Grundlagen der Datenkommunikation: Begriffe, Medien & Übertragungsarten

Grundlagen der Datenkommunikation

Datenkommunikation ist der Prozess der Übertragung von Informationen in binärer Form zwischen zwei oder mehr Punkten. Dafür werden vier Grundelemente benötigt:

Grundelemente der Datenkommunikation

Transmitter:

Ein Gerät, das Daten sendet.

Nachricht (Message):

Die Form, in der Daten übermittelt werden.

Medium:

Der Übertragungsweg der Daten von der Quelle zum Ziel.

Empfänger:

Das Zielgerät für die Daten.

BIT:

Ist die kleinste Informationseinheit und die Basiseinheit der Kommunikation.

BYTE:

Eine zusammenhängende Reihe von Bits, die das Routing von Informationen in einem Computersystem ermöglicht. Es besteht aus 8 Bits.

Bitfolge (Plot):

Eine Bitfolge mit einem vordefinierten Format, die von Bit-orientierten Protokollen verwendet wird.

Paket:

Teile einer Nachricht von vordefinierter Größe, wobei jeder Teil oder jedes Paket Informationen über Quelle und Ziel sowie Nachrichteninformationen für den Zusammenbau enthält.

Schnittstellen:

Eine Verbindung, die die Kommunikation zwischen zwei oder mehr Geräten ermöglicht.

Codes:

Eine Vereinbarung über eine Reihe von Bedeutungen, die eine Reihe von Symbolen und Zeichen definieren. Jede Bitkombination repräsentiert ein Zeichen in der Codetabelle. Die bekanntesten Codetabellen sind der ASCII-Code und der EBCDIC-Code.

Parität:

Ist eine Technik, bei der durch das Hinzufügen eines Bits zu einem Zeichen oder einem Block von Zeichen sichergestellt wird, dass die Anzahl der Einsen (1) gerade oder ungerade ist. Sie wird zur Fehlerprüfung bei der Datenvalidierung verwendet. Die Parität ist Null (0 = SPACE) oder Eins (1 = MARK).

Modulation:

Der Prozess der kontrollierten Manipulation der Eigenschaften eines Trägersignals, um zu übermittelnde Informationen zu enthalten.

DTE (Data Terminal Equipment):

Geräte, die die Quelle und das Ziel der Daten sind. Dazu gehören Computer (Hosts, Mikrocomputer und Terminals).

DCE (Data Communications Equipment):

Geräte zur Umwandlung zwischen DTE und dem Übertragungskanal, d.h. die Geräte, über die wir die DTE mit den Kommunikationsleitungen verbinden.

Ressourcen, Formen und Arten der Übertragung

Medien:

• Luft: Basiert auf radioelektrischen Signalen (unter Verwendung der Atmosphäre als Übertragungsmedium), Laserstrahlen oder Infrarotstrahlen.
• Feststoffe: Hauptsächlich Kupfer-Twisted-Pair- oder Koaxialkabel und Glasfaseroptik.

Formen der Übertragung:

• Serielle Übertragung: Die Bits werden einzeln über eine einzige Leitung übertragen. Dies dient der Übertragung über lange Strecken.
• Parallele Übertragung: Die Bits werden in Gruppen über mehrere Leitungen gleichzeitig übertragen. Dies wird hauptsächlich in Computern eingesetzt.

Die parallele Übertragung ist schneller als die serielle Übertragung. Wenn jedoch der Abstand zwischen den Geräten zunimmt (sollte 100 Fuß nicht überschreiten), werden nicht nur die Kabel teurer, sondern auch die Komplexität der Sender und Empfänger steigt aufgrund der Schwierigkeit, Impulssignale über lange Kabel zu senden und zu empfangen.

Arten der Übertragung:

• Simplex-Übertragung: Die Datenübertragung erfolgt nur in eine Richtung. Es gibt immer einen sendenden Knoten und einen empfangenden Knoten, die ihre Funktionen nicht ändern.
• Halbduplex-Übertragung: Die Datenübertragung erfolgt in beide Richtungen, jedoch abwechselnd in einer Richtung zu einer Zeit. Wenn Daten empfangen werden, können keine Daten übertragen werden.
• Vollduplex-Übertragung: Die Datenübertragung erfolgt gleichzeitig in beide Richtungen. Ein Ende kann Daten empfangen, während es gleichzeitig andere Daten überträgt.
• Asynchrone Übertragung: Jedes Datenbyte enthält Start- und Stoppsignale am Anfang und Ende. Die Aufgabe dieser Signale ist es: Den Empfänger über die Ankunft eines Bytes zu informieren. Dem Empfänger genügend Zeit zu geben, Synchronisationsaufgaben zu erfüllen, bevor das nächste Byte empfangen wird.
• Synchrone Übertragung: Verwendet separate Kanäle zur Verwaltung des Empfangs und der Übertragung von Daten. Zu Beginn jeder Übertragung werden einige vorbereitende Signale verwendet:
  • Synchronisations-Bytes für Byte-orientierte Protokolle.
  • Flags in Bit-orientierten Protokollen.
  Ihre primäre Aufgabe ist es, den Empfänger über die Ankunft der Daten zu informieren.

Hinweis: Die Taktsignale bestimmen die Geschwindigkeit, mit der Daten gesendet und empfangen werden.