Technische(Informa/k(II(

Transkript

1 Technische(Informa/k(II( ( Prof.(Dr.(Bernd(Freisleben( Sommersemester(2013( Kapitel(11:(( (Grundlagen(der(Datenübertragung( Inhalt((1)(! Übertragungsmedien.(! Einfache(Kabel,(Koaxialkabel,(Lichtwellenleiter.(! Bandbreite,(Kapazität(! Rauschabstand,(Hintergrundrauschen(! Sampling,(Digitalisierung(! Nyquist(! Signalübertragung(! Serielle/parallele(Übertragung(! Synchronisa/on(! Asynchrone(Datenübertragung(! Synchrone(Datenübertragung(! Zeit/Takt(Codierung(! RZ,(NRZ,(ManchesterZCodierung(! Differen/al(Encoding,(NRZI(! RLE( Folie 11-2

2 Inhalt((2)( Folie 11-3! Fehlererkennung(! Mul/plexZVerfahren(! Modula/onsverfahren(! Datenübertragung(über(Telefonleitungen(! ISDN(! DSL( Die(Übertragung(binärer(Daten( Folie 11-4 Grundsätzlich.gibt.es.verschiedene.Möglichkeiten,..Daten.bitweise.zu.übertragen:.! als(strom((verschiedene(stromstärken)(! als(spannung((verschiedene(spannungsniveaus()(! als(lichtsignal(in(einem(lichtwellenleiter(! als(elektromagne/sche(welle(im(freien(raum(! In(elektrischen(Kabeln(ist(die(Übertragung(als(Spannungssignal(am(weitesten( verbreitet.((! Im(einfachsten(Fall(sind(die(Bits(durch(SpannungsZNiveaus(codiert.(! Die(Codierung(durch(konstante(Spannungsniveaus(hat(aber(Nachteile:(! bei(längeren(folgen(von(einem(wert(wird(es(schwierig,(die(genaue(anzahl(zu( erkennen.(! Man(verwendet(daher(meist(Bitcodierungen(mit(unterschiedlichen( Spannungsniveaus(.(Z.B.:(( 1: 0:

3 Übertragung(in(elektrischen(Kabeln((1)( Folie 11-5! Die(einfachste(Form(der(Datenübertragung(ist(die(über(zwei(einfache( Leitungen:(! Die(Übertragung(von(elektrischen(Signalen(in(Kabeln(wird(beeinträch/gt(durch:(! Dämpfung((d.h.(die(übertragenen(Spannungsniveaus(werden(propor/onal( zur(en_ernung(geringer)(! Störung((d.h.(ein(Kabel(wirkt(als(Antenne(und(gibt(Störsignale(ab(und( empfängt(solche).( Übertragung(in(elektrischen(Kabeln((2)( Folie 11-6! Die(einfachste(Verbesserung(besteht(darin,(die(beiden(Leitungen(zu(verdrillen:(! Die(Verdrillung(verringert(die(Störanfälligkeit.((! UTP(=(Unshielded(Twisted(Pair(! Nicht(isolierte(verdrillte(Kabel(sind(die(billigste(und(einfachste( Verdrahtungsmöglichkeit.(Sie(sind(heute(das(Universalkabel.(! Weniger(weit(verbreitet(sind(isolierte(verdrillte(Kabel.(! STP(=(Shielded(Twisted(Pair(! UTP(wird(eingesetzt(in:((! lokalen(netzen((lan)( (heute(bis(hin(zu(10(gbit/s.(! Telephonnetzen( (ISDN(bis(150(kBit/s(! bei(verwendung(von(dslztechnik(bis(zu(6,(16(oder(sogar(50((mbit/s((! Die(letzteren(Übertragungsgeschwindigkeiten(setzen(kurze(bzw.(sehr(kurze( Distanzen(voraus((maximal(wenige(km(bzw.(maximal(100m).(

4 Koaxialkabel( Folie 11-7! Koaxialkabel(haben(einen(leitenden(Kupferkern(und(sind(mit(einer(geflochtenen( Abschirmung(umgeben.(((! Lokale(Rechnernetzwerke(((LAN)(werden(og(mit(Koaxialkabeln((verbunden.((! Standardbeispiel:(Das(historische(Ethernet.( innere.isolierschicht. äußere.isolierschicht. innerer.kupferdraht. äußerer.leiter.aus.. geflochtenem.kupferdraht.! Für(historische(KoaxialZVerkabelungen(gilt:((! Fügt(man(eine(neue(Sta/on(ins(Netz(ein,(so(muss(man(den(Kupferkern(des(Koaxialkabels(anbohren.((! Alterna/v(gibt(es(Verkabelungssysteme(mit(TZSteckern(etc.( Anschlüsse( TZ(Stecker( Terminatoren( BasisbandZ(und(Breitbandübertragung( Folie 11-8! Mit(Kupferkoaxialkabeln(lassen(sich(Übertragungsraten(von(100(MBit/s(im( Basisbandverfahren(erzielen.((! Dieser(Begriff(bezeichnet(die(direkte(Übertragung(von(Bits(durch(verschiedene( Spannungsniveaus,(bzw.(durch(verschiedene(op/sche(Niveaus(im(Falle(der(gleich(zu( besprechenden(glasfaserkabel.((! Im(Gegensatz(dazu(wird(bei(einer(Breitbandübertragung(das(eigentliche(Signal( auf(eine(hochfrequente(elektrische(welle(aufmoduliert.((! Durch(die(Defini/on(verschiedener(Frequenzbereiche(lassen(sich(mehrere( unabhängige(übertragungskanäle(einrichten,(so(dass(sich(die( Datenübertragungsrate(entsprechend(vervielfacht.(! Dieses(Verfahren(wird(FDM((=(Frequency(Division(Mul/plexing)(genannt.(! Während(bei(verdrillten(Kupferdrähten(und(Koaxialkabeln(in(lokalen(Netzen(die( Basisbandübertragung(vorherrscht,(wird(bei(Funkverbindungen(und(vermehrt( auch(bei(op/schen(verbindungen(die(breitbandübertragung(eingesetzt.((

5 Der( SkinZEffect ( Folie 11-9! (Der(begrenzende(Faktor(von(einfachen(Leitern(entsteht(durch(den(! (("SkinZEffect"(((=("Hauteffekt")((! Mit(hoher(Bitrate((also(hoher(Frequenz)(tendieren(die(Elektronen(zur( Oberfläche(des(Leiters.((! Sie(fließen(dann(nur(noch(in(einem(eingeschränkten(Bereich(an(der(Oberfläche(des( Leiters.(! (Der(elektrische(Widerstand(steigt.(! Man(verwendete(Kupferkoaxialkabel,(um(diesem( SkinZEffect ( entgegenzuwirken(! Minlerweile(ist(es(gelungen,(durch(verbesserte(Übertragungstechnik(und(durch( erheblich(mehr(elektronik(den(nachteiligen(effekt(des(skinzeffektes(weitgehend( zu(überwinden.( Glasfaserkabel((1)( Folie 11-10! Glasfaserkabel(zeichnen(sich(durch(Unempfindlichkeit(gegen(äußere( Störungen(und(höchstmögliche(Übertragungsraten(aus.((! Nachteilig(sind(der(hohe(Aufwand(für(Sender(und(Empfänger(sowie(die(rela/v( hohen(kosten(des(mediums.((! Bei(einer(Mul/mode(Glasfaser(reflek/ert(das(übertragene(Licht(am(inneren( Rand(der(Glasfaser.(Auf(diese(Weise(folgt(es(auch(den(Biegungen(der(Faser.((! Allerdings(werden(die(von(einer(Lichtquelle(ausgehenden(Strahlen,(je(nach( Eintrinswinkel(in(die(Faser,(verschieden(og(reflek/ert,(so(dass(sich( unterschiedliche(weglängen(ergeben.((! Ein(Strahl(entlang(des(Zentrums(kommt(früher(an(als(einer,(der(og(reflek/ert(wird.(! Ein(eintretender(kurzer(Lichtpuls(wird(auf(diese(Weise(zeitlich( verschmiert,(was( wiederum(eine(verringerte(datenübertragungsrate(zur(folge(hat.(

6 Glasfaserkabel((2)( Folie 11-11! Man(kann(diesem(Effekt(entgegenwirken,(indem(man(den(Brechungsindex( der(faser(vom(zentrum(zum(äußeren(rand(verringert.((! Ein(höherer(Brechungsindex(bedeutet(gleichzei/g(eine(geringere( Fortpflanzungsgeschwindigkeit,(so(dass(ein(Strahl(entlang(des(Zentrums( zwar(seltener(reflek/ert(wird,(aufgrund(des(höheren(brechungsindexes(in( der(mine(aber(verlangsamt(wird.(( Glasfaserkabel((3)( Folie 11-12! Eine(bessere(Lösung(besteht(darin,(die(Dicke(der(Faser(auf(eine( Größenordnung(zu(reduzieren,(die(der(Wellenlänge(des(verwendeten(Lichtes( nahe(kommt.((! In(einer(solchen(Singlemode(Glasfaser(wandert(das(Signal(weitgehend( unreflek/ert(auf(einem(einzigen(pfad(durch(die(faser.((! Singlemode(Glasfasern(erlauben(die(höchsten(Übertragungsraten.((! Heute(sind(622(MBit/s(im(Basisband(üblich,(in(einigen(Fällen(sogar(schon( 2,5(GBit/s.((! Durch(die(gleichzei/ge(Nutzung(mehrerer(Wellenlängen(sind(heute(bereits( problemlos(gesamtdatenraten(von(2,5(gbit/s(pro(faser(üblich.((! Dieses(Verfahren(wird(WDM(genannt((=(Wavelength(Division(Mul/plexing).(! Im(Testbetrieb(verwendet(man(bereits(32(Wellenlängen(gleichzei/g(in(einer(Faser( und(erreicht(eine(entsprechende(vervielfachung(der(datenrate.(

