Modeemin käyttäjän opas

Tämä sivu on kurssin Tik-109/110.300 7.kotitehtävä.

Tämän sivun teki Sami Levijoki, 44051L.

Mikä modeemi on? 

Modeemi on laite, joka muuntaa tietokoneen antaman digitaalisen tiedon analogiseksi signaaliksi, jotta tieto pystytään siirtämään puhelinlinjaa pitkin. Vastaanottavassa päässä toinen modeemi suorittaa vastaavasti muunnoksen analogisesta digitaaliseksi. Modulaattori hoitaa signaalin muunnoksen analogiseksi ja demodulaattori muunnoksen takaisin digitaaliseksi. Koska molemmat päät toimivat sekä vastaanottajina että lähettäjinä on molemmissa oltava modulaattori ja demodulaattori, josta nimi modeemi tulee.

Modeemin valinta

Modeemit voidaan jakaa karkeasti kahteen eri luokkaan ; sisäisiin ja ulkoisiin modeemeihin. Molemmilla on omat hyvät ja huonot puolensa, joten kannattaa miettiä mitkä ominaisuudet ovat tärkeimpiä juuri sinulle. Sisäinen modeemi liitetään suoraan tietokoneen laajennuskorttipaikkaan tietokoneen sisälle. Tämä sopii erityisesti, jos et halua yhtä laitetta lisää pöydällesi. Sisäinen modeemi on hinnaltaan vähän halvempi, koska se ei tarvitse kuorta eikä erillistä virtalähdettä. Lisäksi sisäisessä modeemissa ei ole liitäntäkaapeleita, jotka voisivat jäädä löysälle ja siten aiheuttaa virheitä tiedonsiirrossa.

Ulkoisen modeemin etuina ovat merkkivalot, jotka kertovat modeemin toiminnasta ja sen hetkisestä tilasta. Ulkoisen modeemin pystyy myös sammuttamaan ilman, että pitää sammuttaa koko tietokone. Lisäksi se ei tarvitse vapaata korttipaikkaa ja sitä on helpompi liikutella laitteiden välillä. Haittapuolina mm. hieman kalliimpi hinta ja riippuvuus sarjaliikennepiiristä.

Tällä hetkellä markkinoita hallitsevat 28800 tai 33600 bps nopeudella toimivat modeemit. Markkinoille on myös saapunut 56Kbps nopeuteen yltäviä modeemeja, mutta niille ei ole olemassa vielä virallista standardia. Niinpä tänä päivänä ei kannata ostaa hitaammalla nopeudella kuin 28800 bps toimivaa modeemia. Lisäksi kannattaa varmistaa että modeemi tukee tiedonpakkausta ja virheenkorjausta.

Modeemin valinnassa kannattaa muistaa muutama asia. Ensinnäkin kannattaa ostaa jonkun tunnetun ja hyväksi havaitun valmistajan modeemi. Näillä on usein hyvä on-line palvelu ja ne tarjoavat ajuri- ja ohjelmistopäivityksiä asiakkailleen. Kannattaa pysyä erossa halpamodeemeja tuottavista yrityksistä. Mikään ei ole ikävämpää kuin se, että yhteydensaaminen haluamaasi paikkaan vaatii useita yrityksiä pelkästään sen takia, että modeemeilla on yhteydenmuodostusvaikeuksia. Ennen modeemin ostoa kannattaa tarkistaa myös se, minkälainen on-line palvelu yrityksellä on.[1]

Modeemeissa käytetään useita eri piirisarjoja. Useat halpamodeemit käyttävät Rockwellin piirisarjoja. Markkinoilla on myös hyviä Rockwellin piirisarjaan perustuvia modeemeja, joissa modeemin valmistaja on parannellut piirisarjan ominaisuuksia. Tunnetut valmistajat käyttävät omia piirisarjojaan tai jotain muuta kuin Rockwellin piirisarjaa. Yleisesti ottaen kannattaa selvittää minkälaisia modeemeja useimmiten käyttämäsi Internet-palveluntarjoaja tai boksisi käyttää ja valita sen mukaan joko samanmerkkinen tai samaanpiirisarjaan perustuva modeemi yhteensopivuusongelmien välttämiseksi.[1]

