Podatki na klic
Kabelski dostop, ADSL, brezžična omrežja in druge sorodne tehnologije so čedalje bolj priljubljene tudi med uporabniki doma. Kljub temu pa večina zaradi takih ali drugačnih omejitev za računalniško okno v svet še vedno uporablja klicni dostop, bodisi po analognem telefonskem vodu bodisi prek priključka ISDN.
Zgodovina
Izraz "modem" je okrajšava za besedno zvezo modulator-demodulator. Te naprave so prišle v rabo v 60. letih prejšnjega stoletja, ko so se z njimi po telefonskih povezavah na računalnike priklapljali terminali. Takrat so namreč bila podjetja, ki so prodajala računalniški čas v svojih računalnikih, na katere so se s svojimi terminali priklapljali uporabniki prek telefonskega priključka. Tipična hitrost povezave v tistem času je bila 300 bitov na sekundo. Zelo razširjen model terminala je bil DEC VT-100 in protokol, s katerim se je priklapljal na osrednji računalnik, je postal standard za tako povezovanje. VT-100 je znal prikazati 25 vrstic po 80 znakov. Ko je uporabnik pritisnil tipko, je modem poslal ASCII kodo znaka osrednjemu računalniku. Ta je potem poslal znak nazaj in terminal ga je prikazal na zaslonu. Brez modemske povezave je bil terminal torej povsem neuporaben. Protokol VT-100 še danes najdemo v programih za posnemanje terminalov, tako da je dedi
Za naslednji razmah modemov so konec 70. in v začetku 80. let, skupaj z razmahom hišnih in osebnih računalnikov, poskrbele elektronske oglasne deske (BBS). Z osebnim računalnikom, modemom in programom za posnemanje terminala so se uporabniki lahko povezali z oglasno desko, na kateri so bili na voljo podatki, datoteke, forumi in podobno. Podatke so prenašali s hitrostjo 300 bitov na sekundo, kar je v začetku, ko so prenašali predvsem besedila, povsem zadostovalo. Potrebe po večjih hitrostih pa so nastale, ko so uporabniki po telefonskih povezavah začeli pretakati tudi slikovne in druge večje datoteke. V začetku osemdesetih se je hitrost najprej povzpela na 1200 in 2400 bitov na sekundo ter se za nekaj časa ustalila pri 14.400 b/s. Takrat je veljalo, da je hitrost 19.200 bitov na sekundo zgornja meja, ki jo lahko dosežemo po navadnem telefonskem vodu, in nekateri izdelovalci so "tipali" ob tej meji z modemi, ki so prenesli za 19,2 Kb podatkov na sekundo, vendar ta hitrost ni bila podprta s strani organizacije ITU. Da je mogoče vsako mejo preseči, so izdelovalci dokazali z modemi, ki so podpirali 28,8 Kb/s in kmalu zatem z manjšo nadgradnjo standarda omogočali že 33,6 Kb/s. Naslednji mejnik, današnjih največ 56 kilobitov na sekundo, so standardizirali leta 1998. Izdelovalci so že pred tem omogočali take hitrosti, vendar njihovi izdelki med seboj niso bili združljivi, saj so se podjetja razdelila na dva tabora. V prvem je bil skoraj osamljeni US Robotics (danes del 3Coma), ki je razvil protokol X2, v drugem pa so se zbrali skoraj vsi drugi izdelovalci, katerih modemi so temeljili na čipih podjetja Rockwell in so podpirali protokol K56Flex. "Vojna" se je končala s kompromisom, danes pa prav vsi modemi podpirajo protokol v.90, ki je rezultat tega kompromisa. V prihodnosti hitrost analognih povezav verjetno ne bo presegla 56 Kb na sekundo, in sicer zaradi tehnoloških omejitev, pa tudi zaradi nastanka novih tehnologij, ki počasi izpodrivajo analogne modeme.
Ena izmed njih naj bi bila tehnologija ISDN, ki omogoča digitalno povezavo na navadni bakreni parici. Prve osnutke standarda ISDN je organizacija CCITT določila že leta 1984. ISDN se je v praksi najprej pojavil v ZDA, kjer naj bi analogno telefonijo nadomestil predvsem pri prenosu podatkov. Vendar so bile že takoj v začetku težave, saj oprema različnih izdelovalcev ni bila povsem združljiva. Svoje je k zapletu dodala še ameriška vlada, ki je določila enoten standard, s katerim naj bi bila združljiva vsa oprema, a so ga nekateri telekomi ignorirali zaradi nezdružljivosti z uveljavljeno opremo. Danes je ISDN v Severni Ameriki nadomestil dostop po kabelskem omrežju ali tehnologije DSL, ISDN pa se uporablja predvsem za rezervne povezave in tam, kjer hitrejše povezave še niso mogoče.
