Datenübertragung

Die Datenübertragung vereint Methoden, um Informationen von einem Sender (Informationsquelle) zu einem Empfänger (Informationssenke) zu übermitteln. Informationen werden durch elektrische oder optische Signale oder elektromagnetische Wellen transportiert. Technisch gesehen, übermittelt der Sender das Signal in Form einer physikalischen Größe an den Empfänger. Dort wird das Signal gemessen. Bei elektrischen Signalen wird eine elektrische Spannung oder ein elektrischer Strom gemessen. Bei optischen Signalen wird das Licht bzw. seine unterschiedlichen Farben gemessen.

Die Elektronik der Datenübertragung basiert auf integrierten Schaltkreisen, die aus hochkomplexen elektronischen Schaltungen und die wiederum aus vielen Halbleiterbauelemente bestehen. Dank der Miniaturisierung dieser Halbleiter sind wir in der Lage, umfangreiche Funktionen auf kleinstem Raum in jedes elektronische Gerät einzubauen. In der Kommunikationstechnik stellen diese komplexen hochintegrierten Schaltkreise die Verbindungen zwischen Sender und Empfänger her und sorgen für eine möglichst hohe Datenübertragungsrate.

Informationen und Daten

In der Datenübertragung bezeichnet man die zu übermittelnden Nachrichten oder Informationen als Daten. Diese Daten werden in der modernen Kommunikationstechnik als eine Folge von Bits dargestellt. Ein Bit ist die kleinste Informationseinheit oder der kleinste Informationsträger, der nur zwei Zustände annehmen kann. Diese beiden Zustände werden häufig durch 0 und 1 symbolisiert. Es sind aber auch andere gegensätzliche Zustandsformen denkbar. Wie zum Beispiel Licht an und aus. Die Verarbeitung und Übertragung der Daten erfolgt in der Regel in Form von Bitfolgen.

Übertragungsmedien

Für die Übertragung stehen unterschiedliche Übertragungsstrecken zur Verfügung. Für elektrische Signale werden Kupferkabel verwendet. Optische Signale werden über Glasfaserkabel übertragen. Und für elektromagnetische Wellen dient der freie Raum (Luft) als Übertragungsmedium.

Übertragungsgeschwindigkeit

Die Übertragungsgeschwindigkeit bzw. Datensrate bezeichnet die Datenmenge, die innerhalb einer bestimmten Zeiteinheit über ein Übertragungsmedium übertragen wird. Die Zeiteinheit ist in der Regel die Sekunde. Das kleinste Maß für die Datenmenge ist das Bit. Deshalb spricht man auch von der Bitrate, die in Bit pro Sekunde (Bit/s oder bps) angegeben wird. Oft werden Vielfache dieser Einheit verwendet. Zum Beispiel 1 kBit/s für 1.000 Bit/s, 1 MBit/s für 1.000.000 Bit/s oder 1 GBit/s für 1.000.000.000 Bit/s.

Die real existierenden Übertragungsmedien sind sowohl in ihrer Bandbreite begrenzt als auch verschiedenen Störungen unterworfen und damit die maximale Übertragungsrate eingeschränkt. Die Bandbreite des Übertragungsmediums bestimmt, wie viele Bit pro Sekunde übertragen werden können. Die meisten Übertragungssysteme können pro Übertragungsschritt mehrere Bit übertragen. Die Störungen während der Übertragung begrenzen den Informationsgehalt pro Übertragungsschritt.

Vermittlungstechnik

Die Vermittlungstechnik (switching technology) hat die Aufgabe in einem Kommunikationssystem einen Übertragungsweg zwischen zwei beliebigen Teilnehmern herzustellen. Mit Vermittlung ist gemeint, dass ein Übertragungsweg zwischen Sender und Empfänger in einem Kommunikationsnetzwerk vermittelt wird.
Unabhängig von der Art der Vermittlung, für alle Vermittlungssysteme ist die Adressierung, die eindeutige Identifikation, aller Teilnehmer, die an einem Kommunikationsnetz angeschlossen sind, ein wesentlicher Bestandteil.

Modulationsverfahren und Multiplexing

Um bestmögliche Bedingungen für die Datenübertragung zu schaffen wurden in der Elektronik und Kommunikationstechnik Multiplex- und Modulationsverfahren entwickelt. Multiplexverfahren verschachteln mehrere Signale ineinander, um den Übertragungsweg mehrfach zu nutzen. Modulationsverfahren bringen die Signale in eine bestimmte physikalische Form, damit die Signale möglichst unverändert oder zumindest erkenn- bzw. messbar beim Empfänger ankommen.

Datenübertragung über das Telefonnetz

Das Telefonnetz wurde hauptsächlich für die Übertragung von Telefongesprächen entwickelt. Im Lauf der Zeit wurde die Übertragung von Daten immer wichtiger und die Verfügbarkeit des Telefonnetzes immer öfter für die Datenübertragung "missbraucht".

Die Telefonnetze sind darauf ausgelegt, eine kleine Anzahl an kurz dauernden Verbindungen abzuwickeln. Das Telefonnetz hat weder die Bandbreite, noch die Kapazität sehr viele gleichzeitige Verbindungen zu ermöglichen. Die Möglichkeit über das Telefonnetz Daten zu übertragen ist eher eine Option, als ein integriertes Leistungsmerkmal. Auch mit ISDN hat sich das nicht wesentlich geändert.

Die Bedeutung der Vernetzung und der Übertragung enormer Datenmengen hat seit der Einführung des Internets ständig zugenommen. Insbesondere der Internet-Zugang über einen Wählzugang (Analog und ISDN) ist weder technisch noch ökonomisch sinnvoll. Um die ständig gestiegenen Anforderungen an die Bandbreite abdecken zu können, wurden alternative und breitbandige Zugangstechniken entwickelt. Unter anderem DSL und die Kabelmodemtechnik. Aus diesem Grund hat die Datenübertragung über das Telefonnetz keine Bedeutung mehr.

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