\begin{document}
\title{Das Modem - die Schnittstelle ins Internet}
-\subtitle{Bin ich schon drin?}
+\subtitle{Vom kalten Krieg bis zum Internet}
\author[M. Lenk]{Melanie Lenk \\ \texttt{mali@malinet.org}}
\date{25. April 2006}
\section{Das Modem}
- \subsection{Begriffserkl"arung}
+ \subsection{Motivation und Begriffserkl"arung}
\begin{frame}
\frametitle{Das Modem}
- \framesubtitle{Begriffserkl"arung}
+ \framesubtitle{Motivation und Begriffserkl"arung}
+ Motivation
+ \begin{itemize}
+ \item Notwendigkeit des {\bf schnellen} Informationsaustauschs
+ \item Verarbeitung {\bf gro"ser} Datenmengen \\
+ $\Rightarrow$ Daten"ubertragung zwischen (zwei) Computern
+ \item Telefonnetz (Ursprung 1880) weit verbreitet
+ \end{itemize}
+ \pause
+ $\Rightarrow$ Idee: Kommunikation der Computer "uber das Telefonnetz\\
+ \vspace{0.5cm}
+ \pause
+ {\color{red} Problem:} Telefonnetz konzipiert zur "Ubertragung von Sprache\\
+ \vspace{0.2cm}
+ \pause
+ {\color{green} L"osung:} Wandlung digitaler Information in T"one und zur"uck
+ \begin{center}
+ $\rightarrow$ {\bf Modem} $\leftarrow$
+ \end{center}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Motivation und Begriffserkl"arung}
\begin{center}
{\bf Modem} $\Rightarrow$ {\bf Mo}dulator/{\bf Dem}odulator
\end{center}
\subsection{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
+ 1950: {\bf SAGE} - {\bf S}emi {\bf A}utomatic {\bf G}round {\bf E}nvironment
+ \begin{columns}
+ \column{9.0cm}
+ \begin{itemize}
+ \item Automatisches Kontrollsystem zum Aufsp"uren/Verfolgen und Abfangen gegnerischer Bomber
+ \item 1958: IBM AN/FSQ-7 (Whirlwind II) R"ohrenrechner, $55.000$ Elektronenr"ohren, Ferrit-Kernspeicher, 275 Tonnen, $2.000 \, m^2$, $3 \, MW$
+ \end{itemize}
+ \column{4.0cm}
+ \includegraphics[width=2.3cm]{sage.eps}
+ \end{columns}
+ \vspace{0.3cm}
+ \begin{center}
+ \includegraphics[height=2.7cm]{sage_computer.eps}
+ \includegraphics[height=2.7cm]{sage_building.eps}
+ \includegraphics[height=2.7cm]{sage_terminal.eps}
+ \end{center}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
+ 1950: {\bf SAGE} - {\bf S}emi {\bf A}utomatic {\bf G}round {\bf E}nvironment
+ \begin{columns}
+ \column{8.0cm}
+ \begin{itemize}
+ \item Zeitpunkt der Einsetzbarkeit: Bedrohung durch sowjetische Bomber ersetzt durch sowjetische Raketen\\
+ $\Rightarrow$ SAGE g"anzlich ungeeignet
+ \item wesentlicher {\color{red} Einfluss} auf {\color{red} Entwicklung} von Computersystemen, Echtzeitverarbeitung von Informationen und der {\color{red} Vernetzung durch Modems}
+ \item 1957: IBM / American Airlines mini-SAGE, zentralisierter Vertrieb von Flugtickets
+ \begin{center}
+ Terminals $\leftarrow$ Modem $\rightarrow$ Zentralrechner
+ \end{center}
+ \end{itemize}
+ \column{4.0cm}
+ \includegraphics[width=4.0cm]{sabre.eps}
+ \end{columns}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
+ AT\&T - {\bf A}merican {\bf T}elephone \& {\bf T}elegraph Corporation
