Telekommunikationstechnik
Bei der TK handelt es sich um die Telekommunikationstechnik. Sie beinhaltet die Übertragung von Sprache und Daten über unterschiedliche Medien. Sie dient also dem Datenaustausch zwischen Systemen.
Was ist Telekommunikation?
Die Telekommunikation (TK) ist der Austausch von Informationen und Daten über eine räumliche Distanz hinweg. Die Informationen können als Sprache oder als Datenform übertragen werden.
Grundsätzlich befasst sich die Telekommunikation nicht mit der Verarbeitung, sondern mit der Übertragung von Sprache und Daten. Die Quelle kann als Sender, während der Empfänger auch als Quelle bezeichnet werden.
Allgemeines über Netzwerke
Einführung in Netzwerke
Ohne Netzwerke funktionieren die meisten unserer heutigen technischen Annehmlichkeiten nicht. Sie bilden die Grundlage und damit die Infrastruktur für private, betriebliche und kritische Kommunikation zwischen Menschen und Geräten. Dabei gewinnen der Aufbau, die Erweiterung, Wartung und Sicherheit von Netzwerken immer mehr an Bedeutung.
Die Basis moderner Netzwerke bildet eine Vielzahl von Protokollen und Schnittstellen, die in den Netzelementen implementiert sind. Viele dieser Protokolle finden sich in internationalen Normen, beispielsweise in den ITU‑T-Empfehlungen oder in den RFCs (Request for Comments).
OSI-Schichtenmodell
Um klare Regeln in der Kommunikation vorzugeben, werden Schichtenmodelle definiert. Sie stellen Schritte einer Kommunikation grafisch dar und verdeutlichen die Arbeit von Protokollen untereinander. Dabei ist das OSI-Schichtenmodell der ITU und ISO das wichtigste und definiert die Basis für viele heutige fest implementierte Protokolle und Protokollfamilien. Wie das OSI-Schichtenmodell aufgebaut ist erfährst du in diesem Beitrag.
TCP/IP-Schichtenmodell
Das TCP/IP-Schichtenmodell orientiert sich stark an der TCP/IP-Protokollfamilie. Es wird häufig auch als TCP/IP-Referenzmodell bezeichnet, da es auf das OSI-Schichtenmodell referenziert und die darin enthaltenen Schichten beinhaltet, aber anders darstellt.
Größter Unterschied im Vergleich zum OSI-Schichtenmodell ist jedoch die Verschmelzung von mehreren Schichten des OSI-Modells.
Netzelemente
In Netzwerken befinden sich viele verschiedene Elemente und Geräte. Ebenfalls befinden sich in Netzwerken viele verschiedene Anwendungen bzw. Dienste und die Verbindungen zwischen den Elementen. Wie diese Elemente eingeteilt werden und welche zu ihnen gehören, erfährst du in folgendem Beitrag.
Arten/Typen von Netzwerken
Netzwerke gibt es in unterschiedlichen Ausprägungen, welche sich meist durch die Anzahl der Teilnehmer und der geografischen Ausdehnung unterscheiden.
Client / Server
In Netzwerken ist der Informationsaustausch streng geregelt. Jeder Teilnehmer dieser Kommunikation nimmt eine Rolle ein. Diese heißen Client und Server. Wie sich diese Rollen unterscheiden, erfährst du in diesem Artikel.
Physische 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.
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.
Elektrisch leitende Verbindungen
Lichtwellenleiter (Glasfaser)
Funkverbindungen
Koaxialkabel
In einer Welt, in der hohe Datenübertragungsraten und drahtlose Kommunikation als Mindestmaß gelten, muten Koaxialkabel wie Relikte vergangener Zeiten an. Ursprünglich in den 1940er und 1950er-Jahren als revolutionäre Lösung zur Signalübertragung entwickelt, markierten sie einen Meilenstein in der Netzwerktechnologie. Ihre robuste Bauweise und die Fähigkeit, Störungen effektiv zu dämpfen, machten sie für viele Anwendungen zur ersten Wahl. Mit dem Einzug moderner Technologien wie Twisted-Pair und Glasfaser, die höhere Geschwindigkeiten und größere Flexibilität bieten, geriet das einst allgegenwärtige Koaxialkabel zunehmend ins Hintertreffen. Heute findet man sie nahezu ausschließlich in Altanlagen.
Twisted-Pair-Kabel
Twisted Pair-Kabel (TP) sind eine weitverbreitete Art von Verkabelung, die vor allem in der Netzwerktechnik und Telekommunikation eingesetzt wird.
