Netzwerktechnik

Grundlagen

Übertragung von Daten

Datagramm

Ein Datagramm steht als Oberbegriff für:

• einen Datenframe
• ein Datenpaket
• ein Datensegment

Ein Datagramm ist eine Art von Dateneinheit und hat im OSI-Modell auf den Schichten 2 bis 4 unterschiedliche Bezeichnungen. Auf der Sicherungsschicht (Schicht 2) nennt sich das dortige Datagramm Datenframe. Auf der Vermittlungsschicht (Schicht 3), ist es das Datenpaket und auf der Transportschicht (Schicht 4) das Datensegment.

Definition Netzwerk

Ein Rechnernetz ist ein Zusammenschluss von verschiedenen technischen, primär selbstständigen elektronischen Systemen (insbesondere Computern, aber auch Sensoren, Aktoren, funktechnologischen Komponenten usw.), der die Kommunikation der einzelnen Systeme untereinander ermöglicht. Ziel ist hierbei z. B. die gemeinsame Nutzung von Ressourcen wie Netzwerkdruckern, Servern, Mediendateien, Datenbanken. Wichtig ist auch die Möglichkeit zur zentralen Verwaltung von Netzwerkgeräten, Netzwerkbenutzern, deren Berechtigungen und Daten.

Übertragungsrichtung

Kommunikationsmedien können auch danach charakterisiert werden, in welche Richtung eine Informationsübertragung möglich ist. Man unterscheidet:

Simplex

Die Übertragung kann immer nur in ein und dieselbe Richtung erfolgen (ähnlich wie bei einem Radio).

Halbduplex

Die Übertragung kann zu einem Zeitpunkt immer nur in eine Richtung erfolgen, kann aber in die andere Richtung umgeschaltet werden (ähnlich wie bei einem Walkie-Talkie).

Duplex

Die Übertragung kann in beide Richtungen gleichzeitig erfolgen (ähnlich wie bei einem Telefon). Zur deutlichen Unterscheidung von halbduplex wird hier auch oft von vollduplex gesprochen.

Struktur von Kommunikationsnetzen

Vermittlungseinrichtungen

• Telekom
• Kabeldeutschland

Anschlusarten

• Wählanschlüsse
• Festanschlüsse
• Universal

Leitergebunde Systeme

• Metalische
• Nichtmetallische

Einteilung von Medien

Kupferkabel

Kupferkabel gehören zu den leitungsgebundenenen Übertragungsmedien. Sie sind metallische Leiter und können weiter unterteilt werden in symmetrische Kabel und Koaxialkabel.

• Symetrisches Kabel

• Koaxialkabel

Lichtwellenleiter

Lichtwellenleiter (Abk.: LWL) oder Lichtleitkabel (LLK) sind aus Lichtleitern bestehende oder zusammengesetzte, teilweise konfektionierte, mit Steckverbindungen versehene Kabel und Leitungen zur Übertragung von Licht im sichtbaren sowie ultravioletten oder infraroten Bereich. Lichtleitkabel bilden mehr oder weniger stark biegsame Verbindungen zur Übertragung optischer Signale oder auch hoher optischer Strahlungsleistungen. Die verwendeten Lichtleiter, in denen die Strahlung fortgeleitet wird, bestehen je nach Anwendung aus Mineralglas (meist Kieselglas bzw. Quarzglas), oder organischem Glas (Kunststoff).

Luft

Hier werden elektromagnetische Wellen zu Übertragung verwendet.

• Infrarot
• WLAN
• Mobilfunk
• DECT
• Richtfunk

Übertragungstechnik

• Breitbandtechnik
• Single Cable System
• Dual Cable System
• Breitband-Lan
• Breitband-ISDN

Grundlagen der Signalübertragung

Kenngrößen

• Der Leiterwiderstand und die Leitfähigkeit des Metalls
• Die Dämpfung (frequenzabhängig)
• Kopplungswiderstand
• Rückflussdämpfung

Begriffe

• Leiterwiderstand
• Spezifischer Widerstand
• Elektrische Leitfähigkeit
• Metalle
• Isolatoren
• Hallbleiter

Leitungstheorie

Allgemein lässt sich eine Leitung nur grob mit dem ohmschen Widerstand aus Leitungsquerschnittsfläche, Leitfähigkeit und Länge beschreiben. Sobald die Wellenlänge in der Größenordnung der Leitungslänge liegt oder z. B. Schaltvorgänge auf Leitungen beschrieben werden sollen, reicht dieses stark vereinfachte Modell nicht hin.

Mithilfe der Leitungsgleichungen und den zugehörigen Größen wie Wellenimpedanz, Reflexionsfaktor, Leitungsbelägen und weiteren Parametern, lassen sich Ausgleichsvorgänge auf Leitungen und Wellenerscheinungen berechnen.

Beaufschlagt man eine Leitung mit einem Wechselstrom oder mit einem Strom- oder Spannungspuls, so wird das Signalausbreitungsverhalten auf der Leitung durch ohmsche, kapazitive und induktive Leitungseigenschaften, die komplexen Leitungsbeläge bestimmt.

Sinnvoll wird eine leitungstheoretische Betrachtung in der Regel, wenn die geometrischen Abmessungen der Leitungen die gleiche Größenordnung haben oder länger sind, als die Wellenlänge der Strom- oder Spannungsgröße. Eine Wechselspannung von 1 GHz besitzt im Vakuum eine Wellenlänge von rund 30 cm. Wellenvorgänge spielen auf den Platinen moderner Computer eine große Rolle. Somit wären moderne Computer mit hochfrequenter Taktung ohne Anwendung der Leitungstheorie undenkbar.