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Informationen zum Modembetrieb

Diese Seite stellt einige Informationen über Modems bereit. Was für den Zugang zum MWN (Münchner Wissenschaftsnetz) und Internet notwendig ist, steht in der Anleitung Zugang zum Internet.

Inhalt:

1. Funktion eines Modems

Das Modem (Modulator/Demodulator) wandelt die vom PC über die serielle Schnittstelle gesendeten digitalen Signale in analoge Frequenzen im hörbaren Bereich um, welche dann wie bei einem Telefongespräch über die Telefonleitung zu einem Modem auf der Gegenseite übertragen werden. An der Gegenstelle werden die analogen Signale wieder auf digital umgesetzt (demoduliert) und an den empfangenden Computer weitergeleitet. Internet-Anbieter setzen statt vieler einzelner Modems spezielle Modemserver ein, welche viele Modemverbindungen parallel aufbauen können. Das am LRZ eingesetzte Produkt Cisco 5350XM kann beispielsweise gleichzeitig bis zu 240 Modemverbindungen bedienen.

An PCs werden Modems entweder über die serielle Schnittstelle (z.B. COM1) oder über USB angeschlossen, häufig (vor allem bei Notebooks) ist ein Modem auch auf der Hauptplatine des Rechners integriert. Die Geschwindigkeit der Datenübertragung zwischen PC und Modem kann am PC eingestellt werden, normal ist hier 115,200 Bit/s. Dies ist höher als die maximale Übertragungsrate der Modems auf der Telefonleitung, welche beim gängigen Standard V.90 56,000 Bits/s beträgt. Der in der Praxis erreichbare Wert liegt deutlich niedriger, er wird durch die Qualtät und Länge der Anschlussleitungen und der Qualität der beteiligten Modems bestimmt. Das Modem führt intern durch eine ausgeklügelte Analyse und Umkodierung der Daten eine Komprimierung durch, dadurch können mehr als 56,000 Bits/s übertragen werden. Die Komprimierung macht somit die höhere Datenrate der seriellen Schnittstelle sinnvoll.

Modems gibt es in verschiedenen Bauweisen:

Tischgeräte mit eigener Stromversorgung
Steckkarten zum Einbau in PCs
PCMCIA-Karten zum Einbau in Notebooks
Notebooks mit integriertem Modem

2. Anschluss des Modems

Zum Anschluss an das Telefonnetz braucht man eine sogenannte TAE6-Steckdose (Telefon-Anschluss-Einheit) mit Steckercodierung N. Gängig sind Dosen mit 3 Buchsen TAE6-NFN, woran ein Fernsprechapparat und zwei Zusatzgeräte (z.B. Modem und Fax) angesteckt werden können.

Falls nur eine Einfachsteckdose TAE6-F vorhanden ist, kann man einen Adapter verwenden, der die Einfachsteckdose in eine Dreifachdose umwandelt. Siehe detaillierte Beschreibung zur TAE-Steckdosenbelegung, Stecker und Kabel.

Zum Anschluss eines externen Modems (Tischgerät) benötigt man ein 9- oder 25-poliges Schnittstellenkabel für den Anschluss an die serielle Schnittstelle, oder ein USB-Kabel zum Anschluss an die USB-Schnittstelle des PCs. Telefonnetz-seitig liegt dem Modem ein Telefonanschlusskabel bei, das in die TAE6-N- Buchse passt. Für Apple Macintosh PCs braucht man ein spezielles Macintosh-Modemkabel mit der Bezeichnung MiniDIN8. (Ein Druckerkabel ist nicht geeignet). Steckkarten und PCMCIA-Karten sind mit einem Telefonanschlusskabel ausgerüstet, das die jeweilige Karte mit der Telefondose verbindet. Siehe auch Tipps beim Modemkauf.

Wie man nachprüft, ob das Modem richtig angeschlossen ist, wird in Abschnitt Der at-Befehlssatz behandelt.

3. Was sind `at`-Kommandos

Ein Modem muss Kommandos zur Flusskontrolle, Fehlersicherung, Geschwindigkeitsregelung und vieles mehr kennen, damit es entsprechend den Anforderungen konfiguriert werden kann. Dazu gibt es den at-Befehlssatz. Mit at (Abkürzung von attention) werden Modemkommandos eingeleitet. Bei den meisten neueren Modems ist die Konfiguration schon werksmäßig richtig eingestellt. Normalerweise braucht man die at-Kommandos nicht zu kennen. Nur bei manchen Geräten sind spezielle Kommandos zur richtigen Einstellung notwendig. Diese werden Initstrings genannt. Im Abschnitt 11 finden Sie dazu einige Beispiele.

Eine Zusammenstellung der wichtigsten Modemkommandos ist im Abschnitt Der at-Befehlssatz zu finden.

