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Einführung


     Netze und Protokolle
     Kommunikationsnetze
       Dr.­Ing. J. Steuer




Institut für Kommunikationstechnik
        www.ikt.uni­hannover.de
Betreuer

 Dr.­Ing. Jan Steuer
    jan.steuer@ikt.uni­hannover.de
 Dipl.­Wirtsch.­Ing. Henrik Schumacher
    schumacher@ikt.uni­hannover.de
    +49­(0)511­762­2823
    Appelstr. 9A (Hochhaus), 14. Etage, Raum 1405
 Dipl.­Wirtsch.­Ing. Kim Bartke
    kim.bartke@ikt.uni­hannover.de
    +49­(0)511­762­2827      
    Appelstr. 9A (Hochhaus), 14. Etage, Raum 1405




                                  (2)
Vorlesungsbetreuung

 Kontaktmöglichkeiten
    E­Mail
    Telefon
    persönliches Gespräch (nur nach Vereinbarung)
 www.ikt.uni­hannover.de
    Lehre ~ Netze und Protokolle


 Was hindert Sie daran, vorlesungsbegleitend den Stoff zu 
  bearbeiten?




                                    (3)
Vermittlung des Stoffes

 Vorlesung: Folien und Notizen
    zum Download auf https://elearning.uni­hannover.de/index.php
           als PDF verfügbar
       
           Vorlesungs – und Übungsfolien werden begleitend zur Verfügung gestellt
       
           Alte Vorlesungen sind als Aufzeichnung verfügbar (Link auf Stud.IP)
       
           Alte Vorlesungsfolien sind als HTML abrufbar (Link auf Stud.IP)
       

 Literatur
    nach Angabe in den einzelnen Vorlesungsstunden
 Übungen
    mit Fragen und Antworten im Stil der Klausur
 Beiträge für die Wikipedia
    Bedingungen werden in der Übung bekanntgegeben
    Ergebnis geht als Gutschrift in die Prüfung ein




                                               (4)
Wissenswerte Zusatzinformation

 Vorlesungen am Institut (Bereich Kommunikationsnetze)
    Mobilfunk und Intelligente Netze (GSM, DECT, W­LAN, 
     HIPERLAN, Adhoc­Netze, IN) {SS}
    Integrierte Netze (PDH, SDH, ISDN, ATM, Ethernet over Fibre) 
     {WS}
    Datenkommunikationsnetze (LAN, MAN, WAN) {SS}
    Nachrichtenverkehrstheorie {WS}
    Digitale Bündelfunksysteme {WS}
    UMTS I /II {WS/SS}
    Seminare nach besonderer Ankündigung 

 Die genauen Termine, sowie nähere Informationen finden 
  Sie im Internet unter
    www.ikt.uni­hannover.de ~ Lehre



                                  (5)
Zusatzveranstaltungen des Instituts

 Weitere empfohlene Vorlesungen
    Prof. Dr.­Ing. Grimm (RRZN/RVS) zum Internet
    Prof. Dr. Nejdl zu Programmiermethoden
    Prof. Dr.­Ing. Kaiser zu Übertragungstechnik
    Prof. Dr.­Ing. Ostermann zu Quellencodierungen
    Prof. Dr.­Ing. Eul, Funksysteme 




                                  (6)
Nachrichtentechnische Grundaufgaben


                                                                                            
                    Kanal­                                Demodu­   Kanalde­      Quellde­
         Quell­                Modulation   Kanal
                   codierung                               lation   codierung    codierung
Quelle codierung
                                                                                             Senke

                                              Kanal­
                                            Steuerung



                        Signalisierung
                        • Aufgabe
                        • Protokolle
                                                                          Netz
                        • Programmierung
                                                               • Struktur
                        • Fehlersicherung
                                                               • Elemente
                                                               • Dimensionierung, Optimierung
 Erweiterungen aus Sicht der Netzsteuerung:
                                                               • Fehlersicherung




                                                    (7)
Quiz zur Quellencodierung



Quelle
                  Kanal­                                Demodu­   Kanalde­     Quellde­
       Quell­                Modulation   Kanal
                 codierung                               lation   codierung   codierung
     codierung

                                                                                          
                                                                                          Senke



  Bekannte Quellencodierung: Morsecode
  Frage: Welches Zeichen wurde 2004 von der ITU nach 60 
   Jahren dem Morsealphabet hinzugefügt?




