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Presentation Transcript

  1. Teil 1 der Präsentation Protokolle und Techniken der Datenübertragung

  2. Protokolle und Techniken der Datenübertragung Ethernet-Familie Protokolle nach Tokenverfahren Asynchronous Transfer Mode Öffentliche Verkehrsnetze

  3. LAN, MAN und WAN • LAN • Lokale Netzwerke (lokal area network) bilden das interne Netzwerk einer Organisationseinheit und erstrecken sich über einzelne Räume, Stockwerke, Gebäude und Gebäudegruppen.Zu den lokalen Netzwerken zählen Netzwerke zur Verbindung von Arbeitsplatzrechnern (Ethernet und Token-Ring-Netzwerke) • Typische Bandbreite für lokale Netze reichen etwa von 10 Mbit/s bis zu 1 Gbit/s

  4. MAN und WAN • Bei weiträumigen Datennetzen wie beispielweise bei einem Metropolitan Area Network ( Stadtnetz ) oder einem Wide Area Network ( Weitverkehrsnetz ) werden in der Regel mehrere Teil-Netzwerke von typischerweise unterschiedlichen Betreibern miteinander verbunden

  5. Ethernet Familie Ethernet (IEEE 802.3) Fast-Ethernet (IEEE 802.3u) Gigabit-Ethernet (IEEE 802.3z, 802.3ab) 10-Gigabit-Ethernet (IEEE 802.3ae)

  6. Ethernet (IEEE 802.3) • Ethernet ist der am weitesten verbreitete Lan-Standard. Der Einsatz von Ethernet(IEEE 802.3) ist relativ kostengünstig und bietet eine hohe Betriebssicherheit. Ethernet ist ein Diffusionsnetzwerk, das CSMA/CD verwendet und auf einer logischen Bus-Architektur basiert. Die Übertragungkapazität beträgt 10 Mbit/s. Der Standart 802.3 wurde 1980 verabschiedet.

  7. Aufbau eines Ethernetrahmens • Kopfsegment mit 22 Bytes • Nutzdatenanteil mit einer Länge von 46 bis 1500 Bytes • CRC-Prüfziffer von 4 Bytes Quelle: Wirtschaftsinformatik 1 8 Auflage

  8. Fast-Ethernet (IEEE 802.3u) • Fast-Ethernet (IEEE 802.3u) ist eine Weiterentwicklung von IEEE 802.3 und ermöglicht eine Übertragungskapazität von 100Mbit/s. Zur Verkabelung werden entweder verdrillte Kupferkabel oder Glasfaserleitungen eingesetzt. Diese werden unter dem Begriff 100BaseX zusammengefasst. Der Standart 802.3u wurde 1994 verabschiedet.

  9. Gigabit-Ethernet (IEEE 802.3z, 802.3ab) • Gigabit-Ethernet ist eine Weiterentwicklung von 802.3 und ermöglicht eine Übertragungskapazität von 1 Gbit/s. Zur Verkabelung werden entweder vier parallele verdrillte Kupferkabel ( Kategorie 5e, Standardisierung durch IEEE 802.3ab) oder Glasfaserleitungen (IEEE 802.3z) eingesetzt. Diese werden unter dem Begriff 1000BaseX zusammengefasst. Der Standard 802.3z wurde 1998 verabschiedet, 802.3ab folgte im Jahr 1999.

  10. 10-Gigabit-Ethernet (IEEE 802.3ae) • 10-Gigabit-Ethernet ist eine Weiterentwicklung von IEEE 802.3 und ermöglicht eine Übertragungskapazität von 10 Gbit/s. Zur Verkabelung werden ausschließlich Glasfaserleitungen (IEEE 802.3ae) eingesetzt. Der Standard 802.3ae existiert als Entwurf.

