Kommunikationssysteme 2 © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Kommunikationssysteme 2
Kommunikation und NetzeJürgen Schüler
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Drahtgebundene interne und externe Kommunikations-Systeme
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Material-wirtschaft
Material-wirtschaft
Materialab-rechnung
Materialab-rechnung
KostenrechnungKostenrechnung
KonstruktionKonstruktion
VertriebVertrieb
Arbeits-planung
Arbeits-planung
Fertigungs-lenkung
Fertigungs-lenkung
Maschinen-steuerung
Maschinen-steuerung
LagersteuerungLagersteuerung Transportsteuerung
Transportsteuerung
Betriebsdaten-erfassung
Betriebsdaten-erfassung
Qualitäts-sicherung
Qualitäts-sicherung
Kapazitäts-wirtschaft
Kapazitäts-wirtschaft
Lohnab-rechnung
Lohnab-rechnung
Grunddaten-verwaltung
Grunddaten-verwaltung
EinkaufEinkauf
Vernetzte Informationsflüsse zwischen den betrieblichen Abteilungen
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Zentrales-
Kommunikations-
netz
CAL
(Computer Aided
Logistics)
CASE(Computer Aided
SoftwareEngineering)
CAO(Computer Aided
Office)
CAC(Computer Aided
Calculation)
CAM(Computer Aided
Manufactoring andMaterial Flow)
CAP
(Computer AidedPlanning)
CAQ
(Computer AidedQuality)
CAE
(Computer Aided
Enegineering)
CAD
(Computer Aided
Design)
CIL(ComputerIntegratedLogistics)
Rechnergestützte Funktionen in einem EDV-System
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In einer Client/Server-Architektur sind die Rechenleistungen auf mehrere Computer verteilt.Quelle Abb.: Marcam
DatenserverAdministration
DatenserverFertigung
PC
LAN (LocalArea Network)
LokalePCs
INTRANET = LAN + Internet-Technologie: - Internet-Anschluß - Internet-Browser - Internet-Protokoll (TCP/IP)
Client bzw. „Frontend“
Client
Client-Server Architektur
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Emulationssoftware IBM 3270
Emu-lations-
software3270
syn-chroneSchnitt-stelle
PC
EmulationsbereichRemote-Steuereinheit
HOST
30xx43xx
DFV
3270 VT3705 3274
Koax-Kabel
PU (Typ 2)
M M
30xx43xx
DFV
3705M M
V24
Rechnerkopplung per Terminal-Emulation
DFV= Datenfernverarbeitung
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LAN
Browser
LAN als Intranet-Konzeption
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Extranet im Internet
Firewall
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Begriffszuordnungen Internet, Extranet, Intranet
INTRANET
INTERNET
Unternehmen
EXTRANET
Ein Intranet ist ein Rechnernetzwerk, das auf den gleichen Techniken wie das Internet (TCP/IP, HTTP) basiert, jedoch nur von einer festgelegten Gruppe von Mitgliedern einer Organisation genutzt werden kann.
Das Extranet ist eine Erweiterung des Intranets um eine Komponente, die zwei oder mehrere Intranets über eine allgemeine Internetanbindung verbindet.
