Datenübertragung

Datenübertragung, Digitalübertragung oder Digitalkommunikationen sind die physische Übertragung von Daten (ein Digitalbit-Strom) über einen Punkt-zu-Punkt- oder Punkt-Zu-Mehrpunkt-Nachrichtenkanal. Beispiele solcher Kanäle sind Kupferleitungen, optische Fasern, Radionachrichtenkanäle und Speichermedien. Die Daten werden als ein elektromagnetisches Signal, wie eine elektrische Stromspannung, radiowave, Mikrowelle oder Infrarotsignal vertreten.

Während analoge Übertragung die Übertragung eines unaufhörlich unterschiedlichen analogen Signals ist, Digitalkommunikationen ist die Übertragung von getrennten Nachrichten. Die Nachrichten werden entweder durch eine Folge von Pulsen mittels eines Liniencodes (Basisband-Übertragung), oder durch einen beschränkten Satz unaufhörlich unterschiedlicher Welle-Formen (passband Übertragung) mit einer Digitalmodulationsmethode vertreten. Die passband Modulation und entsprechender demodulation (auch bekannt als Entdeckung) werden durch die Modemausrüstung ausgeführt. Gemäß der allgemeinsten Definition des Digitalsignals werden sowohl Basisband als auch Passband-Signale, die Bit-Ströme vertreten, als Digitalübertragung betrachtet, während eine alternative Definition nur das Basisband-Signal als so digitale und passband Übertragung von Digitaldaten betrachtet wie eine Form der zum Analogon digitalen Konvertierung.

Übersandte Daten können Digitalnachrichten sein, die aus einer Datenquelle, zum Beispiel ein Computer oder eine Tastatur entstehen. Es kann auch ein Analoges Signal wie ein Anruf oder ein Videosignal sein, das in einen Bit-Strom zum Beispiel mit der Pulscode-Modulation (PCM) oder dem fortgeschritteneren Quellcodieren (Konvertierung des Analogons-zu-digital und Datenkompression) Schemas digitalisiert ist. Dieses Quellcodieren und Entzifferung werden durch die codec Ausrüstung ausgeführt.

Unterscheidung zwischen zusammenhängenden Themen

Kurse und Lehrbücher im Feld der Datenübertragung sowie Digitalübertragung und Digitalkommunikationen haben ähnlichen Inhalt.

Digitalübertragungs- oder Datenübertragung gehört traditionell dem Fernmeldewesen und der Elektrotechnik. Kernprinzipien der Datenübertragung können auch innerhalb der Informatik / Computertechnikthema von Datenkommunikationen bedeckt werden, das auch Computernetzwerkanschluss oder Computernachrichtenanwendungen und Netzwerkanschluss von Protokollen, zum Beispiel Routenplanung einschließt, umschaltend und Zwischenprozess-Kommunikation. Obwohl das Übertragungskontrollprotokoll (TCP) den Begriff "Übertragung" einschließt, werden TCP und andere Transportschicht-Protokolle normalerweise in einem Lehrbuch oder Kurs über die Datenübertragung, aber im Computernetzwerkanschluss nicht besprochen.

Der Begriff Fernübertragung schließt die analoge sowie digitale Kommunikation ein. In den meisten Lehrbüchern bezieht sich die Begriff-Analogübertragung nur auf die Übertragung eines analogen Nachrichtensignals (ohne digitization) mittels eines analogen Signals, entweder als ein nichtabgestimmtes Basisband-Signal, oder als ein Passband-Signal mit einer analogen Modulationsmethode wie AM oder FM. Es kann auch Analogon-über-Analogon-Puls modulatated Basisband-Signale wie Pulsbreite-Modulation einschließen. In einigen Büchern innerhalb der Computernetzwerkanschlusstradition, "bezieht sich analoge Übertragung" auch auf die passband Übertragung von Bit-Strömen mit Digitalmodulationsmethoden wie FSK, PSK und FRAGT. Bemerken Sie, dass diese Methoden in der genannten Digitalübertragung von Lehrbüchern oder Datenübertragung zum Beispiel bedeckt werden.

Die theoretischen Aspekte der Datenübertragung werden durch die Informationstheorie und Codiertheorie bedeckt.