                                                  (8)
Netz­ und Systemüberblick


Eckdaten:
     Gesamtsystemausfall:                                                      max. 2h Gesamtausfall in 30Jahren
                                                                                                            ­­6
                                                                                           entspricht 7,6 *10
      (im öffentlichen System)
     Gesamtsystemverfügbarkeit:                                                0,999993

     Teilnehmerzahl:                                                           40Mio        HAsl             Bundesrepublik
           Fernsprechnetz:                                                                                   Europa
                                                                               200Mio 
                                                                               1000Mio                       Welt

                                                                               1,5Mio.                       Bundesrepublik
           Internet 2000 Quelle:http://www.comcult.de/infopool/in_teiln.htm:   9,1Mio.                       Europa
                                                                               56,2Mio.                      Welt
          GSM­Netz in 2000                                                     113Mio                        Europa 
                                                                               /Quelle:Elektronik Heft 20/98, Seite: 94 ­ 101


     Teilnehmeranschlusslänge:                                                 1 bis 2km öffentliches Telefon
                                                                               einige 100m private Telefone
                                                                               50­70km öffentliche Datennetze
                                                                               10 bis 100m LAN
                                                                               50­100km GSM­Netze




                                                                    (9)
Netz­ und Systemüberblick

Repeaterabstände in der Fernübertragungstechnik:
      Koaxialleitung V10800:                1,5km
      Richtfunkverbindung:                  40km
      Glasfaser 155Mbit/s,
      Glasfaser  622Mbit/s,
      Glasfaser  2,5Gbit/s:                 Regel: 35­70km
                                            erreichtes Maximum: 250km
Investitionen (ohne Endgerät):
      öffentliches Fernsprechnetz:          750 € / Anschluss
      TK­Anlagen                            180 – 300 € / Anschluss
      LAN                                   120 – 1000 € / Anschluss

Übertragungsraten:
      Fernsprechnetz:                       64kbit/s
      Mobilfunknetz:                        6,5/13/64Kbit/s
      DECT:                                 32kbit/s
      Übertragungstechnik:                  64Kbit/s; 2Mbit/s; 155Mbit/s,
                                            622Mbit/s; 2,5Gbit/s; 10 Gbit/s
                                            40Gbit/s

                                   (10)
Netzabbild des Vermittlungstechnikers

 relevant sind Knoten, Endgeräte und Signalisierungen




                             (11)
Netzbild des Übertragungstechnikers


 
    64Kbit/
    s                                                                                   155Mbit/s 
                                                         2Mbit/s 
                            64Kbit/s 
        LE 
                                                                                           622Mbit/s 
                                                             155Mbit/s 
                                  2Mbit/s 
28,8Kbit/s 
                                                                                                 LE 
                                      LE                             LE 
        64Kbit/s 
      64Kbit/s               ISDN 
                                                           ATM 
                64Kbit/s 

                                         #                           #                            # 
                               CC                        CC                               CC 
                                                                                                        622Mbit/s 
                                                                           155Mbit/s 
                                              2Mbit/s 



                                                                 relevant sind Kanten, 
                                                                 Multiplexer und 
                                                                 Leitungsendeinrichtungen 


                                                          (12)
Übertragungs­ und Teilnehmeranschlussnetze



                                                         GSM
                       Internet /
                            Intranet                           B
                                                               T
ISDN / POTS                                                    S




                SDH                           SDH
                           SDH


                                          ATM / B­ISDN




                                       (13)
Standardisierung

 ITU (vormals CCITT) International Telecommunication Union
       Vorschriftenwerk: ITU­T, ITU­R
   
       Organisation: Vereinte Nationen, Regierungen
   
       Sitz: Genf
   
       Mitarbeit: PTT­Ministerien, Firmen nur Berater und Beobachter)
   
       Beispiel: Blaubuch
   
       http://www.itu.int/ITU­T/index.html
   
 ETSI ­ European Telecommunications Standards Institut
    Vorschriftenwerk: ETS (ETSI Technical Standard, verbindlich), ETR 
     (ETSI Technical Report, unverbindlich)
    Organisation: freie Mitgliedschaft von PTT‘n, Netzbetreibern, Firmen, 
     Instituten
    Sitz: Antibes
    Beispiel: GSM­Standard
    http://www.etsi.fr/


                                        (14)
Standardisierung

 CEPT ­ Committee European Post and Telegraph
    Organisation: europäische PTT´n
    Beispiel: Vorbereitung ITU
 ISO ­ International Standards Organization
    Beispiel: OSI­Referenzmodell für offene Kommunikation
 IEC ­ International Electrotechnical Commission
 ANSI ­ American National Standards Institute
    Beispiel: ANSI­Zeichensatz
 IEEE ­ Institute of Electrical and Electronic Engineers
    Beispiel: LAN­Spezifikation, IEEE 802.3


             
                 