Modeemejen nopeuksista puhuttaessa usein sekoitetaan käsitteet baudi ja bps. Tämä johtuu siitä, että aikaisemmin käytössä olleilla hitailla modeemeilla ne olivat merkitykseltään samat. Nykyään käytössä olevilla modeemeilla niillä on kuitenkin eroa. Bps tarkoittaa tiedonsiirtonopeutta, bittiä per sekunti. Baudi taas tarkoittaa signaalin muutosten määrää sekunnissa. Esimerkiksi käytettäessä 4-vaihe-ero modulointia yhdellä signaalin muutoksella voidaan siirtää neljä databittiä.[1]

Standardeja [2]

Modeemeihin liittyviä standardeja määrittelee ITU-T (entinen CCITT). Standardit ovat melko sekavasti nimettyjä ja aiheuttavat usein hämmennystä ja sekaannuksia varsinikin aloittelevalle modeemin käyttäjälle.Lisäksi alalla on käytössä lukuisa määrä epävirallisia standardeja, jotka ovat joidenkin valimistajien määrittelemiä. Seuraavassa tärkeimmät standardit ja niiden merkitykset.

V.32 Virallinen standardi 9600 bps tiedonsiirtoon.
V.32 bis Virallinen standardi 14400 bps tiedonsiirtoon.
V.34 Virallinen standardi 28800 ja 33600 bps tiedonsiirtoon.
V.42 Virheenkorjaus menetelmä.Tunnetaan myös nimellä LAP-M (link access protocol for modems).
V.42 bis Tiedonpakkaus menetelmä. Maksimipakkaussuhde 4:1.

ITU-T:n määrittelemät standardit löytyvät mm. osoitteesta http://www.whnet.com/itustd.html.

Epävirallisia standardeja [2]

V.terbo Epävirallinen standardi 19200 bps tiedonsiirtoon.
V.FC Epävirallinen standardi 28800 bps tiedonsiirtoon. Tuli markkinoille ennen V.34 standardia eikä ole yhteensopiva sen kanssa.
MNP4 Microcom Network Protocol 4. Melko laajasti käytetty virheenkorjaus protokolla. Modeemin tulisi tukea sekä V.42:a että MNP4:ää.
MNP5 Microcomin tiedonpakkaus protokolla. Pakkaussuhde 2:1. Ei tunnista jo pakattuja tiedostoja vaan pakkaa ne uudestaan. Useimmat uudet modeemit tukevat sekä V42bis:ä että MNP5:a.
V.flex2 Lucent Technologyn 56K tiedonsiirtoprotokolla. Yhteensopiva muiden 56K tiedonsiirtoprotokollien paitsi US Roboticsin x2-protokollan kanssa.
K56Plus Motorolan protokolla 56kbps tiedonsiirtoon. Yhteensopiva muiden valmistajien paitsi USRoboticsin 56K tiedonsiirtomenetelmien kanssa.
x2 USRoboticsin kehittämä 56kbps tiedonsiirtoprotokolla. Ei ole yhteensopiva K56Plus-protokollan kanssa.

Sarjaportti

Ulkoinen modeemi kytketään tietokoneeseen sarjaportin kautta.Sarjaportin UART (=Universal asynchronous receiver- transmitter)-piiri muuntaa tietokoneelta tulevan rinnakkaismuotoisen tiedon sarjamuotoiseksi ja päinvastoin.Vanhemmissa tietokoneissa käytetään 8250 ja 16450 UART-piirejä. Näiden piirien ongelmana on se, että niissä ei ole kuin yhden merkin puskuri, jolloin jos tietokone ei ehdi käsittelemään tulevaa tietoa riittävällä nopeudella tapahtuu tietojen ylivuotoa. Uudemmissa mikroissa käytetään 16550-piiriä, jossa vastaavaa ongelmaa ei esiinny puskurimuistin ansiosta. Jos sinulla on ulkoinen modeemi, etkä tiedä mikä sarjaliikennepiiri mikrossasi on voit tarkistaa sen jollain diagnostiikkaohjelmalla kuten esim. MSD:llä. Jos piiri on jokin vanhemmista piireistä kannatta se vaihtaa uuteen. Sisäisissä modeemeissa ei vastaavaa ongelmaa ole. [1]

