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3Encoding-Signaling 2Bandbreite-Durchsatz 1Medien OSI-Layer1

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Academic year: 2022

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Netzwerktechnik http://kohnlehome.de/netz/osi-layer-1.pdf

OSI-Layer 1

1 Medien

• elektrische Leitung (Kupferkabel): elektrischer Strom – Unshielded Twisted-Pair (UDP)

– Shielded Twisted-Pair (STP) – Coaxial

• Lichtwellenleiter (Glasfaserkabel): Licht – Single-mode fiber (SMF) mit Laser – Multimode fiber (MMF) mit LED

• Funkwelle (Antenne): elektromagnetische Welle – WiFi (WLAN) IEEE 802.11

– Bluetooth IEEE 802.15 WPAN – WiMax IEEE 802.16

– Cellular

∗ GSM: G (9,6 kbit/s)

∗ GPRS: 2G (53 kbit/s)

∗ EDGE: E (236,8 kbit/s)

∗ UMTS: 3G (384 kbit/s)

∗ HSPA: H, 3G+, 3.5G (7,2 Mbit/s)

∗ LTE: 4G (100 Mbit/s) – Satellite

2 Bandbreite - Durchsatz

• Bandwidth: Theoretischer maximale Datenmenge pro Zeit

• Throughput: Tats¨achlich ¨ubertragene Datenmenge pro Zeit

• Goodput: Nettodatenmenge

3 Encoding - Signaling

• Encoding: How you use the 1s and 0s to represent information. (‘A’ ->1000001)

• Signaling: Method by which you define what a one or zero is. (1000001 -> | ||)

Franz Kohnle Seite 1 von 3 21. Februar 2016

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Netzwerktechnik http://kohnlehome.de/netz/osi-layer-1.pdf

4 Verst¨ arkung, D¨ ampfung, Pegel

Eingang ->Verst¨arkung, D¨ampfung ->Ausgang

relativer Pegel, Maß in Dezibel

• Leistungsverst¨arkung: 10∗lg(PA /PE)dB

• Spannungsverst¨arkung: 20∗lg(UA /UE)dB

• Stromverst¨arkung: 20∗lg(IA /IE)dB

absoluter Pegel

• 0 dBm = 1 mW

• 0 dBW = 1 W

• 0 dBV = 1 V

• 0 dBA = 1 A

5 Modulation

Modulation: niederfrequentes Nutzsignal ver¨andert (moduliert) Amplitude, Frequenz oder Phase des hochfre- quenten Tr¨agersignals

Grund: ideale Antennenl¨ange = Wellenl¨angeλ=c/f 300 Hz =>1000 km

3 GHz =>10 cm

Analoges Nutzsignal

https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Amfm3-en-de.gif

• AM (Amplitudenmodulation): Bsp.: analoger Rundfunk auf Mittelwelle

• FM (Frequenzmodulation): Bsp.: UKW-H¨orfunk

• PM (Phasenmodulation): Bsp.: PAL-Farbfernsehen

Digitales Nutzsignal

• ASK (Amplitude Shift Keying): Funkuhr DCF77

https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:DCF77 Impulse.png

• FSK (Frequency Shift Keying): Telefonmodem, Faxger¨at https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Fsk.svg

• PSK (Phase Shift Keying): Manchester Code (10 Mbit/s-Ethernet), EDGE https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Grafic BPSK.gif

Franz Kohnle Seite 2 von 3 21. Februar 2016

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Netzwerktechnik http://kohnlehome.de/netz/osi-layer-1.pdf

6 Fehlererkennung und Fehlerkorrektur

Fehlererkennung

• Parit¨atsbit: Anzahl der Einser (inc. Parit¨atsbit) gerade (even) / ungerade (odd)

• Einerkomplement

– Beispiel IPv4-Header-Checksum:

16 Bit- Werte des Headers addieren, ¨Ubertrag addieren, Einerkomplement bilden – TCP-Header-Checksum

• CRC (cyclic redundancy check): Polynomdivision:

– Beispiel: Ethernet FCS = CRC-32-Checksum

Fehlerkorrektur

• ARQ (Automatic Repeat Request): Empf¨anger schickt ACK/NAK – Beispiel: TCP

• Hamming-Code: zus¨atzliche Redundanz – z.B. zwei Zusatzbits

000 - 000 001 - 000 010 - 000 011 - 111 100 - 000 101 - 111 110 - 111 111 - 111

http://wiki.macke.it/lib/exe/detail.php/se/coderaum.jpg

• ECC (Error Correcting Code): Shannons Theorem

Franz Kohnle Seite 3 von 3 21. Februar 2016

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