  11. Protokolle nach Tokenverfahren Tokenring ( IEEE 802.5 ) Tokenbus ( IEEE 802.4 ) FDDI (Ansi X3T9.5) und CDDI

  12. Tokenring und Tokenbus • Tokenring (IEEE 802.5) : Ist ein koordiniertes Netzwerkzugangsverfahren, das durch eine IBM-Spezifikation im Jahr 1982 und durch den Standard IEEE 802.5 im Jahr 1985 definiert wurde. Die logische Netzwerktopologie ist ein Ring. • Tokenbus (IEEE 802.4): Ist ein logischer Ring auf einen physikalischen Bus implementiert. Das heisst, die Stationen sind physikalisch durch einen Bus miteinander verbunden, als Zugangsregelung wird das Tokenverfahren verwendet

  13. FDDI ( ANSI X3T9.5) • FDDI (fiber distributed data interface; deutsch: Datenschnittstelle für verteilte Glasfasernetze) wurde 1989 von der ANSI durch den Standard X3T9.5 standardisiert und spezifiziert einen zweifach ausgelegten Glasfaserring. Mit einer Übertragungskapazität von 100 Mbit/s wird er vorwiegend als „Backbone“ für unternehmensweite Netze eingesetzt. Bis zu 500 Stationen können an einem FDDi-Ring angeschlossen werden. FDDI verwendet das Tokenverfahren zur Zugangssteuerung.

  14. CDDI • CDDI (copper distributed data interface) wurde 1994 als eine Version von FDDI veröffentlicht, die auf Kupferkabeln als Übertagungsmedium basiert. Die Übertragungskapazität bertägt wie bei FDDI 100 Mbit/s.

  15. ATM • Die ATM-Technik (asynchronous transfer mode) basiert auf dem Prinzip der Paketvermittlung und ermöglicht eine gute Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Kapazität eines Übertragungsmediums. Durch die Festlegung von bestimmten Merkmalen für eine Verbindung kann dem Benutzer zudem eine bestimmte Dienstqualität der Übertragung zugesichert werden. • Der Einsatz der ATM-Technik ist prinzipiell unabhängig vom verwendeten Übertragungsmedium. • Die Entwicklung von ATM ist eng mit der Entwicklung von der ISDN-Technik verbunden.

  16. B-ISDN • Das Breitband-ISDN wurde entwickelt, um Anwendungen, die über längere Zeiträume eine hohe Übertragungskapazität ohne Pausen benötigen, auch über Weitverkehrsnetze (WAN) anbieten zu können. Dem Anwender muss hierbei für die gesamte Übertragungsdauer exklusiv ein Übertragungskanal zur Verfügung stehen. Ein Beispiel sind digitale Videoübertragungen

  17. Aufbau einer ATM-Zelle • Von den 53 Bytes der ATM-Zellen sind 5 Bytes Steuerinformationen (Zellkopf), die unter anderem die Adressinformationen enthält. Die Übrigen 48 Bytes stehen für die Übertragung von Nutzdaten zur Verfügung. • Der Zellkopf besteht aus dem GFC-, VPI-, VCI-,PTI-,CLP- und dem Hec-Feld. Quelle: Wirtschaftsinformatik 1 8 Auflage

  18. Zellkopf • GFC-Feld: 4 Bit lang und dient der Flusssteuerung • VPI-Feld: 8 Bit lang und dient der Identifizierung des virtuellen Pfades. • VCI-Feld: 16 Bit lang und dient der Identifizierung des virtuellen Kanals • PTI-Feld: 3 Bit lang und legt fest ob die zugehörige ATM.Zelle Benutzerinformationen oder netzwerkinterne Steuerdaten transportiert. • CLP-Feld: 1 Bit lang und legt die Priorität der ATM-Zelle fest. • HEC-Feld: 8 Bit lang und ist ein Prüfsummenfeld für den Inhalt

  19. ATM • Jede ATM Verbindung durchläuft die Phasen Verbindungsaufbau, Verbindungsdurchführung und Verbindungsabbau. Vom Prinzip ähnelt dies der Funktionsweise eines Telefonnetzes • Es können permanente virtuelle Verbindungen oder temporäre virtuelle Verbindungen aufgebaut werden.

  20. Öffentliche kabelgebundene Netze Fernsprechnetze TV-Kabelnetze Stromnetze

  21. Fernsprechnetze • Fernsprechnetze sind - mit wenigen Ausnahmen – öffentliche Netze. Die ursprüngliche Aufgabe des Fernsprechnetzes war die Ermöglichung der Sprachkommunikation zwischen zwei räumlich getrennten Gesprächspartnern. Durch die Weiterentwicklung des Netzes und der anschließbaren Endgeräte ermöglichen dies Netze seit geraumer Zeit auch die digitale Datenkommunikation.

