+In den sp"aten 80er Jahren waren "Ubertragungsraten bis zu $2400 \, baud$ m"oglich.
+{\em Minitel}, ein franz"osischer Vidiotext Online Service Anbieter, f"uhrte erstmals hohe Geschwindigkeiten f"ur den Empfang von Daten und niedrige Geschwindigkeiten f"ur den Versand von Daten ein.
+Studien zeigten n"amlich, dass die Empfangsrichtung deutlich mehr genutzt wird.
+1984 bot {\em Trailblazer Modems} Ger"ate an, die eine dynamische "Ubertragungsrate f"ur den Empfang und den Versand erlaubten.
+Die "Ubertragungsrate wurde "uber einen extra Kanal je nach Bedarf ausgehandelt.
+Damit waren "Ubertragungsraten von $19000 \, baud$ m"oglich.
+
+Ende der 80er Jahre wurde mit Hilfe der Echounterdr"uckung \cite{wiki_echo_en} eine vollduplex "Ubertragungsrate von $9600 \, baud$ m"oglich gemacht.
+Daraus entwickelte sich der {\em v.32} Standard.
+
+1994 wurde der {\em v.34 Standard} verabschiedet.
+Die speziellen Modemchips wurden durch flexiblere DSP und Microcontroller L"osungen ersetzt.
+So konnte man Kompatibilit"at zu "alteren Standards realisieren.
+Die {\em v.34} Generation erm"oglichte "Ubertragungsraten von $28,800 \, baud$.
+
+Mit der Digitalisierung des Telefonnetzes seit 1990 entstand der {\em v.90} Standard.
+Durch Anschliessen der Teilnehmeranschlussleitungen an digitale Vermittlungsstellen konnte der Frequenzbereich auf $0$ bis $4 \, kHz$ erweitert werden.
+Jedes Sample ist $16 \, Bit$ breit, was zu einer "Ubertragungsrate von $64 \,kbps$ f"uhrt.
+Da jedoch ein $Bit$ pro $Byte$ als Meta- beziehungsweise Kontrolldaten genutzt werden, erreicht man effektive "Ubertragungsraten von $56 \, kbps$.
+
+
+\chapter{Das Internet}
+
+\backmatter{}
+\begin{thebibliography}{99}
+ \bibitem{wiki_internet_de} Wikipedia, Internet. http://de.wikipedia.org/wiki/Internet
+ \bibitem{wiki_www_de} Wikipedia, World Wide Web. http://de.wikipedia.org/wiki/World\_Wide\_Web
+ \bibitem{wiki_modem_de} Wikipedia, Modem. http://de.wikipedia.org/wiki/Modem
+ \bibitem{wiki_sage_en} Wikipedia, SAGE. http://en.wikipedia.org/wiki/Semi\_Automatic\_Ground\_Environment
+ \bibitem{wiki_akustikkoppler_en} Wikipedia, Acoustic coupler. http://en.wikipedia.org/wiki/Acoustic\_coupler
+ \bibitem{wiki_echo_en} Wikipedia, Echo cancellation. http://en.wikipedia.org/wiki/Echo\_cancellation
+\end{thebibliography}
+
+\end{document}
projects / lectures / latex.git / blobdiff