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ISO, OSI Referenzmodelle für die Architektur offener Systeme
Teilnehmer x Teilnehmer y
Bitübertragungsschicht Physical Layer
SicherungsschichtSicherungsschichtSicherungsschichtSicherungsschicht Link Layer
Vermittlungsschicht Network Layer
Transportschicht Transport Layer
Kommunikations-/Steuerungsschicht Session Layer
Darstellungsschicht Presentation Layer
Anwendungsschicht Application Layer
Transport-orientiert
Anwendungs-orientiert
Physisches Medium zur Übertragung
7
6
5
4
3
2
1
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Peer-To-Peer Netzwerk (z. B. Laplink-Software)
z. B. Com 2 von A mit Com 2 von B verbinden
Oder: z. B. LPT 2 von A mit LPT 2 von B verbinden
Oder: USB 2 von A mit USB 2 von B verbinden
Oder: per LAN-Karte über HUB zu LAN-Karte
Rechner A Rechner B
Alternative Netzwerkstrukturen (i)
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Alternative Netzwerkstrukturen (II)Auch komplexere Peer-To-Peer Netzwerke sind möglich
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Alternative Netzwerkstrukturen (III)
- ein PC als Server am gemein- samen Ring-Kabel angeschlossen- jeder PC über das Ring- Kabel mit dem Server verbunden- niedrige Verfügbarkeit der einzelnen PC-Arbeitsplätze- niedriger Verkabelungsaufwand
- ein PC als Server am gemein- samen Zentral-Kabel angeschlossen- jeder PC über das Zentral- Kabel mit dem Server verbunden- niedrige Verfügbarkeit der einzelnen PC-Arbeitsplätze- niedriger Verkabelungsaufwand
(z. B. Ethernet) Ring-Struktur
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Kombination von Token-Ring und Ethernet
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Bridge
• BegriffEine Bridge (Brücke) verbindet im Computernetz zwei Segmente auf der Ebene der Schicht 2 (Sicherungsschicht) des OSI-Modells. Eine Bridge kann auf der Unterschicht MAC oder der Unterschicht LLC arbeiten. Sie wird dann MAC-Bridge oder LLC-Bridge genannt.
• Einsatzgebiet:Eine Bridge wird hauptsächlich eingesetzt, um die Last in großen Netzen zu vermindert werden, da jeder Netzstrang nur die Pakete empfängt, deren Empfänger sich auch in diesem Netz befindet.
• MAC-BridgeEine MAC-Bridge verbindet Netze mit gleichen Zugriffsverfahren.
• LLC-BridgeDie LLC-Bridge (auch Remote-Bridge oder Translation Bridge) wird verwendet, um zwei Teilnetze mit verschiedenen Zugriffsverfahren (z.B. CSMA/CD und Token-Passing) zu koppeln wobei das Medium zwischen beiden Teilen hierbei egal ist.
• Transparent Bridge Eine Transparent Bridge lernt, welche MAC-Adressen sich in welchem Teilnetz befinden. Die Bridge lernt mögliche Empfänger, indem die Absender von Paketen in den einzelnen Teilnetzen in eine interne Weiterleitungstabelle eingetragen werden. Anhand dieser Informationen kann die Bridge den Weg zum Empfänger bestimmen. Die Absenderadressen werden laufend aktualisiert, um Änderungen sofort zu erkennen.
• Source Routing BridgeEine Source Routing Bridge besitzt keine Weiterleitungstabelle. Hier muss der Sender die Informationen zur Weiterleitung zum Ziel bereitstellen.
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Alternative Netzwerkstrukturen (IV)
- ein PC als Server im vermaschten Netzwerk angeschlossen- jeder PC über mehrere Kabel mit dem Server verbunden- sehr hohe Verfügbarkeit der einzelnen PC-Arbeitsplätze- sehr hoher Verkabelungsaufwand
- gemeinsamer Server im Mittel- punkt- jeder PC mit einem eigenen Kabel mit Server verbunden- hohe Verfügbarkeit der einzelnen PC-Arbeitsplätze- hoher Verkabelungsaufwand
(z. B.Großrechner oderUNIX-Anlagen)
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Alternative Netzwerkstrukturen (V)
Sonderformen von Netzwerken (z. B. ArcNet)
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Aufgaben eines Servers
1) Zentrale Lizenzverwaltung für Anwendungs-Programme
2) zentrale Datensicherung - Spiegelplatten - RAID-Systeme - Streamer/Bandlaufwerk - CD-WORM - CD-RW
3) zentrale Datenbank-Funktion
4) zentrale Programmhaltung- und -pflege
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RAID-Systeme (1)
Redundant Array of Independent Disks (Redundante Anordnung unabhängiger Festplatten).