V Evropi je tehnologija ISDN prevzela drugačno vlogo. ISDN naj bi povsem nadomestil analogno telefonijo, tako pri prenosu podatkov kot tudi pri govoru. Zato so ga že v začetku oglaševali kot sistem za boljšo telefonijo in videokomunikacije, hitrejši prenos podatkov pa je prišel na prvo mesto šele, ko se je razmahnila uporaba interneta in so se uporabniki začeli ozirati po tehnologiji, ki bi omogočala udobnejše brskanje po spletu kakor klasična analogna telefonija. Razvoj po državah je bil zelo neenakomeren, po številu uporabnikov pa je predvsem izstopala Nemčija, kjer je ISDN doživel svoj največji uspeh. Kljub optimističnim pričakovanjem ta tehnologija ni izrinila analogne telefonije, na drugi strani pa njen tržni delež čedalje bolj načenjata XDSL in kabelski dostop do interneta.
Analogno
Modemi s hitrostjo 300 b/s so bili razmeroma preproste naprave. Signal so iz digitalnega v analognega pretvarjali po postopku FSK (Frequency Shift Keying). Pri tem se za različne bite uporabi različna frekvenca zvoka. Kličoči modem za 0 pošlje ton s frekvenco 1070 Hz, za 1 pa s frekvenco 1270 Hz. Klicani modem te zvočne signale pretvori nazaj v zaporedje bitov, obenem pa lahko pošilja tudi svoje podatke, in sicer s frekvenco 2025 Hz za ničlo in 2225 za enico. Zaradi uporabe različnih frekvenc lahko modema povezavo uporabljata hkrati in ta v določenem trenutku ni samo enosmerna. Takemu delovanju pravimo polni dvosmerni (full-duplex) prenos in ga podpirajo vsi današnji modemi.
Zaradi omejenega frekvenčnega spektra govorne telefonije, ki obsega samo frekvence od 0 Hz do 3400 Hz, so se morali inženirji pri hitrejših modemih zateči k drugačnim tehnologijam. Današnji analogni modemi uporabljajo tehnologijo kvadratne amplitudne modulacije, s katero se današnji modemi lahko povezujejo s hitrostmi do 56.000 bitov na sekundo. V praksi se izkaže, da se večina modemov povezuje s hitrostmi do 50 Kb/s, saj zaradi motenj na zvezah nastajajo šumi, zaradi katerih je največjo hitrost skoraj nemogoče doseči. Zaradi njih večina današnjih modemov podpira tudi "postopno degradacijo hitrosti", saj se na telefonskih zvezah hitro naredijo motnje, zaradi katerih je povezava pri trenutni hitrosti prenosa nemogoča. Modemi zato hitrost povezave v takih razmerah samodejno zmanjšajo, tako da ni napak pri prenosu ali prekinitvi povezave.
Do hitrosti 56 Kb/s so bile vse modemske povezave simetrične, kar pomeni, da je hitrost povezave enaka v obe smeri. Standard v.90, ki je danes najbolj razširjen in omogoča povezovanje s takšno hitrostjo, pa največjo hitrost omogoča le v smeri od kličočega do klicanega modema, v nasprotni smeri pa je hitrost "le" 33,6 Kb/s. V zadnjem času se je izoblikoval še standard v.92, ki je le malenkosten popravek v.90. Omogoča povezovanje s hitrostjo do 48 Kb/s v obeh smereh, vendar je zaradi narave brskanja po spletu, pri čemer se klicni dostop največ uporablja (več podatkov prenesemo k sebi kakor pošljemo), za navadne uporabnike še vedno primernejši od asimetričnega dostopa. Ob tem moramo še omeniti, da lahko večino modemov s podporo v.90 nadgradimo na standard v.92.
