AINF-Lehrgang 24. – 28. Februar 2003 in Wien, HTL Rennweg

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1 AINF-Lehrgang 24. – 28. Februar 2003 in Wien, HTL Rennweg
Titel Topologien Name Mag.Wolfgang Reischitz

2 Topologien

3 Beschreibung Physikalische Topologie: Wie werden Kabel verlegt
Wo werden Antennen positioniert Logische Topologie Beschreibt die „Verkehrsregeln“ Wer darf wie auf das Übertragungsmedium zugreifen >> „Zugriffsverfahren“

4 Topologie der Netzwerke
Bus Stern Ring

5 Bustopologie Gekennzeichnet durch ein einziges zentrales Kabel. Dieses wird als BUS bezeichnet Signale breiten sich in beide Richtungen aus Einsatz von Signalverstärkern (Repeater) Bus-Enden Abschlusswiderstände

6 Bustopologie Bus

7 Bustopologie Vorteile; relativ niedrige Kosten da geringe Kabelmengen
Ausfall einer einzelnen Station führt zu keiner Störung im übrigen Netz Nachteile Bei Störung im Bus Blockade des gesamten Netzwerkes Fehlersuche sehr aufwendig Hoher Datenverkehr – jeder sendet an jeden

8 Sterntopologie Jede Station ist mit einem eigenen Kabel an einem zentralen Verteiler angeschlossen Zentrale Komponente wird als HUB bezeichnet (engl.: Nabe, Mittelpunkt)

9 Sterntopologie HUB

10 Sterntopologie Vorteile
Kabeldefekt keine Auswirkungen auf das restliche Netz Aktive Verteiler wirken gleichzeitig als Signalverstärker Weitere Stationen und Verteiler können problemlos hinzugefügt werden Nachteile Große Kabelmengen Ausfall Verteiler kein Netzverkehr möglich

11 Ringtopologie Kabel bilden geschlossene Form
Als physikalische Topologie erscheint dieser Netzentwurf selten Als logische durchaus in der Praxis zu finden > Ringleitungsverteiler Stichwort: Token Ring

12 Ringtopologie Ring

13 Mischformen: Stern-Bus-Netz

14 Stern Bus Stern Bus Stern

15 Mischformen: Stern-Stern-Netz

16 Stern Stern Haupthub Stern Stern

17 Weitere Topologien Baumtopologie Vermaschte Netze
Jeder mit jedem direkt verbunden

18 Funk-LAN 1-11 MBit/s Indoor: 30-100m Outdoor: 1-20 km
Trägerfrequenz 2,4-2,5GHz

19 Kollisionen Was passiert wenn mehrere Stationen gleichzeitig senden ?
Wie könnte man dies vermeiden ? Daher >>> Zugriffsverfahren Alle beteiligten Knote müssen das gleiche Zugriffsverfahren verwenden Im LAN – Bereich haben sich 2 Zugriffsverfahren etabliert

20 Kollisionen Zugriffsverfahren: CSMA/CD
(Carrier Sense Multiple Acess with Collision Detection) Token Passing (Token = „Redestab“)

21 Zugriffsverfahren CSMA/CD
Carrier sense: Station „hört“ ob Übertragungsmedium frei ist Multiple access: Ausbreitung in alle Richtungen Collision Detection: jede Station die eine Kollision feststellt sendet ein so genanntes JAM-Signal. Alle stoppen daraufhin die Übertragung. Neuerliche Übertragung nach zufällig gewählter Verzögerungszeit

22 Zugriffsverfahren CSMA/CD
Umsetzung: Wird bei logischen Bus-Topologien eingesetzt (Es spielt keine Rolle ob Verkabelung als Bus oder Stern erfolgt) Ethernet Prinzip: Wer zuerst kommt, mahlt zuerst Einsatzgebiet: Norm: IEEE 802.3 Initiatoren: INTEL, XEROX

23 Zugriffsverfahren Token Passing
Token: Bitmuster das durch ein Netz kreist und an allen Stationen vorbeikommt (passing) Wer Token erhält darf senden Nach Sendung Token wieder im Umlauf

24 Zugriffsverfahren Token Passing
Umsetzung: Wird bei logischen Ringtopologien eingesetzt Token Ring, FDDI Prinzip: Jeder zu seiner Zeit Norm: IEEE 802.5 Initiatoren: IBM