Liitännät[3]

Ulkoisen modeemin tapauksessa kannattaa varmistaa että kaapeli, jolla modeemi liitetään tietokoneeseen on korkealaatuinen. Jotkin halvat kaapelit eivät tue laitteistopohjaista kättelyä. Niissä on kytkettynä vain 3 tai 4 signaalia 7 tai useamman sijaan. Seuraavien RS-232 signaalien tulisi ainakin olla kytkettynä.

Lisäksi kannattaa ostovaiheessa katsoa, millainen liitäntä sarjaportissa on, koska käytössä on 9-ja 25-napaisia urospuolisia D-liittimiä. Osoitteessa http://www.blackdown.org/~hwb/menu_Cable.html on esitetty erilaisia liitäntöjä ja niiden signaalit. Tässä on 9-napainen kaapeli ilman kättelyä http://www.blackdown.org/~hwb/menu/ca_2wModem9to25.html ja kättelyn kanssa http://www.blackdown.org/~hwb/menu/ca_Modem9to25.html ca_Modem9to25.html sekä 25-napainen kaapeli ilman kättelyä ca_2wModem25to25.html ja kättelyn kanssa ca_Modem25to25.html [4].

AT-komentokieli [5,6]

AT-komentokieli on yleinen modeemien ohjaukseen tarkoitettu komentokieli. Sillä voidaan ohjata modeemin toimintaa ja antaa modeemille pysyviä asetuksia. Komennot muodostuvat AT-etuliitteestä ja sen perään kirjoitettavista muutaman merkin pituisista merkkijonoista. Seuraavassa listassa on esitetty tärkeimpiä AT-komentoja. Täydellisemmän luettelon löydät modeemisi ohjekirjasta tai esimerkiksi osoitteesta http://192.233.85.1/~breed/atcmds.html. Useat modeemi valmistajat ovat lisänneet omia komentojaan AT-komentokieleen. Näistä saat tietoa modeemisi ohjekirjasta.

AT Komentojen etuliite
+++ Palauttaa modeemin komentotilaan
A/ Edellisen komennon toisto
ATA Automaattivastaus
ATDPn Soittaa pulssivalinnalla numeroon n.
ATDTn Soittaa äänitaajuusvalinnalla numeroon n.
ATE Komentojen kaiutus käyttöön.
ATE1 Komentojen kaiutus pois käytöstä.
ATH Sulkee yhteyden.
ATH1 Avaa linjareleen.
ATLn Asettaa kaiuttimen äänenvoimakkuudeksi n.
ATM Kaiutin pois käytöstä.
ATM1 Kaiutin käytössä yhteyden muodostukseen asti.
ATM2 Kaiutin aina käytössä.
ATO Palaa yhteystilaan komentotilasta.
ATQ Vasteet käytössä.
ATQ1 Vasteet pois käytöstä.
ATSn=x Rekisterin n arvoksi x.
ATSn? Tulostaa rekisterin n arvon.
ATV Numeeriset vasteet.
ATV1 Sanalliset vasteet.
ATX Perusvasteet käytössä.
ATX1 Yhteysnopeuden ilmaisu.
ATX2 Valinta-signaalin tunnistus.
ATX3 Varattu-signaalin tunnistus.
ATX4 Varattu- ja valinta-signaalin tunnistus.
ATZ Palauttaa perusasetukset.
AT&F Palauttaa tehdasasetukset.
AT&V Näyttää modeemin asetukset.
AT&W Tallentaa oletusarvot muistiin.
AT&Zn=x Tallentaa x:n muistipaikkaan n.