Protokoll-Schichten und Subthemen

Kurse und Lehrbücher im Feld der Datenübertragung befassen sich normalerweise mit den folgenden OSI Musterprotokoll-Schichten und Themen:

Anwendungen und Geschichte

Daten (hauptsächlich, aber nicht exklusiv Informations-) sind über den nichtelektronischen (z.B optisch, akustisch, mechanisch) Mittel seit dem Advent der Kommunikation gesandt worden. Analoge Signaldaten sind elektronisch seit dem Advent des Telefons gesandt worden. Jedoch, die ersten Daten elektromagnetische Übertragungsanwendungen in der modernen Zeit waren Telegrafie (1809) und Fernschreiber (1906), die beide Digitalsignale sind. Die grundsätzliche theoretische Arbeit in der Datenübertragungs- und Informationstheorie von Harry Nyquist, Ralph Hartley, Claude Shannon und anderen während des Anfangs des 20. Jahrhunderts, wurde mit diesen Anwendungen im Sinn getan.

Datenübertragung wird in Computern in Computerbussen und für die Kommunikation mit dem Peripheriegerät über parallele Häfen und Serienhäfen solcher wir RS-232 (1969), Firewire (1995) und USB (1996) verwertet. Die Grundsätze der Datenübertragung werden auch in Speichermedien für die Fehlerentdeckung und Korrektur seit 1951 verwertet.

Datenübertragung wird in der Computernetzwerkanschlussausrüstung wie Modems (1940), Adapter der lokalen Bereichsnetze (LAN) (1964), Wiederholende, Mittelpunkte, Mikrowellenverbindungen, Radionetzzugriffspunkte (1997), usw. verwertet.

In Telefonnetzen wird Digitalkommunikation verwertet, um viele Anrufe über dasselbe Kupferkabel oder Faser-Kabel mittels der Pulscodemodulation (PCM) zu übertragen, d. h. auszufallen, und digitization, in der Kombination mit der Gleichzeitig sendenden Zeitabteilung (TDM) (1962). Telefonvermittlungen sind digital und kontrollierte Software geworden, das Erleichtern von vielen schätzt hinzugefügte Dienstleistungen. Zum Beispiel wurde die erste AXT-Telefonvermittlung 1976 präsentiert. Seit dem Ende der 1980er Jahre ist die Digitalkommunikation dem Endbenutzer das mögliche Verwenden Dienstleistungen von Integrated Services Digital Network (ISDN) gewesen. Seit dem Ende der 1990er Jahre sind Breitbandzugriffstechniken wie ADSL, Kabelmodems, Faser zum Gebäude (FTTB) und Faser zum Haus (FTTH) breite Ausbreitung für kleine Büros und Häuser geworden. Die aktuelle Tendenz ist, traditionelle Fernmeldedienstleistungen durch die Paket-Weise-Kommunikation wie IP-Telefonie und IPTV zu ersetzen.

Das Übertragen analoger Signale berücksichtigt digital größeres Signal, Fähigkeit zu bearbeiten. Die Fähigkeit, ein Kommunikationssignal zu bearbeiten, bedeutet, dass durch Zufallsprozesse verursachte Fehler entdeckt und korrigiert werden können. Digitalsignale können auch statt unaufhörlich kontrollierten probiert werden. Von vielfachen Digitalsignalen gleichzeitig zu senden, ist dazu viel einfacher, von analogen Signalen gleichzeitig zu senden.

Wegen aller dieser Vorteile, und weil neue Fortschritte in Breitbandnachrichtenkanälen und Halbleiterelektronik Wissenschaftlern erlaubt haben, diese Vorteile völlig zu begreifen, sind Digitalkommunikationen schnell gewachsen. Digitalkommunikationen umsäumen analoge Kommunikation wegen der riesengroßen Nachfrage schnell, Computerdaten und die Fähigkeit von Digitalkommunikationen zu übersenden, so zu tun.

Die Digitalrevolution ist auch auf viele Digitalfernmeldeanwendungen hinausgelaufen, wo die Grundsätze der Datenübertragung angewandt werden. Beispiele sind zweite Generation (1991) und spätere Zelltelefonie, Videokonferenzführung, Digitalfernsehen (1998), Digitalradio (1999), Telemetrie usw.

Basisband oder passband Übertragung

Das physisch übersandte Signal kann einer des folgenden sein:

  1. Ein Basisband-Signal ("digitale-über-digital" Übertragung): Eine Folge von elektrischen Pulsen oder Lichtimpulsen hat mittels eines Liniencodierschemas wie das Codieren von Manchester erzeugt. Das wird normalerweise in Serienkabeln, verdrahtete lokale Bereichsnetze wie Ethernet, und in der Glasfaserleiter-Kommunikation verwendet. Es läuft auf abgestimmtes Signal eines Umfangs des Pulses, auch bekannt als einen Pulszug hinaus.
  2. Ein Passband-Signal ("über das Analogon digitale" Übertragung): Ein abgestimmtes Sinus-Welle-Signal, das einen digitalen Bit-Strom vertritt. Bemerken Sie, dass das in einigen Lehrbüchern betrachtet als analoge Übertragung, aber in den meisten Büchern als Digitalübertragung ist. Das Signal wird mittels einer Digitalmodulationsmethode wie PSK, QAM oder FSK erzeugt. Die Modulation und demodulation werden durch die Modemausrüstung ausgeführt. Das wird in der Radiokommunikation, und über die Telefonnetz-lokale Schleife und Kabelfernsehen-Netze verwendet.