25 Ethernet Als Standard für viele kleinere Netze durchgesetzt
Folgende Kennzeichen: Logischer Aufbau Bus-Topologie Physikalischer Aufbau je nach Kabel Stern oder Bus Zugriffsverfahren CSMA/CD

26 Ethernet Versionen: 10Base2: Verwendet dünnes Koaxialkabel 10BaseT:
Verwendet Twisted-Pair-Kabel 10Base-F: Verwendet Glasfaserkabel 100Base-X (Fast Ethernet): Geschwindigkeit 100 Mbps Verwendet Twisted-Pair-Kabel oder Glasfaser

27 Physikalischer und logischer Bus
Ethernet Kabel Topologie Max. Länge Stationen 10Base5 „Thick Ethernet“ (Koax, dick, gelb) Physikalischer und logischer Bus 2500m 300 10Base2 „Thin Ethernet“ Koax 925m 90 10Base-T „Twisted Pair, RJ45“ Physikalisch Stern Logisch Bus 100m 1024 / Segment 10Base-F „Glasfaser“ 2000m

28 Übertragungsmedien Koaxialkabel Twisted Pair Kabel Glasfaserkabel

29 Anforderungen an Übertragungsmedien
fehlerfreie Übertragung (wenig Signalverzerrung und Dämpfung) hohe Übertragungsgeschwindigkeit große Reichweite gutes Langzeitverhalten

30 Übertragungsmedien Twisted Pair: Kupferkabel
Lichtwellenleiter: Glasfaser Luft: Wireless Koaxialkabel Telefonkabel

31 Aufbau eines Kabels

32 Koaxialkabel: (=BNC-Kabel)
Aufbau: Innenleiter – Kupfer Isolation Abschirmung Mantel Einsatz: Bus – Topologien Max. Datenübertragung: 10 Mbps

33 Koaxialkabel:

34 Twisted Pair Kabel Unshielded Twisted Pair (UTP): ohne Paarschirm und ohne Gesamtschirm Screened Unshielded T. Pair (S/UTP): Abschirmung lediglich des Gesamtkabels Screened Shielded T. Pair (S/STP): sowohl gesamtkabel als auch das verdrillte Kabelpaar sind abgeschirmt

35 Twisted Pair Kabel: Verminderung der restelektromagnetischen Felder
Kupferkabel Verdrillung wegen: Verminderung der restelektromagnetischen Felder Minimierung des Übersprecheffekts Screen = Kabelschirm Shield = Schirmung einer Doppelader (Twisted Pair): verbessert Übertragung

36 Twisted Pair Kabel: Heute Kabel der Kategorie 5 oder 6 im Einsatz
Kategorien: Heute Kabel der Kategorie 5 oder 6 im Einsatz Kat5: 100 Mbps Kat6: 250 Mbps Kat7: 600 Mbps (in Planung) Verbindungselement: RJ-45 Stecker

37 Twisted Pair Kabel

38 Twisted Pair Kabel: Twisted Pair geschirmt Vierer geschirmt
Paarweise geschirmt

39 Kabelkategorien 5 100 MHz 100-MBit-Ethernet
1 100 kHz ISDN-Basisanschluss 2 1MHz ISDN - Primärmultiplexanschl. 3 16MHz 10BaseT, Token Ring 4 20 MHz 16-MBit-Token-Ring 5 100 MHz 100-MBit-Ethernet 5e MHz Gigabit-Ethernet 6 250 MHz 155-MBit-ATM, GBit-Ethernet 7 600 MHz 622-MBit-ATM, GBit-Ethernet

40 Momentaner Standard Bis 100 MHz Datenübertragungsrate 100 Mbps
4-paarig verdrillte Kabel ... TWISTED PAIR RJ45 Steckverbinder Kategorie 5 Bis 100 MHz Datenübertragungsrate 100 Mbps Wellenwiederstand 100  Kabellänge max. 100 m IEEE 802.3u (Ethernet-Fast Ethernet) Apple Talk ISDN ......

41 Momentaner Standard Bis 250 MHz Datenübertragungsrate 1 Gbps
4-paarig verdrillte Kabel ... TWISTED PAIR RJ45 Steckverbinder Kategorie 6 Bis 250 MHz Datenübertragungsrate 1 Gbps Wellenwiederstand 100  Kabellänge max. 100 m IEEE 802.3u (Ethernet-Fast Ethernet) ......