Testausmenetelmiä

Kun kahden osapuolen välinen tiedonsiirto ei toimi on usein vaikea tietää mistä vika johtuu. Vika voi olla joko jomman kumman vastaanottajan päässä tai välisellä linjalla. Vian paikantamista varten on käytettävissä kaksi testiä : paikallissilmukka testi ja kaukosilmukka testi. Paikallissilmukka testissä modeemi ohjaa tiedot suoraan modulaattorista demodulaattorin ja lähettää tietyn testisarjan. Jos vastaanotettu testisarja on sama kuin lähetetty sarja niin modeemi toimii oikein. Kaukosilmukka testissä toisessa päässä oleva modeemi ohjaa tulevat tiedot suoraan demodulaattorilta modulaattorille. Jos paikallisen modeemin lähettämä testisarja tulee samanlaisena takaisin oletetaan, että vika on toisen pään modeemin ja päätelaitteen välillä. Jos vastaanotettu sarja on pahasti vahingoittunut oletetaan, että vika on toisen pään modeemissa. Jos ei vastaanoteta signaalia ollenkaan on vika puhelinlinjoissa.[7]

Asetukset

Jotta modeemi toimisi kunnolla tulee sen asetusten olla kunnossa. Se että yhteydenmuodostuksessa on vaikeuksia tai, että yhteys katkeilee johtuu usein puutteellisesta init-merkkijonosta. Init-merkkijono on AT-komentokieleen perustuva merkkijono, jolla asetetaan modeemin toimintaparametreja. Se lähetetään modeemille aina kun tietoliikenneohjelmaa aletaan käyttämään. Yleensä valmistajat tarjoavat muutamia niin sanottuja init-merkkijonoja valmiina. Jos nämä eivät toimi voit yrittää löytää parempia asetusmerkkijonoja esimerkiksi linkkilistassa mainituista asetusmerkkijonolistoista. Kun olet löytänyt hyvin toimivan merkkijonon tallenna se modeemisi muistiin. Asetuksia haettaessa kannattaa myös kokeilla yhteyden muodostamista hitaammalla nopeudella.[1]

Modeemi kannattaa yleensä littää COM2-sarjaporttiin, koska COM1:een on yleensä liitetty hiiri. Lisäksi kannatta varmistaa, ettei modeemin käyttämä keskeytys (IRQ) mene päällekäin jonkun muun laitteen käyttämän keskeytyksen kanssa. Tarvittaessa keskeytys voidaan muuttaa jumppereita siirtämällä.[1]

Ennen kuin liikennöinti pääsee toden teolla käyntiin pitää tietoliikenneohjelman asetukset laittaa kuntoon. Mikron ja modeemin välinen päätelaitenopeus kannattaa asettaa vähintään kaksi kertaa suuremmaksi kuin tiedonsiirtonopeus, koska käytettäessä tiedon pakkausta modeemi lähettää vähemmän bittejä mitä se vastaanottaa. Vuonvalvonnaksi kannatta valita CTS/RTS sekä modeemista että tietoliikenneohjelmasta. Lisäksi tarvitaan tieto databittien ja stopbittien lukumäärästä ja siitä käytetäänkö pariteettibittiä. Yleisin asetus lienee 8 databittiä, 1 stopbitti ja ei pariteettia, mutta asia kannattaa varmistaa palveluntarjoajan ohjeista. Emulointien avulla huolehditaan näytön väreistä ja merkeistä. Emulointeja ovat esimerkiksi ANSI ja VT-100. Tietoliikenneohjelmat tukevat yleensä suurta joukkoa emulointeja. Suositeltavan emuloinnin nimen saat palveluntarjoajalta.[6]

Tiedostonsiirto protokollat [8]

Tiedostoja siirrettäessä tulee käyttää jonkinlaista tiedostonsiirto protokollaa. Käytettävä tiedostonsiirto protokolla valitaan tietoliikenneohjelmasta. Tiedostonsiirto protokolla huolehtii virheiden havaitsemisesta ja automaattisesta korjauksesta tiedostojen siirron aikana. Seuraavassa taulukossa on esitetty yleisimmät tiedostonsiirto protokollat ja niiden ominaisuudet.Yleisohjeena voisi sanoa, että yleensä kannattaa käyttää Zmodemia tai Smodemia. Jos vastapuoli ei tue näitä kannattaa kokeilla Y-modem-g:tä ja sitten Xmodem-1K:ta tai Ymodemia.

