Bu yazıda, modem nedir? Modemin tarihçesi, Modemler nasıl çalışır? Hızlı modemler, noktadan noktaya erişim protokolü gibi kavramları anlamaya çalışacağız. Bu öğrenme işine çoğu kullanıcı burun kıvırabilir, fakat öğrenmek için can atanlar da mevcuttur. Ben de kullandığım bilgisayarda ne-nedir çok merak ederek öğrenmeye başladım ve çok şükür, bu merakım hâlâ sürmektedir.

“Modem” kelimesi, MOdulator-DEModulator kelimelerinin birleşiminden oluşmuştur. Genellikle telefon hattı üzerinden sayısal (dijital) verilerin transferinde kullanılır.

Veri gönderen modem, sayısal veriyi telefon hattıyla uyumlu analog sinyallere dönüştürür, bu isleme modülasyon denir. Veri alan modem ise analog işaretleri tekrardan sayısal veriye çevirir bu isleme de demodülasyon denir. Kablosuz modemler ise sayısal verileri radyo sinyallerine dönüştürür.

Modemler, 1960’lı yıllardan itibaren terminallerin ana bilgisayarlara telefon hattı üzerinden bağlanması amacıyla kullanılmaya başlamıştır.

Yukarıdaki sistemde, merkez dışında bulunan aptal terminal telefon hattı üzerinden yaklaşık 300 bps (bit per second-saniye basına bit şayisi) hızındaki modemi kullanarak ana bilgisayardan veri alıp veri göndermektedir. Tabi ki günümüzde durum bundan çok farklıdır.

1970’lerin sonuna doğru kişisel bilgisayarların kullanılmaya başlanmasıyla, BBS’ler (bulletin board sistem) yaygınlaşmıştır.

300 bps insanlara uzunca bir süre yetti; çünkü saniyede yaklaşık 30 karakter transfer edilebiliyordu (bir kişi zaten saniyede 30 karakter yazamaz :). İnsanlar BBS’ lerden büyük programlar ve resimler alıp göndermeye başlayınca, 300 bps yetersiz kalmıştır.

• 300 bps – 1960’lardan 1983’lere kadar

• 1200 bps – 1984 ve 1985 te popülerlik kazandı

• 2400 bps

• 9600 bps – 1990 larda ortaya çıktı

• 19.2 kilobit

• 28.8 Kbps

• 33.6 Kbps

• 56 Kbps - 1998 de standart haline geldi

• ADSL, teorik olarak saniyede 8 mbit’ e varan veri transferi  (Mbps)

Modem nasıl çalışır?
300 bps modemlerden başlayalım, çünkü bu modemlerin anlaşılması çok kolaydır. Bu modem, sayısal veriyi telefon hattı üzerinden göndermek için Frequency Shift Keying (FSK) yani frekans kaymalı anahtarlama tekniğini kullanır. Bu metotta farklı bit’leri ifade etmek için farklı tınılar, yani frekanslar kullanılır.

Bir terminal modem, bilgisayar modemini aradığı zaman, başlangıç modemi olarak adlandırılır ve 0 (sıfır) için 1070 hertz frekans, 1 (bir) için 1270 hertz frekans kullanır. Bilgisayar modemine cevaplayan modem denir ve 0 (sıfır) için 2025 hertz frekans, 1 (bir) için 2225 hertz frekans kullanarak verileri alır. Çünkü başlangıç ve cevaplayan modemler farklı frekanslar ile iletim yaparlar ve hattı eş zamanlı olarak kullanırlar. Buna full-duplex işlem denir. Sadece tek yönlü veri ileten modemlere half-duplex denir ve pek yaygın değildir.

İki tane 300 bps modemin birbirine bağlandığını düşünelim. Terminaldeki kullanıcı “a” harfini girdiğinde bu harfin ASCII karşılığı 97’dir, bilgisayar bu sayıyı ikilik sisteme çevirir 01100001. Terminalin içindeki UART cihazı (universal asynchronous receiver/transmitter – evrensel asenkron alıcı/verici) byte’lari bit’e çevirerek terminalin içindeki seri port olarak da bilinen RS-232 port’una yollar. Terminalin modemi RS–232 port’una bağlıdır ve bit’leri alarak telefon hattı üzerinden yollar.

Daha hızlı modemler…
Modem üreticileri, modemleri daha hızlı hale getirmek için FSK’dan daha karmaşık ve gelişmiş yöntemler kullanmak zorundaydılar. İlk önce phase-shift keying (PSK)’i kullandılar. Daha sonra quadrature amplitude modulation (QAM) tekniğini kullandılar. Bu teknikler, 3000 hertz bant genişliğine sahip telefon hattı üzerinden çok büyük hızlarda veri aktarımına izin vermiştir. 56K modemler en iyi hatlarda bile 48K civarında bağlanarak bu tekniğin limitlerine ulaşmıştır.

Bu hızlı modemler gradual degradation tekniğini kullanarak, veri göndermeden önce telefon hattını test ederler ve eğer telefon hattı modemin hızına yetişemeyecekse modemin hızını düşürürler. İşte 56k modemlerle bağlandığımız sıralarda neden hızın hiç 56.000 olarak görünmediğinin cevabı budur.

Modemlerin evrimindeki bir sonraki adim asymmetric digital subscriber line (ADSL) ile olmuştur. Asymetric (asimetrik) kelimesinin kullanım sebebi bu modemlerin veriyi çok hızlı olarak tek bir yönlü değil, birçok yönde göndermesidir. ADSL modemlerin avantajı, kullanıcı ile telefon şirketi arasındaki mevcut bakir telefon hatlarını kullanmasıdır. Bakir teller ses iletimi için yeterli olan 3000 hertz’ten fazlasını taşıyabilir. Eğer telefon şirketiyle eviniz ADSL modeme sahipse, aranızdaki telefon hattı çok hızlı bir dijital veri iletim hattına dönüşür. İdeal şartlarda 1 Mbps veri gönderme, 8 Mbps veri alma hızına sahiptir. Bir hat aynı anda hem telefon görüşmesi hem de dijital veri iletimi için kullanılır.

ADSL modemin çalışma prensibi basit bir yapıdadır. Telefon hattının 24000 hertz ile 1100000 hertz arasındaki bant genişliği, 4000 hertz’lik bölümlere ayrılmıştır ve her bir bölüme bir sanal modem atanmıştır. Bu 249 sanal modemin her biri kendine ayrılan bant bölümü kullanarak iletim yapar ve bu sanal modemlerin hızlarının toplamı o hattın toplam hızı demektir.

Noktadan noktaya (Point to Point) Kontrol…
Günümüzde artik kimse, diğer bilgisayarlara bağlanmak için aptal terminalleri ve terminal emülatörlerini kullanmıyor. Bunun yerine internet servis sağlayıcılara (Internet service provider - ISP) bağlanmak için modemleri kullanıyoruz. Internet bizim dünyadaki herhangi bir bilgisayara bağlanmamızı TCP/IP ile sağlıyor.

Veri paketlerini bilgisayarınızdaki modemler aracılığı ile yönlendirilmesine point to point protokolü denir. Bu yöntemde veri paketleri TCP/IP ile ISP üzerinden internete yönlenir, ayni şekilde internetten gelen verilerde ISP üzerinden bilgisayarımıza yönlenir.

Kaynaklar
http://www.howstuffworks.com