  22. ISDN • ISDN (integrated services digital network) ist ein universelles, digitales Telekommunikationsnetz. ISDN ist eine Fortentwicklung des Telefonnetzes und basiert auf der DSL-Technik. Es bietet eine durchgehend digitale Verbindung von Teilnehmer zu Teilnehmer. Ein Teilnehmer hat die Möglichkeit, auf einer Anschlussleitung zwei (bei einem Basisanschluss) oder bis zu 30 Kanäle (bei einem Primärmultiplexanschluss) mit einer Übertragungskapazität von 64 kbit/s je Kanal gleichzeitig und unabhängig voneinander verwenden zu können.

  23. Quelle: Wirtschaftsinformatik 8 Auflage ISDN Quelle: Wirtschaftinformatik 1 8 Auflage

  24. xDSL • Die unter dem Sammelbegriff xDSL (digital subscriber line) zusammengefassten Übertragungsverfahrendienen der digitalen breitbandigen Nutzung von unterschiedlichen Übertragungsmedien durch den Endbenutzer. Die weiteste Verbreitung finden hier die Standards für die breitbandige Nutzung von Telefonleitungen.Die zugehörigen Standards wurden speziell für die vorhandenen Kupferdoppeladern der Telefonverkabelungen im Ortsnetzbereich entwickelt und ermöglichen relativ hohe Übertragungsraten bis zu einer Entfernung von wenigen Kilometern.

  25. xDSL • Um die DSL-Technik nutzen zu können, muss sowohl beim Endabnehmer als auch in der Ortvermittlungsstelle ein DSL-Modem installiert sein. Diese DSL-Modems verwenden spezielle Codier- und Modulationsverfahren, die die Grundlage für eine hohe Übertragungskapazität bilden.

  26. Quelle: Wirtschaftsinformatik 8 Auflage xDSL Quelle: Wirtschaftinformatik 1 8 Auflage

  27. ADSL • ADSL ist die zurzeit gängigste DSL-Variante. Das A steht für asymmetrisch und bedeutet, dass die verfügbare Übertragungskapazität in beide Richtungen unterschiedlich ist. Vom Internet-Zugangsanbieter zum Kunden (downstream) beträgt sie bis zu 8Mbit/s in umgekehrter Richtung(upstream) sind Übertragungskapazitäten bis zu 768 kbit/s möglich. Diese Asymmetrie trägt dem Nutzungsverhalten der meisten privaten Internet-Benutzer Rechnung, die weitaus mehr Daten aus dem Internet herunterladen als sie selbst versenden.

  28. TV-Kabelnetze • Das heutige TV-Kabelnetz hat sich aus einem Netz entwickelt, das ursprünglich ausschließlich für den Empfang von Fernsehkanälen angelegt war. Der TV-Kabelanschluss ist daher auch heute noch die häufigste Nutzungsform des TV-Kabelnetzes. • Im Gegensatz zu Fernsprechnetzen waren die TV-Kabelnetze ursprünglich nur für die Datenübertragung in eine Richtung ausgelegt. • Für die digitale Kommunikation über das TV-Kabelnetz ist eine spezielle Datenübertragungseinrichtung erforderlich. Diese wird als Kabelmodem bezeichnet und wird zwischen dem Computer und dem TV-Kabelnetz installiert.

  29. Quelle: TV-Kabelnetz Quelle: Wirtschaftsinformatik 1 8 Auflage

  30. Stromnetz • Das Stromnetz bezeichnet die flächendeckende Verkabelung von privaten Haushalten und Betrieben, die ursprünglich für die Energieversorgung geschaffen wurde. Durch die sogenannte Powerline-Technik kann das Stromnetz auch für die Datenübertragung eingesetzt werden, wobei es entweder zur Vernetzung von Geräten innerhalb eines Haushaltes oder zur Überbrückung der „letzten Meile“ für den Zugang zu öffentlichen Netzen verwendet werden kann. • Die Verbindung zwischen einem Rechner und dem Stromnetz kann an einer beliebigen (230V)Steckdose erfolgen, an die ein PLC-Modem angeschlossen wird.

