prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann ISO/OSI Referenzmodell Physical Layer

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann ISO / OSI Referenzmodell – TCP/IP Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Aufgaben des Physical Layer Erzeugung von Signalen –Elektrische Signale –Optisch –Elektromagnetische Wellen Terrestrisch (Richtfunk, Funkwellen, …) Nicht Terrestrisch Anschluss an das Übertragungs-Medium –Anschlussarten –Stecker etc. –Pinbelegungen

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Physikalische Grundlagen, Elektrische Signale Elektromagnetische Wellen –Spannung, Strom –Frequenz in Hertz (1 Hz = 1 Schwingung / sek), kHz, MHz –Wellenlänge (m, entspricht der Länge einer Schwingung) Fourier Analyse – Abbildung von Signalen über Addition von Sinus- und Cosinus-Schwingungen –g(t) = 1/2c + Σ a n sin(2лnft) + Σ b n cos (2 лnft), Summe von n= 1 bis ∞ f = 1/T Grundfrequenz C = Konstante t = Zeit f = Frequenz a n und b n Amplituden Anzahl Harmonische bestimmen die Genauigkeit –Harmonische sind ganzzahlige Vielfache der Grundschwingung

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Anzahl der Harmonischen bestimmen die Genauigkeit der Abbildung Quelle: Tanenbaum, A. S., Computernetzwerke, 4. Auflage

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Weitere Grundlagen Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wellen im gleichen Medium ist konstant (z.B. Vakuum, Lichtgeschwindigkeit) Frequenz (f) = 1 / Wellenlänge (λ) Phase Anfangs- und Endzeitpunkt Amplitude = „Ausschlag, Höhe“ einer Schwingung Bandbreite = Differenz zwischen der höchsten und der niedrigsten Schwingung (Analoge Signale) Bandbreite = Übertragungskapazität (Digitale Signale)

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Weitere Begriffe zu Übertragungsverfahren Latenz (Hansen 534) –Übertragungsverzögerung –Differenz zwischen senden und empfangen des ersten Bits –Angabe in ms Transferzeit –Beginn des Versendens des ersten Datenpakets –Bis zum Versenden des letzten Datenpakets Analoge, digitale Signale –Analog/Digital Wandler

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Modulationsverfahren Quelle: Hansen Neumann, S. 537

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Weitere Modulationsverfahren Trellis Code Modulation (TCM) –Kombination aus Amplituden und Phasenmodulation Quadratamplitudenmodulation –Kombination aus Amplituden und Phasenmodulation

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Logische + physische Kanäle, Multiplexing (Hansen Neumann 541) Multiplexing, Übertragung mehrer getrennter Verbindungen (logischer Kanäle) auf einem Übertragungsmedium Frequenzmultiplexverfahren (FDM) –Verschiedene Frequenzbänder Wellenlängenmultiplexverfahren (WDM) –Form des Frequenzmultiplexverfahrens –Mehrfachnutzung Zeitmultiplexverfahren (TDM – Time Division) –Zeitscheiben (time slots)

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Logische und physische Kanäle Quelle: Hansen Neumann, S. 541

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Frequenzmultiplexverfahren Quelle: Hansen Neumann, S. 542

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Frequenz- und Zeitmultiplexverfahren (Hansen Neumann 543) Quelle: Hansen Neumann, S. 543

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Übertragungsmedien Quelle: Hansen Neumann, S. 545

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Medien: Twisted Pair Quelle: Tanenbaum, A. S., Computernetzwerke, 4. Auflage

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Kategorien für Twisted Pair Kabel (Hansen Neumann S. 550) Quelle: Hansen Neumann, S. 550

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Medien: Koaxial Quelle: Tanenbaum, A. S., Computernetzwerke, 4. Auflage

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Medien Glasfaser Quelle: Tanenbaum, A. S., Computernetzwerke, 4. Auflage

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Querschnitt durch ein Glasfaserkabel (Hansen Neumann 556) Quelle: Hansen Neumann, S. 556

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Glasfaserleiter (Lichtwellenleiter, LWL) Typen, Hansen Neumann S. 553 Lichtimpulse im Nanosekundenbereich Bis hin zu 1 THz Übertragungskapazität Drei Typen –Multimodefasern –Gradientenfasern –Monomodefasern

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Brechungswinkel bei Glasfasern Quelle: Tanenbaum, A. S., Computernetzwerke, 4. Auflage

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Reflexionen in Glasfaser Kabeln (Hansen Neumann, S. 553) Quelle: Hansen Neumann, S. 553

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Multimode-, Gradienten- und Monomodefasern Quelle: Hansen Neumann, S. 553

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Dämpfung (Hansen Neumann S. 545) Verhältnis der Eingangsleistung zur Eingangsleistung Gemessen in Dezibel (db) Dämpfungswert oder Dämpfungskoeffizient gibt die Abhängigkeit der Dämpfung von der Entfernung von einem Sender zu einem Empfänger Einheit ist db/km L = 10 lg (P 0 /P 1 ) in dB –P 0, P 1 Eingangs, Ausgangspegel –db, Dezibel

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Dämpfung in Lichtwellenleitern Quelle: Tanenbaum, A. S., Computernetzwerke, 4. Auflage

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Wellenlänge und Dämpfung in Lichtwellenleitern Quelle: Hansen Neumann, S. 555

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Vergleich LED und Halbleiterlaser Quelle: Tanenbaum, A. S., Computernetzwerke, 4. Auflage

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Kopplung von Glasfasernetzen Passiv über zwei Ankopplungspunkte –Senden –Empfangen –Vorteil: keine Unterbrechung bei Ausfall eines Lasers

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Glasfaserring mit aktiven Repeatern Quelle: Tanenbaum, A. S., Computernetzwerke, 4. Auflage

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Übertragungsmedien

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Drahtlose Übertragungsverfahren Erdgebundenheit –Terrestrische –(Seekabel) –Satellitennetzwerke Ausbreitung –Rundfunk –Richtfunk –Zellennetze Regionale Begrenzung

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Drahtlose Übertragung - Frequenzspektren Quelle: Tanenbaum, A. S., Computernetzwerke, 4. Auflage

prof. dr. dieter steinmannfachhochschule trier © prof. dr. dieter steinmann Kabelgebundene „öffentliche Netze“ - Funknetzwerke Eigener Foliensatz