Sie bestehen aus isolierten, paarweise verdrillten Kupferadern (im Fernmeldewesen verseilt). Diese Verdrillung trägt dazu bei, elektromagnetische Störungen zu minimieren und die Signalqualität zu verbessern. Twisted Pair-Kabel werden in verschiedenen Kategorien hergestellt, um den spezifischen Anforderungen der Datenübertragung gerecht zu werden. Zu den bekanntesten Kategorien gehören Cat.5, Cat5.e, Cat.6, Cat.7 und Cat.8, die unterschiedliche Geschwindigkeiten und Bandbreiten unterstützen.
Lichtwellenleiter
Lichtwellenleiter (LWL)-Kabel sind das Rückgrat moderner Kommunikationsnetze. Sie ermöglichen eine gegenüber elektrischen Einflüssen ungestörte Übertragung großer Datenmengen – und das mit Lichtwellen statt elektrischen Signalen. Wie funktionieren sie genau, und welche Vorteile bieten sie? Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die faszinierende Welt der LWL-Technologie.
Funk
Die Datenübertragung per Funk, auch als drahtlose Kommunikation bekannt, ist ein wesentlicher Bestandteil der modernen Technologie. Sie ermöglicht die Übertragung von Informationen über elektromagnetische Wellen. Obwohl Funknetzwerke primär auf drahtlose Übertragung setzen, werden Kabel weiterhin zur Anbindung von Basisstationen und Netzwerkknoten verwendet.
Sicherungsschicht
Die zweite Schicht des OSI-Modells, die sogenannte Sicherungsschicht (Data Link Layer), spielt eine zentrale Rolle in der Datenkommunikation über Ethernet-Netzwerke. Sie sorgt dafür, dass Datenpakete zuverlässig von einem Gerät zum anderen übertragen werden, indem sie physische Adressen (MAC-Adressen) verwendet, Fehler erkennt und Kollisionen vermeidet. Diese Schicht ist essenziell für die Organisation des Datenflusses innerhalb eines Netzwerks und bildet die Basis für die höhere Netzwerkkommunikation. In Ethernet-Umgebungen wird sie durch Protokolle wie IEEE 802.3 definiert und gewährleistet eine stabile und effiziente Datenübertragung.
Physikalische Adressen (MAC-Adressen)
Die physikalische Adresse, besser bekannt als MAC-Adresse (Media Access Control-Adresse), ist eine essenzielle Komponente des Ethernet nach IEEE802.3. Sie bildet als Bestandteil von Schicht 2 die Grundlage für die Kommunikation innerhalb des OSI-Schichtenmodells zwischen Geräten innerhalb eines Netzwerksegments.
Internetschicht
Die Internetschicht – auch als Vermittlungsschicht oder Network Layer bekannt – bildet im OSI-Modell die dritte Schicht und spielt eine zentrale Rolle in der Kommunikation zwischen Rechnern über Netzwerkgrenzen hinweg.
Sie ist dafür verantwortlich, Datenpakete von ihrem Ursprungsort zum Ziel zu transportieren – auch über mehrere Netzwerke hinweg. Zu ihren Aufgaben gehören unter anderem das Routing, die logische Adressierung (z. B. über IP-Adressen) sowie die Fragmentierung und Wiederzusammensetzung von Datenpaketen. Bekannte Protokolle dieser Schicht sind etwa IP (Internet Protocol), ICMP oder ARP, wobei IP das Rückgrat des heutigen Internets bildet.
Internetprotokoll (IP)
Das Internetprotokoll, kurz IP, bildet die Grundlage der modernen digitalen Kommunikation und ist unverzichtbar für den Datenaustausch über das Internet. Es ermöglicht, dass Informationen in Form von Datenpaketen zwischen verschiedenen Geräten auf der ganzen Welt übertragen werden können. Ohne IP wäre die heutige vernetzte Welt, wie wir sie kennen, undenkbar.
Doch was genau steckt hinter diesem Protokoll, wie funktioniert es, und warum ist es so essenziell für unsere digitale Infrastruktur? In diesem Beitrag tauchen wir tiefer in die Welt des Internetprotokolls ein und beleuchten seine Funktionsweise, die verschiedenen Versionen sowie seine Bedeutung für die heutige Technologie.
IP Version 4 (IPv4)
IPv4 ist eine 1981 in RFC 791 definierte Version des Internetprotokolls (IP). In dieser RFC sind die Grundmechanismen der IP-Kommunikation beschrieben, darunter:
Aufbau von IPv4-Paketen (Header und Nutzdaten)
Felder im IPv4-Header (z. B. Version, IHL, TTL, Protokoll, Prüfsumme)
Adressierungsschema
Zeroconf
Zero Configuration Networking (kurz Zeroconf) ermöglicht es Geräten, sich in Netzwerken selbstständig mit Netzwerkadressen zu konfigurieren und Dienste zu entdecken – ganz ohne manuelle Einrichtung oder zentrale Server. Gerade in Heim- und kleinen Firmennetzen erspart Zeroconf aufwendige Eingriffe und sorgt für Plug-and-Play-Komfort.