RAID 0: Striping - Beschleunigung ohne RedundanzStreng genommen ist dies gar kein RAID, da es keine Redundanz gibt.RAID 0 bietet gesteigerte Transferraten, indem mehrere Festplatten zusammengeschlossen und Schreiboperationen auf allen parallel durchgeführt werdenDer Defekt einer einzigen Festplatte führt schon zum Totalausfall
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RAID-Systeme (2)
RAID-1-Array
• besteht aus zwei oder mehr Festplatten, die dieselben Daten enthalten
• bietet die volle Redundanz der gespeicherten Daten, während die Kapazität des Arrays höchstens so groß ist, wie die kleinste beteiligte Festplatte. Fällt eine der gespiegelten Platten aus, können die anderen weiterhin die Daten liefern.
• greift beim Lesen immer auf beide Festplatten zu. Wenn die Antworten vorliegen, werden die beidenDatenströme verglichen und bei Unstimmigkeiten wird ein Fehler ausgegeben (da das Array dann nicht mehr Synchron läuft).
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RAID-Systeme (3)
• RAID 5: Die Nutzdaten werden wie bei RAID 0 auf alle Festplatten verteilt. Die Paritätsinformationen werden jedoch nicht wie bei RAID 4 auf einer Platte konzentriert, sondern ebenfalls verteilt.
Andere RAIDS-Systeme sind weniger gebräuchlich oder bedeutungslosQuelle:http://de.wikipedia.org/wiki/RAID
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Netzwerk-Kabel
Kabeltyp > Merkmale V
Twisted Pair, unge-schirmt
Twisted Pair, geschirmt
Koaxial Glasfaser
Distanzen 0,5 km 1,0 km 1,5 km 1,5 km
Übertra-gungsrate
1/10 Mbit/sec
10/100/1000Mbit/sec
50 – 300 Mbit/sec
2000 Mbit/sec
Kabel- und Anschluß-kosten
gering preiswert hoch Sehr hoch
Stecker RJ-45 BNC, RJ-45 IBM ST-Glasfaser
Störanfäl-ligkeit
hoch gering gering Unem-pfindlich
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Technische Varianten von LAN-Kabelverbindungen I
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Technische Varianten von LAN-Kabelverbindungen II
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Vergleich von Netzwerk-Topologien
LAN-Typ > Kriterium V
Masche Stern Ring Bus
Realisierung - + + +
Ausbau - + 0 +
Leitungs-aufwand
- 0 + +
Leistung des Netzes
+ + 0 0
Netzausfall-sicherheit
++ + - 0
Übertragungs-rate
++ + 0 0
+ = vorteilhaft0 = mittelmäßig- = ungünstig
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Differenzierung von Bus-Systemen und LANs
1) LANs für den Einsatz in Büros bzw. Verwaltungsbereich und Wohnhäusern
2) Feld-BUS-Systeme für den Einsatz in Produktion und Lager
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Typen von BUS-Systemen
TYP: Anwendung/Eigenschaften:
integrierter Bus: wird in integrierten Bausteinen (IC`s), wie beispielsweise Mikroprozessoroder Speicher für den internen Datentransport eingesetzt
Leiterkarten-Bus: wird zum Datentransport zwischen mehreren Bauteilen auf einerLogik-Karte benutzt
System-Bus: verbindet mehrere Logikkarten einer Systemfamilie, z. B. Prozessorplatinen,Speicherkarten oder Steuerkarten für Anzeigen und Tastaturen, miteinander
Peripherie-Bus: dient zum Anschluß der lokalen Peripherie des Rechners, wie z. B.Plattenspeicher, Drucker, Terminals etc.
Instrumentierungs-Bus: ermöglicht Meßgeräte, Anzeigen, Schalter, etc. einer Leitwarte,eines Labors etc., miteinander zu verbinden
Büro-Bus: erschließt Büro-Bereiche für die kommunikationstechnische Verknüpfungzwischen Rechnern in Form von LAN´S (Local Area Network)
Prozeß-Bus: erschließt größere Anlagen, wie z. B. eine Fabrik oder sonstige Groß-anlagen zwecks Datenaustausch zwischen verschiedenen Maschinen,Steuerungsgeräten, Rechnern etc. unter rauhen Einsatzbedingungen,wie z. B. die Feldbussysteme
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Definition und Funktionsprinzip eines Feldbusses
Ein Feldbus ist ein bidirektionales, busfähiges Kommunikationssystem, um Informationen zwischen Feldgeräten und Leitsystemen in der Warte auszutauschen.
