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Industrielle Kommunikation > Grundlagen und Feldbusse (Block 1) > Flashcards

Grundlagen und Feldbusse (Block 1) Flashcards

1
Q

Mit welchem Modell wird die Kommunikation zwischen Automatisierungsgeräten beschrieben?

A

OSI 7 Schichtenmodell

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2
Q

Was ist eine Anwendungsinstanz, Endsystem, Transitsystem?

A

Anwendungsinstanz: logische Einheiten zwischen denen Kommunikation letztendlich stattfindet: Personen, Tasks in Rechnern, AnwendungsdatenEndsystem: A ist in Endgeräten, Quellen u. Senke der Kommunikation, z.B. Rechner oder ganze RechnernetzeTransitsysteme: Übertragungs- und Vermittlungsmittel

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3
Q

Was bedeutet Broadcast oder Multicast?

A

Broadcast: Daten werden an alle Teilnehmer gesendet.Multicast: Daten werden an bestimmte Gruppe gesendet. (Adressbereiche)Unicast: Daten werden an einen Client gesendetAnycast: ???

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4
Q

Was bedeutet “Verbindungsorientierte Kommunikation”?

A

Verbindung zwischen Anwenungsinstanzen aufbauen und abbauen.Austausch von Verbindungsparametern.UDP.Gegenteil: Verbindungslos (TCP)

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5
Q

Welches ist das Mittel, das eine unterlagerte Schicht der Schicht darüber zur Verfügung stellt, wenn bestimmte Funktion der Kommunikation ausgeführt werden sollen?

A

Servicedienste: Dienste werden der oberen Schicht bereitgestellt.

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6
Q

Wie viele Schichten hat das ISO/OSI-Referenzmodell?

A

7) Anwendungschicht (SPS Programm)6) Darstellungsschicht (hier egal)5) Sitzungsschicht (hier egal)4) Transportschicht(UDP/TCP),3) Vermittlungsschicht (IP),2) Sicherungschicht (MAC, LLC), 1) Bitübertragungschicht,Profibus (1 u. 2)Feldbusse haben keine Schicht 3, da alles auf einem Draht

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7
Q

Welche Dienste erbringt die Sicherungsschicht der Kommunikation?

A

Aufbau/Abbau von gesicherten Verbindungen.Ist etwas schiefgelaufen?Zugriffsverfahren (Token Ring, Ethernet)Telegramm Überprüfung.Übertragung von Nutzerdaten.Meldung bei nicht korrigierbaren Fehlern

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8
Q

Welche Dienste erbringt die Vermittlungsschicht (3) der Kommunikation?

A

Aufbau/Abbau von Endverbindungen.Transparente Übertragung (ohne Verfälschung und ohne Veränderung).Qualitätsparameter bei Verbindung festlegen.Meldung nicht behebbarer Fehler.Priorisierung (Vorrangsübertragung).Rücksetzen von Endverbindungen.

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9
Q

Welche Dienste erbringt die Transportschicht (4) der Kommunikation?

A

Aufbau/Abbau von Teilnehmerverbindungen (Ports).Verbindungslos (UDP) / Verbindungsorientiert (TCP)Aushandeln von Geräteparametern.Fehlererkennung.

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10
Q

Wie ist die elektrische Definition der Signale einer RS232 (V.24) Schnittstelle?

A

Spannungspegel +-12V.hoch: 0niedrig: 1dazwischen: 2V Störabstand

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11
Q

Erklären Sie die Begriffe “Voll-Duplex”, “Halb Duplex” und “Simplex”.

A

Simplex: eine Richtung.Halb Duplex: beide Richtungen, nicht gleichzeitig.Duplex: beide gleichzeitig (V.24 möglich)

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12
Q

Wie sieht die Minimalkonfiguration für den Voll-Duplex Signalverkehr auf der RS232 aus? (3)

A

RXDTXDMasseVollduplex, Zugriffskontrolle über Software

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13
Q

Welches Problem kann auftreten, wenn zwei Geräte gleichen Typs über RS232 kommunizieren sollen?

A

Fehler:TXD <—> TXDRXD <—> RXDLeitungen zwischen TXD und RXD müssen verdreht werden

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14
Q

Wie sieht das elektrische Prinzipbild der 20-mA Schnittstelle aus?

A

Zwei Stromkreise für Senden und Empfangen.Sender mit Schalter nach Stromquelle.Receiver hat Widerstand.

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15
Q

Wann ist es sinnvoll, die 20-mA Schnittstelle der RS232 Schnittstelle vorzuziehen?

A

löst Problem der minimalen Übertragung (500m).Bei großer Entfernung ist die 20mA Schnittstelle vorzuziehen.

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16
Q

Erklären Sie den Aufbau eines sog. UART Characters.