7 Funkübertragung( Folie 11-13! Bei(der(Funkübertragung,(über(Rich_unkstrecken(oder(über(Satellit,( können(atmosphärische(bedingungen(zu(signalstörungen(führen.(diese( versucht(man(durch(geeignete(kodierungen(abzufangen.((! Bei(einer(Breitbandübertragung(im(Mikrowellenbereich(stehen(in(jedem( Kanal(ca.(500(MBit/s(zur(Verfügung.( Satelliten( Folie 11-14! Bei(Weitverkehrsnetzen(werden(auch(Satelliten(zur(Datenübertragung( genutzt.((! Jeder(Satellit(stellt(eine(Reihe(von(Übertragungskanälen(mit(zum(Beispiel( jeweils(ca.(500(mbit/s((zur(verfügung.(

8 Funkübertragung(im(Nahbereich(( Folie 11-15! Funkübertragung(erlaubt(im(Nahbereich(den(Aurau(von(kabellosen( Netzen.((! Im(Bereich(von(bis(zu(100(Metern(hat(sich(die(WLANZTechnologie(etabliert.(! Im(Bereich(von(wenigen(Metern(kann(man(mit(kabellosen(Mäusen,( Tastaturen,(Druckern(etc.(arbeiten.((! Meist(wird(dabei(InfrarotZÜbertragung,(bei(der(das(Signal(auf(infrarotes(Licht( aufmoduliert(wird,(angewandt.((! Manchmal(wird(dabei(bereits(der(BluetoothZStandard(verwendet.((! Dieser(definiert(ein(Protokoll(für(die(kabellose(Kommunika/on(zwischen( Geräten(im(Nahbereich(bis(zu(10(Metern.(! Bluetooth(wird(die(InfrarotZÜbertragung(vermutlich(mehr(und(mehr( verdrängen.(( Dämpfung,(Repeater,(Bandbreite( Folie 11-16! Die(Dämpfung(eines(Signals(kann("bekämpg"(werden(durch(Verstärker.((! Diese(werden(og(auch(Repeater(genannt.(! Bei(der(Übertragung(eines(Signals(über(verdrillte(Leitungen(ist(der( Widerstand(des(Mediums(propor/onal(zur(Frequenz(des(Signals.(! Wenn(Signale(unterschiedlicher(Frequenz(übertragen(werden,(werden(die( hochfrequenten(stärker(gedämpg.(! Die(Bandbreite(eines(Übertragungsmediums(ist(der(Frequenzbereich,(in( dem(die(signale(ohne("störende"(frequenzbedingte(dämpfung(übertragen( werden(kann.(! Die(Bandbreite(kann(gesteigert(werden,(wenn(Verstärker(verwendet( werden,(die(hochfrequente(signale(stärker(verstärken(als(niederfrequente.(

9 Bandbreite( Folie 11-17! Jeder(Kanal((Kabel,(Faser(oder(Funkstrecke)(kann(nur(Wellen(in(einem( gewissen(frequenzbereich(verlässlich(übertragen.((! Dieser(Frequenzbereich(heißt(die(Bandbreite.((! Ist(dieser(Frequenzbereich(sehr(groß,(so(spricht(man(von(einer(( hohen(bandbreite.(( gering. Kupferkabel. verdrillte.kupferkabel. Koaxialkabel. Funkstrecke. Glasfaserkabel. BandH. breite. hoch. Datenübertragungsrate,(Kapazität( Folie 11-18! Die(Datenübertragungsrate(oder(Kapazität(misst(die(Datenmenge,(die( pro(zeiteinheit(übertragen(werden(kann.(sie(wird(in(bit/sekunde( angegeben.(! Die(Datenübertragungsrate(wächst(mit(der(Bandbreite.((! Häufig(vorkommende(Datenraten(in(Bit/sec(sind:(! (300,(1200,)(2400,(9600,(und(mehr(((MODEM)(((! 64(k,(128k,(144k((ISDN)((! 1(M,(10M,(50M,(100M,(1G,(10G((diverse(Netze)( Kupferkabel. verdrillte.kupferkabel. Koaxialkabel. Funkstrecke. Glasfaserkabel Bit/sec GBit/sec.

10 Signalübertragung((1)(( Folie 11-19! Signale(sind(elektrische(oder(op/sche(Repräsenta/onen(von(Daten.((! Auf(der(untersten(Ebene(verstehen(wir(Daten(als(Bi_olgen.((! Angenommen(wir(wollen(das(ASCIIZZeichen( b,(also(die(bi_olge( ,( übertragen.((! Wir(stellen(diese(durch(einen(Spannungsverlauf(mit(fester(Amplitude( dar,(indem(wir(dem(bit(0(die(spannung(0(v(zuordnen(und(dem(bit(1(die( Spannung(1(V.((! Der(Spannungsverlauf(ist(eine(Rechteckkurve(und(müsste(idealerweise( so(aussehen:( AmpliH. tude. T. Zeit.! Weniger(ideal(wären(die(Flanken(nicht(genau(senkrecht(und(die( Übergange(abgerundet( ( Signalübertragung((2)(( Folie 11-20! Bei(der(Übertragung(durch(elektromagne/sche(Wellen(setzt(sich(jedes( Signal(g(t)(als(unendliche(Summe(von(harmonischen(Schwingungen( zusammen.((! Der(nZte(Summand(ist(dabei(jeweils(eine(harmonische(Schwingung.(! Die(Amplituden(a n (und(b n (des(cosinusz(und(sinusanteils(heißen(auch(die( Fourierkoeffizienten.((! Die(FourierZDarstellung(der(komplenen(Signalfunk/on(g(t)(ist(dann(die( unendliche(summe( g(t)= c 2 + a sin(2πnt n T ) + b cos(2πnt n T ) n=1 n=1 mit(der(grundfrequenz:(f(=(1/t$ Jean(Bap/ste(Joseph(Fourier((*(21.(März(1768(bei(Auxerre;( (16.(Mai(1830(in(Paris)(( war(ein(französischer(mathema/ker(und(physiker.(

11 Signalübertragung((3)(( Folie 11-21! Bricht(man(diese(Summa/on(nach(endlich(vielen(Schrinen(ab,(so(erhält(man(( eine(approxima/on(an(das(wahre(signal.((! Je(früher(man(abbricht,(desto(ungenauer(die(Approxima/on.((! Das(Bild(zeigt(sukzessiv(bessere(Approxima/onen(an(das(wahre(Signal:(! Die(rela/v(flache(Funk/on(in(der(Mine(zeigt(die(Approxima/on(nach(einem(Schrin.((! Nach(k(=(3(Schrinen(sind(bereits(zwei(peaks(zu(erkennen,(aber(noch(nicht,(ob(das(Bitmuster( (oder( (herauskommen(wird.((! Nach(k(=(10(Schrinen(ist(das(Bitmuster(bereits(klar(ersichtlich.(! Nach(k(=(100(Schrinen(hat(man(fast(die(perfekte(Rechteckkurve,(nur(an(den(scharfen(Ecken( gibt(es(noch(leichte(verzerrungen(so(genannte( Überschwinger.( Effek/ve(Bandbreite(! Der(für(die(approxima/ve(Darstellung(eines(Signals(verwendete( Frequenzbereich(ist(die(effek/ve(Bandbreite(des(Signals.(( Folie 11-22! Allgemein(verstehen(wir(unter(dem(Begriff(Bandbreite(einen(Frequenzbereich( oder(die(differenz(zwischen(der(höchsten(und(niedrigsten(frequenz(eines( solchen(bereiches.((! Wenn(wir(also(unser(Signal(bei(einer(Grundfrequenz(f(durch(die(ersten(k( Fouriersummanden(approximieren,(so(nutzen(wir(eine(Bandbreite(von(( (k( (f( (f(=((k( (1)( (f(aus.((! Bei(f(=(1(MHz(=(10 6 (Hz(und(k(=(10(benö/gen(wir(eine(Bandbreite(von(9(MHz.((! Dabei(wird(das(Signal,(hier(ein(Byte,(in(der(Zeit(T(=(1/f(=(10 6 s(=(1µs(übertragen.((! Wollen(wir(die(Datenrate(verdoppeln,(so(heißt(das,(dass(wir(T(halbieren.((In(der( Zeit(1µs(würden(dann(2(Bytes(übertragen.(! Wir(wählen(also(2( (f(als(grundfrequenz.((! Jetzt(benö/gen(wir(aber(die(doppelte(Bandbreite,(nämlich((! k( ((2f)( ((2f)(=(2( ((k( (1)( (f(! Für(k(=(10(und(f(=(1(MHz(wären(dies(18(MHz.(

12 Baud( Folie 11-23! Bisher(sind(wir(von(zwei(Signalzuständen(ausgegangen,(die(die(Werte(0(und(1( repräsen/eren.(! Am(einfachsten(zwei(Spannungsniveaus:(z.B.(0(oder(1(V(! Aber(auch( bessere(signalzustände (wie((((((((((((((((((((((und(! Moderne(Übertragungssysteme(verwenden(weitaus(komplexere(Signalformen( mit(mehreren(signalzuständen.(jeder(signalzustand(repräsen/ert(dann(eine( Bi_olge.(! Beispiel:(Bei(Gigabit(Ethernet(wird(die(Amplitudenmodula/on(5ZPAM(mit(zwei(Bit( pro(symbol(verwendet(! Mit(Baud(wird(die(Anzahl(der(Signaländerungen(pro(Sekunde(bezeichnet( Andere(Bezeichnung:(Symbolrate.(! Beispiel:(Bei(Gigabit(Ethernet(ist(die(Symbolrate(125(MBaud.(Pro(verdrilltem( Kabelpaar(sind(das(also(125( (2(=(250(Mbit/s.((! Verwendet(werden(4(Kabelpaare.(Das(ergibt(1000(Mbit/s(! Der(Name(kommt(von(JeanZMauriceZÉmile(Baudot,(( der(1874(den(baudotzcode(erfand.(( Bandbreite(vs.(Kapazität( Folie 11-24! Harry(Nyquist(leitete(1924(folgende(Gleichung(für(die(maximale(Kapazität(C( einer(datenübertragung(auf(einem(rauschfreien(kanal(mit(eingeschränkter( Bandbreite(B(( C = 2 B log und(m(unterschiedlichen(signalniveaus(her:( 2 M! Das(übertragene(Signal(muss(mit(TiefpassZ(und(Hochpassfiltern(von( niederfrequenten(bzw.(hochfrequenten(störfrequenzen(befreit(werden.(! Nyquist(bewies,(dass(das(gefilterte(Signal(durch(2( (B(exakte(Abtastwerte(pro( Sekunde(vollständig(rekonstruiert(werden(kann.(! Mehr(als(2( (B(Abtastwerte(sind(nutzlos,(da(Anteile(mit(höherer(Frequenz,(die( durch(eine(höhere(abtastrate(entdeckt(werden(könnten,(bereits(ausgefiltert( wurden.(! Beispiele:(! Analoge(Telefonie( (Bandbreite(4(kHz:(C(=(2( (4000( (log 2 (2(=(2( (4000( (1(=(8000(Bit/s(! Audio(CD( (Bandbreite(22(kHz:(C(=(2( (22000( (log 2 (2(=(2( (22000( (1(=(44(kBit/s(! Breitband((DSL(etc)( (Bandbreite(1(MHz:(C(=(2( (10 6 ( (log 2 (8(=(6(MBit/s( Harry(Nyquist