Funktions-Prinzip:
Ein Feldbus-System besteht aus einer Zentraleinheit und einer größeren Anzahl von sogenannten BUS-Adaptern. Es dient dazu, Sensoren und Aktoren wie Temperaturfühler und elektrische Antriebe mit speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) bis hin zu Prozeß- bzw. Leitstandrechnern zu verbinden. Der Feldbus stellt somit Verbindungen von den Meß- und Regelgeräten der untersten Feldebene zu den übergeordneten Kommunikations-Systemen her.
Im Feldbuskanal werden die Informationen der einfach abtastenden Sensoren/Aktoren zyklisch in das Automatisierungsgerät in Echtzeit übertragen und von dort wird das Steuerungsgerät in gleicher weise angesprochen wie bisher.
In Deutschland haben sich 2 Standards für Feldbus-Systeme etabliert, und zwar der PROFIBUS und der INTERBUS S (mehr als 130 Hersteller in Deutschland). In Frankreich, Italien und Großbritannien setzt sich dagegen der FIP(Flux Information Processus)-BUS und in Japan der Zellbus FAIS durch.
Der PROFIBUS wird vom SIEMENS-Konzern unterstützt, welcher seinen Partnern das DP-Protokoll(dezentrale Peripherie geöffnet hat)
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Grundsätzliches bei BUS-Systemen
Die Leistungsfähigkeit eines Bus-Systems wird ausgedrückt in:
maximale Übertragungsrate
maximal überbrückbare Entfernung
maximale Teilnehmerzahl
wird bestimmt von: der Qualität der Busleitung
elektrische Eigenschaften der Busankopplung
Umgebungsrandbedingungen (Störfelder) und
Datensicherungsprotokolle
Teilnehmerverfahren
Bus-Systeme weisen grundsätzlich immer die gleiche Verbindungsstruktur auf, und zwar in folgender Form:Es existiert nur ein einziger Übertragungsweg; dieser kann aus elektrischen Leitungen, Lichtleitern oder einem Funk- bzw. Infrarot-Kanal gebildet sein. Alle Teilnehmer sind an diesem einen Übertragungsweg angekoppelt
Für die Organisation der Benutzung des Busses durch die verschiedenen Teilnehmer gibt es alternative Verfahren wie:Die Übertragungen der Teilnehmer werden "nacheinander" abgewickelt. Dies geschieht, indem das gemeinsame Übertragungsmedium Bus zeitlich gestaffelt den Teilnehmern zur Verfügung gestellt wird (Zeitmultiplexverfahren). Jeder Teilnehmer erhält einen eigenen Frequenzbereich für seine Übertragungen zugeordnet (Frequenz-Multiplex).
Es gibt eine ganze Reihe unterschiedlicher Zeitmultiplex-Verfahren, wovon die wichtigsten sind:Zuteilung mit festem Zeitraster: Der Bus wird sequentiell allen Teilnehmern für eine bestimmte Zeitspanne zugeteilt. Die Zuteilung erfolgt unabhängig davon, ob der Teilnehmer den Bus in diesem Augenblick benötigt oder nicht. Die Länge einer Übertragung ist durch die feste Zuteilungsdauer gegeben. Bei längeren Nachrichten müssen dem Teilnehmer mehrere Zeitabschnitte zugeordnet werden. Es gibt typischerweise einen schlechteren Datendurchsatz aber ein gut kalkulierbares Antwortzeitverhalten.Bedarfsabhängige Zuteilung: mittels einer zusätzlichen Instanz bzw. Technik wird der Bus jeweils gemäß den vorliegenden Übertragungswünschen zugeordnet(FIFO + Eilbedarf)
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Feld-BUS
Schema einer Steuerungskonfiguration mit einem Feldbus
Visualisierung
VisualisierungMaterialfluß-
RechnerLagerverwaltungs-
Rechner
HOSTDispositiveEbene
Leitebene
Prozeß-Ebene
OperativeEbene
SPS-FTS
Feldbus-konzentrator
Rollenbahn
Tragkettenförderer
Scanner
SPS-Regalvorzone
SA-BUS
SPS-Regal-bediengerät
