EDV-Netzwerktechnik

Einführung in die Netzwerktechnik

PCs in Unternehmen sind vernetzt, um Ressourcen wie Drucker zu teilen, Daten allgemein zugänglich zu machen und auszutauschen, aber auch um Wartungsarbeiten zu erleichtern. Lokale Netzwerke sind heutzutage so wichtig geworden, das ihr Aufbau ein wohldurchdachtes Konzept erfordert.

Datenübertragungssysteme

Über die Jahre hinweg hat sich in der Technik für lokale Netzwerke ein Standard herausgearbeitet, der heute praktisch überall eingesetzt wird: Ethernet. Bereits in den Siebziger Jahren wurde diese Technik eingeführt, um Daten auf hausinternen Telefonleitungen mit 10 Mbps zu übertragen. Mbps steht dabei für Megabit pro Sekunde, also 10 Millionen Bit pro Sekunde können vom Ethernet übertragen werden. 10 Mbps erlauben, abzüglich eines gewissen Protokoll-overheads, eine Datenübertragungsrate von ca. 1 Mbps. Ethernet wurde aber so konzipiert, dass nicht nur zwei, sondern nahezu beliebig viele Teilnehmer am Ethernet partizipieren können. Mehrere Teilnehmer müssen sich dann die Bandbreite von 10 Mbps teilen, und können bei stärkerer Frequentierung auch unproduktive Kollisionen auf der Datenleitung verursachen.

 

Um den höheren Anforderungen nach Bandbreite gerecht zu werden, wurde auf Basis der Ethernet-Technologie Fast-Ethernet mit 100 Mbps und schließlich Gigabit- Ethernet mit 1000 Mbps entwickelt.

Über die Qualität der Datenübertragung entscheidet insbesondere der Einsatz des Ethernet-Hubs. Ein Hub wird benötigt, um mehrere Teilnehmer physikalisch zusammen zu führen. Im einfachsten Fall hat ein Hub eine Repeaterfunktion, d.h. alle eingehenden Datenpakete auf allen Leitungen werden einfach auf alle anderen Leitungen des Hubs ausgegeben. Nur so ist zu gewährleisten, dass auch alle Teilnehmer am Ethernet alle Datenpakete zu „sehen“ bekommen.

 

 

 

Seit einigen Jahren werden die Repeater mehr und mehr durch Switches abgelöst. Ein Switch ist ebenfalls ein Hub mit einer gewissen Anzahl von Ethernetanschlüssen. Allerdings kann ein Switch "lernen", indem er sich merkt, welcher Ethernetteilnehmer sich auf welchem Eingangsport befindet. Ist ein Teilnehmer einmal identifiziert worden, werden Datenpakete, die an diesen Teilnehmer geleitet werden sollen nicht mehr an alle Ausgänge, sondern nur noch an den tatsächlichen Anschluß gesendet. Damit werden automatisch alle anderen Ports von diesen Datenpaketen entlastet.

Datenübertragungsmedien

Ethernet-Datenpakete können auf einer Reihe von Medien übertragen werden: Nach dem mittlerweile überholten Cheapernet / 10-Base2 auf Koaxialkabel (ähnlich einem Antennenkabel) ist die Twisted- Pair Verkabelung Standard. Twisted- Pair Kabel besteht aus 8 paarweise verdrillten Kupferadern (von denen für Ethernet und Fast-Ethernet nur 4 genutzt werden). 

 

 

Die Qualität der Verkabelung ist dabei von essentieller Bedeutung. Aus diesem Grunde wurden eine Reihe von Qualitätsstandards festgelegt – so sollte für Kabel als auch Anschlussdosen mindestens der "Category 6" Standard gewählt werden, der eine problemlose Übertragung von Fast-Ethernet erlaubt. 

 

 

Ebenso wichtig sind die Qualität der Verteiler- und Rangierfelder, der Verbindungs- (" Patch-") Kabel und vor allem eine qualifizierte Installation und Montage. Die schnellen Ethernetvarianten arbeiten im Hochfrequenzbereich, so das eine unsachgemäße Installation zu ständigen Funktionsstörungen und Ausfällen führt.Immer häufiger kommen zur Übertragung von Ethernet auch Glasfaserleitungen (auch FO, Fiber- Optics genannt) zum Einsatz. Glasfaser hat neben dem Kostennachteil wesentliche Vorteile: Die optische Übertragung ist erheblich verlustärmer als die elektrische; somit können längere Strecken überbrückt werden. 

 

 

Zudem sind Sender und Empfänger elektrisch voneinander getrennt, d.h. es treten keine Potentialprobleme bei unterschiedlichen Potentialen zwischen Stockwerken oder Gebäuden auf, und ebenfalls ist die Gefahr von statischen Entladungen und sonstigen Fehlerströmen (Induktion, Blitzschlag, etc.) gebannt. Als weiterer Vorteil ist zu nennen, das die theoretische Bandbreite bei einer Glasfaserleitung deutlich über der eines Kupferkabel liegt – dieser Vorteil ist allerdings mit Vorsicht zu genießen, da heute eingesetzte Glasfasertypen womöglich in fernerer Zukunft durch Neuere ersetzt und dann die alten Typen nicht mehr unterstützt werden; in der Vergangenheit hat sich häufig gezeigt, das eine Vorausplanung nur die nähere Zukunft einschließen sollte, da die rasante Technologieentwicklung längerfristige Voraussagen häufig zunichte macht.

Eine weitere Variante zur Übertragung von Ethernet-Paketen ist der Richtfunk. Mit diesem System können bis zu 11 Mbps zwischen Gebäudekomplexen übertragen werden; dabei bleibt der Vorteil der Potentialtrennung erhalten. Das System ist zudem widerstandsfähig gegen Wettereinflüsse.Elektroanlagen Heinz Bauschmann beschäftigt sich bereits seit einigen Jahren mit Twisted- Pair-, Glasfaser- und Richtfunkinstallationen. Wir planen, verlegen und prüfen nahezu jede Art von Datenübertragungsmedium.