CCNA1 – Module 3 (TIs 3.1.x) Copper Media. Atom-Modell u. Coulombsches Gesetz Anzahl Protonen =...

CCNA1 – Module 3 (TI‘s 3.1.x)

Copper Media

Atom-Modell u. Coulombsches Gesetz

Anzahl Protonen = Anzahl Elektronen

Neutronen bzgl. Leitfähigkeit neutral

Gewicht primär durch Protonen u. Neutronen bestimmt.

Ladung, Strom, Spannung

• Elektronen können von Atomen gelöst werden. Der dafür notwendige „Aufwand“ ist materialabhängig.

• Überschuss an Elektronen negative Ladung. Folge an anderer Stelle positive Ionen.

• Ruhende Ladungen = Statische Ladung

• Spannung „Ausgleichskräfte“ zwischen unterschiedlich geladenen Bereichen (electromotive Force, EMF)

Ladung, Strom, Spannung

• Plötzlicher Ausgleich unterschiedlich geladener Bereiche Elektrostatische Entladung (electrostatic discharge, ESD).

• Können sich die freien Elektronen im Material bewegen Leiter oder Halbleiter. Ansonsten Isolatormaterial.

• Gerichtete Elektronenbeweg. Strom

• Maßeinheiten: Strom Ampere (A), Spannung Volt (V), Ladung Coulomb (C).

Leiter, Halbleiter, Isolatoren• Materialien setzen der Bewegung freier

Elektronen unterschiedlich starken „Widerstand“ entgegen.

• Je nach Material-Leitfähigkeit wird ein Material in obige Kategorien eingeteilt.

• Beispiele:

Wasser-Analogie der Elektrizität

Pumpe u. gelbe Steigleitung = Generator

Wasserpegel =Spannung (V)

Ventil = Verbraucher mit Widerstand (R)

Durchflussmenge pro Zeit = Strom (A)

Merkmale Stromkreis

Geschlossene Schleife aus leitendem Material Spannungsquelle Widerstand (Verbraucher) Elektronen fließen von negativem Pol der

Spannungsquelle zum positiven Pol (echte Stromrichtung)

Gemessen wird historisch allerdings der „Strom“ vom positiven zum negativen Pol.

Verbraucher ist Widerstand

Merkmale Stromkreis und Schalter

Gleichspg. (DC), Wechselspg. (AC) Gleichspannung = Konstante Spannung mit

fester Polariät Wechselspannung = Polarität

der Spannung ändert sich im Laufe der Zeit

Bisherige Betrachtung des Widerstands gilt nur für Gleichspannung

In der Netzwerktechnik werden Daten durch Signale (sich zeitlich ändernde Spannungen - sozusagen AC) übertragen

Widerstand den AC oder Signale erfahren wird als Impedanz bezeichnet

Impedanz od. Scheinwiderstand

Annahme: Der eigentliche „Rollwiderstand“ des Mühlrads sei vernachlässigbar.

Bei konstantem Wasserpegel dreht das Mühlrad dann einfach mit. Der Wasserstand vor und hinter dem Mühlrad ist gleich hoch.

Impedanz od. Scheinwiderstand

Bei plötzlicher Erhöhung des Wasserpegels entsteht erst einmal ein Stau vor dem Mühlrad. Erst nachdem das Mühlrad erneut Schwung aufgenommen hat tritt erneut ausgeglichener Zustand erneut ein.

Bei elektrischen Systemen (z.B. bei einer Spule) wird dieses „dynamische Widerstandsverhalten“ als Impedanz bezeichnet.

Impedanz od. Scheinwiderstand

• In der Netzwerktechnik treten bei der Datenübertragung ausschließlich Wechselspannungen auf.

• Ein Kupferleiter kann also nicht rein als normaler, vernachlässigbarer Widerstand eingestuft werden.

• Die Leitungsimpedanz (ohmsche, kapzitive, induktive Eigenschaften) beeinflussen die Übertragungseigenschaften massiv.

Basisband contra ModulationGenerell können digitale Signale auf zwei Arten übertragen werden:

Direkt (zumindest fast) als Spannungspegel Durch Modulation in einem höheren Frequenzbereich

Bitmuster

Manchestercodierung bei Ethernet

Frequenzmoduliert

Basi

sband

Basisband contra Modulation

• Modulierte Übertragung benötigt höhere Frequenzen. Anforderungen an Leitungen sind damit total anders.

• In der Datentechnik im LAN deshalb Übertragung im Basisband.

• Trotzdem max. Reichweite je Technologie• Norm-Begriffe:

– 10Base5 (10Mbit/s, Basisband, 500m)– 10Base2 (10Mbit/s, Basisband, fast 200m)– 10BaseT (10Mbit/s, Basisband, TP-Kabel)– 100BaseT (100Mbit/s, Basisband, TP-Kabel)

Koaxialkabel

10-100 Mbps Kostengünstig aber schwer zu verlegen Relativ hohe Reichweite (185 - 500m) Durchmesser: Thinnet mittel, Thicknet groß, starr

Verbindungselemente relativ groß Wird bei Neuverkabelungen nicht mehr verwendet

Shielded Twisted Pair (STP)

Screened Twisted Pair (ScTP)

Unshielded Twisted Pair (UTP)

Außerhalb Deutschlands offenbar in der Tat der meistverwendete Kabeltyp. In Deutschland wird normalerweise nur STP verlegt!

Zur Vermeidung von Störsignalen wird ausschließlich auf den Auslöschungseffekt benachbarter „Verwindungen“ gesetzt.

Derzeit wird üblicherweise Cat5-, Cat5e- oder Cat6-Kabel verbaut.

EIA/TIA-568A und EIA/TIA-568B

Diese beiden Anschlußschemas sind lt. den obigen Normen für Twisted-Pair Datenverkabelung zugelassen.

Welche verwendet wird spielt prinzipiell keine Rolle.

Netzwerk-Komponente Endgerät

Beispiel für TIA/EIA568B

Netzkomponente Netzkomponente

Eine Seite wird nach TIA/EIA568A, die andere nach TIA/EIA568B angeschlossen.

Netzkomponente Management-PC

Sogenanntes Console-Kabel zum Anschluss des Konfigurations-PC‘s an den Konfigurationsport von zu konfigurierenden Geräten. Normalerweise kein STP/UTP-Kabel sondern normales Flachbandkabel.