Grundlagen der Datenübertragung: Kodierung, Sicherheit & Kabeltypen

1. Bit-Kodierung: NRZ und Manchester

Die Art und Weise, wie Bits als Spannungen kodiert werden, unterscheidet sich je nach Methode:

• NRZ (Non-Return-to-Zero) Kodierung: Ein 0-Bit kann über die gesamte Bit-Zeit durch eine bestimmte Spannung in den Medien repräsentiert werden, während ein 1-Bit durch eine andere Spannung dargestellt wird.
• Manchester-Kodierung: Diese Methode verwendet Übergänge (oder deren Fehlen) in der Mitte der Bit-Zeit, um logische Zustände anzuzeigen. Zum Beispiel wird ein 0-Bit durch einen Übergang von Hoch zu Tief in der Mitte der Bit-Zeit dargestellt. Für ein 1-Bit erfolgt ein Übergang von Tief zu Hoch in der Mitte der Bit-Zeit.

2. Symbolkodierung und ihre Vorteile

Bits können vor der Übertragung auch als Symbole kodiert werden. Eine der gängigen Kodierungstechniken ist die Verwendung von Symbolen.

Die physikalische Schicht kann eine Reihe von kodierten Symbolen, sogenannte Codegruppen, verwenden, um Steuerinformationen oder Daten darzustellen. Eine Codegruppe ist eine fortlaufende Folge von Bits, die Code-Daten als Bitmuster interpretiert. Zum Beispiel können die Code-Bits 10101 die Daten-Bits 0011 repräsentieren.

Obwohl die Einführung von Codegruppen zusätzliche Bits für die Übertragung erfordert, erhöhen sie die Robustheit einer Kommunikation. Dies gilt insbesondere für die Beschleunigung der Datenübertragung.

Die Übertragung von Symbolen verbessert die Synchronisation, die Effizienz der Fehlererkennung und das Timing zwischen Sende- und Empfangsgeräten. Dies sind wichtige Überlegungen zur Unterstützung der Hochgeschwindigkeitsübertragung durch die Medien. Einige dieser Vorteile sind:

• Reduzierung von Fehlern auf Bit-Ebene
• Optimierung der effektiven Energieübertragung in die Medien
• Hilfe bei der Unterscheidung von Daten- und Steuerbits
• Verbesserte Fehlererkennung

3. Sicherheitsprobleme bei Kupferkabeln

Bei der Verwendung von Kupferkabeln sind verschiedene Sicherheitsprobleme zu beachten:

Elektrische Gefährdungen

Kupferkabel können Strom auf unerwünschte Weise leiten. Dies kann Personal und Ausrüstung einer Vielzahl elektrischer Gefahren aussetzen. Ein defektes Netzwerkgerät kann Ströme auf das Gehäuse eines anderen Geräts leiten. Darüber hinaus kann die Netzwerkverkabelung unerwünschte Spannungen aufweisen, wenn Geräte, einschließlich Stromquellen, mit unterschiedlichen Erdungspunkten verbunden sind. Kupferkabel können auch zu Spannungen führen, die Geräte durch elektrische Schocks im Netzwerk beschädigen. Infolgedessen können unerwünschte Ströme und Spannungen zu Schäden an angeschlossenen Netzwerkgeräten und Computern oder zu Verletzungen von Personen führen.

Brandgefahr

Die Beschichtung und Isolierung der Kabel können beim Erhitzen oder Verbrennen Dämpfe oder giftige Substanzen freisetzen. Organisationen oder Kommunen können auch Sicherheitsstandards für Hardware- und Kabelinstallationen vorschreiben.

4. Wann Glasfaserkabel gegenüber Kupferkabeln bevorzugt werden

Glasfaserkabel werden in bestimmten Situationen gegenüber Kupferkabeln bevorzugt:

• Da Glasfasern nicht elektrisch leitend sind, sind sie immun gegen elektromagnetische Störungen und leiten keinen unerwünschten elektrischen Strom, selbst bei Erdungsproblemen.
• Optische Fasern können über wesentlich größere Längen als Kupfermedien verwendet werden, ohne dass das Signal regeneriert werden muss, da sie dünn sind und einen relativ geringen Signalverlust aufweisen.

5. Arten von Kupfer- und Glasfasersteckverbindern

Kupfersteckverbinder:

• RJ-45
• RJ-11

Glasfasersteckverbinder:

• ST (Straight Tip)
• SC (Subscriber Connector)
• LC (Lucent Connector)