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In diesem Kapitel soll der Transport von Daten über physikalische Medien erläutert werden. Diese Übertragung kann einerseits kabelgebunden oder andererseits nicht kabelgebunden, d.h. über die Atmosphäre erfolgen.
kabelgebundene Systeme
Kabel sind die in der Übertragungstechnik am häufigsten verwendeten Übertragungsmedien. Folglich haben sich im Laufe der Zeit einige Bauformen entwickelt. In folgenden Abschnitten soll näher auf verdrillte Kabel, Koaxialkabel und Glasfaserkabel eingegangen werden.
Verdrillte Kabel
Ein wichtiges Merkmal dieser für die Signalübertragung verwendeten Kabel ist, daß die beiden Adern nicht parallel geführt werden, sondern verdrillt sind. Dadurch wird die gegenseitige Beeinflussung durch magnetische und kapazitive Effekte (Nebensprechen) verringert. Die Aderndurchmesser liegen meist zwischen 0,4mm und 1,4mm. Ein wichtiges Maß für die Leistungsfähigkeit eines Mediums für Zwecke er Datenübertragung ist die Dämpfung. Diese ist frequenzabhängig und wächst mit steigender Signalfrequenz; sie wird in dB je 100m angegeben und wird aus 20log(V1/V2) berechnet, wobei V1 die Eingangsspannung und V2 die Ausgangsspannung bezeichnet. Verdrillte Kabel werden als ungeschirmte Kabel (UTP = Unshieldet Twisted Pair) und als geschirmte Kabel (STP = Shieldet Twisted Pair) angeboten.
Die über diese Art von Leitungen erreichbaren Übertragungsraten hängen von der Qualität des Kabels und der zu überbrückenden Entfernung ab; sie liegen etwa zwischen 100 Mbit/s im Meterbereich bis zu einigen kbit/s im Kilometerbereich. Die wesentliche Vorteile dieser Art liegen auf der Hand:
. Geringere Kosten des Kabels und der Anschlußtechnik
. Geringere Abmessungen
. Leicht zu verlegen
Verdrillte Leitungen werden sehr oft bei der Fernsprechinfrastruktur aber auch für langsamere Datenübertragung im Fernbereich sowie in lokalen Netzen (LANs) bis zu Übertragungsgeschwindigkeiten von 16 Mbit/s beim Token-Ring eingesetzt.
Koaxialkabel:
Koaxialkabel (auch Hochfrequenzkabel bezeichnet) bestehen aus einem zentralen Innenleiter, um den konzentrisch eine Isolierschicht (Dielektrikum), ein Außenleiter (Abschirmung) und eine Außenisolierung angebracht ist. Als Dielektrikum zwischen Innen und Außenleiter kommen verschiedene Materialien in Frage: Sehr verbreitet ist Polyurethan (PE) in verschiedenen Strukturen; es kann aber auch Luft sein. Das Dielektrikum hat einen Einfluß auf die Signalausbreitungsgeschwindigkeit die bei Luft ~0,98c und bei PE nur noch bei ~(0,65-0,8)c liegt. Die Außenisolierung ist wie bei allen anderen Kabeltypen stark von den geforderten Randbedingungen (Temperatur, Wetterbeständigkeit, Feuerbeständigkeit etc.) abhängig. Mögliche Materialien sind PVC, PE oder Teflon.
Der Wellenwiderstand ist eine für die Leitungsart charakteristische Größe, die eine mathematische Verknüpfung von Eingangsspannung und Eingangsstrom erlaubt. Typische Wellenwiderstandswerte für Koaxialkabel sind 50, 60, 70 und 93. Mit Koaxialkabeln können sehr viel höhere Frequenzen übertragen werden als mit verdrillten Leitungen. Der nutzbare Frequenzbereich reicht heute bis etwa 450Mhz. Typische Datenraten liegen heute bei 50 Mbit/s über 1,5km bei Einsatz von Basisbandtechnik und 300Mbit/s bei Verwendung von Breitbandtechnik.
Wesentliche Vorteile des Koaxialkabels:
. Preiswert
. Hohe Bandbreite
Nachteile:
. Hoher Platzbedarf
. Umständliche Verlegung
Verwendung
50: Meßtechnik, lokale Netze (CSMA/CD, Ethernet)
75: Breitbandverteilernetze (Kabelfernsehen), Breitbandübertragungssysteme, lokale Netze in Breitbandtechik (Token-Bus, Breitband CSMA/CD), lokale Netze in Basistechnik (HYPERchannel, HYPERbus), IBM 5080 Graphiksystem
93: IBM 3270 Terminals
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