Omeniti moramo še programske modeme, naprave, pri katerih modulacijo in demodulacijo signala opravlja kar programska oprema, modem pa je samo kartica s priključkom za telefonski kabel. Pred leti je kazalo, da bodo te naprave povsem izpodrinile klasične modeme, ki imajo za take operacije namenske procesorje. Programski modemi so sicer cenovno ugodni, vendar imajo težave z združljivostjo programske opreme, ki skrbi za delovanje modema, marsikaterega uporabnika pa moti njihova navezanost na operacijski sistem Windows, zaradi katere se je teh naprav prijelo ime "Winmodem". Poleg tega, da ti modemi niso delovali v manj razširjenih operacijskih sistemih, je njihova slabost tudi velika navezanost na programsko opremo, ki je bila pri nekaterih modelih zelo hroščata, predvsem so pri tem izstopali gonilniki. Programski modemi so danes sicer precej bolj programsko podprti kot ob njihovem prihodu na trg, kljub temu pa so še vedno dokaj razširjeni taki, ki večino dela opravijo kar
Digitalno
Pri ISDN se podatki prenašajo po telefonskih zvezah v digitalni obliki, zato pri takih povezavah ni pretvorbe v analogni signal. Zaradi tega so vmesniki ISDN celo preprostejši od analognih modemov. Ker pri povezavah ISDN ni modulacije in demodulacije signala, je, tehnično gledano, narobe, če vmesnikom ISDN rečemo modemi, vendar se je zaradi enakega načina rabe tudi zanje uveljavil ta izraz. Pri komunikaciji signal potuje v digitalni obliki, zato je veliko bolj odporen proti motnjam in šumom, ki onemogočajo hitrejše prenose pri analogni tehnologiji. Zato pri ISDN vselej delamo z najvišjo možno hitrostjo, ki jo vmesnik omogoča.
V praksi poznamo dve vrsti priključkov ISDN. Najbolj razširjen je priključek BRI (Base Rate Interface), ki ponuja dva podatkovna kanala (imenovana kanala B), od katerih ima vsak hitrost 64 kb/s s popolno dvosmernostjo (full duplex). Z dvema kanaloma dobimo tudi dve povsem neodvisni telefonski liniji z dvema ločenima številkama. Poleg dveh kanalov B dobimo tudi servisni kanal D s hitrostjo 16 kb/s. Prek kanala D je vedno vzpostavljena neposredna zveza s ponudnikom storitev ISDN, saj se po njem ves čas prenašajo podatki o dohodnih klicih, številkah kličočih in drugi podatki.
Če 128 kb/s, kolikor ponujata dva kanala B, ni dovolj, si lahko omislimo primarni priključek ISDN (PRI - primary rate interface). Ta ima poleg servisnega kanala D še 32 kanalov B (v ZDA 23 kanalov) s skupno hitrostjo 2048 kb/s. Pri tem imamo seveda tudi 32 neodvisnih telefonskih linij, zato je tak priključek namenjen predvsem poslovnim uporabnikom, navadno v povezavi s telefonsko tajnico.
Kanal D, ki je stalno povezan s ponudnikom dostopa, lahko izkoristimo za nekatere dodatne storitve, na primer prenos elektronske pošte ali počasno zasilno povezavo v splet brez klicnega priklopa v internet. Na žalost so ponudniki takih storitev redki in tudi pri nas naročnikom niso na voljo.
Zaradi omejitev tehnologije ISDN ta dolgo ni bila na voljo vsem naročnikom. Treba je bilo namreč nadgraditi telefonske centrale, poleg tega pa mora biti naročnik v krogu pet ali šest kilometrov od centrale, drugače je signal prešibak, da bi bil zmožen prenesti podatke. Za naročnike, ki so od central bolj oddaljeni, pa mora ponudnik storitev ISDN postaviti drage repetitorje, ki signal ojačijo.
Če govorimo o modemih, moramo omeniti tudi tehnologijo DSL, ki naj bi v prihodnosti vzela na svoja pleča prenos podatkov po telefonski žici. Govorna telefonija zase zaseda samo majhen del frekvenčnega spektra, ki je na voljo (do 3400 Hz), saj je zaradi tega manj težav z interferenco signalov ob veliki količini bakrenih žic na majhnem prostoru. Ob tem moramo tudi upoštevati, da so bili prvi standardi za govorno telefonijo postavljeni pred več kot sto leti. Sodobne telekomunikacijske naprave lahko brez motenj izkoriščajo precej večji frekvenčni spekter.
Pri ADSL po sistemu CAP, ki je ena od izvedb tehnologije DSL, je frekvenčni spekter razdeljen na kanal za govorno telefonijo (0 Hz do 4000 Hz), kanal za prenos podatkov od uporabnika (25 KHz do 160 KHz) in kanal za prenos podatkov k uporabniku (240 KHz do največ 1,5 MHz). Zaradi velikih presledkov med temi kanali je možnost motenj zelo majhna. Standard DMT, ki je novejši, pa zadnje čase tudi bolj razširjen, pa celoten spekter razdeli na 247 kanalov, od katerih vsak zaseže 4 KHz spektra. Nekateri izmed njih so porabljeni za dvosmerno komunikacijo (predvsem tisti z nižjimi frekvencami). DMT sicer zahteva bolj zapleteno strojno opremo kakor sistem CAP, ima pa zato manj težav pri slabših povezavah.