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Neuer Standard: IDA
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Entwicklungstrends in Netzwerken
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Computer-Netzwerke im Wohnhaus
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Struktur für eine Büro-Vernetzung
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Strukturierte Verkabelung im Industriebereich
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Vernetzte Informationsflüsse zwischen den betrieblichen Abteilungen
KostenrechnungKostenrechnung
KonstruktionKonstruktion
VertriebVertrieb
Arbeits-planung
Arbeits-planung
Material-wirtschaft
Material-wirtschaft
Materialab-rechnung
Materialab-rechnung
Fertigungs-lenkung
Fertigungs-lenkung
Maschinen-steuerung
Maschinen-steuerung
LagersteuerungLagersteuerung Transport-steuerung
Transport-steuerung
Betriebsdaten-erfassung
Betriebsdaten-erfassung
Qualitäts-sicherung
Qualitäts-sicherung
Kapazitäts-wirtschaft
Kapazitäts-wirtschaft
Lohnab-rechnung
Lohnab-rechnung
Grunddaten-verwaltung
Grunddaten-verwaltung
EinkaufEinkauf
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Kennzeichnend für die aktuelle Entwicklung von IuK-Systemen
• Weltweite Vernetzung der EDV-Systeme
• Gestaltung von offenen Strukturen
• EDV-Systeme mit hierarchischem Aufbau
• zunehmende Automatisierung von Produktion, Logistik und Verwaltung
• Normierung/Standardisierung von Schnittstellen, Datensätze und Dateninhalte
• Verwendung standardisierter Software für die Verwaltung und für die Kommunikation
• Verwendung von Individual-Software für optimierende Steuerungen (Produktion, Logistik)
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Kommunikations-Netzwerke
1. LAN = Local Area Network: im Büro, Verwaltung
2. Feldbus = LAN für rauhe Umgebungsbedingungen, z. B.: in der Produktion und in automatisierten Logistik- systemen
3. MAN = Metropolitan Area Network: z. B. City-Netze
4. WAN = Wide Area Network: z. B. das Internet
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Techniken für die digitale Datenübertragung
Technik/Übertragungsverfahren Datentransfer:
1) Standard-Digital-Telefon-Leitung(Analog) 56 kbps
2) ISDN = Integriertes Service Dienstleistungs-Netzwerk 64 kbps
3) ADSL = Asymmetric Digital Subscriber Line 768 kbps / 8 Mbps
4) Datex M = Metropolitan-Daten-Netzwerk bis 150 Mbps
5) ATM = Asynchronous Transfer Mode bis 1.000 Mbps
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Einsatzprinzip eines Modems
Quelle: connect 3/93
digital
digital
analog
analog
Modem
V24-Schnittstelle
Modem
V24-Schnittstelle
Modem=Modulator + Demodulator
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Telekommunikations-Netze der Telekom
Bezeich- nung
Beschreibung Kommunikations-Medium
Endgeräte Übertragungs-Geschwindigkeit
Telefon
Übertragung von Sprache und von digitalen Daten per Modem
Fernsprechnetz Fernsprechnetz
Telefon Rechner mit Modem
bis zu 56000 Baud
Telex Fernschreibverfahren Fernschreibnetz Fernschreiber 50 Baud Telefax Fernkopieren Fernsprechnetz Fax-Geräte
PC-FAX-Modem bis 14.400 Baud
Teletex Textkommunikations-Dienst Fernsprechnetz Schreibmaschine Textsystem, PC
bis zu 2400 Baud
Datex-L
Datenfernübertragung mit Leitungsvermittlung
spezielles Wählnetz mit Daten-Vermittlungs-Stellen
Rechner
bis zu 64 kBaud
Datex-P
Datenverarbeitung mit Paketvermittlung
spezielles Wählnetz über Daten-Vermittlungs-Stellen