13 Hintergrundrauschen((1)( Folie 11-25! Ohne(Signal(sollte(eine(Übertragungsleitung(elektrisch(neutral(sein.((! De(facto(ist(ein(Hintergrundrauschen(messbar...(! Sei((N((die(Leistung(dieses(Hintergrundrauschens((Noise)( (und((s((die(leistung(des(signals(an(der(empfängerseite((signal),(dann( interessiert(man(sich(für(das(signal/rauschzverhältnis:(s/n(! Meistens(wird(aber(nicht(das(Verhältnis(S/N(angegeben(sondern(der(Wert(! Dieser(Wert(wird(Dezibel((dB)(genannt.(! Ein(S/NZVerhältnis(von(10(ergibt(10(dB(! Ein(S/NZVerhältnis(von(100(ergibt(20(dB(! Ein(S/NZVerhältnis(von(1000(ergibt(30(dB(! usw.(! ShannonZHartley(geben(die(theore/sche(maximale(Übertragungskapazität( C max( einer(datenübertragung(mit(der(bandbreite(b(an(als(:(! Dies(ist(die(maximal(erreichbare(Übertragungsrate,(( egal(wie(viele(signalniveaus(verwendet(werden.( 10( (log 10 (S/N)(( C max (=(B( (log( 2 (1(+(S/N) ( Hintergrundrauschen((2)( Folie 11-26! Beispiel:((Analoge(Telefonie:(! Bandbreite(4000(Hz(! S/NZVerhältnis(30(dB((also((S/N(=(1000( C max ( (=(4000( (log( 2 (1(+(1000)( (( (4000( (10( (=(40000(Bit/s( Claude(Elwood(Shannon((*(30.(April(1916(in(Petoskey,(Michigan;( (24.(Februar(2001(( in(medford,(massachusens)(war(ein(amerikanischer(mathema/ker.(( Er(gilt(als(Begründer(der(Informa/onstheorie.( (Ralph(Vinton(Lyon(Hartley((*(30.(November(1888(in(Spruce,(Nevada;( (1.(Mai(1970)(( war(ein(uszamerikanischer(elektroingenieur(und(mitbegründer(der(informa/onstheorie.( Shannon Hartley

14 ((Analoge/Digitale(Übertragung( Folie 11-27! Als(Analogsignal(wird(ein(Signal(bezeichnet,(dessen(Wert(jeden(beliebigen( Wert(zwischen(einem(Minimum(und(einem(Maximum(annehmen(kann.(! Typische(Audioübertragung(von(einem(Mikrofon(zu(einem(Verstärker.(! Ebenso(bei(der(analogen(Telefonie(von(Telefon(zu(Telefon.(! Hier(spielt(das(Hintergrundrauschen(eine(größere(Rolle,(es(wird(bei(jedem( Verstärkungsvorgang(mit(verstärkt.((! Dabei(sinkt(also(jedesmal((das(S/NZVerhältnis.(! Ein(analoges(Signal(kann(man(digitalisieren.((! Dabei(wird(das(Signal(in(zeitlich(festen(Abständen(abgetastet.(D.h.(es(wird( jeweils(ein(digitaler(wert((in(dem(jeweiligen(intervall(erminelt.(! Die(zeitlichen(Abstände(nennt(man(Abtastrate(oder(Samplingfrequenz.(! Das(Abtasten,(nennt(man(auch(Sampling(d.h.( Entnahme(einer(S/chprobe (! Das(Ermineln(eines((binären)(Wertes(nennt(man(auch(Quan/sieung(! Änderungen(des(Quellsignals(innerhalb(des(Abtas/ntervalls(können(nicht( erfasst(werden,(sie(können(aber(z.b.(geminelt(werden.( Digitalisierung(eines(Audiosignals:(Beispiel(( Folie ( (A)(ist(das(Eingangssignal.( ( ( (B)(ist(das(Signal(nach(der( Filterung(mit(HochZ(und( Tiefpassfilter.( ( (C)(ist(die(Samplingrate( ( ( (D)(das(abgelesene(Signal( ( (E)(( (quan/siert.( Bilder aus dem Buch von Halsall

15 Nyquist(Sampling(Theorem( Folie 11-29! Wenn(ein(Signal,(dessen(Bandbreite(durch(eine(obere(Frequenz(von(f H ( begrenzt(ist,(digitalisiert(werden(soll,(muss(die(anzahl(der(s/chproben(pro( Sekunde((Samples(per(Second(sps)(mindestens(2x(f H (sein.((! Diese(Rate(nennt(man(auch(Nyquistrate.(! Vereinfacht(wird(sps(meist(auch(in(Hz(angegeben.(! Um(sicher(zu(gehen((bzw.(wegen(möglicherweise(ungenau(arbeitenden( Filtern)(wird(die(tatsächliche((Samplingrate(meist(aufgerundet.(( Nyquist(Sampling(Theorem(Z(Beispiele( Folie Beispiel(Audio(für(Zwecke(des(Telefonierens:( Historisch(angenommene(Bandbreite:(200(Hz(..(3,4(kHz.( Nyquistrate:(6,8(kHz.(Tatsächliche(Samplingrate:(8(kHz.( Bei(8(Bit(pro(Sample(ergibt(das(64(kBit/Sekunde.( Beispiel(Audio(in(guter(Qualität:( Bandbreite:(50(Hz(..(10(kHz.( Nyquistrate:(20(kHz.(Tatsächliche(Samplingrate:(22(kHz.( Bei(12(Bit(pro(Sample(ergibt(das(264(kBit/Sekunde.( Beispiel(Musik(in(CDZAudio(Qualität:( Bandbreite:(15(Hz(..(20(kHz.( Nyquistrate:(40(kHz.(Tatsächliche(Samplingrate:(44,1(kHz.( Bei(16(Bit(pro(Sample(ergibt(das(705,6(kBit/Sekunde.( Es(werden(2(Kanäle(aufgezeichnet((Stereo!).(Das(ergibt:(1411,2(kBit/s.( Beispiel(Musik(in(DVDZAudio(Qualität:( Bandbreite:(0(Hz(..((max)(96(kHz.( Vorgesehene(Samplingraten:(44,1(/(48(/(88,2(/(96(/(176,4(/(192(kHz( Quan/sierung:((16(/(20(/(24(Bit(pro(Sample(( Es(werden(2(Kanäle(oder(6(Kanäle(aufgezeichnet.( Erlaubte(maximale(Datenrate:(9,6(MBit/s( Achtung: hier wird mit k=1000 gerechnet!

16 Digitale(Übertragung(mit(Repeatern( Folie 11-31! Bei(einer(Übertragung(digitaler(Signale(spielt(das(Hintergrundrauschen(eine( geringere(rolle.((! Stan(Verstärkern(werden(sogenannte(Repeater(verwendet.(! Repeater(erkennen(das(ankommende(Signal(:(S E ((! (Sie(können(das(abgehende(Signal(S A (rauschfrei(neu(generieren,((ohne(das( Rauschen(mit(zu(verstärken.( S E. S A. Repeater.! Dies(ist(nur(bei(einer(digitalen(Übertragung(möglich!(! Vorteil:(Der(Empfänger(sieht(höchstens(das(Rauschen(der(letzten(Teilstrecke:( Sender. Empfänger. Repeater. Vorteile(digitaler(Übertragung( Folie 11-32! niedrigere(fehlerquote(! höhere(übertragungsraten(! effizientere(kanalausnutzung(((! einfaches(mul/plexen(vielfäl/ger(informa/onen(wie((! Sprache,((! Bilder,((! Fax(etc(

17 Grundbegriffe:(*cast( Folie 11-33! Unicast:(! Eine(gerichtete(Verbindung(zwischen(zwei(Endgeräten.( A. B.! Broadcast:(! Eine(Übertragung(von(einem(Sender(an(alle( Empfänger.(! Mul/cast:(! Eine(Übertragung(von(einem(Sender(an(eine( Gruppe(von(Empfängern( (z.b.(an(die( Mul/castgruppe({B,(D}( A. A. B. C. D. E. B. C. D.! Anycast:(! Eine(Übertragung(von(einem(Sender(an(einen(Empfänger(aus(einer(Gruppe( potenzieller(empfänger( (z.b.(an(einen(von(vielen(physikalischen(mailservern( auf(die(ein(logischer(mailservice(aufgeteilt(ist.( E. Folie Grundbegriffe:(Kon/nuierlich,(diskret((blockorien/ert)(! Es(gibt(kon/nuierliche(Übertragungen:(! Z.B.(erzeugt(eine(Videokamera(kon/nuierlich(Daten.(! Man(spricht(auch(von(RealZTime(Medien.(! Bei(der(Übertragung(von(RealZTime(Medien(wird(og(Streaming(angewendet:(Die( Daten(werden(zum(Teil(gepuffert,(um(Schwankungen(in(der(Übertragungsrate( auszugleichen.((! Es(gibt(diskrete((blockorien/erte)(Übertragungen:(! Die(Daten(fallen(nicht(kon/nuierlich(an:(In(unregelmäßigen(Zeitabständen(steht(ein( Block(von(Daten(zur(Übertragung(an.(! Beispiel:(interak/ve(Benutzereingaben.(! Oder:(Eine(Datei(wird(in(Blöcke(aufgeteilt,(die(so(bald(wie(möglich(übertragen( werden(sollen.(der(zeitliche(abstand(zwischen(der(übertragung(der(einzelnen(blöcke( ist(aber(unkri/sch.(! Beispiel:(Übertragung(von(Dateien(per(FTP(im(Internet.(! Die(Datenblöcke(werden(unabhängig(voneinander(in(Paketen(nach(dem(BestZEffortZ Prinzip(übertragen.((

