Übertragungstechnik

Bei der Übertragungstechnik geht es darum, wie Informationen über ein definiertes Übertragungsmedium von A nach B übermittelt werden. Dahinter stehen mehrere Verfahren, die für unterschiedliche Aufgaben in der Kommunikationstechnik verantwortlich sind.

Vermittlungstechnik

In einem Kommunikationssystem hat die Vermittlungstechnik (switching technology) die Aufgabe 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.

In einem paketvermittelndem Netz spricht man von der Adressierung von Datenpaketen, damit das Vermittlungssystem das Datenpaket dem Empfänger zustellen kann. Es ist vergleichbar mit dem Brief- und Paket-Versand in der Logistik.
Die Adresse ist vergleichbar mit der Telefonnummer in einem Telefonnetz. Jeder Computer, der an das Internet oder nur an ein lokales Netzwerk angeschlossen ist, hat eine eigene Adresse. Daran kann er identifiziert werden. Damit ist gewährleistet, dass er Daten senden und empfangen kann.

Fernsprechübertragung

Die Art und Weise der Übermittlung von Sprachinformationen über ein Fernsprechnetz bezeichnet man als Fernsprechübertragung. Weil der Begriff etwas angestaubt klingt, spricht man allgemein von Telefonie.
Vor der eigentlichen Übertragung muss das Informationssignal, das im Ursprung von einer Schallquelle (Sprache) erzeugt wird, so umgewandelt werden, dass es nach der Übertragung in die ursprüngliche Schallinformation zurückgewandelt werden kann.

Datenübertragung

Die Datenübertragung umfasst verschiedene Verfahren zur Übertragung von Informationen und Nachrichten, die man als Daten bezeichnet.
Während es in der Anfangszeit der Übertragungstechnik darum ging Sprache zu übertragen, wurde seit Beginn des Computerzeitalters neben der Sprachübertragung auch die Datenübertragung weiterentwickelt. Da die Übertragung von Daten ganz andere Bedingungen erfordert, haben sich auf der technischen Seite der Vermittlungstechnik oder des Routings, also der Wegfindung vom Sender zum Empfänger, sehr unterschiedliche Prinzipien entwickelt.

Übertragungsmedien

Die Übertragungsmedien sind der Weg, auf dem die Sprache und die Daten vom Sender zum Empfänger übertragen werden. In der Kommunikationstechnik besteht der gesamte Übertragungsweg in der Regel aus mehreren aufeinanderfolgenden Übertragungsabschnitten. Diese Abschnitte können aus verschiedenen Übertragungsmedien zusammengesetzt sein. Zwischen den Übertragungsabschnitten befinden sich unterschiedliche verbindungsschaffende Komponenten.

Modulationsverfahren

Ein großes Anwendungsgebiet in der Nachrichtentechnik ist die Signalübertragung. Es geht darum, wie man viele Informationen möglichst verlustfrei über einen Übertragungsweg übertragen kann. Bei der Übertragung verschiedener Signale auf dem selben Übertragungsweg ist eine Signalaufbereitung vor der Signalübertragung notwendig. Dafür werden Modulationsverfahren eingesetzt, um Informationen und Daten so in elektrische Signale umzuwandeln, dass sie für die Übertragung geeignet sind.

Multiplexing

Beim Multiplexing geht es um die Aufteilung der Übertragungswege in der Kommunikationstechnik, um diese optimal auszunutzen. Zum Multiplexing gehören Verfahren, die mehrere Signale bündeln oder zeitlich verschachteln, um sie gleichzeitig oder gemeinsam auf dem Übertragungsmedium zu übertragen. Dadurch werden Kosten verringert, die Zuverlässigkeit erhöht, die Bandbreite erhöht und manche technische Lösung erst realisierbar.

Duplex

Unter Duplexing versteht man die Anordnung von Down- und Uplink. Das sind die Verbindungsbezeichnungen für die Empfangs- und Senderichtung. Man unterscheidet generell zwischen Halbduplex und Vollduplex. Bei beiden ist die Übertragung in beide Richtungen möglich. Eine Ausnahme bildet Simplex, bei der es nur eine Übertragungsrichtung gibt.

Fehlerkorrektur / Error Control

Bei der Übertragung von Daten kommt es immer zu Störungen und dadurch zu Fehlern. Die meisten Fehler treten auf der Übertragungsstrecke auf. Zum Beispiel dann, wenn das eigentliche Signal im Rauschen oder in Störgeräuschen untergeht. Vor allem Kupferkabel sind anfällig gegen elektromagnetische Einstreuungen. Glasfaserkabel dagegen unterliegen diesen Störungen nicht.
Übertragungsfehler können auch dann auftreten, wenn in einem überlasteten Netzwerk Datenpakete verloren gehen.
Wie wichtig eine Fehlerkorrektur ist, hängt von der Anwendung ab. So gibt es bei der Übertragung von Audio- und Video-Daten keinen Grund die Daten im Fehlerfall nochmal zu übertragen. Ein kleiner Aussetzer in Bild und Ton ist im Regelfall tolerierbar. Eine erneute Übertragung der Daten käme in jedem Fall zu spät. Dagegen darf im Fall der Übertragung von Zahlungsinformationen kein Fehler auftreten.
Typische Möglichkeiten der Fehlerkorrektur sind das Paritätsbit und die Prüfsumme. Wobei beide Verfahren den Datenumfang um ca. 15 Prozent aufblähen.

Scrambling-Verfahren

In einem Datenstrom treten normalerweise eine Vielfalt unterschiedlicher Folgen von Nullen und Einsen auf. Insbesondere bei einer Vielzahl von hintereinanderfolgenden Nullen und Einsen ist es schwer, den Takt aus dem Signal zu gewinnen. Scrambling-Verfahren verwürfeln den Datenstrom so, dass nur eine bestimmte Anzahl von Nullen und Einsen hintereinander folgen. Der Vorteil dabei ist, dass sich die elektromagnetische Abstrahlung reduziert.

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