Rechner
bis zu 64 kBaud
Direktruf
feste Direktverbindung fest geschaltete "Standleitung"
alle zugelassenen Geräte
bis 1,9 MioBaud
ISDN
Breitband-Datennetz mit digitalen Übertragungs-verfahren
neues digitales Fern-melde-Netz (nicht überall eingerichtet)
alle zugelassenen Geräte
bis zu 64 kBaud bis 2 Mbps
Datex-M Hochgeschwindigkeitsdaten-Übertragung
spezielles Datennetz Rechner 64 kbps bis 420 Mbps
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Merkmale von ISDN
ISDN = Integrated Services Digital Network oder integriertes Dienstleistungs-Netzwerk
- Mehrfach-Rufnummern (Endgeräteauswahl)- schnellerer Verbindungsaufbau (ca. 1,5 sec.)- Parken, Makeln, Halten- Anklopfen- Rufnummernübermittlung- Konferenzschaltung (bis 10 Teilnehmer)- Anrufweiterschaltung- Umstecken am Bus (patchen)- geschlossene Benutzergruppen- Übertragung von Steuerinformationen- automatischer Rückruf, Anrufliste- Gebührenanzeige
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ISDN fürs „Home-Office“
PC mit ISDN-Karte
Fax
Notebook
Modem
Anrufbeantworter
Telefon 2
Telefon 1
Telefonanlage (a/b-Wandler) analog
NT 2 x S0digital
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Was ist ADSL?
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Kosteneinsparung per ADSL
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Anforderungen durch ADSL
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Literaturhinweis zu ADSL
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Netz-Zugänge von Datex-M
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Funktionsprinzip von Datex-P und ATM
Daten-ver-mitt-
lungs-stelle
Daten-ver-mitt-
lungs-stelle
Daten desVersenders A
Daten desVersenders B
Daten desVersenders C
Asynchronous Transfer Mode (ATM) ist eine Technik, bei der der Datenverkehr in kleine Pakete, Zellen genannt, mit fester Länge (53 Byte) codiert und über asynchrones Zeitmultiplexing übertragen wird
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Paketvermitteltes Netz - Datex-P (T-Online)
18.200 bits/s
= Zeichen
DVST-P DVST-P
PAD
DVST-P=Datenvermittlungsstelle mitPaketvermittlungPAD =Packet Assembly/Dissambly Facillity(Anpassungseinrichtung)
54.000 bit/s
4.800 bit/s 64.000 bits/s
= Datenpakete
9.600 bits/s
Das paketvermittelte Netz nutzt dieLeistungskapazität besser aus und ermöglichthöhere Übertragungs-raten
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Volumen und Dauer von Datenübertragungen
Anwendungen Volumen Zeit (64 kbps) Zeit (10 Mbps)
Layoutseite 6 Mbyte 15 min. 6 sek.
Röntgenbild 8 MByte 20 min. 8 sek.
Computertomographie 0,5 MByte 1,3 min. 0,5 sek.
Zeitungsseite 30 MByte > 1 Stunde 30 sek.
CAD-Datei 1 - 5 MByte 3 - 13 min. 1 - 5 sek.
Chipentwicklung 10 MByte 26 min. 10 sek.
Computersimulation 1 - 2 GByte ungeeignet 33 min.
Computeranimation 1 - 6 GByte ungeeignet 20 - 60 min.
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Anwendungsbereiche medizinischer Datennetze
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Die ATM-Technik
Der Kern der Architektur des Asynchronous Transfer Mode (ATM) ist die “Zellenvermittlung” (Cell Switching), welche ein Multiplexen von vielen logischen Kanälen auf einen einfachen physikalischen Kanal ermöglicht.
Bei ATM werden auf jedem Übertragungsabschnitt ununterbrochen Pakete (Zellen) fester Länge übertragen. Die Zellen bestehen aus 48 Bytes für Nutzinformationen und 5 Bytes für den Zellkopf.