+ \begin{columns}
+ \column{8.0cm}
+ \begin{itemize}
+ \item nordamerikanischer Telekommunikationskonzern
+ \item Monopolstellung in USA und Kanada
+ \item Nur AT\&T Ger"ate durften elektrisch mit dem Netzwerk verbunden werden
+ \begin{itemize}
+ \item 1958: 2 {\bf digital subset} Ger"ate
+ \item 1960: {\bf 202 Data-Phone}:\\
+ halbduplex, asynchron
+ \item 1962: {\bf 201A/B Data-Phone}:\\
+ halbduplex, synchron, PSK, 2000 bps \\
+ (std. Telefonleitung) / \\
+ vollduplex, synchron, PSK, 2400 bps\\
+ (4 Adern)
+ \item 1962: {\bf 103A Data-Phone}:\\
+ vollduplex, FSK, 300 bps \\
+ (std. Telefonleitung)
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+ \column{4.0cm}
+ \includegraphics[width=4cm]{bell_systems_dataphone.eps}
+ \end{columns}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
+ Der Akustikkoppler und Ger"ate anderer Hersteller
+ \begin{columns}
+ \column{8.0cm}
+ \begin{itemize}
+ \item AT\&T Monopol $\Rightarrow$ Akustikkoppler\\
+ \begin{itemize}
+ \item Kopplung elektrischer Signale durch akustische Signale
+ \item Lautsprecher am Mikrofon des Telefonh"orers
+ \item Mikrofon am Lautsprecher des Telefonh"orers
+ \item $\Rightarrow$ "Ubertragung von Signalen in beiden Richtungen
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+ \column{4.0cm}
+ \includegraphics[width=4cm]{akustikkoppler.eps}
+ \end{columns}
+ \begin{columns}
+ \column{12.0cm}
+ \begin{itemize}
+ \item 1968: Gerichtsurteil, Erlaubnis f"ur nicht-AT\&T Ger"ate\\
+ (komplexe/teure Tests) \\
+ $\Rightarrow$ Akustikkoppler bis 1980 weit verbreitet
+ \item 1972: {\em Vadic VA3400}\\
+ vollduplex, 1200 bps, std. Telefonleitung
+ \end{itemize}
+ \end{columns}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
+ Das Smartmodem
+ \begin{columns}
+ \column{8.0cm}
+ \begin{itemize}
+ \item 1981: Hayes Communications\\
+ \begin{itemize}
+ \item Std. Modemchip + Befehls-Controller
+ \item Modem im {\bf data} oder {\bf command} mode
+ \item {\bf data mode}:\\
+ Daten werden zum Modem der Gegenstelle gesendet
+ \item {\bf command mode}:\\
+ Daten werden als Befehle (AT-Befehlssatz) interpretiert und ausgef"uhrt
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+ \column{4.0cm}
+ \includegraphics[width=4.0cm]{hayesmodem.eps}
+ \end{columns}
+ \begin{columns}
+ \column{12.0cm}
+ \begin{itemize}
+ \item $\Rightarrow$ Modem kann selbstst"andig w"ahlen bzw. abheben
+ \item Hayes command set (AT-Befehlssatz) bis heute Basis computergesteuerter Modems
+ \end{itemize}
+ \end{columns}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
+ Zunahme der "Ubertragungsraten
+ \begin{itemize}
+ \item bis Mitte 80er:\\
+ 300 und 1200 bps, Akustikkoppler weicht dem Smartmodem
+ \item Sp"ate 80er:\\
+ 2400 bps, Modems unterst"utzen alle Standards
+ \item {\bf Minitel}: Franz"osischer Vidiotext Online Service \\
+ hohe/niedrige Geschwindigkeit f"ur Empfang/Versand von Daten
+ \item 1984: {\bf Trailblazer Modems} bis zu 19.000 bps \\