18 Grundbegriffe:(Konstante(und(variable(Bitrate.(( Folie 11-35! Bei(einer(kon/nuierlichen(Übertragung(kann(die(zu(übertragende(Datenrate( konstant(oder(variabel(sein:(! Konstant(ist(z.B.(der(von(einer(Videokamera(erzeugte(Rohdatenstrom:(Die(Pixel( die(der(ccdzchip(bereitstellt,(werden(ständig(mit(einer(festen( Bildwiederholfrequenz(ausgelesen.(! Variabel(ist(z.B.(der(von(einer(Videokamera(erzeugte(Datenstrom,(wenn(der( Rohdatenstrom(von(einem(Encoder(komprimiert(wird:((! Je(nach(Gehalt(des(Bildes(/(einer(Szene(fallen(mehr(oder(weniger(Daten(an.( DatenZStromZEigenschagen((1)(( Folie 11-36! Die(in(den(letzten(beiden(Folien(genannten(Eigenschagen(einer(Übertragung( kann(man(auch(wie(folgt(klassifizieren:(! Eine(Übertragung(ist(entweder(periodisch,(nicht(periodisch(oder(schwach(periodisch.(! Dabei(gehen(wir(realis/sch(davon(aus,(dass(digitalisierte(Daten(nicht(wirklich( kon/nuierlich(übertragen(werden,(sondern(in(jedem(fall(in(dateneinheiten( (Blöcken)(zusammengefasst(sind.( 1: Nicht.periodische.Datenströme:.! Die(Dateneinheiten(folgen(in(zufälligen(zeitlichen(Abständen(aufeinander.((! Es(handelt(sich(also(um(die(bereits(genannten(diskreten/blockweisen( Übertragungen.(! Dateien,(Grafiken,(Texte,((interak/ve(Benutzereingaben,(etc.(! Die(Größe(der(Dateneinheiten(ist(variabel.( Zeit(

19 DatenZStromZEigenschagen((2)(( Folie : Periodische.Datenströme:.! Konstante(Zei/ntervalle(zwischen(den(Dateneinheiten.(! Unkomprimierte(AudioZ(und(Videoübertragungen.(! Die(Größe(der(Dateneinheiten(ist(konstant.( Zeit( 3: Schwach.periodische.Datenströme:.! Durch(Kompression(schrumpfen(die(Dateneinheiten(ggf.(Dadurch(sind( die(lücken(ggf.(unterschiedlich(lang.(der(beginn(der(dateneinheiten( ist(jedoch(immer(zu(einem(fixen(zeitpunkt.(! Komprimierte(AudioZ(und(Videoübertragungen.(! Die(Größe(der(Dateneinheiten(ist(variabel.( Zeit( Grundbegriffe:(Kommunika/onsarten( Folie 11-38! Man(unterscheidet(bei(einer(Verbindung(zwischen(zwei(Sta/onen(die( Betriebsarten(simplex,(halbduplex(und(duplex.( Sender. simplex. Empfänger. Ein(Teilnehmer(kann( nur(senden,(der(anz( dere(nur(empfangen.( (Bsp.:(Radio)( Sender. Empfänger. halbduplex. Sender. Empfänger. Beide(Teilnehmer(( können(im(wechsel( senden(u.(empfangen.( (Bsp.:(WalkieZTalkie)( Sender. Empfänger. duplex. Sender. Empfänger. Beide(Teilnehmer(( können(gleichzei/g( senden(u.(empfangen.( (Bsp.:(Telefon)(

20 Grundbegriffe:(synchron,(asynchron( Folie 11-39! Asynchron((aZsynZchronos)("nicht(mit(der(Zeit":(! Nicht(mit(der(gleichen(Uhr(getaktet.(! Eine(Übertragung,(bei(der(Sender(und(Empfänger(unterschiedliche(Zeitgeber( benutzen.((! Die(Signale(müssen(selbstsynchronisierend(sein,(um(decodiert(werden(zu(können.(! Synchron:(! Eine(Übertragung,(bei(der(Sender(und(Empfänger(im(Gleichtakt(arbeiten.(! Sie(benutzen(z.B.(einen(gemeinsamen(Zeitgeber.(! Leistungsfähigste(Art,(Daten(zu(übertragen.(! Plesiochron:(! Eine(Übertragung,(bei(der(Sender(und(Empfänger(fast(im(Gleichtakt(arbeiten.((! Mit(Hilfe(von((z.B.)(Übertragungslücken(und(Extrasignalen(werden(die(Sendungen( nachträglich(synchronisiert.( Parallele(Bitübertragung( Folie 11-40! Zur(Übertragung(von(Daten(über(kurze(En_ernungen(kann(es( ( (vorteilhag(sein,(viele(leitungen(parallel(zur(bitübertragung(zu(nutzen.(! Beispiel:(8(Leitungen(für(die(8(Bits(eines(Bytes( Sender. Empfänger. 8.Datenleitungen. Steuerleitungen.....! Diese(Art(der(Übertragung(war(lange(Zeit(üblich(z.B.(zum((Anschluss(von( Druckern(an(PC's.((! Erreicht(wurden(über(die(sogenannte( parallele(schninstelle (maximal( 8(MBit/Sekunde.(! Problem:(Parallele(Bitsynchronisa/on.(

21 Serielle(Bitübertragung( Folie 11-41! Falls(die(Kommunika/onspartner(weiter(auseinander(sind(als(ein(paar( Meter(oder(aber,(wenn(die(Synchronisa/on(zwischen(den(Partnern(nicht( offensichtlich(ist,(wird(die(bitzserielle(übertragung(benutzt.(! Dazu(sind(mindestens(zwei(Leitungen(erforderlich:( Sender Signalleitung. NullHLeiter..Empfänger....! Heute(sehr(weit(verbreitet(durch(USB(und(Firewire.(! USB(verwendet(vierZadrige(Leitungen:(zwei(für(Daten(und(zwei(für(eine( Stromversorgung(von(einem(zu(dem(anderen(Gerät.( Synchronisa/on( Folie 11-42! Übertragen(werden(Folgen(von(Bits.((! Der(Empfänger(muss(die(empfangenen(Bits(voneinander(( ( (unterscheiden(können.( BitHSynchronisaZon:. Die.Erkennung.einzelner.Bits.. ZellenHSynchronisaZon:. Die.Erkennung.von.Bi[olgen.als.Folgen.von.Bytes.oder. Wörtern.(Beispiel:.ASCIIHChars).. FrameHSynchronisaZon:. Die.Erkennung.einer.umfangreicheren.Nachricht.. (Beispiele:. Blöcke.oder. Pakete ).

22 Asynchrone(Datenübertragung((1)( Folie 11-43! Um(einzelne(Folgen(von(Bytes(zu(übertragen,(die("selten"(und(zufällig( gesendet(werden,(verwendet(man(häufig(die(asynchrone( Datenübertragung.(! Beispiel:(Kommunika/on(mit(der(Tastatur(eines(Rechners.(! Die(Nachricht(besteht(typischerweise(aus(genau(10(Bits:( ((1(Startbit (((8(Datenbits ((((((1(Stoppbit(! Wenn(das(Signal(im(Ruhezustand(das(Niveau("0"(hat(und(im(Sendezustand( das(niveau("1",(dann(muss(man("1"(als(startbit(verwenden.((! Für(unzuverlässige(Leitungen(kann(auch(mehr(als(1(Stoppbit(vereinbart( werden.( Asynchrone(Datenübertragung((2)( Folie 11-44! Die(Zeit(für(die(Übertragung(einer(BitZZelle(muss(bekannt(sein.(! Durch(Übertragungsfehler(darf(bei(der(Übertragung(von(10(Bits,(bei(einem( Stoppbit,(kein(kumulierter(Zei_ehler(entstehen,(der(eine(BitZZelle(oder(länger( ist.(( Ruhezustand...Start....Bit Datenbits.. Angezeigt.ist.jeweils.der. "Ablesezeitpunkt" Stopp Bit Ruhezustand.