Zelle
Übertragungsrichtung
Nutzinformationen48 Bytes
8 1 3 16 8 4
HEC P0LT VCI VPI GFC
CLP
Zellkopf(5 Bytes)
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Das ATM-Konzept
Der Asynchronous Transfer Mode (ATM) ist ein digitales paketorientiertes Transport- und Vermittlungsverfahren für Sprache, Text, Daten und Bilder. Die am Anfang einer Verbindung stehenden Digitalsignale werden in einheitliche Pakete von 48 Byte Länge (der "Nutzlast") unterteilt und jeweils mit einem Adreßkopf (5 Byte) versehen. Mittels dieser Adresse bahnen sich die Pakete ihren Weg durch die Vermittlungsstellen selbst, um beim Zielteilnehmer wieder zu einem kontinuierlichen Bitstrom zusammengefügt zu werden.
Die ATM-Zellen können mit Lastwagen einer Spedition verglichen werden, deren Fahrer (der "Adreßkopf") die Route zum Zielort flexibel entsprechend der Verkehrslage wählt. Im Idealfall spielt, wie im Container-Stückgutverkehr, die Art der Nutzlast keine Rolle mehr - welchen Charakter die Informationen haben, die von den ATM-Zellen zwischen Ortsvermittlungen, Mobilfunk-Basisstationen oder Datenbanken transportiert werden - ob Bild, Daten, Sprache oder Text, ist für die Übertragung unerheblich.
Erst mit ATM-Technik wird das universelle Netz für schmal- und breitbandige Anwendungen Wirklichkeit. Die Dienste werden von den Übertragungsverfahren entkoppelt: Neue Dienste benötigen keine neuen Netze mehr
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ATM
HIGH-SPEED-NETWORKING
ATM: Hohe Übertragungs-Kapazität und einsetzbar im lokalen Netz sowie im Weitverkehrbereich
10-3 10-1 10 100 1000km1
155
100
16
10
1
MBit/Sekunde
Rechner-bus
MAN
schnelles LAN(FDDI)
LAN's
Bridges, Router, Bridge/Router
X.25 und/oder Frame Relay
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Privatisierung staatlicher Telefongesellschaften
1982: In den USA beginnt die Entflechtung von AT & T. Regionale Telefongesellschaften entstehen. Der Wettbewerb bei Mehrwertdiensten führt zu besserem Angebot und niedrigeren Preisen.
1984: Großbritannien folgt dem Beipiel der USA. An der Börse werden 51 Prozent der Anteile von British Telecom verkauft, die 1980 aus dem öffentlichen Postunternehmen ausgegliedert wurde. Mercury Communications, Tochter von Cable & Wireless, mausert sich zum Konkurrenten.
1985: Die Japaner ziehen nach. NTT wird zu einer Aktiengesellschaft. Die zunehmende Konkurrenz beschert Anwendern um bis zu 50 Prozent niedrigere Tarife.
1989: Liberalisierung des Post- und Fernmeldewesens in Deutschland. Hoheitsaufgaben werden nicht mehr von der Post, sondern vom Bundesminister für Post und Telekommunikation wahrgenommen. Wettbewerb auf dem Sektor Telekommunikation wird generell zugelassen. Ausnahmen sind der Telefondienst und der Netzbereich.
1994: Postreform II: Die seit 1989 bestehenden Postbehörden Telekom, Postdienst und Postbank sollen am 1. Januar 1995 in Aktiengesellschaften umgewandelt werden. Die Leistungen sollen nach einer Übergangszeit nicht mehr ausschließlich von den Postunternehmen, sondern auch von privaten Wettbewerbern angeboten werden.