+ Dynamische Geschwindigkeit f"ur Empfang/Versand \\
+ (Aushandlung durch einen extra Kanal je nach Bedarf)
+ \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
+ Zunahme der "Ubertragungsraten
+ \begin{itemize}
+ \item Ende 80er: 9600 bps v.32 Standard ({\bf Echounterdr"uckung})
+ \item 1994: 28.800 bps v.34 Standard \\
+ Modemchip ersetzt durch \dq flexiblere\dq{} DSP und Microcontroller L"osungen (Kompatibilit"at zu anderen Standards)
+ \item 1996: 56k v.90 Standard \\
+ \begin{itemize}
+ \item Einf"uhrung des digitalen Telefonnetzes seit 1990 \\
+ $\Rightarrow$ 16 bit Sprachsample, Samplingrate 4 kHz \\
+ $\Rightarrow$ Datendurchsatz von 64 kbps
+ \item Ein Bit Kommando pro Byte \\
+ $\Rightarrow$ realer Datendurchsatz von 56 kbps
+ \item digitale Leitung $\Rightarrow$ AD/DA-Wandlung wenig sinnvoll \\
+ $\Rightarrow$ v.91 Standard, vollst"andig digital \\
+ (Entwicklung ausgestorben auf Grund von ADSL und Kabelmodems)
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
+ Deutsche Post - Modems in Deutschland
+ \begin{itemize}
+ \item 1983: BTX, Bildschirmtext
+ \item Bis Mitte 1980 nur posteigene Modems erlaubt
+ \item Modem als Netzabschluss \\
+ $\Rightarrow$ Hoheitsbereich der staatlichen Deutschen Bundespost
+ \item Zunahme privater Modems (schneller, billiger) \\
+ $\Rightarrow$ Modem-Monopol nicht l"anger aufrechterhaltbar
+ \end{itemize}
+ \vspace{0.2cm}
+ \begin{center}
+ \includegraphics[height=3.7cm]{btx-modem.eps}
+ \includegraphics[height=3.7cm]{btx-terminal.eps}
+ \end{center}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Geschichtliche Entwicklung des Modems}
+ Standleitungsmodems (Anfang 1990)
+ \begin{itemize}
+ \item x{\bf DSL}-Modem: {\bf D}igital {\bf S}ubscriber {\bf L}ine\\
+ {\bf NTBBA}: {\bf N}etwork {\bf T}ermination {\bf B}road{\bf b}and {\bf A}ccess\\
+ (Netzabschluss f"ur Breitbandzugang)
+ \begin{itemize}
+ \item Daten"ubertragung "uber digitale Teilnehmeranschlussleitung
+ \item hochfrequentes Signal $\Rightarrow$ starke D"ampfung $\Rightarrow$ Reichweite begrenzt (3 km)
+ \end{itemize}
+ \begin{center}
+ \includegraphics[width=6.0cm]{dsl.eps}
+ \end{center}
+ \item Kabelmodem \\
+ Daten"ubertragung "uber das TV-Kabelnetz
+ \end{itemize}
+\end{frame}
+
\subsection{Modem-Varianten}
- \subsection{Anschluss am PC}
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Modem-Varianten}
+ Man unterscheidet folgende Modemtypen:
+ \begin{itemize}
+ \item Telefonmodems\\
+ Angepasst an die Besonderheiten des Telefonnetzes
+ \begin{itemize}
+ \item Akustikkoppler
+ \item Smartmodem
+ \item Faxmodem
+ \item Voicemodem
+ \item Soft/Winmodem
+ \end{itemize}
+ \item Standleitungsmodems \\
+ Punkt-zu-Punkt-Verbindung zu fester Vermittlungsstelle
+ \begin{itemize}
+ \item xDSL-Modem
+ \item Kabelnetz-Modem
+ \end{itemize}
+ \item Funkmodems \\
+ selbes Prinzip: digitale Information $\rightarrow$ analoges Radiosignal