23 Asynchrone(Datenübertragung((3)( Folie 11-45! Bei(1200(Bits/Sekunde(werden(über(eine(asynchrone(Datenleitung(( bei(einer(nutzung(von(10(bits(pro(byte(also(120(bytes(pro(sekunde(übertragen.(! Um(den(Anfang(und(das(Ende(der(Übertragung(eines(Blockes(von(Daten(( ("Frame")(zu(kennzeichnen,(hat(man(in(ASCII(Sonderzeichen(definiert:( ( ( (STX:(Start(of(Text( ( ( ( (ETX:(End(of(Text( (! Um(die(erfolgreiche/fehlerhage(Übertragung(zu(quiÜeren( ( ( (ACK:(Acknowledge( ( ( ( (NAK:(Nega/ve(Acknowledge( (! Es(gibt(noch(weitere("Control(Character"(wie( ( ( (DEL,(ESC,(SOH,(SYN,(...( Synchrone(Datenübertragung((1)( Folie 11-46! Für(die(Übertragung(! größerer(datenmengen(! (mit(hoher(geschwindigkeit(! (beliebiger(bytes((d.h.(ohne(asciizsonderbedeutung)( werden(synchrone(datenübertragungsverfahren(angewendet.(! Ein(Block(wird(als("Frame"(übertragen(...( SyncZ( Bytes( FrameZ( Header( Bytes( DatenZBytes( End(of( FrameZ( Trailer( Bytes( SyncZ( Bytes(! Mit(zunehmendem(Inhalt(von(Header(und(End(of(Frame(wird(ein( "Frame"(mehr(und(mehr(zu(einem(Paket(im(Sinne(des(letzten(Kapitels.(

24 Synchrone(Datenübertragung((2)( Folie 11-47! Bei(der(synchronen(Datenübertragung(wird(eine(große(Folge(von(Bits(seriell( und(ohne(unterbrechung(gesendet.((! Einfachste(Methode:( Sender. Uhr Empfänger. Uhr.! Sender(und(Empfänger(verwenden(jeweils((hochfrequente)(Uhren.(! Beide(Uhren(müssen(im(Gleichtakt(und(mit(gleicher(Frequenz(laufen.(! Zei_ehler(dürfen(bei(der(Übertragung("fast"(nicht(augreten.( Synchrone(Datenübertragung((3)( Folie 11-48! Problem:(Wenn(längere(Folgen(gleicher(Bits((1000x1)(etc.(übertragen( werden,(hat(der(empfänger(auch(bei(kleinen(zei_ehlern(schwierigkeiten,( zu(erkennen,(ob(1000((?±(1)(bits(übertragen(wurden.(! Einfachste(Lösung:(Man(spendiert(eine(drine(Leitung(und(überträgt(das( Zeitsignal(des(Senders:( Sender. Daten. Empfänger. UhrHSynchronisaZon. NullHLeiter.! $Problem:(Verhalten(sich(beide(Leitungen((gleich(???(

25 Andere(ZeitZCodierungen( Folie 11-49! Um(die(drine(Leitung(zu(sparen((und(um(das(Problem(zu(umgehen),(werden( die(verschiedensten(alterna/ven(verwendet.((! In(allen(Fällen(wird(ein(UhrenZSignal(und(ein(Bitstrom("gemischt".(! 1.(Beispiel:(Bipolare(Codierung:( +( Bits:. Uhr: H. Noch(Bipolare(Codierung:( Folie Bei.der.bipolaren.Codierung. wird.eine.1.codiert.als:. wird.eine.0.codiert.als: H.! Man(benö/gt(3(unterscheidbare(Leitungszustände(+,(0,(Z(.((! Bei(jedem(Bit(erfolgt(in(der("Zellenmine"(ein(Übergang(nach(0.((! Dieser(wirkt(als(BitZTrenner.(Der(Empfänger(braucht(keine(eigene(Uhr.((! Er(braucht(nur(Zustandsübergänge(zu(decodieren.(! Der(entstehende(SignalZTyp(wird(auch(RZ(genannt.( 0( (+((=(1(! RZ(=(Return(to(Zero.( 0( ((Z((=(0( (

26 ManchesterZCodierung( Folie 11-51! Die(3(Leitungen(werden(bei(der(Manchester(Codierung(vermieden.(! Der(verwendete(SignalZTyp(wird(NRZ(genannt.(! NRZ:(NonZReturn(To(Zero(! Vorteile:(Im(Gegensatz(zu(RZ(werden(nur(2(Signalzustände(benö/gt.((! Der(Phasenübergang(in(jeder(Zelle(wird(zur(Synchronisa/on(von(Sender( und(empfänger(genutzt.( Bei.der.Manchester.Codierung. wird.eine.0.codiert.als:. wird.eine.1.codiert.als:. Beispiel:( Differen/al(Manchester(Encoding( Folie Bei(dieser(Variante(wird(wie(folgt(codiert:( (0(:(am(Anfang(der(Bitzelle(erfolgt(ein(Phasenübergang( (1(:(am(Anfang(der(Bitzelle(erfolgt(kein(Phasenübergang( Zu(jeder(Bi_olge(gibt(es(daher(2(symmetrische(Codierungen;(je(nachdem,(( in(welchem(zustand(der(codierer(sich(zu(beginn(befindet.(( Beachte:(In(der(Mine(jeder(Bitzelle(erfolgt(immer(ein(Phasenübergang.( Mit.einem.Codierer.im. Anfangszustand.:.oben Mit.einem.Codierer.im. Anfangszustand.:.unten.. Vorteil(bei(Zweidrahtleitungen:(Beide(Leitungen(können(beliebig(gepolt(werden.(

27 Andere(Codierungen(Z(NRZI(( Folie 11-53! Die(Manchester(Codierung(benö/gt(für(jedes(Bit(einen(Phasenübergang:( (( oder( Hierin.steckt.Redundanz...! Man(begnügt(sich(og(mit(einer("halben(Lösung"(genannt(NRZI.((! NRZI(=(NRZ((Inverted.( Bei(dieser(Variante(wird(wie(folgt(codiert:( (0(:(am(Anfang(der(Bitzelle(erfolgt(ein(Phasenübergang( (1(:(am(Anfang(der(Bitzelle(erfolgt(kein(Phasenübergang( Auch(bei(NRZI(gibt(es(daher(2(symmetrische(Codierungen;(je(nachdem,(( in(welchem(zustand(der(codierer(sich(zu(beginn(befindet.(( Beachte:(In(der(Mine(jeder(Bitzelle(erfolgt(kein(Phasenübergang.( Noch(NRZI( Folie 11-54! Wie(bei(Differen/al(Manchester(hat(jede(Bi_olge(zwei(Codierungen:( Mit.einem.Codierer.im. Anfangszustand.:.oben Mit.einem.Codierer.im. Anfangszustand.:.unten.. Vorteil.im.Vergleich.zur.ManchesterHCodierung:.! Insgesamt(benö/gt(man(wesentlich(weniger(Phasenübergänge,(! Schnellere(Datenübertragung(ist(möglich((Faktor:(2)( Nachteil.im.Vergleich.zur.ManchesterHCodierung:.! Sofern(nicht(genügend(häufig(Nullen(vorkommen,(hat(man(alle(( Probleme(wieder,(die(man(vermeiden(wollte.(

28 NRZI(mit(Einstreuung(von(Nullen( Folie Wenn$nicht(genügend(häufig(Nullen(vorkommen,(( muss(man(eben(nullen(einstreuen(!!!!( Eine(Möglichkeit(der(Nulleneinstreuung(ist(( eine(4b/5b(umcodierung.(( ( Eine(andere(Möglichkeit(ist(BitZStuffing.( 4B/5B(Umcodierung( Folie 11-56! Vom(Sender(wird(der(Datenstrom(in(4ZBitZFolgen(zerlegt.(! Diese(werden(in(5ZBitZFolgen(umcodiert.(! Es(gibt(16(verschiedene(4ZBitZFolgen((und(32(verschiedene(5ZBitZFolgen.((! Man(benö/gt(also(nicht(alle(möglichen(5ZBitZFolgen.((! Man(kann(die(Umcodierung(so(machen,(dass(gilt:(! Nach(der(Umcodierung(folgen(höchstens(zwei(Nullen(in(einem( Codewort(aufeinander.(((! In(einer(Folge(von(Codewörtern(können((höchstens(drei(Nullen( hintereinander(augreten.( Kombiniert(man(einen(4B/5BZCodierer(mit(einem(NRZIZCodierer,(erhält(man(zwar( einen(etwas(längeren(bitstrom,(der(aber(schneller(übertragen(werden(kann.(

29 4B/5B(Tabelle(( 4.B. Nibble. 5.B. Codon. (0 (0000 (11110( (1 (0001 (01001( (2 (0010 (10100( (3 (0011 (10101( (4 (0100 (01010( (5 (0101 (01011( (6 (0110 (01110( (7 (0111 (01111( (8 (1000 (10010( (9 (1001 (10011( 1(0 (1010 (10110( 1(1 (1011 (10111( 1(2 (1100 (11010( 1(3 (1101 (11011( 1(4 (1110 (11100( 1(5 (1111 (11101( Diese(Codes(sind(so(gewählt,(das( Folie 11-57! nicht(mehr(als(eine(null(am(anfang(! nicht(mehr(als(zwei(nullen(am(ende( vorkommen. (( Es(gibt(noch(fünf(bisher(ungenutzte(( 5ZBit(Codes,(die(der(obigen(Regel(genügen:( 01100( 01101( 10001( 11001( 11111( Diese(können(als(Steuerzeichen(genutzt( werden.( NRZI:(Wertung( Folie NRZI.mit.4.B/5.B.Umcodierung.ergibt:.! einen(vorteil(von(50(%(bei(der(übertragungszeit(! ((einen(nachteil(von(25(%(hinsichtlich(der(datenlänge(! ((Gesamtvorteil(bei(der(Übertragungszeit:(62,5(%( NRZI.mit.4.B/5.B.Umcodierung.wird.häufig.verwendet,.da.es.weitere. Vorteile.hat:.! Die(genannten(ZusatzZCodes(können(z.B.(verwendet(werden:(! Zur(Markierung(eines(Paketanfangs.((! Zur(Markierung(eines(Paketendes.((! Zur(Kennzeichnung(eines(Fehlerabbruches.((! etc...(

30 Alterna/ven((1)( Folie 11-59! Ein(anderes(Schema(ist(die(NullZEinfügung:("BitZStuffing ((BitZStopfen).(! Jede(Sequenz(von(xZEinsen(wird(durch(eine(Sequenz(mit(xZEinsen(und(einer( nachfolgenden(0(ersetzt.(((! Dadurch(wird(eine(monotone(Folge(unterbrochen.(Der(Empfänger(kennt( dieses(verfahren(und(en_ernt(beim(empfang(einer(folge(von(x(gleichen( Bits(das(folgende(Bit(x+1(und(erhält(damit(die(ursprünglichen(Daten((z.B.(im( Ethernet(ist(x=5)(! Der(Datenstrom(wird(nur(geringfügig(länger.((! Für(größere(x(bekommt(der(NRZI(Codierer(aber((ggf.(Schwierigkeiten!( Alterna/ven((2)( Folie 11-60! Allgemein(geht(es(darum,(eine(Bi_olge(in(Gruppen(von((m(Bits(aufzuteilen( und(diese(durch(verschiedene(signalfolgen(zu(codieren.(! Diese(werden(jeweils(durch(n(Signalniveaus(("Levels")((codiert.( m.b.n.l. m.bits. n.levels. Das.Ziel.ist..! (eine(übertragung(von(möglichst(vielen(bits(pro(zeiteinheit(! (eine(möglichst(sichere(übertragung(der(bits(! (d.h.(ohne(synchronisa/onsfehler(etc.(