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Organisationsstruktur von Post und Telekom
Bundesregierung
Bundesministeriumfür Post und
TelekommunikationRegulierungsrat
Bundesanstalt fürPost und Telekom-
munikation (Holding)
Deutsche Post AGDeutsche
Telekom AGDeutsche
Postbank AG
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Stromversorger als Anbieter von „Datenautobahnen“
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City-Netz
City-Netz-Betreiber
Beispiel für ein City-NetzT
ele
kom
An
de
re N
etz
e
SDH = Synchrone Digital Hierarchie, ATM = Asynchroner Transfer-ModusFR = Frame Relay, SMDS = Switched Multi-Megabit Data Service
City-NetzKnoten
Kunde A
SD
H
155Mbit/s
Nebenstellen-anlage
Vermittlungs-stelle
ATM, SMDS, FR10...34 MBit/s
2 MBit/s34 MBit/s155 MBit/s
Frame RelayEthernet10 ... 34 MBit/s
384 KBit/s128 KBit/s
City-NetzKnoten
Kunde B
SD
H155
Mbit/s
Router
Multiplexer
10..34 MBit/s
Max. 2 MBit/s
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Beispiel für einen City-Netz-Betreiber
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Zusammenwachsen von Sprach- und Datennetzen
Veränderung bei derInformationsübertra-gung im Laufe der Zeit
Auch in Zukunft vorhandene Medien
FaxTelexFax
TelexAllein-stehende
PCs
Allein-stehende
PCs
E-MailEDI
E-MailEDI
Local Area NetworksClient-Server-SystemeLocal Area Networks
Client-Server-Systeme
PapierPapier
Wide Area NetworksMetropolitan Area Networks(Terrestrisch/Funk/Satellit)
Wide Area NetworksMetropolitan Area Networks(Terrestrisch/Funk/Satellit)
Großrechner-
systeme
Großrechner-
systeme ATMnur imWAN-Back-bone
ATMnur imWAN-Back-bone
GlobaleSprach-Daten-Video-
Integration
(ATM)
Value- Added-Markt
VideoVideoVideo /TelefonConferencing
Video /TelefonConferencing
Digitale Sprach-übertragung
Digitale Sprach-übertragungAnaloge
Sprach-übertragung
Analoge Sprach-
übertragung
Massen- markt
Vergangenheit bis ca. 1990 Gegenwart Zukunft ab ca. 2000(X.25-Zeitalter) (TCP / IP-Zeitalter) ( ATM-Zeitalter)
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Das ISO/OSI-Schicht-Modell
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Technische Bausteine von OSIUnternehmen A Vertragsbeziehungen Unternehmen B
Pragmatik Pragmatik
Anwendungsbezogene FunktionAktions-/Reaktions-Muster(z.B. Rückmeldungen bei Autorisierungsanfragen)
Semantik SemantikKommunikationssprache
Bedeutung u. Inhalt einer Zeichenfolge (Nachricht): z.B. Vereinbaren v.
Produktschlüsseln
Anwendungs- system
Anwendungs- system
Rechner - Kommunikation
Quelle: Alt, Rainer, Cathomen
Telekommunikationsdienstez.B. X.400
Übermittlungs- dienste
(Schicht 5 - 7)
Übermittlungs- dienste
(Schicht 5 - 7)
Transportdienste(Schicht 1 -4)
Telekommunikationsnetzwerkez.B. DATEX-L/P
Transportdienste(Schicht 1 -4)
SyntaxOrdnung von Zeichen und
Zeichenverbindungen innerhalb einer Nachricht (formale Struktur): z.B.
Datenaustausch UN/EDIFACT
Syntax
OSI = Open System Interface
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Übertragungsprotokolle nach IEEE-802-Standards im Überblick
IEEE OSI
Logical link control
OSIData linklayer
Medium access control Physical OSI layer Physical
layer
802.1
802.2
LAN-Reference Modell
802.3
CSMA/CD Ethernet
802.4
Token Bus
802.5
Token Ring
802.6
Metropolitan Area
Networks (DQDB)
IEEE = Institute for Electrical and Electronic Engineers
Kommunikationssysteme 2 © Jürgen Schüler, Ingelheim 2006
Multimedia-Komplettlösung für Telekommunikations-Netze
Hauptnetzwerk
Optimized NetworkManagement Network System
Satelliten-KopfstationKabelfernsehen
(Cable TV)
POTS* /ISDN-Netzwerk
intelligentes
NetzwerkATMNetzwerk
Videoserver* Plain old telephone Service
Zugangsnetzwerk
TelecommunicationsManagement Network
Multilink
- Broadcast analog/digital
- Telefon- interakt. Fernsehen- Daten
UTPKoax
FiberHub
Koax
Fiberglas/Koax
(Analoge Telefondienste)
Endgeräte
Telefon
Setop box
TV
DatenNT
UTP
KOAX