ASCII ASCII tiedostojen siirtoon.
Xmodem Yksi eniten käytetyistä tiedoston siirtoprotokollista. Käyttää 128 tavun paketteja ja CRC:tä tai yksinkertaista tarkistussummaa virheiden havaitsemiseen.
Xmodem-1K Sama kuin Xmodem-CRC, mutta käytössä on 1K datapaketit. Joissakin systeemeissä tästä käytetään myös nimitystä Y-Modem.
Ymodem Sama kuin Xmodem-1K, mutta tukee usean tiedoston siirtämistä kerralla.
Ymodem-g Ymodem muunnelma, joka on tarkoitettu käytettäväksi virheenkorjaavien modeemien kanssa. Ei suorita ohjelmallista virheekorjausta. 1K:n paketteja lähetetään jatkuvasti ilman, että odotetaan kuittauksia. Jos jonkun kehyksen lähetys ei onnistu tiedonsiirto katkeaa.
Z-modem Nopea, yleisimmin käytetty tiedostojensiirtoprotokolla. Zmodem ei myöskään odota kuittauksia vaan lähettää tietoa jatkuvasti. Zmodemissa katkennutta tiedonsiirtoa voidaan jatkaa siitä mihin jäätiin ilman, että tarvitsee siirtää jo vastaanotettuja tietoja uudestaan.
S-modem Tukee tiedostonsiirron kanssa samanaikaista jutustelua.
Kermit Suunniteltu tietojen siirtämiseen hyvin erilaisten tietokoneiden välillä. Esim. Kotimikron ja keskustietokoneen välillä.

Lähteet

[1] Curt´s High Speed Modem Page (28,8/33,6/56 kbps Modem Tips & Tricks) - 15.10.1997

<http://elaine.teleport.com/~curt/modems.html> *****

[2] Webber Tecnical Services Web Tips: Guide to Modem Standards - 20.3.1997

<http://www.webbertech.on.ca/tips/itu-faq.html> **

[3] Data Communications FAQ (Windows version) - 8.1.1997

<http://www.best.com/~malch/comfaq.html> **

[4] HwB: Cable Menu - 31.8.1997

<http://www.blackdown.org/~hwb/menu_Cable.html> ***

[5] Modem AT Command List - 29.3.1996

<http://192.233.85.1/~breed/atcmds.html> ****

[6] Majander, Olli (1995), Tietoliikenteen rakennuspalikat, Tietokone 4B, s.62-68.

[7] Halsall, Fred (1996) Data Communications, Computer Networks and Open Systems, 4th ed., Reading, Massachutes, Addison-Wesley.

[8] Modem Tutorial - 1.6.1995

<http://www.lsu.edu/OCS/its/unix/tutorial/ModemTutorial/ModemTutorial.html> ***

Lisätietoja aiheesta

Nopeiden modeemien FAQ ja paljon linkkejä.

<http://www.aimnet.com/~jnavas/modem/faq.html> *****.

Yleistä tietoa modeemeista

<http://150.176.241.15/hsmodem.html> *

28800 standardejen ja "de facto standardejen" selvennystä

<http://150.176.241.15/v34-faq.html> ***

Lista ITU:n V.sarjan suosituksista.

<http://www.whnet.com/itustd.html> ***

AT komennot lyhytoppimäärä

<http://www.connecttech.com/support/kdb/kdb130.html> *

Modeemi init-stringejä

<http://www.west.net/~jay/modem/> ****

<http://www.nconnect.net/init.html> ****

<http://www.halhinet.on.ca/club/gcomm.htm> ***

Tietoa K56FLEXistä

<http://www.lucent.com/micro/K56flex/about.html> ***

Yleistä modeemeista ja niiden käytöstä

http://www.staff.uiuc.edu/~markz/modem.txt ****

Tätä sivua on päivitetty 10.11.1997.

Tämän sivun teki Sami.