Parallele und Serienübertragung

Im Fernmeldewesen ist Serienübertragung die folgende Übertragung von Signalelementen einer Gruppe, die einen Charakter oder andere Entität von Daten vertritt. Digitalserienübertragungen sind Bit, die über eine einzelne Leitung, Frequenz oder optischen Pfad folgend gesandt sind. Weil man weniger Signalverarbeitung und weniger Chancen für den Fehler verlangt als parallele Übertragung, kann die Übertragungsrate jedes individuellen Pfads schneller sein. Das kann über längere Entfernungen als eine Prüfziffer verwendet werden, oder Paritätsbit kann entlang ihr leicht gesandt werden.

Im Fernmeldewesen ist parallele Übertragung die gleichzeitige Übertragung der Signalelemente eines Charakters oder anderen Entität von Daten. In Digitalkommunikationen ist parallele Übertragung die gleichzeitige Übertragung von zusammenhängenden Signalelementen mehr als zwei oder mehr getrennte Pfade. Vielfache elektrische Leitungen werden verwendet, der vielfache Bit gleichzeitig übersenden kann, der höhere Datenübertragungsraten berücksichtigt, als es mit der Serienübertragung erreicht werden kann. Diese Methode wird innerlich innerhalb des Computers, zum Beispiel die inneren Busse, und manchmal äußerlich für solche Dinge wie Drucker verwendet, Das Hauptproblem damit "verdreht", weil die Leitungen in der parallelen Datenübertragung ein bisschen verschiedene Eigenschaften haben (nicht absichtlich), so können einige Bit vor anderen ankommen, die die Nachricht verderben können. Ein Paritätsbit kann helfen, das zu reduzieren. Jedoch ist elektrische parallele Leitungsdatenübertragung deshalb für lange Entfernungen weniger zuverlässig, weil korrupte Übertragungen viel wahrscheinlicher sind.

Typen von Nachrichtenkanälen

Asynchrone und gleichzeitige Datenübertragung

Asynchroner Übertragungsgebrauch-Anfang und Halt-Bit, um das beginnende Bit ASCII Charakter zu bedeuten, würden wirklich mit 10 Bit übersandt. Zum Beispiel, "0100 0001" würde "1 0100 0001 0" werden. Der zusätzliche (oder Null, abhängig vom Paritätsbit) am Anfang und Ende der Übertragung sagt dem Empfänger zuerst, dass ein Charakter kommt, und zweitens dass der Charakter geendet hat. Diese Methode der Übertragung wird verwendet, wenn im Vergleich mit Daten periodisch auftretend in einem festen Strom gesandt wird. Im vorherigen Beispiel sind der Anfang und die Halt-Bit im kühnen. Der Anfang und die Halt-Bit müssen der entgegengesetzten Widersprüchlichkeit sein. Das erlaubt dem Empfänger anzuerkennen, wenn das zweite Paket der Information gesandt wird.

Gleichzeitige Übertragung verwendet keinen Anfang und Halt-Bit, aber synchronisiert stattdessen Übertragungsgeschwindigkeiten sowohl beim Empfang als auch bei Senden des Endes der Übertragung mit dem in jeden Bestandteil eingebauten Uhr-Signal (En). Ein dauernder Strom von Daten wird dann zwischen den zwei Knoten gesandt. Wegen, dort kein Anfang und Halt-Bit zu sein, wechseln die Daten über Rate ist schneller, obwohl mehr Fehler vorkommen werden, weil die Uhren schließlich asynchron kommen werden, und das Empfang-Gerät die falsche Zeit haben würde, die im Protokoll abgestimmt worden war, um Daten zu senden zu/erhalten, so konnten einige Bytes verdorben (durch das Verlieren von Bit) werden. Weisen, um dieses Problem herumzukommen, schließen Wiedersynchronisation der Uhren und Gebrauch von Prüfziffern ein, um sicherzustellen, dass das Byte richtig interpretiert und erhalten wird

Siehe auch

Referenzen

Links


Balken / Doppelzahl
Impressum & Datenschutz