                                  (15)
Standardisierung

 CEN/CENELEC Committé Européen de Normalisation
    Beispiel: Elektromagnetische Verträglichkeit CN54 
 VDE ­ Verein Deutscher Elektrotechniker 
    Beispiel: Sicherheitsbestimmungen VDE 0100, 
     Erdungsbestimmungen VDE 0800
 ZVEI ­ Zentralverband der Elektroindustrie
    Beispiel: Vorbereitung der FTZ­Richtlinien
 ECMA ­ European Computer Manufacturers Association
    Beispiel: Querverbindungsprotokolle für TK­Anlagen, Qsig
 Betreiber­Organisationen, z.B. FTZ, Bellcore
    Beispiel: ISDN­Asl, FTZ 1TR6




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[1] Nu P 01 1

  • 1. Einführung Netze und Protokolle Kommunikationsnetze Dr.­Ing. J. Steuer Institut für Kommunikationstechnik www.ikt.uni­hannover.de
  • 2. Betreuer  Dr.­Ing. Jan Steuer  jan.steuer@ikt.uni­hannover.de  Dipl.­Wirtsch.­Ing. Henrik Schumacher  schumacher@ikt.uni­hannover.de  +49­(0)511­762­2823  Appelstr. 9A (Hochhaus), 14. Etage, Raum 1405  Dipl.­Wirtsch.­Ing. Kim Bartke  kim.bartke@ikt.uni­hannover.de  +49­(0)511­762­2827        Appelstr. 9A (Hochhaus), 14. Etage, Raum 1405 (2)
  • 3. Vorlesungsbetreuung  Kontaktmöglichkeiten  E­Mail  Telefon  persönliches Gespräch (nur nach Vereinbarung)  www.ikt.uni­hannover.de  Lehre ~ Netze und Protokolle  Was hindert Sie daran, vorlesungsbegleitend den Stoff zu  bearbeiten? (3)
  • 4. Vermittlung des Stoffes  Vorlesung: Folien und Notizen  zum Download auf https://elearning.uni­hannover.de/index.php als PDF verfügbar  Vorlesungs – und Übungsfolien werden begleitend zur Verfügung gestellt  Alte Vorlesungen sind als Aufzeichnung verfügbar (Link auf Stud.IP)  Alte Vorlesungsfolien sind als HTML abrufbar (Link auf Stud.IP)   Literatur  nach Angabe in den einzelnen Vorlesungsstunden  Übungen  mit Fragen und Antworten im Stil der Klausur  Beiträge für die Wikipedia  Bedingungen werden in der Übung bekanntgegeben  Ergebnis geht als Gutschrift in die Prüfung ein (4)
  • 5. Wissenswerte Zusatzinformation  Vorlesungen am Institut (Bereich Kommunikationsnetze)  Mobilfunk und Intelligente Netze (GSM, DECT, W­LAN,  HIPERLAN, Adhoc­Netze, IN) {SS}  Integrierte Netze (PDH, SDH, ISDN, ATM, Ethernet over Fibre)  {WS}  Datenkommunikationsnetze (LAN, MAN, WAN) {SS}  Nachrichtenverkehrstheorie {WS}  Digitale Bündelfunksysteme {WS}  UMTS I /II {WS/SS}  Seminare nach besonderer Ankündigung   Die genauen Termine, sowie nähere Informationen finden  Sie im Internet unter  www.ikt.uni­hannover.de ~ Lehre (5)
  • 6. Zusatzveranstaltungen des Instituts  Weitere empfohlene Vorlesungen  Prof. Dr.­Ing. Grimm (RRZN/RVS) zum Internet  Prof. Dr. Nejdl zu Programmiermethoden  Prof. Dr.­Ing. Kaiser zu Übertragungstechnik  Prof. Dr.­Ing. Ostermann zu Quellencodierungen  Prof. Dr.­Ing. Eul, Funksysteme  (6)
  • 7. Nachrichtentechnische Grundaufgaben   Kanal­ Demodu­ Kanalde­ Quellde­ Quell­ Modulation Kanal codierung lation codierung codierung Quelle codierung Senke Kanal­ Steuerung Signalisierung • Aufgabe • Protokolle Netz • Programmierung • Struktur • Fehlersicherung • Elemente • Dimensionierung, Optimierung Erweiterungen aus Sicht der Netzsteuerung: • Fehlersicherung (7)
  • 8. Quiz zur Quellencodierung  Quelle Kanal­ Demodu­ Kanalde­ Quellde­ Quell­ Modulation Kanal codierung lation codierung codierung codierung  Senke  Bekannte Quellencodierung: Morsecode  Frage: Welches Zeichen wurde 2004 von der ITU nach 60  Jahren dem Morsealphabet hinzugefügt? (8)