+ \item Stromleitungsmodem \\
+ Modulation von Datensignalen auf die Stromleitung
+ \end{itemize}
+\end{frame}
- \subsection{Aufbau und Technik}
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Modem-Varianten}
+ Das Softmodem bzw. Winmodem
+ \begin{itemize}
+ \item Modem mit stark abgespeckter/reduzierter Hardware
+ \item Fehlende Hardwarefunktionalit"at auf Software ausgelagert
+ \item Onboard Soundhardware ersetzt analoge Koponente des Modems
+\pause
+ \item $\Rightarrow$ {\color{blue} billiger als herk"ommliche Modems}
+ \item $\Rightarrow$ {\color{red} h"ohere CPU Auslastung f"ur nichttriviale Tonerzeugung} (z.B. schlecht f"ur Onlinegaming)
+ \item $\Rightarrow$ {\color{red} stark abh"angig vom Treiber} (Betriebssystem(version))
+ \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Modem-Varianten}
+ Das Funkmodem
+ \begin{columns}
+ \column{8.0cm}
+ \begin{itemize}
+ \item Funkmodems notwendig f"ur digitale Daten"ubertragung durch die Luft
+ \item Modulation digitaler Signale auf analoges Radiosignal
+ \item Beispiele: WiFi Standard (IEEE 802.11, WLAN), Mobilfunk (GSM), GPS, DVB-S/T
+ \end{itemize}
+ \column{4.0cm}
+ \includegraphics[width=4.0cm]{wlan.eps}
+ \end{columns}
+\pause
+ \vspace{0.3cm}
+ Das Stromleitungsmodem
+ \begin{columns}
+ \column{12cm}
+ \begin{itemize}
+ \item Modulation digitaler Datensiganle auf die Stromleitung
+ \item Beispiele:
+ \begin{itemize}
+ \item Rundsteuertechnik der Energieversorgungsunternehmen \\
+ (Umschaltung der Stromz"ahler auf Tag/Nacht)
+ \item Babyfon, Homeplug (st"orungsanf"allig, abh"orbar)
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+ \end{columns}
+\end{frame}
+
+ \subsection{Bauformen und Anschluss am PC}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Bauformen und Anschluss am PC}
+ Unterschiedliche Bauformen und Schnittstellen zum Computer
+ \begin{columns}
+ \column{7.0cm}
+ \begin{itemize}
+\pause
+ \item Externe Modems
+ \begin{itemize}
+\pause
+ \item Smart/Fax/Voicemodem: \\
+ RS232 (serielle Schnittstelle), USB
+\pause
+ \item xDSL/Kabel: Ethernet, USB
+ \end{itemize}
+\pause
+ \item Steckkartenmodem\\
+ PCI, ISA, PCMCIA, propriet"are Sockel
+\pause
+ \item Onboard Modem
+ \end{itemize}
+ \column{5.0cm}
+ \only<1-2>{
+ \includegraphics[height=5.0cm]{blankv.eps}
+ }
+ \only<3>{
+ \includegraphics[height=5.0cm]{smartmodem.eps}
+ }
+ \only<4>{
+ \includegraphics[height=5.0cm]{dslmodem.eps}
+ }
+ \only<5>{
+ \includegraphics[height=2.5cm]{isamodem.eps}
+ \includegraphics[height=2.5cm]{pcimodem.eps}
+ }
+ \only<6>{
+ \includegraphics[height=5.0cm]{blankv.eps}
+ }
+ \end{columns}
+\end{frame}
+
+ \subsection{Aufbau und Funktionsweise}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Das Modem}
+ \framesubtitle{Aufbau und Funktionsweise}
+ Aufgaben des Modems
+ \begin{itemize}
+ \item
+ \end{itemize}
+\end{frame}
\subsection{Anschaffungskriterien}
projects / lectures / latex.git / blobdiff