4. Wie gut ist das Modem

Je schneller das Modem Daten fehlerfrei übertragen kann, um so besser ist es. Stand der Technik sind heute Modems, die nach dem vom ITU-T festgelegten Standard V.92 arbeiten. Mehr darüber steht im Abschnitt Normen für die Datenübertragung über Telefonnetze und Tipps beim Modemkauf. Wie überall gibt es auch bei Einhaltung dieser Normen bessere und schlechtere Modems. Ob die Daten auch fehlerfrei übertragen werden, obwohl Sie die PPP Software für die Verbindungsaufnahme fehlerfrei installiert und die optimale Einstellung gewählt haben merken Sie spätestens, wenn häufig unvermutete Verbindungsabbrüche kommen, oder Daten nur mit geringer Geschwindigkeit über die Leitung gehen, obwohl die Telefonleitung nicht wesentlich gestört ist. Nach Ausgrenzen sämtlicher Fehlerquellen hilft hier oft ein Update der Modem-Firmware (siehe www-Seite des Modemherstellers), ansonsten nur der Einsatz eines besseren Modems.

5. Normen für die Datenübertragung über Telefonnetze

Die von dem Internationalen Normungsgremium ITU festgelegten Normen werden in der Form V.xx dargestellt und haben zum Ziel, ein gemeinsames Protokoll für die Datenübertragung über Telefonnetze bereitzustellen. Diese Normen werden ständig weiterentwickelt um noch bessere Übertragungsraten zu erreichen. Da Modemhersteller manchmal mit ihrer Entwicklung neuer Geräte dem Stand der Normungen vorauseilen, werden auch sogenannte Industriestandards übernommen. So wurde V.34+ von einigen Modemherstellern entwickelt, was Übertragungsgeschwindigkeiten bis zu 33600 bps ermöglicht. Erst nachträglich wurde dies von ITU in die Normung V.34 mit aufgenommen. Das derzeitig gebräuchlichste Verfahren der Datenübertragung wird mit V.90 bezeichnet. Es gestattet max. Übertragungsgeschwindigkeiten von 56000 bps downline (zum PC) und max. 33600 bps upline (zum Remote Host). Der V.92 Standard, die neueste Normung, bietet weitere Verbesserungen. Zum einen ist damit möglich, Verbindungen schneller aufzubauen (ca. 10 sec), zum andern gibt es einen On Hold Modus, mit dem man die aufgebaute Verbindung parken kann, um eine weitere (Telefon-)Verbindung zu führen. Nach Beendigung der dazwischengeschalteten Verbindung, die nicht länger als 16 Minuten dauern darf, kann die geparkte Verbindung weiter geführt werden. Upline können damit bis zu 48 kbps, downline bis zu 56 kbps erreicht werden. Zusammen mit der neuen V.44-Datenkompressionstechnik kann die Geschwindigkeit bis zum 6-fachen der Leitungsgeschwindigkeit gesteigert werden.

Unsere Wählserver mit den Telefon-Nummern 35831-9000 und 89067928 (M-net) unterstützen V.92 und V.44 Datenkompression.

V.24	serielle Schnittstelle mit 25- oder 9poligem Anschluss
V.25	automatischer Wähl- und/oder Anrufbeantworter V.24 für serielle automatische Wahl
V.32	wahlweise 9600, 4800 oder 2400 bps
V.32bis	wahlweise 14400 bps oder weniger
V.34	wahlweise 33600 bps oder weniger
V.42	Fehlerkorrekturverfahren
V.42bis	Datenkompressionsverfahren
V.44	Datenkompressionsverfahren für V.92
V.90	wahlweise 56000 bps oder weniger (download 56000 bps, upload 33600 bps)
V.92	wahlweise 56000 bps oder weniger (download 56000 bps, upload 48000 bps)

6. Der `at`-Befehlssatz

Als Kommandosprache für Telefonnetz-Wählmodems hat sich der at-Befehlssatz durchgesetzt, der auch als 'Hayes kompatibel' bezeichnet wird. Leider wurden die at-Kommandos nicht standardisiert. Nur die gängisten sind bei den meisten Modems gleich und gelten als defacto-Standard. Viele Modemhersteller bieten zusätzlich Befehle ('extended command set') als Erweiterung an. Normalerweise muss sich der Modembenutzer nicht um die einzelnen at-Befehle kümmern. Bei Verbindungsproblemen ist es allerdings oft hilfreich, die aktuellen Einstellungen des Modems nachprüfen und ändern zu können.

Die wichtigsten Befehle:

at Beginn eines Kommandos (attention)

a/ Wiederholung des letzten Befehls

d p n Wählkommando (dial)
p: Pulswahlverfahren
n: 0-9 für Telefon-Nr.

d t n Wählkommando (dial)
t: Tonwahlverfahren
n: 0-9 für Telefon-Nr.

