Datenübertragung Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 33
Datenübertragung Kommunikationssysteme übertragen Daten durch Kodieren in eine Energieform und das Senden der Energie über ein Übertragungsmedium. Wir unterscheiden leitergebundene und nicht-leitergebundene Übertragungsmedien. Nicht-leitergebundene Leitergebundene Funk Mikrowelle Laserlicht Infrarotlicht Kupfer metallisch Koaxial nicht-metallisch Glasfaser UTP STP Monomode Stufenindex Gradientenindex Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 34
Anforderungen I An die Datenübertragung werden verschiedene Anforderungen gestellt: Zuverlässige Übertragung Ist gewährleistet, wenn ein Datenblock mit größter Sicherheit beim Empfänger eintrifft. Unverfälschte Übertragung Ein Datenblock kommt ohne ungewollte Veränderung beim Empfänger an. Schnelle Übertragung Sie liegt vor, wenn Datenblöcke mit möglichst kleiner Verzögerung beim Empfänger eintreffen. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 35
Anforderungen II Effiziente Übertragung Sie liegt vor, wenn die Auslastung des Übertragungskanals für die Nutzdaten möglichst hoch ist, d.h. möglichst viele Daten möglichst kollisionsfrei auf dem Medium übertragen werden können und möglichst wenig Overhead übertragen wird, d.h. die Relation von Nutz- zu Steuerdaten optimiert ist. Auslastung der Datenübertragungseinrichtung Die Auslastung des Netzes und der Transitsysteme sollte hoch sein, um die Kosten der Übertragung zu vermindern. Hohe Verfübgarkeit Sie ist gegeben, wenn Netz und Transitsysteme jederzeit nutzbar sind. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 36
Serielle und parallele Übertragung Serielle Übertragung Serielle Übertragung bedeutet, dass alle Signale nacheinander über denselben Kommunikationskanal geschickt werden. Parallele Übertragung Bei der parallelen Übertragung werden Dateneinheiten wie z.b. ein Byte gleichzeitig über je eine Leitung pro Bit übertragen. Da diese Übertragung zwar schnell ist, aber sehr viele Leitungen benötigt, wird sie nur auf kurzen Strecken angewendet. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 37
Geschwindgkeits-Werte (seriell) Die Übertragungsgeschwindigkeit gibt man heute in Bit/Sekunde (BPS) an. Die Einheit Baud (Baud-Rate) stammt aus der Fernmeldetechnik und gibt die Schrittgeschwindigkeit der Übertragung an, d.h. ihre Grund-Frequenz. Beispiele für Übertragungsgeschwindigkeiten: Akustik-Koppler bis zu 600 BPS GSM-Modem bis zu 14.400 BPS Analogmodem bis zu 56 KBPS GPRS bis zu 52 KBPS UMTS bis zu ca. 2 MBPS Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 38
Betriebsarten der Übertragung In der Datenübertragung unterscheidet man drei verschiedene Betriebsarten: Simplex (Richtungsbetrieb) Halbduplex (Wechselbetrieb) (Voll-)Duplex (Gegenbetrieb) Welche Betriebsart bei einer Datenkommunikation eingesetzt wird, hängt von der Funktionalität des zu erbringenden Dienstes und der Übertragungstechnik ab. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 39
Simplex Im Simplex-Betrieb (SX) können Daten nur in eine Richtung übertragen werden. Damit entfällt die positive oder negative Quittierung eines Datenpakets. Sender Kanal Empfänger Zeit Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 40
Halbduplex Im Halbduplex-Betrieb (HDX) können Informationen zwischen zwei Systemen in beide Richtungen ausgetauscht werden, aber nie gleichzeitig. Es erfolgt ein Richtungswechsel unmittelbar nach eintreffen des letzten Bytes einer Übertragungssequenz. Die übertragungsbedingte Umschaltzeit bis zum Senden in die Gegenrichtung nennt man Turnaround- Zeit. Sender Kanal Empfänger Sender Kanal Empfänger Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 41 Zeit Zeit
Duplex Im Duplex-Betrieb (FDX) können Informationen zwischen Systemen gleichzeitig ausgetauscht werden. Die Turnaround-Zeit wird damit vermieden, eine optimale Nutzung der Übertragungskapazität ist gewährleistet. Wechselseitig werden Daten und Empfangsbestätigungen ausgetauscht. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 42
Vollvermaschtes Netz Jede Station wird mit jeder anderen verbunden. Die Anzahl der Verbindungen von N Rechnern beträgt N*(N-1)/2. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 43
Stern Topologie Jede Station wird mit ausgezeichneten (zentralen) Station verbunden. Dieser Verteiler wird als Hub (Nabe) bezeichnet. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 44
Bus Topologie Alle Stationen sind an ein Übertragungssystem angeschlossen. Die logischen Strukturen eines Busses können unterschiedlich sein (Ethernet, Token Bus). Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 45
Ring Topologie In der Regel sendet jede Station in eine Richtung und empfängt aus der anderen. Die Sendeberechtigung wird mittels eines Tokens vergeben. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 46
Backbone Netzwerke, die die Aufgabe haben, andere Netze zu verbinden heißen Backbone-Netze. Backbones müssen sehr schnell sein und werden häufig durch Lichtwellenleiter realisiert. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 47
Gekoppelte Netze Werden beliebige Rechnernetze miteinander verbunden nennt man dies ein gekoppeltes Netz oder Internet. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 48
LAN-Verkabelung Historischer Zustand: Jedes Kommunikationssystem hat seine eigene, gewachsene Verkabelung. Änderungen, Erneuerung, Wartung für solche gewachsenen, unstrukturierten Kabel-Gewirre ist in den meisten Fällen sehr aufwändig. Heute benutzt man die Architektur der strukturierten Verkabelung, um folgende Anforderungen zu erfüllen: Bessere Übersichtlichkeit, Höhere Flexibilität, Zukunfts- und Investitionssicherheit. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 49
Strukturierte Verkabelung II Der Standard ISO/IEC 11801 geht von einer geographischen Ausdehnung bis 3000 m, einer Bürofläche bis 1 Mio. qm und 50 bis 50.000 Anwender aus. Die Primärverkabelung ist die Verkabelung zwischen den Gebäuden auf einem Gelände. Als maximale Länge sind 1500 m vorgesehen. Hier werden in den meisten Fällen LWL verwendet. Die Sekundärverkabelung verbindet die einzelnen Etagen innerhalb eines Gebäudes. Bei einer maximalen Länge von 500 m können hier Koaxialkabel oder LWL verlegt werden. Die Tertiärverkabelung vernetzt jeweils eine Etage... Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 50
Strukturierte Verkabelung III Die Tertiärverkabelung liegt innerhalb der einzelnen Etagen und reicht vom Etagenverteiler bis zur Anschlussdose. Die Kabellänge ist auf 90 m plus 10 m für das Anschlusskabel festgelegt. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 51
Strukturierte Verkabelung I Legende: I Primär-, II Sekundär-, III Tertiär-Verkabelung Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 52
Kabellängen und Geschwindigkeiten Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 53
Strukturierte Verkabelung als Ring Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 54
Strukturierte Verkabelung als Bus Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 55
Strukturierte Verkabelung als Baum Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 56