42 RJ-45 Stecker: (CAT 5) (CAT 6)

43 Glasfaserkabel – Lichtwellenleiter - LWL
Fein zylindrische Faser aus Quarzglas Kern und Mantel mit geringerer optischer Dichte Informationsträger: Licht Monomodefaser: leitungsfähiger aber teurer Gradientenfasern

44 Glasfaserkabel: Dünner Glaszylinder (Kern oder Core)
Aufbau: Dünner Glaszylinder (Kern oder Core) Umgeben von konzentrischer Glasschicht (Cladding) Ummantelt von Schutzschicht (Zug- und Bruchfestigkeit) Hohe Übertragungsrate (Gigabit-Bereich) Gute Sicherheit (Störstrahlung, abhören) Monomode - Multimode

45 Glasfaserkabel: Innenkabel (leichte Ausführung) Breakout Duplex
Simplex Innenkabel (leichte Ausführung)

46 Glasfaserkabel:

47 Link-Klassen Klasse C - 16 MHz (10 Base T)
Klasse D MHz (DDI, ATM155) Klasse E MHz (CDDI, Gigabit) Klasse F MHz (ATM622,Gigabit) Klasse LWL über 10 MHz

48 Strukturierte Verkabelung
Tertiärbereich Etagenverteiler: EV Sekundärbereich Gebäudeverteiler: GV Primärbereich Standortverteiler: SV

49 Verkabelung gemäß EN 50173 Standort 1 Standort 2 90 Meter 500 Meter
Optomod 90 Meter 500 Meter 1500 Meter

50 Verkabelung gemäß EN 50173

51 ISDN, ADSL, XDSL XDSL: (Digital Subscriber Line, x-als Oberbegriff für etliche DSL-Varianten) DSL versucht auf vorhandenen Kupferkabeln (Telefon, UTP) höhere Durchsatzraten zu erzielen. Die meisten DSL-Vorschläge sind so konzipiert, dass auf denselben Übertragungsmedien der „normale“ Telefonverkehr und die Datenübermittlung koexistieren können.

52 ISDN, ADSL, XDSL ADSL: (Asymmetric Digital Subscriber Line) „Asymmetric“ bedeutet unterschiedliche Übertragungsraten für Upstream (Senderichtung) und Downstream (Empfangsrichtung). Max. Übertragungsrate „Senden“: 16 – 768 Kbps. Max. Übertragungsrate „Empfangen“: 1,5 – 8 Mbps. Maximale Leitungslänge zur Vermittlungsstelle: 6km bei Geschwindigkeit <1,5 Mbps 4km bei höherer Geschwindigkeit

53 ISDN, ADSL, XDSL ISDN: ((Integrated Services Digital Network) ISDN arbeitet mit mehreren B-Kanälen und einem D-Kanal. B-Kanal: Eigentlicher Datenkanal: 64 Kbps. Mehrere Kanäle können für höhere Datenübertragungsraten zusammengefasst werden. D-Kanal: Dient zu Übertragung von Steuerinformationen für den B-Kanal. Geräteanschluss mittels RJ-45 (nur mittlere 4 Kontakte belegt)

54 Schüleraufgaben Planen Sie ein Netzwerk für diesen Raum Geben Sie die Typologie sowohl logisch als auch physikalisch an Welche Zusatzgeräte benötigen Sie Wie viele Stationen können sie unterbringen Welchen Kabeltypus benötigen Sie Worauf müssen Sie noch achten (Netzwerkkartentypus, max. Kabellänge,..)

55 Medien Twisted Pair, häufigste derzeit verwendete Form Sternvierer

56 Medien UTP (= ungeschirmt) häufigste Form in USA, GB und Asien
F/UTP (Folienschirm) (hier als Zwillingskabel) UTP (= ungeschirmt) häufigste Form in USA, GB und Asien

57 Überschrift: Arial 24 Punkt fett
Das ist der Fließtext, den wir für den Regelfall vorgesehen haben, er ist in Arial 20 Punkt normal vorgesehen. Hier ist eine Möglichkeit der Hervorhebung von Texten: Arial 20 Punkt kursiv Eine weitere Möglichkeit der Hervorhebung Farbe Dies sind die einzigen Vorgaben, die wir geben. Spaltenbreiten, Platzierung von Bildern etc. je nach Bedarf. Folientitel Arial 14 Punkt fett