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1993 | Buch

Einführung Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

Datenfernübertragung

Einführende Grundlagen zur Kommunikation offener Systeme

verfasst von: Peter Welzel

herausgegeben von: Harald Schumny

Verlag: Vieweg+Teubner Verlag

Buchreihe : Viewegs Fachbücher der Technik

Enthalten in: Professional Book Archive

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Über dieses Buch

1.1 Aufgaben der Datenübertragung und Datenfernverarbeitung Datenübertragung (data transmission), im folgenden mit DÜ abgekürzt, bedeutet die Über­ tragung von Daten zwischen unabhängig voneinander betriebenen informationsverarbeitenden Systemen. Merkmale der DÜ sind: - Übertragung der Signale mit annähernd Lichtgeschwindigkeit. - Für die Darstellung der Daten stehen nur elektrische bzw. elektromagnetische Signale zur Verfügung. - Die Datenübertragung ist grundsätzlich zwischen Systemen verschiedener Hersteller und Betreiber möglich. - Zur Datenübertragung werden auch Medien benutzt, die nicht ausschließlich der Daten­ übertragung dienen. - Die Daten liegen in digitaler Form vor. - Die Daten werden seriell übertragen. Datenübertragung tinclet auch innerhalb der informationsverarbeitenden Systeme statt, z.B. beim Datenaustausch zwischen Prozessor und Speicher in einem EDV-System. Dieses Thema wird im folgenden nicht behandelt. Der Austausch von Daten zwischen Zentraleinheiten und Peripheriegeräten erfolgt aber oft nach Regeln der DÜ, so daß dieses Thema in einigen Abschnitten des Buches behandelt wird. Datenfernverarbeitung (teleprocessing), im folgenden mit DFV abgekürzt, bedeutet, daß die Daten nicht an dem Ort verarbeitet werden, an dem sie entstehen oder benötigt werden. Die DÜ ist eine Voraussetzung für die Datenfernverarbeitung. Prinzipien der DÜ tinden sich in mehreren Bereichen der Informationsverarbeitung: a) "Klassische" Datenfernübertragung (DFÜ), gekennzeichnet durch: - grundsätzlich unbegrenzte Entfernung zwischen den Systemen, die Daten austauschen. - Benutzung öffentlicher Übertragungseinrichtungen (public carriers) aus technisch-wi- schaftlichen und/oder aus rechtlichen Gründen (Nachrichtenmonopol). - Es werden auch Netze verwendet, die nicht für die DÜ geschaffen wurden, z.B. das Fe- sprechnetz. - Aus Computersicht niedrige Datenübertragungsraten. - Modulation digitaler Signale. - Starke internationale und nationale Normung.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Einführung
Zusammenfassung
Datenübertragung (data transmission), im folgenden mit DÜ abgekürzt, bedeutet die Übertragung von Daten zwischen unabhängig voneinander betriebenen informationsverarbeitenden Systemen. Merkmale der DÜ sind:
  • Übertragung der Signale mit annähernd Lichtgeschwindigkeit.
  • Für die Darstellung der Daten stehen nur elektrische bzw. elektromagnetische Signale zur Verfügung.
  • Die Datenübertragung ist grundsätzlich zwischen Systemen verschiedener Hersteller und Betreiber möglich.
  • Zur Datenübertragung werden auch Medien benutzt, die nicht ausschließlich der Datenübertragung dienen.
  • Die Daten liegen in digitaler Form vor.
  • Die Daten werden seriell übertragen.
Peter Welzel
2. Physikalische und technische Grundlagen
Zusammenfassung
Datenübertragung und Datenfernverarbeitung beruhen auf einer großen Anzahl von Grundlagenwissenschaften, u.a. seien genannt: Elektrizitätslehre, Elektronik, Optik, Informatik, Wahrscheinlichkeitsrechnung, Mathematik stochastischer Prozesse, Automatentheorie, Linguistik. In diesem Kapitel sollen die Grundlagen der DÜ und DFV so gedrängt wie möglich dargestellt werden; auf physikalische oder mathematische Herleitungen wird dabei meist verzichtet. Grundbegriffe der Informatik werden teilweise vorausgesetzt.
Peter Welzel
3. Die physikalische Ebene
Zusammenfassung
Dieses Kapitel befaßt sich mit der physikalischen Ebene (physical layer) des ISO/OSI-Modells, nach DIN ISO 7498 der Bitübertragungsschicht. Im Gegensatz zum vorigen Kapitel sollen hier die auf dieser Ebene tatsächlich vorhandenen Einrichtungen untersucht werden, wobei deren Normung besondere Bedeutung zukommt. Einrichtungen des ISDN, welche der physikalischen Ebene zuzurechnen sind, werden im Kapitel 8 dargestellt.
Peter Welzel
4. Die Verbindungsebene
Zusammenfassung
Die Verbindungsebene (link level, link layer), die Ebene 2 des ISO/OSI-Modells, nach DIN ISO 7498 als Sicherungsschicht bezeichnet, zeichnet sich gegenüber der physikalischen Ebene wie folgt aus:
a)
Sie ist eher Software- als Hardware-orientiert.
 
