Allgemeines zu Netzwerkverbindungen

Physische Netzwerkverbindungen bilden das Rückgrat moderner Kommunikationssysteme, indem sie den Datenaustausch zwischen Geräten ermöglichen. Je nach Einsatzzweck und spezifischen Anforderungen kommen unterschiedliche Übertragungstechnologien zum Einsatz.

Kabelgebundene Verbindungen

Elektrisch leitende Verbindungen

Elektrisch leitende Verbindungen beruhen auf der Übertragung von elektrischen Signalen über physische Leiter – in der Praxis meist Kupferkabel. Häufig genutzte Varianten sind Twisted-Pair-Kabel (wie Cat5e, Cat6 und Cat7) sowie in sehr alten Anlagen koaxiale Kabel. Twisted-Pair-Kabel sind in nahezu allen lokalen Netzwerken zu finden, da sie relativ kostengünstig, flexibel einsetzbar und einfach zu installieren sind. Durch das Verdrillen der Adern werden elektromagnetische Störungen und Übersprechen weitgehend reduziert. Dennoch können elektrische Signale über längere Strecken an Stärke verlieren (Signalabschwächung) und sind anfällig für elektromagnetische Interferenzen, insbesondere in Umgebungen mit hoher elektrischer Störbelastung. Trotz dieser Einschränkungen bieten elektrisch leitende Verbindungen eine zuverlässige Lösung für viele Anwendungsfälle, wie etwa in Unternehmensnetzwerken und in bestehenden Telefonleitungen.

Lichtwellenleiter (Glasfaser)

Lichtwellenleiter (LWL), oft als Glasfaserkabel bezeichnet, transportieren Daten in Form von Lichtimpulsen, die durch dünne Glas- oder Kunststofffasern geleitet werden. Diese Technologie besticht durch ihre Fähigkeit, enorme Mengen an Daten nahezu verlustfrei über sehr große Entfernungen zu übertragen. Ein wesentlicher Vorteil von Lichtwellenleitern liegt in ihrer Immunität gegenüber elektromagnetischen Störungen, da Licht als Trägermedium nahezu unbeeinflusst von externen elektrischen Feldern bleibt. Dies macht sie zur bevorzugten Wahl für Backbone-Verbindungen im Internet, zwischen Rechenzentren oder in städtischen Fernnetzen. Die Installation von Glasfaserkabeln erfordert jedoch spezielles Know-how und präzise Techniken zur Faserendbearbeitung – Faktoren, die zu höheren initialen Investitionskosten führen können. Moderne Entwicklungen wie Wavelength Division Multiplexing (WDM) erlauben es, mehrere Datenströme gleichzeitig über eine einzige Faser zu übertragen und so die Effizienz der Verbindung weiter zu steigern.

Bezeichnung von elektrisch leitenden und LWL-Verbindungen

Die Bezeichnungen folgen einer festen Nomenklatur mit einem festen Schema. Dieses Schema kann jedoch ausschließlich auf elektrisch leitende als auch auf Lichtwellenleiter-Verbindungen angewendet werden.

[Übertragungsrate][Übertragungstechnik][Übertragungsmedium]

 Um dieses Schema besser verstehen zu können, blicken wir auf einen möglichen LWL-Verbindungsstandard und was hinter der Abkürzung steht:

10Base-FL

Funkverbindungen

Funktechnologien setzen auf die drahtlose Übertragung von Daten mittels elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzspektrum. Diese Methode ermöglicht eine flexible und oft unkomplizierte Vernetzung, da keine physische Verkabelung notwendig ist. Beispiele hierfür sind WLAN (Wireless Local Area Network), Mobilfunknetze (z. B. LTE, 5G) und andere drahtlose Kommunikationssysteme. Die wesentlichen Vorteile von Funkverbindungen liegen in der Mobilität der Endgeräte und der oft schnellen Installation neuer Netzwerke. Gleichzeitig unterliegen sie jedoch verschiedenen Herausforderungen: Funkwellen können durch physische Hindernisse wie Wände oder natürliche Gegebenheiten gedämpft werden, und sie sind anfällig für Störeinflüsse durch andere Sender im gleichen Frequenzband. Die Bandbreite und Stabilität einer Funkverbindung hängt zudem stark von der zugeteilten Frequenz, der Netzwerkauslastung und den angewendeten Sicherheitsmechanismen (wie Verschlüsselung) ab. Trotz dieser Limitationen gewinnt die Funktechnologie stetig an Bedeutung, vor allem in Bereichen, in denen Mobilität und flexible Infrastruktur entscheidend sind.

Standards

Das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ist eine weltweit führende Organisation für technische Innovationen, die sich auf die Förderung von Technologie in den Bereichen Elektrotechnik, Elektronik, Informatik und verwandten Disziplinen konzentriert. Sie spielt eine zentrale Rolle bei der Entwicklung von Normen und Standards, die die moderne technologische Landschaft prägen, insbesondere in den Bereichen Netzwerktechnik, Telekommunikation, Softwareentwicklung und industrielle Automatisierung. 

Es wurde 1963 durch die Fusion von zwei Vorgängerorganisationen gegründet:

• AIEE (American Institute of Electrical Engineers), das sich seit dem späten 19. Jahrhundert mit der Elektrifizierung und elektrischen Technik befasste.
• IRE (Institute of Radio Engineers), das sich auf Funk- und Kommunikationstechnologien konzentrierte.

Durch diesen Zusammenschluss entstand eine Institution, die die rasante Entwicklung von Elektronik, Telekommunikation und Informatik mitgestalten konnte. Heute ist IEEE mit über 400.000 Mitgliedern in mehr als 160 Ländern die weltweit größte Berufsorganisation für Ingenieure und Technologen.

Das IEEE ist in mehreren zentralen Bereichen aktiv:

Standardisierung

Eine der wichtigsten Tätigkeiten von IEEE ist die Entwicklung technischer Standards. Die bekanntesten Normen, die von IEEE definiert wurden, sind unter anderem:

• IEEE 802.3 (Ethernet): Standard für kabelgebundene Netzwerke.
• IEEE 802.11 (Wi-Fi): Standard für drahtlose Netzwerke.
• IEEE 754: Standard für Fließkommazahlen in Computern.
• IEEE 1394 (FireWire): Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung für Multimedia-Anwendungen.

Bezeichnungen wie 10Base-FL oder 10GBase-T entstammen z. B. dem Standard 802.3 des IEEE.

Publikationen und Forschung

IEEE ist einer der größten wissenschaftlichen Verlage für technische Literatur. Jährlich werden zahlreiche wissenschaftliche Zeitschriften, Konferenzberichte und Fachartikel publiziert. Beispiele für renommierte IEEE-Zeitschriften sind:

• IEEE Transactions on Communications
• IEEE Transactions on Computers
• IEEE Spectrum

Konferenzen und Weiterbildung

IEEE organisiert weltweit Konferenzen und Veranstaltungen, bei denen Forscher, Ingenieure und Experten ihre neuesten Erkenntnisse austauschen können. Bekannte Konferenzen sind:

• International Conference on Communications (ICC)
• IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM)
• IEEE Conference on Artificial Intelligence

Zusätzlich bietet IEEE verschiedene Zertifizierungsprogramme und Weiterbildungsmöglichkeiten an, um Fachleute auf dem neuesten Stand der Technik zu halten.

Forschung und technologische Innovationen

IEEE fördert aktiv Forschung und Entwicklung in aufstrebenden Technologiefeldern wie:

• Künstliche Intelligenz (KI)
• Robotik und Automatisierung
• Quanteninformatik
• Erneuerbare Energien und nachhaltige Technologien