Vorwort. 1 Grundlagen der Informations- und Kommunikationselektronik 1

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1 Vorwort v 1 Grundlagen der Informations- und Kommunikationselektronik Analoge und digitale Signale Datencodierung Datenübertragung nach dem Modulationsverfahren Arbeitsweise eines USART Sender- und Empfängerbetrieb eines USART Programmierung eines USART USART im Asynchron-und Synchronbetrieb USART als RS232C-Schnittstelle HDLC/SDLC-Protokoll Netzwerk für HDLC/SDLC HDLC/SDLC-Steuerbaustein Modem-Schnittstelle HDLC-Realisierung Leitungscodes Digitale Datenkommunikation Leitungscodes für digitale Übertragungen Trägerfrequenztechniken 60 2 Leitungssysteme in der Nachrichten-, Informations- und Kommunikationstechnik Leitungssystem als Vierpol Elektrische Leiter Leitungen und Kabel Fernmeldeleitungen Hochfrequenzkabel Wellenwiderstand Kenngrößen von Leitungen Ersatzschaltbild einer realen Leitung Messtechnische Ermittlung der Leitungsbeläge Dämpfung und Dämpfungskonstante 83

2 viii Inhaltsverzeichnis Phasenkonstante und Signallaufzeit Ausbreitungsgeschwindigkeit und Verkürzungsfaktor Drahtgebundene Wellenausbreitung Digitale Signale in Leitungssystemen Signale auf einer verlustfreien Übertragungsleitung Charakterisierung und Messen von Zweipolen Signale auf einer verlustbehafteten Übertragungsleitung Untersuchung von Leitungssystemen Frequenz-und Wellenbereiche Frequenzband und Bandbreite Dämpfung und Verstärkung Absoluter und relativer Pegel Verzerrungen Aufbau von Leitungssystemen Symmetrische Leitungen Koaxialkabel Lichtwellenleiter Messung von Bitfehlern Definition der Bitfehlerrate (BER) Messtechnische Erfassung der Bitfehlerrate BER-Messung auf digitaler Basis BER-Messung auf analoger Basis (Augendiagramm) Bitfehlerdarstellung im Signalzustandsdiagramm Modulation und Demodulation Amplitudenmodulation Überlagerung Grundlagen der AM-Technik Messung einer AM-Spannungsquelle Frequenzspektrum Verfahren in der Amplitudenmodulation Additive Modulationsschaltungen Multiplikative Modulationsschaltungen Einweggegentaktmodulator Ringmodulator Zweiseitenband-Amplitudenmodulation Einseitenband-Amplitudenmodulation Demodulation einer amplitudenmodulierten Schwingung Frequenzmodulation Erzeugung einer Frequenzmodulation 180

3 ix Spektrum und Bandbreite Störungen in der Übertragung Frequenzmodulator mit Kapazitätsdiode Pulsmodulation Pulsamplitudenmodulation Pulsdauermodulation Pulsphasenmodulation Pulsfrequenzmodulation Digitale Signalübertragung Deltamodulation Amplitudenumtastung ' Frequenzumtastung Kanalcodierung Pulscodemodulation (PCM) Bildung eines PCM-Signals Quantisierung Codierung eines PCM-Signals Kenngrößen eines PCM-Systems Ethernet und TCP/IP Lokale und globale Netzwerke Netzwerkmanagement Fehlersicherung Verbindung von Netzwerken Netzwerke und Busbetrieb in der Automatisierung Zentrale und dezentrale Anordnung Zugriffsverfahren Buskommunikation Feldbussysteme Smart/Hart- Kommunikation ASI-Bus Bitbus CAN-Bus FIP-Bus Interbus-S LON-Bus Modbus P-Net Profibus Feldbussysteme im Überblick 275

4 X Inhaltsverzeichnis 4.3 Funktionale Standards Standardisierungsgremien Europäische Organisationen Deutsche Organisationen Amerikanische Organisationen TCP/IP-Referenzmodell Protokollstapel Internet-Protokoll (IP) Arbeitsweise eines Routers Arbeitsweise eines Gateways Arbeitsweise eines File-Servers Adressierung der Internet-Schicht IP-Adressen und Teilnetzwerke Fragmentierung Statusinformationen und Fehlermeldungen Transportschicht Datentransport und Protokolle für das Internet Physikalische Übertragung Lokale Netze nach 10Base5 und 10Base Netzwerke mit lobaset Netzwerke mit loobaset und looobaset Hub und Switch Power over Ethernet (PoE) Netzwerke mit loobasefx WLAN WLAN-Sicherheit Verschlüsselung mittels WPA Verschlüsselungs- und Authentifizierungsmechanismen mit IPsec Logische Adressierung und Datentransport TCP/IP im lokalen Netz Transportprotokolle TCP und UDP TCP/IP bei netzübergreifender Verbindung Gateway und Router Öffentliche und private IP-Adressen Routing von vertraulichen Informationen Protokolle auf Anwendungsebene Endgerät mit Ethernet-Adresse (MAC-Adresse) Adressbuch des Internets Ping-Funktion 388

5 xi Funktionen von Telnet Zugriff auf das Datei-System mit FTP TFTP-Protokoll SNMP-Protokoll Syslog-Protokoll HTTP-Protokoll Literaturverzeichnis 411 Index 415