b)
Die übertragenen Daten werden nicht als Bitstrom aufgefaßt, sondern als eine strukturierte Nachricht.
 
c)
Es wird nicht nur die Übertragung eines Bits oder Zeichens betrachtet, sondern der gesamte Ablauf einer Nachrichtenübertragung, wozu mehrfacher Nachrichtenaustausch in beiden Richtungen gehören kann.
 
d)
Es findet Fehlererkennung statt.
 
e)
Bei Fehlern wird auf der Verbindungsebene versucht, den Fehler zu korrigieren (recovery schemes), ohne daß das Eingreifen höherer Ebenen oder des Bedieners erforderlich werden soll.
 
Peter Welzel
5. Paketebene
Zusammenfassung
Die dritte Ebene des ISO/OSI-Modells wird als Paketebene (packet layer) oder als Netzwerkebene (network layer) bezeichnet, nach DIN ISO 7498 als Vermittlungsschicht. Die Ebene wird durch das Paketnetz (packet switching network) realisiert. Paketnetze sind nach CCITT-Empfehlungen genormt und in vielen Ländern eingeführt.
Peter Welzel
6. Die Transportebene
Zusammenfassung
Die Transportebene (transport layer), nach DIN ISO 7498 Transportschicht, wird auch als Ende-zu-Ende-Kontrolle (end-end control) bezeichnet. Sie ist bisher nicht in der Weise genormt, wie die darunter liegenden Schichten. Im ISO/OSI-Modell stellt die Transportebene die unterste Schicht dar, bei der zwischen den miteinander verbundenen Stationen eine Verbindung besteht, während diese bei den darunter liegenden Ebenen nur zwischen benachbarten Netzknoten besteht.
Peter Welzel
7. Anwenderbezogene Ebenen des Schichtenmodells
Zusammenfassung
Die drei oberen Ebenen des ISO/OSI-Modells werden in diesem Kapitel zusammen behandelt, weil sie nur in speziellen Anwendungen allgemeinverbindlich genormt sind und weil sie nicht einen so unmittelbaren Bezug zur DÜ haben wie die unteren. Außerdem ist es üblich, die “Anwendungen”, die sich auf den Schichten 1 – 4 aufbauen, ohne eine Aufteilung für die Schichten 5 – 7 zusammenfassend darzustellen, z.B. als File-Transfer-System (FTS).
Peter Welzel
8. ISDN als universales Netzwerk
Zusammenfassung
ISDN (integrated services digital network) stellt den Versuch dar, alle Arten der elektronischen Kommunikation mit einem Netzwerk zu lösen. Das Trägernetzwerk ist der Transportmechanismus für die anzubietenden Dienste.
Peter Welzel
9. Aufbau von Netzwerken
Zusammenfassung
In diesem Kapitel soll der Aufbau von Netzwerken geschildert werden, wobei im Gegensatz zu den Ausführungen in Abschnitt 1.6 weniger grundsätzliche Überlegungen, sondern technische Realisierungen im Vordergrund stehen. Im ersten Teil geht es um die Konzepte und den Aufbau der Lokalen Netze, im zweiten Teil um firmenorientierte Netzwerkkonzepte. Wegen der Vielzahl der heute verbreiteten Konzepte muß sich besonders der zweite Teil auf einige Beispiele beschränken.
Peter Welzel
10. Elemente von Netzwerken
Zusammenfassung
Elemente von Netzwerken können aktiv oder passiv sein, passiv sind z.B. die Leitungen. Aktive Elemente zeichnen sich dadurch aus, daß sie Daten speichern und verändern, Signale verstärken oder verändern, z.B. modulieren können. In diesem Kapitel werden nur aktive Elemente betrachtet.
Peter Welzel
11. Betrieb von Netzwerken
Zusammenfassung
