Das Modem

Dezember 2016

Wozu dient ein Modem?

Das Modem ist das Peripheriegerät, welches für den Transfer von Informationen zwischen mehreren Computern oder über einen leitungsgebundenen Übertragungsträger (Telefonleitung o.a.) benutzt wird. Computer funktionieren in digitaler Weise, sie verwenden die binäre Codierung (eine Serie von 0 und 1), die Telefonleitungen aber sind analog. Die digitalen Signale gehen von einem Wert zum anderen über, es gibt keine Mitte, keine Hälfte, es gilt « Alles oder Nichts » (eins oder null). Die analogen Signale hingegen funktionieren nicht « Stufenweise », sie entwickeln sich kontinuierlich.

Ein Klavier z.B. funktioniert auf mehr oder weniger digitale Art, denn es gibt eine "Stufe" zwischen den Noten. Eine Geige hingegen kann die Noten modulieren und alle denkbaren Frequenzen erreichen.

Ein Computer funktioniert auf die gleiche Weise wie ein Klavier, ein Moden wie eine Geige. Das Modem übersetzt die binäre Information vom Computer in analoge Sprache, um sie so über die Telefonleitung zu modulieren. Man kann seltsame Geräusche vernehmen, wenn man den Ton des Modems lauter stellt.

Das Modem moduliert also die digitalen Informationen in analoge Wellen. Umgekehrt demoduliert er analoge Daten, um sie in digitale zu übersetzen. Das Wort « Modem » ist ein Akronym für « MOdulator/DEModulator ».

Modem: modulation - démodulation

Die Übertragungsgeschwindigkeit eines Modem ist meist in a Baud ausgedrückt, in Ehrung an Emile Baudot (11. September 1845 - 28. März 1903), einen berühmten französischen Ingenieur, der im Bereich der Telekommunikation gearbeitet hat.. Diese Übertragungsgeschwindigkeit für Informationen zeichnet die (De)Modulationsfrequenz aus, d.h. die Anzahl an Zustandsänderungen die das Modem dem Signal pro Sekunde auferlegt. So ist die Übertragungsrate in Baud nicht ganz die Gleiche wie in Bits pro Sekunde, denn mehr als eine Zustandsänderung des Signals kann notwendig sein um ein Bit zu codieren.

Die Kommunikationsstandards

Die Verbreitung der Modems hat eine Standardisierung der Modem-Kommunikationsprotokolle nötig gemacht, damit alle die gleiche Sprache sprechen. Daher haben zwei Organisationen Kommunikationsstandards erarbeitet :

  • Die BELL-Labore, Vorreiter in Sachen Telekommunikation;
  • Das Internationale, konsultative Komitee für Telefonie und Telegraphie (CCITT), umgetauft seit 1990 in union internationale des télécommunication (UIT).

Das Ziel der UIT ist es, internationales Kommunikationsstandards zu definieren. Die Modem-Standards können in drei Kategorien unterteilt werden  :

  • Die Modulationsstandards (z.B. CCITT V.21)
  • Die Fehlerkorrekturstandards (z.B. CCITT V.42)
  • Die Datenkomprimierungsstandards (z.B. CCITT V.42bis)

Hier eine Liste der wichtigsten Standards für Modems :

Modulationsstandard theoretische Übertragungsrate Modus Beschreibung
Bell 103 300 bps Full duplex Amerikanischer und kanadischer Standard der eine Codierung mit Frequenzwechsel benutzt. Er erlaubt es ein Bit pro Baud zu senden.
CCITT V.21 300 bps Full duplex Internationaler Standard, ähnlich dem Standard Bell 103.
Bell 212A 1200 bps Full duplex Amerikanischer und kanadischer Standard der nach der Codierung mit Wechsel der differentiellen Phase funktioniert. Er erlaubt so 2 Bits pro Baud zu übermitteln.
UIT V.22 1200 bps Half duplex Internationaler Standard, ähnlich dem Standard Bell 212A.
UIT V.22bis 2400 bps Full duplex Internationaler Standard, der ein verbesserte Version des Standards V.22 darstellt, (d'o` daher die Bezeichnung V.22bis).
UIT V.23 1200 bps "Half duplex" Internationaler Standard, der in half-duplex funktioniert, d.h. mit dem die Daten über eine Leitung gleichzeitig übertragen werden können. Fakultative Möglichkeit einer Rückleitung mit 75 Baud.
UIT V.23 1200 bps/75 bps "Full duplex" Internationaler Standard der eine vollen, asymmetrischen Duplex bietet, d.h. er erlaubt eine Datenübertragung von 1200 bps in eine Richtung und 75 bps in die andere.
UIT V.29 9600 bps Half duplex Internationaler Standard in half-duplex, d.h. er erlaubt die Datenübertragung auf einer Leitung auf einmal. Dieser Standard ist insbesondere für Faxgeräte entwickelt worden.
UIT V.32 9600 bps Full duplex Internationaler Standard in full-duplex, der einen Fehlerkorrekturstandard integriert. Die Datenübertragung erfolgt entsprechend einer Fehlerkorrekturtechnik, genannt Amplitudenmodulation in Quadratur mit Gittercodierung. Diese Technik besteht darin ein zusätzliches Bit zu senden, für jede Gruppe von 4 Bits die über die Übertragungsleitung gesendet werden.
UIT V.32bis 14400 bps Full duplex Internationaler Standard der den Standard v.32 verbessert, indem er die Sendung von 6 Bits pro Baud erlaubt, um eine Übertragungsgeschwindigkeit von 14400 bps zu erreichen.
UIT V.32fast 28800 bps Full duplex Internationaler Standard, manchmal V.FC (Fast Class) genannt, mit dem ein Datenübertragungsgeschwindigkeit von 28800bps erreicht wird.
UIT V.34 28800 bps Full duplex Internationaler Standard mit dem eine Übertragungsrate von 28800 erreicht wird. Mit einen Prozessor DSP (Digital Signal Processor, digitaler Signalbearbeitungsprozessor) können die Modems die diesen Standard benutzen eine Übertragungsrate von 33600 bps erreichen.
UIT V.90 56000 bps Full duplex Internationaler Standard mit dem eine Übertragungsgeschwindigkeit von 56000 bps erreicht werden kann.

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