Grundlagen der Kommunikationsnetze und Standardisierung

Kommunikationsnetze

Ein Kommunikationsnetz ist die Gesamtheit verschiedener Stationen und Einrichtungen, die miteinander kommunizieren. Ein Teilnetz bildet dabei einen Bereich des gesamten Netzes, um die Beziehungen zwischen den Elementen zu verwalten. Ein Netzwerk besteht aus Stationen, Leitungen und Knoten.

Ein Knoten ist jeder Punkt im Netzwerk, der den Weg bestimmt, auf dem Informationen von einer Station zur anderen gelangen. Ein Knoten kann eine Station oder ein intelligentes Gerät sein. Netzwerke mit gleichberechtigten Knoten werden als Peer-to-Peer-Netzwerke bezeichnet, während Netzwerke ohne solche Knoten als Broadcast-Netze oder Multipoint-Netzwerke bekannt sind.

Klassifizierung von Netzwerken

• Nach Eigentum: Öffentlich oder privat.
• Nach Verwendung: Industriell, Telekommunikation oder Computer.
• Nach Vermittlungstechnik: Leitungsvermittlung, Paketvermittlung oder Nachrichtenvermittlung.

Geografische Ausdehnung

• LAN (Local Area Network): Computer im gleichen Raum, Gebäude oder in einem Umkreis von etwa 3 km.
• MAN (Metropolitan Area Network): Vernetzte Systeme innerhalb einer Stadt, mit einer Reichweite von etwa 50 km.
• WAN (Wide Area Network): Netzwerke, die über die Metropolregion hinausgehen und sich über Regionen, Länder, Kontinente oder weltweit erstrecken.

Art der Verknüpfung

• Punkt-zu-Punkt: Zwischenknoten dienen als Verbindungspunkte und sind für das Routing der Informationen zwischen den Stationen verantwortlich.
• Multipoint (Broadcast): Es gibt keine Zwischenknoten zur Weiterleitung. Jede Nachricht muss eine Kennung enthalten, um die Zielstation zu identifizieren.

Netzwerktopologien

Die Topologie beschreibt die physische Zusammenschaltung zwischen Knoten und Stationen:

• Punkt-zu-Punkt: Vollständig vermascht, Stern, Ring, Ring-Schnittpunkt, Linie, Baum.
• Multipoint (Broadcast): Bus, Ring, Satellit.

Industrielle Kommunikation und Standardisierung

Standardisierung ist eine Gruppe von Aktivitäten, die entwickelt wurden, um Lösungen für wiederkehrende Situationen zu bieten. Sie umfasst die Entwicklung, Verbreitung und Anwendung von Regeln oder Normen. Dies erleichtert die Anpassung von Produkten, Prozessen und Dienstleistungen, fördert die technische Zusammenarbeit, baut Handelsschranken ab und schützt Gesundheit sowie Umwelt.

Internationale Standards

• ISO (International Organization for Standardization): Entwickelt Standards für alle Bereiche und koordiniert regionale Organisationen.
• IEC (International Electrotechnical Commission): Zuständig für den elektrotechnischen Bereich.
• ITU (International Telecommunication Union): Koordiniert Telekommunikationsstandards. Sie besteht aus den Bereichen ITU-T, ITU-R und ITU-D.

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

Die elektromagnetische Verträglichkeit ist die Fähigkeit eines Geräts oder Systems, in seiner elektromagnetischen Umgebung zufriedenstellend zu funktionieren, ohne dabei selbst unzulässige Störungen zu verursachen. In der Industrie ist die EMV-Betrachtung notwendig, da Störungen durch höhere Spannungen und Ströme zunehmen, während elektronische Schaltungen immer empfindlicher werden und näher an Störquellen platziert sind. Diese Störungen werden durch Geräte oder Prozesse wie schwere Motoren oder Halbleitersysteme verursacht und können durch Leitungskopplung übertragen werden.