Da Anwendungen der DFV sehr mannigfaltig und damit auch die Betriebsformen sehr unterschiedlich sind, können in diesem Kapitel nur einige Beispiele behandelt werden, wie sie in der DFV vorkommen. Im ersten Abschnitt werden die Anwendungsformen der EDV und ihre Auswirkungen auf die DFV beschrieben. Der zweite Abschnitt befaßt sich damit, wie Erwartungen an ein Netzwerk und sein Verhalten zu definieren sind, wie unterschiedliche Ziele, die sich gegenseitig ausschließen können, bei unterschiedlichen Anwendungen zu bewerten sind und wie die Erreichung der Ziele zu messen ist. Im dritten Abschnitt geht es um die Abstimmung der Netzwerkkomponenten untereinander, um bei einer gegebenen Anwendung das optimale Netzwerkverhalten zu erhalten. Dann geht es um die Steuerung von Netzwerken, das Netzwerkmanagement. Der fünfte Abschnitt befaßt sich mit Fragen der Sicherheit bei der Benutzung der komplexen ausgedehnten Netzwerke, wobei hier nicht der Schutz vor Hard- oder Softwarefehlern im Vordergrund steht, sondern der Schutz vor unkorrekten Benutzern.
Peter Welzel
12. Messen und Prüfen in Datenübertragungssystemen
Zusammenfassung
Wie bei jedem technischen System, müssen auch bei Systemen der Datenübertragung Möglichkeiten vorhanden sein, das Funktionieren des Systems zu überprüfen und auftretende Fehler zu lokalisieren und zu beseitigen. Fehler in einem System oder Komponenten des Systems, die zu einem Ausfall der Systemfunktion oder von Teilen der Systemfunktion fuhren, verursachen immer Schäden. Diese können bestehen in:
  • Entgangene Amortisation: Da die Kapitalkosten jeder technischen Einrichtung auf den Benutzungszeitraum umgelegt werden müssen, ein ausgefallenes System aber keinen Nutzen bringt, entstehen Kosten ohne Nutzen. Während der Schadenszeit kann keine Amortisation stattfinden.
  • Reparaturkosten: Diese bestehen in den Kosten fur die eigentlichen Reparaturarbeiten, in den Wegekosten und den Ersatzteilkosten. Obwohl in der EDV-Industrie diese Kosten beim Kunden oft nicht direkt erhoben werden, sondern über Wartungsverträge pauschal abgerechnet werden, steigt mit steigender Reparaturanfälligkeit, längerer Fehlersuche und -beseitigung der Aufwand und damit auch der Preis dieser Warnings vertrage.
  • Folgekosten: Ein System der DFV ist kein Selbstzweck, sondern ein Teilsystem in einem größeren System, z.B. in einem Industriebetrieb, einer Handelsgesellschaft oder einer Lagerhaltung. Der Ausfall der DFV kann die Arbeit in anderen Betriebsteilen stark behindern oder sogar verhindern, so daß die Folgekosten oft weit höher sind als die beiden erstgenannten Kosten.
  • Gefährdung von Material: Dies kommt meist nur dann vor, wenn die DFV zur Prozeßsteuerung herangezogen wird.
  • Gefährdung von Menschen Ein direkter Einsatz der DFV bei der medizinischen Betreuung von Menschen wird heute die Ausnahme sein. Eine Gefahrdung kann aber auch eintreten durch das Nichtfunktionieren von Auskunftsystemen, etwa bei den “Giftzentralen”, welche schnell Auskunft über Behandlungsmethoden bei Vergiftungen geben müssen.
Peter Welzel
Backmatter
Metadaten
Titel
Datenfernübertragung
verfasst von
Peter Welzel
herausgegeben von
Harald Schumny
Copyright-Jahr
1993
Verlag
Vieweg+Teubner Verlag
Electronic ISBN
978-3-322-91974-8
Print ISBN
978-3-528-24369-2
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-322-91974-8