31 RLE( Folie 11-61! Es(gibt(alterna/ve(Codierverfahren(zu(den(bisher(besprochenen.(! Eine(weitverbreitete(Klasse(von(Codierverfahren(werden(als(( (Lauflängencodierung(bezeichnet.( RLE:.Run.Length.Encoding...! Bei(einem(kZBit(RLE(Verfahren(hat(man(einen(kZBit(Code.(! Gezählt(wird(jeweils(die(Anzahl(der(Nullen(bis(zur(nächsten(1.(! Diese(Anzahl(wird(mit(einem(oder(mehreren(kZBit(Codes(codiert.(! Der(Code("alles(1"(wird(interpre/ert(als("es(folgen(weitere(Codes".(! Man(kann(auch(abwechselnd(0ZFolgen(und(1ZFolgen(codieren.(! Dies(wird(z.B.(bei(der(Codierung(von(Faxen(so(gemacht.(! Man(spricht(dann(von(weißen(und(schwarzen(Lauflängen.(! Per(Defini/on(fängt(jede(Zeile(mit(einer(weißen(Lauflänge(an(! (und(endet(mit(einem( Fluchtsymbol (als(wiederaufsetzpunkt).( Prüfsummen( Folie Problem.! Wie(kann(sichergestellt(werden,(dass(die(Daten(eines(Paketes(unverändert( empfangen(wurden?( Lösung.! Prüfsummenverfahren(! Parity(! CRC(! Internet(Checksum((siehe(Kapitel(17)(

32 Fehlererkennung:(ParityZBits( Folie 11-63! Bei(der(asynchronen(Übertragung(von(Gruppen(von(8(Bits(ist(die(häufigste( angewandte(methode(zur(fehlererkennung(die(der(zusätzlichen(übertragung( eines(parityzbit.(! Das(ParityZBit(ist(1(genau(dann,(wenn(dadurch(die(Anzahl(der(Einsen(von( DatenZBits(und(ParityZBit(insgesamt(gerade(wird.(! Dies(definiert:( even(parity.((analog(:( odd(parity.)(! Mit(Hilfe(des(ParityZBits(können(1ZBit(Fehler(erkannt(werden.( StartHBit. DatenHBits.! Allgemeiner(Ansatz(für(gerade(Parity:( ParityHBit. StopHBit.! füge(an(ein(codewort(d(mit(der(länge(d(ein(bit(an,(so(dass(die(anzahl(der( Einsen(gerade(wird.(! Die(resul/erende(Länge(des(neuen(Codewortes(D (ist(d(+(1( (( 2-dimensionaler Parity Check( Folie 11-64! Ein(Fehler(im(Codewort(kann(korrigiert,(zwei(Fehler(können(erkannt(werden.(( Ansatz..! Ein(Codewort(D(mit(d(Bit(wird(in(i(Zeilen(und(j(Spalten(unterteilt((! Für(jede(Zeile(und(jede(Spalte(wird(gerade(Parität(berechnet,(zuzüglich( Parität(der(Paritäten(.(! Die(resul/erende(Länge(des(neuen(Codewortes(D (beträgt(d(+(i(+(j(+(1((

33 Fehlererkennung:(PolynomZCodes( Folie Diese(sind(bekannt(als( Frame(Check(Sequence ((FCS)(( oder(als( Cyclic(Redundancy(Check ((CRC)(! Die(Anzahl(der(zu(übertragenden(Bits(sei(k.(! Mit(Hilfe(einer(Folge(von(n+1(Bits(wird(eine(Art("PolynomZDivision"(( durchgeführt.(diese(kommt(ausschließlich(mit(xor(opera/onen(aus.((! Die(Folge(von(n+1(Bits((wird(Generator((G)(genannt("((! Es(muss((n+1)(<(k(gelten(! Das(Ergebnis(der(Polynom(Division(ist(ein((uninteressanter)(Quo/ent(und( ein(nzbit(rest(r.(dieser(wird(mit(übertragen:( Botschai...Rest. +. khbits...n.bits.! Der(Empfänger(muss(den(Generator(G(kennen,(die(gleiche(Rechnung( durchführen(und(den(berechneten(rest(mit(dem(empfangenen(rest( vergleichen.( Cyclic(Redundancy(Checks(Z(Details( Folie 11-66! Ziel(ist(die(Erkennung(von(bis(zu(r(fehlerhagen(Bit((! zusätzlich(wird(beliebige(anzahl(ungerader(fehler(erkannt((! Ansatz((in(so(genannter(moduloZ2(Arithme/k)((! betrachte(codewort(d(mit(der(länge(d(als(eine(binäre(zahl((! nimm(generator(g(mit(der(länge(r+1((! sowohl(sender(als(auch(empfänger(ist(der(generator(durch(spezifika/on(bekannt((! z.(b.(nach(ieee:(gcrcz32=( =( (! berechne(prüfsumme(r(mit(der(länge(r(bit,(so(dass(gilt((! D*2 r (XOR((R(=(n*G(((d.(h.(D*2 r (XOR((R(ist(ohne(Rest(teilbar(durch(G)((! das(so(berechnete(codewort(d =(D*2 r (XOR((R(mit(einer(Länge(von(d+(r(wird(übertragen((! Erläuterung((! D*2 r :(verschiebe(codewort(d(um(r(posi/onen(nach(links(! (XOR(R:(fülle(neue(Posi/onen(mit(Prüfsumme(R((Anmerkung:(R(ist(r(Bit(lang,(s.(oben)((! Beispiel(

34 Beispiel(CRCs( Folie CRCZCCITT((CRCZ16)((x 16 (+(x 12 (+(x 5 (+(1(((=(( ( (1( IBMZCRCZ16((x 16 (+(x 15 (+(x 2 (+(1((=(( ( CRCZ32((x 32 (+(x 26 (+(x 23 (+(x 22 (+(x 16 (+(x 12 (+(x 11 (+(x 10 (+(x 8 (+(x 7 (+(x 5 (+(x 4 (+(x 2 (+(x(+(1(( ( (=(( ( ( ( (1( Bluetooth((x 5 (+(x 4 (+(x 2 (+(1(=((110101(! Ein(GeneratorZBitmuster(mit(r(=(n(+(1(Bits(erkennt(alle(! (1(Bit(Fehler(! (2(Bit(Fehler(! (alle(fehler(mit(ungerader(fehlerzbitzzahl(! (alle(korrupten(bitgruppen(mit(weniger(als(r(bits( CRC:(Prüfsummenberechnung( Folie 11-68

35 BasisbandZÜbertragung( Folie 11-69! Bei(der(BasisbandZÜbertragung(unterhalten(sich(normalerweise(zwei( Kommunika/onspartner(über(ein(Kabel(und(nutzen(die(verfügbare( Bandbreite(möglichst(gut.(! Aber(auch(bei(der(BasisbandZÜbertragung(können(mehrere(Partner(beteiligt( sein.((! Man(muss(das(Medium(dann(augeilen.((! Man(spricht(von(Mul/plexZVerfahren.((! Bei(BasisbandZÜbertragung(wird(ausschließlich(TDM(angewandt.( TDM:.Time.Division.MulZplex. Time(Division(Mul/plex( Folie Synchrones.TDM:..! Es(gibt(eine("globale(Uhr"(und(jeder(Benutzer(bekommt(das(Medium(zu( bes/mmten(zeitpunkten(jeweils(eine(bes/mmte(zeit(lang(zugeteilt:((! ähnlich(wie(timesharing(bei(betriebssystemen.( Asynchrones.TDM:..! Benutzer(können(sich(bei(Bedarf(Zugriff(zum(Medium(verschaffen(und(es( dann(eine(bes/mmte(maximale(zeit(nutzen.(! ( Es(muss(feststellbar(sein,(ob(das(Medium(zur(Zeit(frei(ist.(! Kollisionen(mit(anderen(gleichzei/g(Zugriff(suchenden(Teilnehmern(((müssen( erkannt(und(behandelt(werden.(! Asynchrones(TDM(ist(weit(verbreitet(und(wird(z.(B.(in(prak/sch(allen( EthernetZNetzwerken(eingesetzt.(

36 BreitbandZÜbertragung( Folie 11-71! BreitbandZÜbertragung(wird(prak/sch(ausschließlich(angewandt,(wenn( man(ein(breitbandiges(medium(unter(mehreren(nutzern(augeilen(will.(! Das(Medium(wird(häufig(über(FDM(auf(die(Benutzer(aufgeteilt.( FDM.:.Frequency.Division.MulZplex. FDMA:.Frequency.Division.MulZple.Access.! Alterna/v(kann(z.B.(CDMA(verwendet(werden.(Beispiel:(UMTS( CDMA:.Code.Division.MulZple.Access. Trägermodula/on(! Voraussetzung(für(Breitbandübertragung(ist(die(Trägermodula/on.(! (Dafür(gibt(es(verschiedene(Möglichkeiten:( AmplitudenmodulaZon. Folie 11-72! Während(Einsen(gesendet(werden,(wird(die(Trägerfrequenz(gesendet,( (sonst(nichts.( FrequenzmodulaZon.! Veränderung(der(Frequenz(bei(gleicher(Amplitude(und(Phase.((! BitZÜbertragung:(man(benö/gt(man(2(unterscheidbare(Frequenzen(F 0( und(f 1( PhasenmodulaZon.! Abweichung(der(Phasenwinkel(der(modulierten(Schwingung(von(dem(der( Trägerschwingung(! BitZZuordnung(zu(einer(festen(Phasenlage,(z,B.( 0 (90(Grad(und( 1 (270(Grad(

