Dlaczego modemy telefoniczne wytwarzają tyle hałasu?

Wrzaski, syczenie i głośne squawki to dźwięki, które zapewne kojarzy każdy, kto miał do czynienia z Internetem telefonicznym lub systemami BBS. Szczególnie głośne były one w późnych godzinach nocnych. Czy kiedykolwiek myślałeś, dlaczego te wszystkie dźwięki były niezbędne? A może nie wiedziałeś, że można było wyciszyć ten hałas z modemu?

Czym właściwie jest modem?

W przeszłości, aby połączyć się z Internetem lub zdalnymi komputerami, ludzie korzystali z urządzenia peryferyjnego znanego jako modem telefoniczny. Modemy te były zaprojektowane do funkcjonowania w ramach tradycyjnej przewodowej sieci telefonicznej, która łączyła niemal każdy dom i firmę w rozwiniętym świecie.

Kiedy komputer chciał nawiązać połączenie, używał specjalnego oprogramowania, aby wybrać odpowiedni numer telefonu. Modem następnie łączył się z innym modemem (i komputerem) po drugiej stronie linii. Dzięki temu oba komputery mogły wymieniać dane, takie jak pliki czy wiadomości.

Nazwa „modem” pochodzi od słów „modulować” i „demodulować”. Modemy przekształcają dane cyfrowe w sygnały audio, które mogą być przesyłane przez analogową sieć telefoniczną. Modem po drugiej stronie odbiera te sygnały i przekształca je z powrotem w dane binarne, które rozumie komputer.

Podobna zasada stosowana była w analogowych kasetach audio, które służyły do przechowywania danych cyfrowych w domowych komputerach w latach 70. i 80.

Czemu te hałasy?

Jeśli przerwiesz połączenie modemowe, podnosząc słuchawkę telefonu, usłyszysz różne dźwięki, takie jak piski, syczenia i brzęczenia.

„To są rzeczywiste dźwięki, które towarzyszą wysyłaniu i odbieraniu danych” – wyjaśnia Dale Heatherington, współzałożyciel Hayes Microcomputer Products oraz konstruktor pierwszego modemu z wbudowanym głośnikiem.

Na początku połączenia modemowego słyszane dźwięki to wyniki procesu „uzgadniania” pomiędzy dwoma modemami. Uzgadnianie jest sposobem, w jaki modemy testują połączenie i ustalają parametry, takie jak prędkość transmisji i metody kompresji.

Wykres stworzony przez Oonę Räisänena w 2012 roku szczegółowo przedstawia wszystkie dźwięki towarzyszące temu procesowi.

Ale dlaczego musimy słuchać modemów podczas tego procesu?

Dlaczego modemy mają głośniki?

Modem z akustycznym sprzęgaczem.

Przed rokiem 1984 amerykańska sieć telefoniczna była kontrolowana przez monopol AT&T, który miał restrykcyjne zasady dotyczące podłączania urządzeń do swojej sieci. Aby ominąć te ograniczenia, wczesne modemy wykorzystywały urządzenia zwane sprzęgaczami akustycznymi, które umożliwiały akustyczne, a nie elektroniczne, połączenie z siecią telefoniczną.

Aby korzystać z modemu z taką akustyczną konstrukcją, należało podnieść słuchawkę, wybrać numer i nasłuchiwać, czy modem lub osoba po drugiej stronie odbiera. Gdy wszystko było gotowe, słuchawkę kładło się na dwóch filiżankach, które działały jak mikrofon i głośnik, a następnie rozpoczynało się połączenie.

Po zmianach w przepisach FCC w połowie lat 70. firmy zaczęły produkować modemy z bezpośrednim połączeniem, które mogły być podłączane do gniazdek telefonicznych.

Jednak w przypadku modemów z bezpośrednim połączeniem, jeśli nie można było nawiązać połączenia, użytkownik nie miał żadnego sposobu, by dowiedzieć się, co poszło nie tak – linia mogła być zajęta, rozłączona, lub mogła odebrać automatyczna sekretarka.

Aby rozwiązać ten problem, Hayes Microcomputer Products wprowadził wewnętrzny głośnik w swoim nowatorskim modemie z 1981 roku, Hayes Stack Smartmodem 300.

Heatherington zaprojektował obwód i oprogramowanie sprzętowe Smartmodem 300 i prowadzi stronę internetową z archiwalnymi zdjęciami z czasów pracy w Hayes. Zapytaliśmy go, dlaczego zdecydował się na umieszczenie głośnika w modemie.

„Głośnik informował użytkownika, czy linia jest zajęta, czy ktoś odebrał połączenie, lub czy modem odebrał sygnał” – odpowiedział.

Reklama Smartmodem 300 podkreśla te funkcje, w tym możliwość monitorowania procesu uzgadniania:

Wbudowany monitor audio. Dzięki głośnikowi możesz słuchać połączenia. Dowiesz się szybko, czy linia jest zajęta, czy wybrałeś zły numer – a nawet nie potrzebujesz telefonu!

„Pamiętam, że miałem pewne obawy co do kosztów tego pomysłu” – dodał Heatherington. „Ale korzyści były nieocenione”.

Hayes był pionierem wielu innowacji w modemach telefonicznych w latach 70. i 80. Cechy, takie jak wewnętrzne głośniki, zostały szybko skopiowane przez konkurencję.

Od tamtej pory praktycznie każdy modem dial-up zawierał opcję dźwiękowego sprzężenia zwrotnego w trakcie połączenia. Możesz podziękować Heatheringtonowi za tę nostalgicznie brzmiącą historię modemów z lat 90.

Jak wyciszyć dźwięki?

Nieprzypadkowo pierwszy modem z wbudowanym głośnikiem – Smartmodem 300 – był również pierwszym, który umożliwiał wyłączenie tego głośnika. Użytkownicy mogli to zrobić, wysyłając specjalne kody zwane komendami Hayesa, co pozwalało na modyfikację ustawień modemu za pomocą prostych poleceń z prefiksem AT, przesyłanych przez oprogramowanie terminala.

Aby wyłączyć głośnik, wystarczyło wprowadzić polecenie AT M0 przed wyborem numeru. (Można to również dodać do swojego ciągu inicjalizacji modemu). Można było także kontrolować głośność głośnika za pomocą poleceń, takich jak AT L1. Oto strona z dokumentacji technicznej modemu Hayes z 1992 roku, która wyjaśnia te ustawienia.

W niektórych nowoczesnych wersjach systemu Windows można wyłączyć dźwięki połączenia modemowego w sekcji „Opcje telefonu i modemu” w Panelu sterowania. W przypadku modemów wewnętrznych w systemie Mac OS X lub nowszym wystarczy po prostu wyciszyć głośność systemową.

Jednak jeśli wciąż korzystasz z modemu telefonicznego dziś, dlaczego nie zanurzyć się w modulowanych tonach tej historii?