Grundlagen der Datenübertragung: NRZ, Multiplexing und ISDN

Grundlagen der Datenübertragung

NRZ-Verfahren (Non-Return-to-Zero)

Einer der Nachteile des NRZ-Verfahrens ist, dass das Signal von einem Taktsignal zur Synchronisierung begleitet werden muss. Ohne dieses ist es nahezu unmöglich, die einzelnen Bits korrekt zu bestimmen. Für das Timing muss daher ein zusätzlicher, exklusiver Kanal für das Taktsignal genutzt werden, was mit entsprechendem Ressourcenaufwand verbunden ist.

Verfälschung von Symbolen

Die Verfälschung von Symbolen resultiert aus der Beschränkung der Bandbreite. Da digitale Informationen als Rechtecksignale übertragen werden, benötigen sie theoretisch eine sehr große Bandbreite. Da Übertragungsleitungen jedoch nur eine begrenzte Bandbreite besitzen, treten Verzerrungen auf, die zur sogenannten "Queue"-Bildung (Warteschlangeneffekt) führen. Dieses Problem tritt bei allen Leitungstypen auf.

Zeitmultiplexverfahren (MDT)

Das Zeitmultiplexverfahren (MDT) wird verwendet, um verschiedene digitale Signale zu multiplexen. Grundsätzlich nutzt es die Verzögerungen zwischen den Signalen aus, um Teile anderer Signale zusammenzuführen. Dabei wird die vollständige Sequenz über denselben Übertragungsweg gesendet, wobei die Signale am Empfangsende zeitlich getrennt wiederhergestellt werden. Mit dieser Technik ist es möglich, verschiedene digitalisierte Sprachverbindungen zu kombinieren und über denselben Kanal zu übertragen.

Frequenzmultiplexverfahren (MDF)

Das Frequenzmultiplexverfahren (MDF) basiert auf der Modulation verschiedener Signale, die dadurch unterschiedliche Frequenzbänder belegen. Diese werden anschließend gemeinsam über denselben Übertragungskanal ohne gegenseitige Interferenzen gesendet. Auf der Empfängerseite werden separate Bandpassfilter eingesetzt, die auf die jeweiligen Frequenzen abgestimmt sind. So können die Signale anschließend demoduliert und die ursprünglichen Informationen separat zurückgewonnen werden.

Das ISDN-System

Das ISDN-Geschwindigkeitssystem basiert auf dem Konzept digitaler Kanäle. Ein digitaler Kanal ist ein Bitstrom, der vom Client zum Telefonanbieter und umgekehrt fließt. Es existieren zwei Standards für diesen Bitfluss: einer für Nutzer mit geringem Bedarf und einer für Nutzer mit hohen Anforderungen an die Bandbreite.

Um die Funktionen auf Benutzerebene und die physische Konfiguration zu verstehen, werden funktionelle Gruppen definiert:

• TR1, TR2, TE1, TE2 und TA: Diese Gruppen umfassen die notwendigen Funktionen für den ISDN-Zugriff. Sie können durch eine oder mehrere Hardware-Komponenten realisiert werden.

Die Referenzpunkte (R, S, T, U und V) sind konzeptionelle Schnittstellen, welche die funktionellen Gruppen unterteilen. Ein Bezugspunkt kann einer physischen Schnittstelle zwischen verschiedenen Geräten entsprechen oder rein konzeptionell existieren.

Der passive S0-Bus

Ein wesentliches Merkmal des S-Referenzpunktes im Basisanschluss ist der passive S0-Bus. Er dient zum Anschluss von bis zu acht Geräten, von denen jedes eine eigene Telefonnummer haben kann. Gleichzeitig können jedoch nur zwei Geräte die Leitung nutzen, da über den Bus zwei unabhängige 64-kbit/s-Kanäle gemultiplext werden.

Es gibt verschiedene Arten des passiven Busses:

• Kurzer passiver Bus: Er kann eine Kabellänge von bis zu 200 Metern haben. Es können bis zu 10 Anschlussdosen installiert werden, an denen maximal 8 Endgeräte angeschlossen werden dürfen.
• Erweiterter passiver Bus: Dieser Bus kann 500 bis 1.000 Meter lang sein. Es können jedoch nur 4 Endgeräte in den letzten 50 Metern des Busses angeschlossen werden.
• Langer Bus (Punkt-zu-Punkt): Er kann eine Länge von 1.000 Metern erreichen. Hier kann nur ein einziges Endgerät angeschlossen werden, wobei die Installation eines Abschlusswiderstands an der Dose erforderlich ist.