Vor oder zwischen den Ziffern der Telefonnummer können folgende Sonderzeichen eingefügt werden:
,	Pause zwischen den Ziffern der Telefon-Nr., Länge wird in S8 (S-Register 8) festgelegt
w	Warten auf zweiten Wählton (wichtig bei Nebenstellenanlagen)
r n	Wählt gespeicherte Telefon-Nummer 'n'
\ n	Wählt gespeicherte Telefon-Nummer 'n'

e0 Ausschalten des Echos (Modemmeldungen werden trotzdem ausgegeben)

e1 Echo wird angeschaltet

h0 Modem legt auf

h1 Modem hebt ab

i n Produktinformationen, n=1,2...

q n Quiet Modus n=0,1,.. Lautstärkenregelung

s n Status-Register, n=0,1,..

x0 Modem liefert nur die Meldung 'CONNECT'

x1 Volle Connect-Meldung

x2 x1 + Wähltonerkennung 'NO DIALTONE'

x3 x1 + Besetzt-Erkennung 'BUSY' (x3 muss eingestellt sein bei Nebenstellenanlagen)

x4 x2 + x3
(x4 ist empfehlenswert bei normalen Telefonanschlüssen)

z0 Modemreset der Konfiguration 0

Wichtige Befehle des erweiterten Befehlssatzes (extended command set):

&f n	Standardvorgabe (Konfiguration) n laden n=0,1,2
&v n	Anzeige der Konfigurationen, n=0,1,2 oder
i4	Anzeige der Konfigurationen
&w n	Speichern der aktuellen Konfiguration als Konfiguration n, n=0,1,2

Achtung:
Diese Befehle sind nicht standardisiert. Sie können bei den verschiedenen Modemtypen unterschiedlich heißen. Benutzen Sie die Befehle nur, wenn sie in Ihrem Modemhandbuch die Bedeutung kontrolliert haben.

Um zu prüfen, ob das Modem richtig angeschlossen und konfiguriert ist, können Sie unter Windows das Programm HyperTerm verwenden. Siehe dazu Funktionstest mit HyperTerminal.

Alle Befehle können groß oder klein, mit oder ohne Zwischenräume geschrieben werden. Mehrere Befehle können einzeilig als ein at-Befehl abgesetzt werden, oder auch mehrzeilig durch Zeilenvorschub getrennt.

Beispiel:

atq1e1s0=0s7=90

bedeutet:

q1	Lautstärke des Modems beim Wählvorgang auf "Leise" stellen (Ausschalten: `q0`).
e1	Echo einstellen. Das Modem gibt die am PC eingetippten `at`-Kommandos am PC aus.
s0=0	Anrufannahme ausschalten. (Manchmal ist s0=1 voreingestellt, was bedeutet, dass das Modem Anrufe nach dem ersten Anrufsignal entgegennimmt!)
s7=90	Warten auf Trägersignal bis zu 90 Sekunden, bevor Abbruch der Verbindung erfolgt.

Wenn Sie z.B. diese Werte einstellen möchten, müssen Sie sie als Modem-Initstring einstellen. Wie dies unter Windows gemacht wird steht in http:www.lrz-muenchen.de/services/netzdienste/modem-isdn/modemw95/ beschrieben.

7. Die wichtigsten Einstellungen

Normalerweise müssen keine besonderen Einstellungen vorgenommen werden. Die Schnittstellen-Geschwindigkeit des Modems wird automatisch von der Konfiguration des angeschlossenen Rechners übernommen.

8. Leistungsmerkmale der LRZ Modemserver

Das LRZ betreibt 2 Server des Typs Cisco AS5350XM, die über die Telekom angeschlossen sind mit den üblichen Telefongebühren.

Rufnummer	max. Anzahl gleichzeitige Verbindungen	Geschwindigkeit bis zu
(089) 35831-9000	120	56000 bps
(089) 89067928 (nur M-net-Kunden)	120	56000 bp

Über die Rufnummer 35831-9000 sind auch interne Verbindungen über Querverbindungen der TUM und der LMU möglich. Institute, die nicht ans Münchner Wissenschaftsnetz angeschlossen sind, aber über einen Telefonanschluss der TUM verfügen oder über Querverbindungen eine interne Telefonverbindung aufbauen können, können mit dieser Telefon-Nummer den Zugang zum MWN herstellen. Das Einwahlverfahren ist genauso wie beim Zugang über das öffentliche Fernsprechnetz.