A

UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmitter.Ruhezustand: log. 1.Startbit: jetzt gehts los.5-8 Datenbits (Profibus immer 8) (vorher abklären).Parität: even/odd (vorher abklären).Stopbits: Ruhezustand bis zum neuen Start (darf nicht zu kurz sein)

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17
Q

Welche typischen Datenraten auf der UART Schnittstelle sind Ihnen bekannt?

A

9600 Bit/s19200 Bit/sdamals 50 Bit/s”lächerlich wenig, damals aber gut”

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18
Q

Welche Netzwerk-Topologien kennen Sie (grafische Darstellung)?

A

Stern, Ring (Doppelring) Bus

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19
Q

Welches Problem bzgl. der Ausfallsicherheit birgt die Stern- bzw. die Ring-Topologie?

A

Ausfall eines Knotens führt zum Ausfall des Netzes

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20
Q

Was verbirgt sich auf der Bit-Übertagungsebene hinter dem Begriff Ethernet?

A

500 Meter (dann Repeater). Abschlusswiderstand. Transceiver (Dorn auf Kabel). 2800 Meter max (durch Switche aufgehoben)
* Übertragen von seriellen Datenströmen zwischen Data Link Layer und Kabel
* Clock-Erzeugung für Synchronisation und Timing
* Carrier Sense - Trägererkennung
* Kollisionserkennung
* Codierung (Manchester II)
* Generieren der Präambel zur Synchronisation

21
Q

Was ist ein “Remote Repeater”?

A
  • zwei Repeater mit großer Entfernung
  • Glasfaser Verbindung
  • max. 1000 m zwischen Remote Repeatern
22
Q

Was leistet der Manchester-Code?

A
  • konstanter Gleichstromanteil
  • Mittelwert der Übertragung ist gleich
  • (Synchronisation durch Takt)
  • Signal komplementär und richtig übertragen, während halber Bitdauer
23
Q

Welche max. Entfernung zwischen zwei Teilnehmern ist auf einem Ethernet möglich? Woraus ergibt sich die Beschränkung

A
  • max 2800 Meter
  • durch Switche auf mehr möglich
24
Q

Wodurch ist die Übertragung nach RS485 gekennzeichnet (Wie viele Leitungen sind notwendig, wie ist der Spannungspegel der Leitung)?

A
  • keine Masseverbindung nötig
  • zwei Leitungen
  • Potenzial-Messung zwischen Leitung A u. B
  • A u. B können unterschiedliches Potenzial haben
25
Q

Welche Zustände kennt ein Sender nach RS485?

A
  • A > B oder A < B
  • man misst also +5V oder -5V → 0 oder 1
26
Q

Welche Materialien werden für Lichtwellenleiter verwendet?

A
  • (Ganz-)Glas
    • da weniger Dämpfung
  • PCS (Plastic Clad Silicia)
    • Plastik-Mantel und Glas-Kern
  • Plastik
    * anwenderfreundlich (z.B. auf Bau)
27
Q

Welche sind die Vorteile der Lichtwellenleiter-Übertragung gegenüber elektrischer Übertragung

A
  • keine Spannungsinduktion
  • schnellere Übertragung
28
Q

Wie ist die numerische Apertur definiert? Wie wirkt sie sich aus?

A
  • Brechung: Ergibt sich aus Brechungsindizes
  • Numerische Apertur: Sinus(Akzeptanzwinkel)
    • Berechenbar aus Kern und Mantel
29
Q

Welche unterschiedlichen Fasertypen bzgl. der des Verlaufes des Brechungsindex über dem Radius kennen sie?

A
  • Stufenindex
    • Lichtblitz sehr verändert
  • Gradientenindex
    • mehr gebrochen, als reflektiert
    • kein Knick
  • Monomode Faser
    • nur 1 Strahl ohne Reflexion
    • keine Verzögerung
    • sehr dünn
30
Q

Wie ist der Verlauf der Lichtstrahlen in den verschiedenen Faser-Typen?

A
  • Stufenindex
    • Lichtblitz sehr verändert
  • Gradientenindex
    • mehr gebrochen, als reflektiert
    • kein Knick
  • Monomode Faser
    • nur 1 Strahl ohne Reflexion
    • keine Verzögerung
    • sehr dünn
31
Q

Was versteht man unter den Begriffen “Moden-Dispersion” und “chromatische Dispersion”?

A
  • Chromatische Dispersion: unterschiedliche Wellenlänge “verschmiert” Lichtblitz (unterschiedliche Farben habe andere Wellenlänge)
  • Moden-Dispersion: Veränderung des Blitzes → Verändert Datenübertragung
32
Q

Was ist bei Glasfasern mit dem Begriff “Lichtfenster” gemeint

A
  • 2 Lichtfenster
    • 850nm (sichtbar)(standard)
    • 1300nm
    • (1550nm schlechte Dämpfung)
33
Q

Welche Dämpfungs-Ursachen können sich bei Steckverbindungen nach dem Verfahren der Stirnflächenkopplung ergeben?

