PKM1.2 Flashcards
Kapitel 2.4 - 3
Was sind die Vorteile der Betrachtung von Digitalkanälen im Vergleich zur Analogtechnik?
Digitalkanäle abstrahieren von vielen analogen Problemen wie Amplituden- und Phasenverzerrung, Bandbreite, Signal-Rausch-Verhältnis und nichtlinearen Verzerrungen. In der Digitaltechnik sind hauptsächlich die Übertragungsrate (Kanalkapazität) und die Bitfehlerwahrscheinlichkeit relevant.
Was versteht man unter der Übertragungsrate eines digitalen Kanals?
Die Übertragungsrate gibt die Informationsmenge an, die ein Kanal in einer Zeiteinheit übertragen kann. Sie wird in Bit/s gemessen und beschreibt die Kanalkapazität.
Worin liegt der Unterschied zwischen Bitrate und Baudrate?
Bei binären Signalen gilt: 1 Bd = 1 Bit/s. Bei einer Kanalkodierung mit mehr als zwei Digitalwerten ist die Bitrate größer als die Baudrate, da mehr als ein Bit pro Schritt kodiert wird. Die Baudrate misst die Anzahl der Übertragungsschritte pro Sekunde und ist kein direktes Maß für die übertragene Information pro Zeiteinheit.
Was ist die Schrittgeschwindigkeit und wie wird sie gemessen?
Die Schrittgeschwindigkeit ist der Kehrwert der Dauer eines Übertragungsschrittes und gibt die Anzahl der Schritte pro Sekunde an. Sie wird in Baud (Bd) gemessen und wird oft auch als Baudrate bezeichnet.
Welche Stationen durchläuft eine digitale Nachricht vom Sender zum Empfänger?
- Quellenkodierung
- Blockbildung
- Kanalkodierung
- Verwürfler/Bit-Stuffing/Leitungskodierung
- Modulation
Welche Synchronisationsarten gibt es in der digitalen Datenübertragung?
Datenübertragungen können synchron oder asynchron erfolgen. Asynchron bedeutet, dass Daten zu jedem Zeitpunkt übertragen werden können, wobei Anfang und Ende markiert werden. Synchron bedeutet, dass die Übertragung zu festen Zeitpunkten erfolgt, oft unter Verwendung eines gemeinsamen Taktsignals.
Was ist das Handshake-Verfahren und wo wird es eingesetzt?
Das Handshake-Verfahren synchronisiert die Kommunikation zwischen Sender und Empfänger über Parallelbusse. Sender und Empfänger geben über ein Protokoll bekannt, wann gültige Daten vorliegen bzw. wann sie bereit sind, Daten zu empfangen. Dies erfolgt meist über spezielle Steuerleitungen.
Was ist das Start-Stopp-Verfahren in der asynchronen seriellen Übertragung?
Das Start-Stopp-Verfahren wird zur Synchronisation eingesetzt, indem Daten zwischen Start- und Stopp-Sequenzen quasisynchron gesendet werden. Sender und Empfänger haben eigene Taktgeneratoren, die sich nur in größeren Abständen synchronisieren müssen.
Wozu dienen selbsttaktende Leitungscodes?
Selbsttaktende Leitungscodes ermöglichen die Rückgewinnung eines Taktsignals aus dem Datenstrom bei serieller Übertragung, indem sie regelmäßige Wechsel zwischen den Pegeln sicherstellen, sodass der Empfänger seine Uhr mit dem Datensignal synchronisieren kann.
Was ist das Grundprinzip der Datensicherung in der digitalen Datenübertragung?
Datensicherung umfasst die Fehlererkennung und Fehlerkorrektur. Der Sender berechnet redundante Prüfinformationen aus den Nutzdaten und sendet diese mit. Der Empfänger berechnet die Prüfinformation erneut und vergleicht sie mit der empfangenen Information, um Fehler zu erkennen.
Wie funktioniert die Paritätsprüfung zur Fehlererkennung?