  31. Quelle: Wirtschaftsinformatik 8 Auflage Stromnetz Quelle: Wirtschaftinformatik 1 8 Auflage

  32. Teil 2 der Präsentation Funknetze und Satelliten

  33. Verschiedene Arten von Funknetze • Lokale Funknetz: Benutzer kann sich dabei nur innerhalb eines bestimmten Radius bewegen. • Mobilfunknetze: bestehen aus mehreren Funkzellen zwischen denen sich ein Benutzer frei bewegen kann.

  34. Technische Grundlagen 1 • Im Bereich des Mobilfunks werden Mikrowellen verwendet Vorteil: hohe Übertragungskapazität und Übertragungsqualität Nachteil: schlechte Durchdringung von festen Gegenständen z.B. Häuser • Geeignet für Satelliten

  35. Zellulartelefone Handy • Zellulartelefone müssen zum Teil bis zu 40 km entfernten Basisstationen kommunizieren. Dazu werden entsprechende andere Frequenzen benötigt um diese Entfernungen überbrücken zu können.

  36. Paging-Dienste • Sind Dienste die nicht unbedingt eine Zwei- Weg-Kommunikation benötigen • Angebote von Piepston über Transfer einer Telefonnummer bis zur Übermittlung alphanumerischer Nachrichten • Vor allem SMS (Short Massage Service)

  37. DECT • Geeignet für einen Betrieb im örtlich begrenzten Raum (z.B. Betriebsgelände) • Besonders für Sprachkommunikation • Besteht aus ein oder mehreren Basisstationen und mehreren über Funk angeschlossenen Endgeräten

  38. DECT • Reichweite ca. 50 Meter in geschlossenen Gebäuden bis 300 im Freien • Bis 120 Telefonate gleichzeitig • Vorteile: gute Sprechqualität, nahtloser Übergang von mobilen Stationen einer Zelle in eine andere. Keine Nutzungs- und Anmeldegebühren

  39. Bluetooth • Für drahtlose Übermittlung von Sprache und Daten über Mikrowellen. • Anwendung: bei geringer Reichweite und geringer Übertragungskapazität • Dient dazu kurze Kabelverbindungen zu ersetzen (Beispiel: PCs, Digitalkameras, Druckern...) • Kapazität: 1Mbit/s

  40. Bluetooth-Pikonet

  41. Bluetooth- Scatternet

  42. Bluetooth-Scatternet • Um größere Bluetooth-Netze aufzubauen, können mehrere Pikonets verbunden werden. • Bluetooth-Geräte können Mitglieder in mehreren Pikonets sein, es entsteht dann ein Scatternet.

  43. Bluetooth Einsatzbereiche: • Fernbedienung • Lautsprecherboxen • Mehrere Notebooks-PCs und PDAs untereinander • Mobiltelefon mit einem Rechner

  44. Ad-Hoc-Netzwerk

  45. Ad Hoc-Netzwerke Anwendungen: • Automatischer Check-in am Flughafen • Elektronischer Skipass • Automatisches Synchronisieren eines PDAs mit Heimrechner • Aktivierung der Haushaltsgeräte, Lichter usw.

  46. Wireless-LAN-Standard • Eine WLAN-Verbindung kann auf zwei verschiedene Arten zustande kommen: 1) Peer-to-peer-Modus 2) Client-Server-Modus

  47. GSM (Global System for Mobile Communication) • Ca. 400 Netzbetreiber in 170 Länder • GSM-Netze sind digital und untereinander kompatibel • Damit ist in Europa und weiten Teilen der Erde eine grenzüberschreitende Mobilkommunikation möglich

  48. GSM Verschiedene Dienste: • Sprach-, Faxdienst und SMS • Setzt sowohl leitungs- als auch paketvermittelnde Dienste ein Teilnehmer weist seine Identität mit Chip-karte (SIM-Card) nach In Europa zwei verschiedene Frequenzbänder

  49. GSM • Seit 90er Jahre existieren Endgeräte, die in verschiedenen GSM-Netzen gleichzeitig verwendet werden können (Dual-Band-Mibiltelefone). Es gibt auch (Tri-Band-Technik). • Hohe Übertragungsreichweite (bis 40 km) • ein Kanal kann von 8 Benutzern gleichzeitig verwendet werden • Die übertragenen Daten werden in Pakete zerlegt.

  50. Struktur eines GSM-Netzes