Alle Wählserver unterstützen Fehlerkorrektur V.42, Datenkompression nach V.42bis und V.44 und erlauben das Umschalten auf niedrigere bzw. höhere Übertragungsgeschwindigkeit bei wechselnder Leitungsqualität (Fallback). Die Authentifizierung (Prüfung der Zugangsberechtigung) erfolgt über das PPP-Subprotokoll PAP. Das Protokoll CHAP, das mit verschlüsselt übertragenen Passwörtern arbeitet, kann nicht verwendet werden. Es kann aber evtl. von Instituten, die selber einen Radius-Server betreiben, eingerichtet werden. Weitere Informationen über PAP und IP-Adressen finden Sie in den Anleitungen zur Installation, Wissenswertes zu Zugangsberechtigung und Radius-Server befindet sich in Der Modem-/ISDN-Zugang am LRZ

9. Tipps beim Modemkauf

Wir empfehlen, nach Möglichkeit externe Modems (Tischgeräte) einzusetzen. Die Vorteile liegen in den besseren Kontrollmöglichkeiten durch Lautsprecher und LED-Anzeigen, Entlastung des PC-Netzteils, besserer Wärmeableitung und Vermeidung von Interrupt-Konflikten. Achten Sie darauf, mit welchem Schnittstellenkabel das Modem ausgerüstet ist. Gegebenenfalls brauchen Sie einen entsprechenden Adapter, der von 9 auf 25 Stifte, oder umgekehrt umsetzt. Außerdem müssen mindestens 8 Pins durchverbunden sein, damit die Modemsignale auch beim PC ankommen und die Hardware- Flusskontrolle funktionieren kann. Das Kabel muss eine 1:1-Verbindung schalten, (Sogenannte Null-Modemkabel dienen nur zur Verbindung von zwei Rechnern ohne Modem.) Achten Sie auch darauf, welche Übertragungsprotokolle im Modem integriert sind. Hayes-Kompatibilität bedeutet nur, dass at-Kommandos an das Modem gerichtet werden können. Für den Zugang zum MWN und Internet können Modems mit Geschwindigkeiten von 9600 - 56000 bps verwendet werden. Empfehlenswert sind 56K-Modems mit dem V.90-Standard.

Wir haben die Erfahrung gemacht, dass billige (no name) Modems im allgemeinen beim Betrieb deutlich mehr Probleme machen als Markengeräte, wie z.B. von den Firmen Zyxel, Elsa oder USRobotics. Häufige Schwierigkeiten bei no name Modems sind Abbrüche während der Verbindung oder Nichtzustandekommen von Verbindungen.

56K-Modems

Die Firmengruppen Rockwell und USRobotics entwickelten Modulationsverfahren, mit denen es möglich ist, Geschwindigkeiten bis zu 56Kbps zu erreichen. Im praktischen Betrieb sind mit den heute verfügbaren Geräten allerdings maximal etwa 50 Kbps möglich. Die angewendeten Verfahren nützen dabei die digitalen Leitungen aus, wenn "Host" Modem-Server ISDN-Anschlüsse besitzen und "Client" Benutzermodem über eine digitale Vermittlungsstelle verbunden ist. Die 56Kbps sind nur in Richtung Host zu Client möglich und setzen optimale Leitungsqualität voraus. In Richtung Client zum Host kommt grundsätzlich nur ein herkömmliches Modulationsverfahren, wie V.34 (bis 33600 bps) zum Einsatz. Erfüllt die Verbindung die Anforderungen des Verfahrens nicht, wird in beiden Richtungen ein herkömmliches Verfahren verwendet.

Leider gibt es manchmal Probleme mit Verbindungen über V.90. Es kann dabei zu Stockungen beim Datentransfer und Verbindungsabbrüchen kommen, oder der Verbindungsaufbau gelingt überhaupt nicht. Wenn Sie in diesem Fall den V.34-Standard einstellen, können Sie mit verminderter Geschwindigkeit (max. 33.600 bps) unsere Wählserver nutzen. Dazu muss bei Windows der entsprechenden Modem-at-Befehl als Initstring im Feld Weitere Einstellungen bei Erweiterte Einstellungen für das Modem eingestellt werden. Die bessere Lösung ist aber ein Update der Modem-Firmware, das oft über die WWW-Seiten des Herstellers abgerufen werden kann.

10. Initstrings für bestimmte Modems

Normalerweise muss kein spezieller Initialisierungsstring eingegeben werden. Empfehlungen stehen manchmal in der Dokumentation des Geräts oder man findet sie auf der Homepage des Herstellers im Internet. Einige Modems, hauptsächlich ältere, haben Default-Konfigurationen, die nicht für Verbindungen mit unseren Modemservern geeignet sind. Sie arbeiten meist nur mit einem speziellen Initstring richtig. Wie Sie den Initstring bei Ihrer Software einstellen können, lesen Sie bitte in unseren Tipps bei Modem/ISDN-Problemen unter Windows nach.

11. Tipps im Fehlerfall

Auf der Seite Tipps bei Modem/ISDN-Problemen unter Windows haben wir eine Sammlung von möglichen Problemen und Vorschlägen zu ihrer Beseitigung zusammen gestellt.

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