Podobno kakor pri ISDN je tudi hitrost in dosegljivost ADSL odvisna od oddaljenosti od centrale. Prenos podatkov pa se tu ne obračunava po trajanju priklopa, ampak po količini prenesenih podatkov ali pa kar z mesečno pavšalno naročnino za neomejen dostop. Hitrosti, ki jih ADSL ponuja, so do 8 Mb/s v smeri proti uporabniku in do 1 Mb/s v smeri od uporabnika, novi standardi iz družine DSL pa naj bi te meje pomaknili še precej više.
Načini priklopa
Modeme smo v preteklosti navadno priključili na zaporedna vrata v računalniku, saj je hitrost vmesnika za večkrat presegala hitrost modema. Današnji vmesniki ISDN pa omogočajo (z združevanjem obeh kanalov) povezave s 128 Kb na sekundo, medtem ko običajni zaporedni vmesniki podatke prenašajo z največ 115,2 Kb/s. Vmesna rešitev so bile posebne vmesniške kartice, ki so ponujale večje hitrosti, tja do 460 Kb/s, na standardnem zaporednem vmesniku, vendar se med uporabniki niso najbolj uveljavile. Zadnjih nekaj let pa se čedalje več zunanjih naprav, tudi modemov in vmesnikov ISDN, priključi na vmesnik USB, ki ponuja hitrost do 12 Mb/s, kar je več kot dovolj za današnje klicne povezave. Poleg tega se večina naprav prek tega vmesnika tudi napaja, modemi na zaporednem vmesniku pa so potrebovali dodatni napajalnik. Edina težava vmesnika USB je, da ni podprt v nekaterih starejših operacijskih sistemih, predvsem bi izpostavili Windows NT, ki je v podjetjih še dokaj razširjen.
Modem pa seveda dobimo tudi v obliki razširitvene kartice. Včasih smo jih priklapljali v razširitveno mesto ISA, danes pa vse notranje modeme in vmesnike ISDN vtaknemo v razširitveno mesto PCI. Posebno poglavje so kartice za prenosnike PC Card, a imajo čedalje hujšo konkurenco v ultra majhnih zunanjih modemih USB, ki jih nekateri izdelovalci že oglašujejo kot rešitev za prenosnik, ki jo lahko uporabite tudi v domačem računalniku.
Programska oprema
Programska oprema, priložena modemom in vmesnikom ISDN, je zelo raznolika. Če pri nekaterih modelih poleg modema dobimo samo disketo z gonilnikom, je pri drugih na voljo pestra zbirka programske opreme, s katero lahko pošiljamo fakse, modem uporabimo kot telefonsko tajnico ali pa vzpostavimo videokonferenčni sistem prek omrežja ISDN. Programska oprema je načeloma bogatejša pri vmesnikih ISDN, od nje pa so odvisne tudi nekatere lastnosti vmesnikov. Tako vsi vmesniki podpirajo združevanje dveh kanalov v eno 128 Kb/s široko povezavo. Seveda smo ob taki povezavi kljub dvema telefonskima linijama nedosegljivi, zato "zna" programska oprema nekaterih modelov zaznati dohodni klic ter po potrebi prekiniti zvezo na enem kanalu, omogočiti pogovor in po koncu pogovora zopet vzpostaviti širšo povezavo v svet. Brskanje po spletu z združenima kanaloma B pa je tudi dvakrat dražje, kakor če smo povezani samo s 64 Kb/s. Ker večino časa hitrejšega prenosa ne potrebujemo, saj predvsem beremo besedilo, ne pa prenašamo podatke, zna programska oprema (pri nekaterih modelih) samodejno vzpostaviti povezavo na drugem kanalu, ko se promet poveča, in jo prekiniti, ko večja hitrost prenosa ni več potrebna. S tem si precej zmanjšamo stroške povezovanja. Podprte so lahko tudi razne dodatne, bolj eksotične funkcije, kot je analiza stroškov, spremljanje podatkov o telefonskih klicih, nekateri izdelki pa lahko povsem nadomestijo namensko hišno centralo, oziroma je ta že kar del vmesnika ISDN, krmilimo pa jo kar prek računalnika ali pa z nadzorno ploščo na vmesniku.
Modemi in vmesniki ISDN so izdelki, za katere lahko, kljub zdajšnji razširjenosti, napovemo, da so v zatonu. Novosti v tehnologiji je v zadnjem času malo ali nič, naprave pa so si med sabo čedalje bolj podobne, tako po zmogljivostih kot po priloženi programski opremi. Tudi v domačem okolju jih počasi izpodrivajo širokopasovne povezave, ki omogočajo precej več in so na voljo za čedalje manj denarja. So pa še vedno poceni alternativa za manj zahtevne uporabnike, obdržali pa se bodo tudi tam, kjer zaradi zemljepisnih ali drugih ovir hitrejši dostop do omrežja ne bo mogoč.