37 FrequencyZDivisionZMul/plexing( Folie 11-73! Meist(wird(die(Frequenzmodula/on(verwendet.(In(diesem(Fall(bietet(sich( eine(verallgemeinerung(an,(um(mehrere(teilnehmer(zu(bedienen:(! Die(Teilnehmer(sind(über( RadioZModems (mit(dem(medium(verbunden.((! Diese(können(senden(und(empfangen.((! Die(RadioZModems(können(jeweils(ungestört(auf(dem(Medium(in(m( unterscheidbaren(frequenzen(senden(und(empfangen:( F 1,.F 2,...F m. Dann.kann.man.zur.Übertragung.von.Bits.jeweils.m./.2.Teilnehmern.. Frequenzpaare.(F1,.F2)...zuweisen,.über.die.sich.diese.Teilnehmer.. jeweils.mit.einem.partner.unabhängig.unterhalten.können.. Radio. Modem. Teilnehmer)1)... Radio. Modem. Teilnehmer)n) Datenübertragung(mit(Telefonleitungen( Folie 11-74! Bei(einem(klassischen(Telefongespräch(wurden( (bis(zur(einführung(von(isdn( ( Wählimpulse(und(Sprache(als(analoge(Signale(übertragen.((! POTS(=(Plain(Old(Telephone(Service(! Zur(Übertragung(von(Daten(kann(man(diese(einfach(Tonsignalen(aufprägen( (modulieren)(und(diese(tonsignale(über(die(analoge(telefonleitung(übertragen.((! Beim(Empfänger(müssen(die(ankommenden(Töne(wieder(in(Bitsignale( umgesetzt((demoduliert)(werden.((! Geräte(zur(Modula/on(und(Demodula/on(werden(MODEM(genannt.(! Modem((=(Modulator(/(Demodulator)(! Mit(raffinierten(KodierungsZ(und(Kompressionsverfahren(erreichen(moderne( Modems(Übertragungsraten(bis(zu(ca.(56000(Bit/s.( Öffentliches Telefonnetz

38 ISDN((1)( Folie 11-75! Seit(1989(wurde(in(der(Bundesrepublik(Deutschland,(wie(in(anderen(Ländern( bereits(üblich,(schrinweise(ein(digitales(telefonsystem(eingeführt.((! Dieses(diensteintegrierende(Netz(wird(ISDN(genannt.((! ISDN(=(Integrated(Services(Digital(Network(! Ein(ISDNZAnschluss(ermöglicht(einen(schnellen(Verbindungsaurau(und(bietet( einem(teilnehmer(neben(einem(signalisierungskanal(mit(16(kbit/s(zwei( Nutzkanäle(mit(je(64(kBit/s(zur(Übertragung(von(Gesprächen,(Daten,(Texten(und( Bildern(etc.((! Drei(Telefonnummern(erhält(man(zur(freien(Verfügung(und(kann(jederzeit(zwei( davon(gleichzei/g(benutzen.(! ISDN(stellt(eine(durchgehende(digitale(Verbindung(zwischen(den(Endgeräten(zur( Verfügung.((! Modems(sind(nicht(mehr(erforderlich,(da(die(Daten(nicht(mehr(vertont(werden( müssen.((! Standessen(benö/gt(ein(Computer(zum(direkten(Anschluss(an(eine(ISDNZLeitung( eine(entsprechende(isdnzkarte(oder(eine(anschlussbox,(die(z.b.(an(den(usbzport( angeschlossen(werden(kann.(( ISDN((2)( Folie 11-76! Im(einfachsten(Fall(wird(das(zu(Hause(ankommende(Telefonkabel(an(ein( Netzabschlussgerät(angeschlossen.((! NTBA=Network(Termina/on(Basic(Access)(! Dieses(stellt(dann(einen(ISDNZBasisanschluss(in(Form(eines(so(genannten(S 0 ZBus( zur(verfügung.((! An(ihn(lassen(sich(bis(zu(acht(Endgeräte(anschließen,(von(denen(jeweils(nur(zwei( gleichzei/g(betrieben(werden(können:( Telefonnetz NTBA S 0 -Bus

39 ISDN((3)( Folie 11-77! Der(Verbindungsaurau(zwischen(zwei(ISDNZAnschlüssen(erfolgt(nicht(mehr( durch(simula/on(einer(wählscheibe,(wie(dies(bei(analogen(tastentelefonen( früher(üblich(war.((! Nach(der(Wahl(der(letzten(Ziffer(ist(die(Verbindung(prak/sch(sofort(da.((! Dies(ermöglicht(einem(Netz(von(Computern,(die(über(ISDN(mithilfe( entsprechender(karten(kommunizieren,(folgende(vorgehensweise:(! Wenn(ein(Paket(von(Daten(zur(Übertragung(ansteht,(wird(eine(Verbindung( aufgebaut.((! Nach(der(Übertragung(wird(nur(bis(zum(Ende(des(aktuellen(Zeinaktes(gewartet,(ob( eine(weitere(übertragung(ansteht,(andernfalls(wird(die(verbindung(abgebrochen.(! Nur(wenn(einer(der(gewünschten(Anschlüsse(auf(beiden(Nutzkanälen(besetzt( ist,(führt(diese(methode(zu(zeitlichen(nachteilen(gegenüber(einer(ständigen( Verbindung.(! Die(Übertragung(von(Daten(kann(über(einen(oder,(falls(beide(Kommunika/onsZ partner(sich(darauf(verständigen,(sogar(über(beide(nutzkanäle(erfolgen.((! Die(Übertragung(erfolgt(dann(mit(maximal(64(+(64(=(128(kBit/s.( DSL,(ADSL(und(TZDSL( Folie 11-78! DSL(steht(für(Digital(Subscriber(Line((! DSL(ist(eine(Technologie,(die(dem(Anwender(eine(vergleichsweise(hohe( Datenübertragungsrate(über(eine(ganz(normale(Telefonleitung(zur(Verfügung( stellt.((! Der(Begriff(xDSL(steht(für(verschiedene(Varianten(der(DSLZTechnologie,(wie(z.B.((! ADSL((Asymmetric(DSL),((! HDSL((High(Data(Rate(DSL),((! VDSL((Very(HDSL)(! TZDSL((die(von(der(deutschen(Telekom(angebotene(ADSLZVersion).(! Die(DSLZTechnologie(wurde(bereits(Ende(der(80er(Jahre(in(den(Bellcore( Laboratorien(in(den(USA(entwickelt.((! Physikalisch(werden(schlichtweg(freie(Bandbreiten(im(exis/erenden(Telefonnetz( nutzbar(gemacht.((! Während(bei(der(Sprachübertragung(nur(ein(Frequenzbereich(bis(4(Kilohertz( (khz)(ausgelastet(wird,(können(kupferkabel(theore/sch(einen(bereich(bis(1,1( Megahertz((MHz)(abdecken.((! Aufgrund(der(enormen(Verluste(in(hohen(Frequenzbereichen(wurden(in(der( Praxis(bisher(nur(Frequenzen(bis(120(kHz(verwendet.(Höhere(Frequenzen( wurden(durch(filter(im(telefonnetz(blockiert.((

40 ADSL(und(VDSL( Folie ADSL: Asymmetric Digital Subscriber Line VDSL: Very High Speed Digital Subscriber Line! Asymmetric(bedeutet,(dass(die(Datenübertragungsraten(in(SendeZ(und( Empfangsrichtung(unterschiedlich(sind,(und(zwar(fast(ausschließlich(vom( Teilnehmer(aus(gesehen(in(Empfangsrichtung((downlink)(erheblich( größer(als(in(senderichtung((uplink).(! VDSL(ist(eine(DSLZTechnik,(die(wesentlich(höhere(DatenübertragungsZ raten(über(gebräuchliche(telefonleitungen(liefert(als(beispielsweise( ADSL(oder(ADSL2+.(! ADSL(und(VDSL(benutzen(herkömmliche(TwistedZPair(Kabel.(! Bei(VDSL(ist(der(nutzbare(Frequenzbereich(nochmals(auf(2,2(MHz(erhöht( worden.( DSL(Technologie((1)( Folie 11-80! Mit(der(DSLZTechnologie(wird(ein(größerer(Frequenzbereich(genutzt(! und(zwar(bis(1,1(mhz(bzw.(2,2(mhz(! Mit(dieser(Bandbreite(ist(theore/sch(eine(Gesamtdatenrate(im(Bereich(von(( 10(bis(50(MBit/s(erreichbar.((! Bei(der(ADSL(Norm(ist(diese(auf(8(MBit/s(begrenzt.(Kommerzielle(Varianten( nutzen(bis(zu(6(mbit/s.(! Je(höher(die(erzielte(Datenrate(ist,(desto(kürzer(muss(die(Leitung(zwischen(der( Verminlungsstelle(und(dem(Übergabepunkt(zum(Nutzer(sein((unter(1000(m(bei( sehr(hohen(datenraten).((! Außerdem(steigen(die(Kosten(für(die(verwendeten(elektronischen( Komponenten.((! Um(die(Gesamtdatenrate(niedrig(zu(halten,(wird(die(Bandbreite(eines(ADSLZ Anschlusses(asymmetrisch(für(die(Übertragung(vom(Anwender(zum(Provider( (upstream)(bzw.(in(der(anderen(richtung((downstream)(aufgeteilt.((! Dies(folgt(den(Nutzungsanalysen,(die(zeigen,(dass(das(Datenvolumen(zum( upload(nur(10(%(dessen(ausmacht,(was(für(das(download(aufgewendet(wird.(

