Modem

För bara några år sedan kom internet-boomen till Sverige. Alla skulle koppla upp sig. I början fanns det bara ett sätt att skapa en förbindelse mellan kunderna och deras internetleverantör (ISP, Internet Service Provider). Det var genom att skicka digital datatrafik som analoga signaler över telefonnätet. Till detta används en uppfining som är mycket äldre än så och som använts i datorkommunikationssammanhang sedan 1960-talet, nämligen modemet.

I detta kapitel tittar vi närmare på modem. Vad ett modem är och hur det fungerar.

Introduktion

Som vi sagt tidigare så är vissa medier, till exempel telefonnätet, gjorda för att transportera analoga signaler. Ofta vill man transportera digital data över en analog förbindelse. Till detta används en utrustning som kallas för modem. Modem är en förkortning för Modulator/Demodulator och kommer från modemets huvudsakliga funktion. Att modulera innebär att man översätter digitala signaler till analoga och att demodulera innebär att man reverserar processen genom att omvandla de analoga signalerna tillbaka till digitala.

Modem har traditionellt varit det vanligaste sättet för privatpersoner att ansluta sig till Internet. Alla Internetleverantören (Internet Service Provider, ISP) erbjuder tjänsten uppringt Internet, det vill säga Internet via ett modem anslutet till telenätet. I dag blir detta dock allt mindre vanligt då nya snabbare tjänster erbjuds. Mer som dessa kommer i kapitlet om Internet (kapitel 11).

Olika sätt att modulera

När ett modem modulerar en digital signal finns det flera olika sätt att göra det på. I slutändan blir det någon typ av ljud med olika egenskaper. Man kan välja att ändra den analoga signalen på flera olika sätt för att kunna koda in digitala signaler i den.

Amplitudmodulering

Amplitudmodulering innebär att man genom att ändra amplituden i signalen kan man baka in data i signalen. Det vill säga 1:or ges en amplitud och 0:or en annan. Denna metod är inte så effektiv, eftersom den till exempel är väldigt beroende av att signalen inte dämpas på vägen, och användes i de första modemen.

I figur 8-1 visas amplitudmodulering. I figuren innebär till exempel en högre amplitud en 1:a och en lägre en 0:a. Denna metod är dock väldigt känslig för till exempel att signalen blir dämpad och användes bara i de första modemen.

Figur 8-1. Amplitudmodulering

Frekvensmodulering

Frekvensmudulering innebär att man skickar en signal med konstant amplitud men att frekvensen ändras. Denna metod är bättre än amplitudmodulering.

I figur 8-2 visas frekvensmodulering. Vid frekvensmodulering används olika frekvenser för att bära antingen 1:or eller 0:or. I figuren innebär till exempel en högre frekvens en 1:a och en lägre en 0:a.

Figur 8-2. Frekvensmodulering

Fasskiftesmodulering

Ett tredje sätt att bädda in digitala signaler i en analog är att använda sig av fasskiftesmodulering. Det innebär att man utgår från en sinusformad signal och bestämmer att ett fasskifte har en viss innebörd. Eftersom man kan välja att byta fas vid olika ställen (vinklar) så kan man skicka mer information än 1:or och 0:or. Till exempel kan man bestämma att vissa lägen betyder 00, 01, 10 och 11.

I figur 8-3 visas fasskiftesmodulering. Vid fasskiftesmodulering utgår man från en sinusformad kurva och låter den byta fas vid bestämda lägen. Ett fasskifte på ett visst ställe i cykeln betyder en viss sak, till exempel en 1:a eller 0:a. Det finns också utrymme för att specificera följder av tecken, till exempel 00, 01, 10 eller 11.

Figur 8-3. Fasskiftesmodulering

Handskakning

Innan två modem kan börja tala med varandra (det är alltid två modem) så måste modem komma överens om hur de skall skicka information. Det gör de i en procedur som kallas handskakning (eng. Handshake). I handskakningen, som föregår det egentliga datautbytet, kommer modemen överens om exempelvis överföringshastigheten.

För att ett modem skall kunna kommunicera med så många olika modem som möjligt så kan de flesta modemen skicka och ta emot data i en mängd olika hastigheter. När två modem kommer överens om överföringshastigheten så är det alltid det långsammaste modemet som bestämmer i vilken hastighet de skall utbyta data.

Hayes-kommandon, (AT-kommandon)

Modem avsedda för telenätet var oftast så kallade akustiska modem. De bestod av en liten låda med en sladd och en telefonlursliknande sak med gummimuffar som passade på en vanlig telefonlur. Modemet innehöll alltså ingen telefon utan man ringde manuellt upp det nummer man skulle ringa och sedan kopplade man på modemen på varje sida genom att montera modemets mikrofon och högtalare på telefonluren. Detta var naturligtvis inte speciellt praktiskt. Man ville ju kunna programmera modemet från datorn så att datorn själv kunde till exempel ringa upp ett annat modem. Modemet borde ju dessutom kunna svara själv.

Det första modemet som kunde detta var ett modem från ett företag som heter Hayes Communications. Modemet hette Hayes Smartmodem och lanserades 1981. Detta modem kunde man kontrollera helt från datorn. Man kunde alltså ringa ett nummer, ändra inställningar, lägga på luren med mera från datorn utan att röra modemet. I övrigt var Smartmodem inget fartunder utan det skickade data i blygsamma 300 bit/s vilket var ganska vanligt på den tiden.

För att styra modemet så införde företaget ett system med olika kommandon som man använder för att säga åt modemet att göra olika saker. Dessa kommandon började alla med AT som är en förkortning för engelskans "attention". På grund av detta kallas dessa kommandon för AT-kommandon eller Hayes-kommandon. Det är ingen formell standard men de flesta modem som finns idag är Hayes-kompatibla. det vill säga de stöder hela eller delar av Hayes uppsättning AT-kommandon. Flera modemtillverkare lägger till egna kommandon utöver de vanliga. I tabell 8-1 listas några vanliga AT-kommandon. Är du intresserad så finns det en mer komplett lista på http://en.wikipedia.org/wiki/Hayes_command_set.

Tabell 8-1. Vanliga Hayes-kommandon (AT-kommandon)

Kommando: (AT+) Gör DT1111111 Ringer upp 1111111 med tonval DP1111111 Ringer upp 1111111 med pulsval M0 Stänger av modemets högtalare H0 Lägger på luren Z0 Återställer modemets sparade konfiguration Sammanfattning

Modem är en gammal uppfinning. Modem är en förkortning för Modulator/Demodulator. Sändande modem modulerar och mottagande demodulerar. Man kan modulera på flera sätt och det vanligaste idag är fasskiftesmodulering.

Innan två modem kan börja utbyta data kommer de överens om i vilken hastighet detta skall ske. Denna procedur kallas handskakning och det är alltid det långsammaste modemet som bestämmer.