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amalger-wolske
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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.