Bei der Paritätsprüfung wird ein Prüfbit hinzugefügt, sodass die Anzahl aller Einsen im erweiterten Datenblock gerade oder ungerade ist. Dieses Verfahren erkennt alle 1-Bit-Fehler und alle ungeraden Bitfehler im Block.
Warum wird in Computernetzwerken das CRC-Verfahren verwendet?
Das CRC-Verfahren ist mathematisch aufwändiger als die Paritätsprüfung, kann aber Datenblöcke von wenigen Bytes bis zu mehreren Kilobytes Länge durch 8 bis 32 Prüfbits ausreichend sichern. Es ist besonders effektiv bei der Erkennung von Fehlerbündeln, die in Netzwerken häufig vorkommen.
Was versteht man unter Simplex-Betrieb in der Datenübertragung?
Der Simplex-Betrieb stellt lediglich eine unidirektionale Verbindung zur Verfügung. Dies wird bei Broadcast-Diensten wie Fernsehen und Radio sowie bei der Prozessdatenerfassung im Computerbereich angewendet.
Beschreibe den Halbduplex-Betrieb.
Der Halbduplex-Betrieb erlaubt bidirektionale Kommunikation, jedoch nicht gleichzeitig. Nur ein Kommunikationspartner darf zu einem Zeitpunkt senden, während alle anderen auf Empfang geschaltet sind. Anwendungsbeispiele sind Funkkommunikation und busbasierte Rechnernetze.
Was ist der Duplex-Betrieb und wo wird er angewendet?
Im Duplex-Betrieb können beide Kommunikationspartner gleichzeitig senden und empfangen. Diese Art der Kommunikation findet man beim Telefon und bei der seriellen Schnittstelle RS-232.
Welche zwei Hauptarten der Vermittlung gibt es bei der Datenübertragung über ein Netzwerk?
Es gibt Leitungsvermittlung und Paketvermittlung. Bei der Leitungsvermittlung wird eine feste physikalische Verbindung für die Dauer der Übertragung geschaltet. Bei der Paketvermittlung wird die Nachricht in kleinere Pakete aufgeteilt, die einzeln über das Netzwerk gesendet werden.
Was ist Leitungsvermittlung und was sind deren Nachteile?
Leitungsvermittlung bedeutet, dass zwischen den Kommunikationspartnern für die gesamte Dauer der Übertragung eine feste physikalische Verbindung aufgebaut wird. Der Nachteil ist, dass die Leitung während der gesamten Verbindung blockiert ist und anderen Datenübertragungen nicht zur Verfügung steht. Zudem muss die Verbindung vor der Datenübertragung geschaltet werden.
Erkläre die Paketvermittlung und ihre Vorteile.
Bei der Paketvermittlung wird keine physikalische Verbindung geschaltet. Stattdessen werden Nachrichten in Paketen versandt, die mit Ziel- und Quelladressen versehen sind. Der Vorteil liegt darin, dass eine Leitung nur für die Dauer eines Pakets belegt ist und somit gleichzeitig von mehreren Verbindungen genutzt werden kann.
Was sind die Nachteile der Paketvermittlung?
Die Pakete können unterschiedliche Laufzeiten durch das Netzwerk haben und kommen selten in der Reihenfolge beim Empfänger an, in der sie gesendet wurden. Pakete müssen daher beim Empfänger sortiert werden.
Was versteht man unter Frequenzmultiplex?
Beim Frequenzmultiplexing wird ein physikalischer Kanal in mehrere logische Kanäle unterteilt, indem das Frequenzspektrum in kleinere Intervalle partitioniert wird. Jedem Intervall wird eine Trägerfrequenz zugeordnet, sodass mehrere Datensignale gleichzeitig über das Medium übertragen werden können.
Erkläre Zeitmultiplex.
Beim Zeitmultiplexing wechseln sich die einzelnen Sender der Reihe nach ab. Jeder Sender erhält für eine kurze Zeit die gesamte Bandbreite des Mediums. Datenströme werden in kleine Portionen zerhackt und hochfrequent in kürzerer Zeit übertragen.