  • 9. Netz­ und Systemüberblick Eckdaten: Gesamtsystemausfall:  max. 2h Gesamtausfall in 30Jahren ­­6 entspricht 7,6 *10 (im öffentlichen System) Gesamtsystemverfügbarkeit: 0,999993 Teilnehmerzahl: 40Mio  HAsl  Bundesrepublik Fernsprechnetz: Europa 200Mio  1000Mio  Welt 1,5Mio.           Bundesrepublik Internet 2000 Quelle:http://www.comcult.de/infopool/in_teiln.htm: 9,1Mio.          Europa 56,2Mio.         Welt GSM­Netz in 2000 113Mio                        Europa  /Quelle:Elektronik Heft 20/98, Seite: 94 ­ 101 Teilnehmeranschlusslänge: 1 bis 2km öffentliches Telefon einige 100m private Telefone 50­70km öffentliche Datennetze 10 bis 100m LAN 50­100km GSM­Netze (9)
  • 10. Netz­ und Systemüberblick Repeaterabstände in der Fernübertragungstechnik: Koaxialleitung V10800: 1,5km Richtfunkverbindung: 40km Glasfaser 155Mbit/s, Glasfaser  622Mbit/s, Glasfaser  2,5Gbit/s: Regel: 35­70km erreichtes Maximum: 250km Investitionen (ohne Endgerät): öffentliches Fernsprechnetz: 750 € / Anschluss TK­Anlagen 180 – 300 € / Anschluss LAN 120 – 1000 € / Anschluss Übertragungsraten: Fernsprechnetz: 64kbit/s Mobilfunknetz: 6,5/13/64Kbit/s DECT: 32kbit/s Übertragungstechnik: 64Kbit/s; 2Mbit/s; 155Mbit/s, 622Mbit/s; 2,5Gbit/s; 10 Gbit/s 40Gbit/s (10)
  • 12. Netzbild des Übertragungstechnikers   64Kbit/ s  155Mbit/s  2Mbit/s  64Kbit/s   LE  622Mbit/s  155Mbit/s  2Mbit/s  28,8Kbit/s   LE   LE   LE  64Kbit/s  64Kbit/s  ISDN  ATM  64Kbit/s   #   #   #  CC  CC  CC  622Mbit/s  155Mbit/s  2Mbit/s  relevant sind Kanten,  Multiplexer und  Leitungsendeinrichtungen  (12)
  • 13. Übertragungs­ und Teilnehmeranschlussnetze GSM Internet /      Intranet B T ISDN / POTS S SDH SDH SDH ATM / B­ISDN (13)
  • 14. Standardisierung  ITU (vormals CCITT) International Telecommunication Union Vorschriftenwerk: ITU­T, ITU­R  Organisation: Vereinte Nationen, Regierungen  Sitz: Genf  Mitarbeit: PTT­Ministerien, Firmen nur Berater und Beobachter)  Beispiel: Blaubuch  http://www.itu.int/ITU­T/index.html   ETSI ­ European Telecommunications Standards Institut  Vorschriftenwerk: ETS (ETSI Technical Standard, verbindlich), ETR  (ETSI Technical Report, unverbindlich)  Organisation: freie Mitgliedschaft von PTT‘n, Netzbetreibern, Firmen,  Instituten  Sitz: Antibes  Beispiel: GSM­Standard  http://www.etsi.fr/ (14)
  • 15. Standardisierung  CEPT ­ Committee European Post and Telegraph  Organisation: europäische PTT´n  Beispiel: Vorbereitung ITU  ISO ­ International Standards Organization  Beispiel: OSI­Referenzmodell für offene Kommunikation  IEC ­ International Electrotechnical Commission  ANSI ­ American National Standards Institute  Beispiel: ANSI­Zeichensatz  IEEE ­ Institute of Electrical and Electronic Engineers  Beispiel: LAN­Spezifikation, IEEE 802.3       (15)
  • 16. Standardisierung  CEN/CENELEC Committé Européen de Normalisation  Beispiel: Elektromagnetische Verträglichkeit CN54   VDE ­ Verein Deutscher Elektrotechniker   Beispiel: Sicherheitsbestimmungen VDE 0100,  Erdungsbestimmungen VDE 0800  ZVEI ­ Zentralverband der Elektroindustrie  Beispiel: Vorbereitung der FTZ­Richtlinien  ECMA ­ European Computer Manufacturers Association  Beispiel: Querverbindungsprotokolle für TK­Anlagen, Qsig  Betreiber­Organisationen, z.B. FTZ, Bellcore  Beispiel: ISDN­Asl, FTZ 1TR6 (16)