1.1.13. Elektrische Signale
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Daten, die über physikalische Medien wie zum Beispiel Koaxial- oder Twisted-Pair-Kabel übertragen werden, müssen anhand elektrischer Signale dargestellt werden. Hier ist es üblich, die Darstellung der Bits anhand elektrischer Spannung vorzunehmen. Beispielsweise könnte eine Binärziffer 1 durch +5 Volt und eine Binärziffer 0 durch -5 Volt dargestellt werden. Die Schnittstelle der Netzwerkkomponente könnte in einem bestimmten Abstand die Spannung auf dem Kabel abmessen und die Nullen und Einsen gemäß der Schnittstellenspezifikation interpretieren. In Wirklichkeit ist das allerdings nicht so einfach. Es muss sichergestellt sein, dass Sender und Empfänger sich beim Verbindungsaufbau synchronisieren und anschließend ununterbrochen synchronisiert bleiben. In anderen Worten bedeutet dies, dass bei Versand einer 0 bzw. 1 durch den Sender diese beim Empfänger ebenfalls als 0 bzw. 1 interpretiert werden muss. Dies wird insbesondere schwieriger, wenn bei der Übertragung mehrere aufeinanderfolgende 0- bzw. 1-Bits auftreten. Werden Nullen oder Einsen falsch interpretiert, laufen Sender und Empfänger asynchron (Out-of-Sync).
Wie bereits erwähnt, beschäftigt sich das IEEE mit diesen Themen. Es werden spezielle Verfahren implementiert, die die Synchronisation zwischen Sender und Empfänger einleiten. Damit Nullen und Einsen richtig dargestellt werden, gibt es spezielle Kodierungsverfahren. Damit Sender und Empfänger nicht asynchron laufen, werden Taktsignale implementiert.
Jede Netzwerktechnik hat eine bestimmte Übertragungsgeschwindigkeit und eine feste Verzögerungszeit. Die 10-Mbit-Ethernet-Spezifikation hat zum Beispiel eine Übertragungsgeschwindigkeit von 10 Mbit pro Sekunde und eine Verzögerungszeit von . Die 100-Mbit-Ethernet-Spezifikation hat eine Übetragungsgeschwindigkeit von 100 Mbit pro Sekunde und eine Verzögerungszeit von .
Weiterhin gibt es Netzwerktechniken, die Daten nur in eine Richtung (Simplex) übertragen können. Hierzu zählt zum Beispiel das Kabel-TV-Netz. Andere Techniken wie beispielsweise das Ethernet können Daten in beide Richtungen (Duplex) oder in beide Richtungen gleichzeitig (Full-Duplex) übertragen. Für die Full-Duplex-Übertragung in einem Ethernet müssen bestimmte Bedingungen, die wir später kennen lernen werden, erfüllt sein.
Die Steckerformen und Pinbelegungen sind von Netzwerktechnik zu Netzwerktechnik unterschiedlich. Oftmals werden sogar für ein und dieselbe Netzwerktechnik viele verschiedene Steckertechniken angeboten. Die Steckertechniken sind meist abhängig von dem eingesetzten Kabeltypen. Ein Koaxialkabel verwendet zum Beispiel BNC-Stecker. Ein Twisted-Pair-Kabel hat hingegen RJ45-Stecker. Nachfolgend wird ein wenig auf die Eigenschaften von Koaxial-, Twisted-Pair- und LWL-Kabel eingegangen.