41 DSL(Technologie((2)( Folie 11-81! Die(von(der(Deutschen(Telekom(bis(Anfang(2004(angebotene(Standardversion(( TZDSL(ist(ein(asymmetrisches(Verfahren(mit(einer(DownstreamZKapazität(von( 768(kBit/s(und(einer(UpstreamZKapazität(von(128(kBit/s.((! Im(Vergleich(zu(den(theore/schen(Werten(ist(die(angebotene(Bandbreite(rela/v( niedrig,(dafür(sind(auch(die(restrik/onen(hinsichtlich(der(en_ernung(zur( Verminlungsstelle(minimal.((! Seit(2002(wurden(schnellere(Varianten(angeboten.((! 2004(war(die(schnellste(angebote(Variante(zunächst(TZDSLZ3000((Downstream(3072( kbit/s(und(upstream(512(kbit/s),((! ab(2005(dann(tzdslz6000((downstream(6016(kbit/s(und(upstream(576(kbit/s)(! seit(2006(tzdslz16000((downstream(16000(kbit/s(und(upstream(1024(kbit/s).((! Je(nach(En_ernung(zur(nächsten(Verminlungsstelle(steht(ggf.(nur(ein(Teil(der( maximalen(datenrate(zur(verfügung.( DSL(Technologie((3)( Folie 11-82! Anschluss(von(TZDSL( ADSL-MODEM (NTBBA) Telefonnetz z.b kbit/s z.b. 576 kbit/s ADSL-Splitter (BBAE) ISDN Anschlusseinheit (NTBA) Ethernet Kabel S 0 -Bus PC mit Ethernet Anschluss und ISDN-Karte

42 ADSL:(Übertragung( Folie 11-83! Ein(Digital(Subscriber(Line(Access(Mul/plexer((DSLAM)(ist(ein(Teil(der(für(den( Betrieb(von(DSL(benö/gten(Infrastruktur.((! DSLAMs(stehen(an(einem(Ort,(an(dem(Teilnehmeranschlussleitungen( zusammenlaufen.(meist(handelt(es(sich(dabei(um(eine(verminlungsstelle,(teils( vorgelagerte(verteilpunkte((outdoorzdslams).( Teilnehmer(Z(Infrastruktur( Infrastruktur(des(Service(Provider( NTBA. Telephonnetz. Spliler. DSLAM. LAN. DSL. MODEM. Gateway. Teilnehmeranschlussleitung( DSL.Backbone:.Internet. WLAN. Etc.. ADSL(Normen( Folie 11-84! ADSLZNormen(und(maximale(Nutzdatenraten((laut(Wikipedia)( Norm( Name( Empfangsrate( (Downstream)( ANSI(T1.413(Issue(2( ADSL( 8(Mbit/s( 0,6(Mbit/s( ITUZT(G.992.1[7]( ADSL((G.dmt)( 8(Mbit/s( 1,0(Mbit/s( ITUZT(G.992.1(Annex(A( ADSL(over(POTS( 10(Mbit/s( 1,0(Mbit/s( ITUZT(G.992.1(Annex(B( ADSL(over(ISDN( 10(Mbit/s( 1,0(Mbit/s( Senderate((Upstream)( ITUZT(G.992.2[8]( ADSL(Lite((G.lite)( 1,5(Mbit/s( 0,5(Mbit/s( ITUZT(G.992.2[9]( ADSL2((G.bis)( 12(Mbit/s( 1,2(Mbit/s( ITUZT(G.992.3(Annex(J( ADSL2(( 12(Mbit/s( 3,5(Mbit/s( ITUZT(G.992.3(Annex(L( REZADSL2(( 6(Mbit/s( 1,2(Mbit/s( ITUZT(G.992.4[10]( ADSL2((G.bis.lite)( 12(Mbit/s( 1,0(Mbit/s( ITUZT(G.992.4(Annex(J( ADSL2(( 12(Mbit/s( 3,5(Mbit/s( ITUZT(G.992.4(Annex(L( REZADSL2(( 6(Mbit/s( 1,2(Mbit/s( ITUZT(G.992.5[11]( ADSL2(+( 24(Mbit/s( 1,0(Mbit/s( ITUZT(G.992.5(Annex(L( REZADSL2(+( 24(Mbit/s( 1,0(Mbit/s( ITUZT(G.992.5(Annex(M( ADSL2(+M( 24(Mbit/s( 3,5(Mbit/s(

43 VDSL((1)(laut(Wikipedia( Folie 11-85! VDSL2(basiert(auf(dem(Übertragungsverfahren(Discrete(Mul/tone((DMT)(und( bietet(bei(einer(grenzfrequenz(von(30(mhz(theore/sch(erreichbare( Datenübertragungsraten(von(bis(zu(je(100(Mbit/s(im(UpZ(und(Downstream(bei( einer(im(vergleich(zu(vdsl1(wesentlich(vergrößerten(reichweite.((! Der(VDSL2ZStandard(wurde(erst(im(Frühjahr(2005(von(der(Interna/onalen( Fernmeldeunion(verabschiedet.(Der(Standard(selbst(basiert(auf(dem( bewährten(adsl2+zstandard(und(ist(zu(diesem(vollständig(abwärtskompa/bel.( Zusätzlich(wurden(Möglichkeiten(implemen/ert,(gleichzei/g(mehrere(virtuelle( Verbindungen(über(eine(physische(Verbindung(zu(realisieren,(um(so(etwa( IPTVZDaten(priorisieren(zu(können.(! VDSL(sowie(dessen(Nachfolgestandard(VDSL2(wurden(mit(dem(Ziel(entwickelt,( sogenannte( TripleZPlayZDienste (anbieten(zu(können.(darunter(zu(verstehen( ist(die(zusammenführung(von(klassischen(telefoniediensten(in(form(von( AnalogZ/ISDNZ(beziehungsweise(IPZTelefonie,(breitbandigem(Internet(sowie( IPTV.( VDSL((2)(laut(Wikipedia( Folie 11-86! Basierend(auf(dem(VDSL2ZChipsatz(Vinax(von(Infineon(baut(TZHome,(vormals(TZ Com,(seit(dem(Frühjahr(2006(ein(VDSL2Zbasiertes(Verteilernetz(auf.((! Der(Fortschrin(und(die(Erfahrungen(mit(einem(Netz(dieser(Größenordnung( werden(von(vielen(ausländischen(netzbetreibern(mit(großem(interesse( beobachtet,(da(diese(ebenfalls(den(aurau(vdsl2zbasierter(netze(planen.((! Die(durch(VDSL2(bereitgestellte(Datenübertragungsrate(reicht(aus,(um(TripleZ PlayZAngebote(bereitzustellen.(Diese(ermöglichen(es,(mit(Hilfe(von(VDSL2(als( Übertragungsverfahren(sowohl(Internetdaten,(Internenelefonie(als(auch( Fernsehprogramme((IPTV)(in(HDTVZQualität(zu(übertragen.((! Die(klassische(Festnetztelefonie(wird,(wie(auch(bei(ADSLZAnschlüssen,(auf( derselben(leitung(in(einem(anderen(frequenzbereich(übertragen.((! Um(gegensei/ge(Störungen(der(FestnetzZTelefonieZ(und(VDSLZSignale(zu( verhindern,(werden(vdsl2zspliner(auf(kundenz(und(netzbetreiberseite( eingesetzt.(

44 VDSL((3)(laut(Wikipedia( Folie 11-87! Seit(dem(17.(Oktober(2006([2](bietet(die(Deutsche(Telekom(AG(in(Ihrem( FestnetzZGeschägsbereich(TZHome(VDSL2ZAnschlüsse(in(den(zwölf(größten( deutschen(ballungszentren(an,(wobei(ursprünglich(bis(ende(2007(etwa(35( weitere(städte(folgen(sollten[3].((! Darüber(hinaus(sind(VDSL2Zbasierende(Produkte(minlerweile(auch(in(vielen( kleineren(städten(und(gemeinden(nutzbar.((! In(diesen(Ausbaugebieten(en_ällt(jedoch(bis(auf(weiteres(der(kostspielige( FTTNZAusbau(mit(OutdoorZDSLAMs.((! Es(werden(lediglich(die(HauptverteilerZStandorte(mit(IndoorZVDSL2ZDSLAMs( ausgestanet(und(an(das(iptvzkonzentra/onsnetz(angebunden,(so(dass(dort(ein( erheblicher(teil(der(teilnehmer(aufgrund(der(hohen(leitungsdämpfungen( längerer(anschlussleitungen(nicht(mit(den(derzeit(von(der(telekom( vermarkteten(vdsl2z(und(adsl2+zprofilen(und(den(darauf(basierenden(triplez PlayZAngeboten(erreicht(werden(kann.(( VDSL((4)(laut(Wikipedia( Folie 11-88! Im(Rahmen(der(neuen(Strategie(von(TZHome,(seit(dem(6.(August(2007(IPTVZ Dienste(auch(in(städ/schen(Gebieten(ohne(OutdoorZDSLAMZAusbau(anzubieten,( werden(derzeit(in(vielen(weiteren(städten(die(hauptverteiler( (Ortsverminlungsstellen)(mit(IPTVZDSLAMZLinecards(ausgestanet(und(an(das( IPTVZKonzentra/onsnetz(angebunden(( IndoorZVDSL2ZDSLAMZAusbau )(In(einem( Umkreis(von(bis(zu(1(km(um(die(Hauptverteiler(können(Teilnehmer(in(diesen( Städten(IPTVZPakete(von(TZHome(auf(VDSL2ZBasis(buchen,(in(einem(Umkreis(von( etwas(über(1,5(km(um(die(ans(iptvznetz(angebundenen(hauptverteiler(werden( IPTVZPakete(auf(ADSL2+ZBasis(vermarktet.((! Ein(weitreichender(VDSL2ZFlächenausbau(im(gesamten(Stadtgebiet(minels( OutdoorZDSLAMs(ist(derzeit(nicht(vorgesehen.(

45 Zusammenfassung( Folie 11-89! Übertragungsmedien.(! Bandbreite,(Kapazität(! Signalübertragung(! Übertragungsmodi(! Bitcodierung(! Modula/on(! Datenübertragung(über(Telefonleitungen(! ISDN(! DSL(