A
  • LWL müssen direkt aufeinander sein, sonst Dämpfung
    • Versatz -_ (numerische Apertur egal)
    • Knickwinkel _ / (NA wichtig)
    • Abstand – –
34
Q

Welches Zugriffsverfahren wird beim Ethernet verwendet? Wie funktioniert es?

A
  • CSMA/CD
  • Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection
  • auf Leitung lauschen
  • wenn frei senden
  • bei Kollision stoppen
    • zufällige Backoff Time abwarten
    • wenn nie klappt → Verwerfen
35
Q

Wie wird beim Ethernet nach Erkennung einer Kollision die Wahrscheinlichkeit einer erneuten Kollision herabgesetzt?

A

mit Zufallszahl der Sender

Exponential Backoff Time

36
Q

Wie entsteht der Zusammenhang zwischen Nachrichtenlaufzeit und der max. Entfernung zweier Stationen beim ungeswitchten Ethernet?

A
  • Maximale Entfernung der Stationen ausgedrückt in Nachrichtenlaufzeit (0,5s slot time) nur halb so groß wie Dauer der kleinstmöglichen Nachricht
  • min. 64 Byte bei 2800m max. Entfernung
    • Datenfeld: 48 - 1500 Bytes
  • bei 10MBit/s → 51,2 us
37
Q
  • Wie viele Bytes an Nutzdaten lässt das Botschaftsformat für ein Telegramm zu? (min u. max)
A

min 46 Bytes

max 1500 Bytes

Nutzdaten

38
Q

Wie beeinflusst die Auslastung des Übertragungsmediums die Geschwindigkeit der Übertragung beim ungeswitchten Ethernet?

A

Konflikzahl wächst unlinear mit der Verkehrslast

39
Q

Was ist eine Bridge, was ist ein Switch beim Ethernet?

A
  • Bridge verbindet zwei Netze
    • lässt nur benötigte Daten durch
    • Pakete werden „gelesen“
    • Filter
  • Switch: Multiport-Bridge
40
Q

Wie funktioniert das Zugriffsverfahren “Token Bus” nach IEEE 802.4

A
  • Im Prinzip Master-Slave
    • Master wechselt in bestimmten Zeitintervall
    • Kollisionsfrei
  • von hoher ID zu niedrieger ID
41
Q

Wie wird beim Token-Bus-Verfahren eine neu hinzugekommene Station in den Ring integriert?

A
  • Who Follows Paket
  1. erfolglose Token-Weitergabe
  2. Who Follow mit Adresse des bisherigen Nachfolger an alle anderen senden
  3. neuer Nachfolger teilt Adresse mit “Set Successor” Frame
  4. Token Halter ersetzt aktuelle Adresse
42
Q

Welchen Vorteil hat das Token-Bus Verfahren gegenüber CSMA/CD?

A
  • Kollisionfreiheit (nur einer kann senden)
  • Ethernet ist nicht deterministisch(berechenbar)
  • → Token-Bus schon, da MAX_TIME bekannt
43
Q

Stellen Sie die Topologie des Bitbus grafisch dar! Welches Zugriffsverfahren verwendet der Bitbus?

A

Master-Slave Verfahren

nur 1 Master

44
Q

Welche beiden Zustände (Modi) kennt ein Slave-Gerät am Bitbus?

A
  • Normal Response Mode (NRM) - antwortet
  • Normal Disconnect Mode (NDM) - antwortet nicht
    • bei Fehler und Aufwecken durch Master
45
Q

Wie wird die Telegramm-Synchronisation am Bitbus überwacht (Schutz gegen Datenverlust)?

A

Mithilfe eines Sequenz-Zählers, der auch im Telegrammen verschickt wird

46
Q

Welches Format hat das Standard-Frame? (6)

A

Flag(1), Adress(1), Control(1), Information(N), FCS(2), Flag(1)

47
Q

Wie ist das Flag aufgebaut? Was ist mit dem Begriff “Zero-Bit-Insertion/-Deletion” gemeint?

A
  • auch Bit-Stuffing genannt
  • 0 1 1 1 1 1 1 0
    • verletzt Regel von max. 5 Einsen
48
Q

Was leistet die NRZI-Codierung?

A
  • Immer neue Flanken
    • Synchronisation
    • keine zusätzliche Taktleitung benötigt
    • 0 Zustand ändern
    • 1 Zuständ ändern

Industrielle Kommunikation (4 decks)

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