Allegegewartig im Netz Das Internet wird allgegenwärtig

Telefonmodem[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Stapel verschiedener Wählleitungsmodems
„ELSA-MicroLink-33.6TQV“, Einwahl zu T-Online im Jahr 2010
Telefonmodems für analoge Festnetzanschlüsse sind an die Besonderheiten des Telefonnetzes angepasst. Für die Übertragung steht allein das Frequenzband von 300 Hz bis 3400 Hz zur Verfügung. Anschlüsse an einer digitalen Vermittlungsstelle erweitern dieses Band auf 0 bis 4000 Hz. Die ersten Modems wurden von der ITU-T im Jahr 1964 international normiert; es handelte sich um Geräte mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 300 bit/s (V.21, duplex) und 1200 bit/s (V.23, halbduplex).
Die ersten Telefonmodems für den Computer-Massenmarkt wurden noch nicht elektrisch ans Telefonnetz angekoppelt, sondern stellten die Verbindung mittels geeigneter Schallwandler – der sogenannten Akustikkoppler – über den Hörer eines vorhandenen Telefons her. Dieser wurde mechanisch am Modem befestigt. Nebengeräusche führten schnell zu Übertragungsfehlern, weshalb die Schalen der Akustikkoppler oft in Kissen eingehüllt wurden. Dabei wurde mit 110 Baud, später 300 Baud mit der Frequenzumtastung (FSK) übertragen. Da die zu übertragenden Daten typischerweise gemäß den Standards für die serielle Datenübertragung auf Leitungen (V.24 bzw. RS-232) kodiert waren und Start, Stop und Parity-Bit mit übertragen wurden, ergab sich eine geringere effektive Nutzdatenrate. Diese frühen Modem-Typen mussten für die Zulassung einer Typmusterprüfung der Deutschen Bundespost unterzogen werden, was zu hohen Verkaufspreisen führte.
Durch die Realisierung von Modems mittels digitaler Signalverarbeitung konnten die erzielbaren Bitraten weiter gesteigert werden. In dieser Zeit wurde durch die Telekommunikationsfirma Hayes der heutige De-facto-Standard für Modems, der sogenannte AT-Befehlssatz, implementiert, der später von zahlreichen Herstellern übernommen und erweitert wurde. Leistungsfähigere Modulationsverfahren wie Phase Shift Keying (PSK) und Quadraturamplitudenmodulation (QAM) legten den Grundstein, es folgten Verfahren wie die Trellis-Coded Modulation (TCM), welche eine erste Form der codierten Modulation darstellt und auch in den Folgejahren bei anderen Datenübertragungsverfahren Anwendung fand. Durch laufende Messung und Aushandlung der für die Leitung und die Gegenstelle maximal möglichen Bitrate ermöglichten diese Übertragungsverfahren eine an die jeweilige Situation optimal angepasste Datenübertragungsgeschwindigkeit.
Aufgrund der immer größeren Leistungsfähigkeit der in Modem eingesetzten digitalen Signalprozessoren sowie insbesondere den Übertragungsverfahren, zum Beispiel durch Kompression, gibt es weitere Leistungsmerkmale, die aber den Grundrahmen des Modem-Konzepts sprengen. Zu nennen sind insbesondere die Fax-Funktion (Faxmodem) und die Anrufbeantworter-Funktion (Voice-Modem). Viele Modelle enthalten integrierte SIP-Adapter für IP-Telefonie (VoIP). Darüber hinaus existieren Modems mit integrierten Fax- (T.38) und E-Mail-Protokollen (POP3/SMTP) sowie Short-Message-Service-Funktionalität (SMS) zum autonomen Versand und Empfang von Nachrichten.
Im analogen Telefonnetz, in dem die Übertragungsbandbreite auf 3,1 kHz begrenzt ist, ist nach dem Shannon-Theorem die maximale Datenübertragungsrate bei üblicher Leitungsqualität auf 30 bis 40 kbit/s begrenzt. Eine Download-Datenrate von 56 kbit/s (V.90, V.92) ist im Telefonnetz nur bei einem Analoganschluss möglich, der an eine digitale Vermittlungsstelle gekoppelt ist. Dabei synchronisiert sich das Modem mit dem Wandlertakt der Vermittlung. Die sendende Gegenstelle, z. B. ein Einwahlknoten, muss dafür jedoch voll digital sein. Die Upload-Geschwindigkeit bleibt jedoch weiterhin analog begrenzt.
Modemverbindungen per Telefonnetz werden oft als Dial-Up-Verbindung bezeichnet, da vor der Herstellung der Datenverbindung ein Wählvorgang notwendig ist. Beispiele für Modemwählverbindungen sind z. B. BTX, Datex-P oder die analoge Einwahl ins Internet über einen Internet-Provider. Die ersten Einwahlen Ende der 80er Jahre mit 300-Baud-Modems, z. B. beim WDR, fanden jedoch über die Eingabe der Telefonnummer statt. Die Einwahl per ISDN unterscheidet sich davon insofern, als dort alles digital abläuft, also nicht mehr moduliert wird und somit kein Modem mehr beteiligt ist. Dennoch wird häufig die falsche Bezeichnung ISDN-Modem für ein ISDN-Anschlussgerät oder eine ISDN-Karte verwendet. Die erste ISDN-Verbindungsmöglichkeiten wurden 1992 auf der CeBit präsentiert.
Während in der Frühphase vor allem Fernschreiberaufgaben an Modems delegiert wurden, kam es später zur Entwicklung der Mailboxszene, die mit Netzwerkprotokollen wie Kermit oder Z-Modem arbeitete. Daneben fand sich im kommerziellen Bereich X.25 als Vermittlungsschicht. Heute dominiert in der Vermittlungsschicht vor allem IP für den Datenaustausch per Telefonmodem.