Die Aufgabe der Modems ist es, digitale
Computersignale in analage Signale umzuwandeln, um diese dann über
das Telefonnetz übertragen zu können. Daher ergibt sich aus
Modulation/Demodulation das Wort MODEM. Modems können
Computer oder ganze Netze verbinden, die weit entfernt von
einander sind. Sie werden heutzutage vor allem dafür genutzt, um
Daten auszutauschen (Internet) und E-Mails zu
empfangen/versenden. Modems müssen sich unbedingt an das
öffentliche Telefonnetz angeschlossen sein. Sie können auch
verwendet werden, um Geräte im gleichen Gebäude über eine
serielle Leitung miteindander zu verbinden.
Es gibt 2
grundlegende Typen von Modems:
Asynchrone
Modems
Asynchrone Modems verwenden keinen Taktgeber, um
Sender und Empfänger zu synchronisieren. Stattdessen wird
bei Jeder Uebertragung Bitsynchronisation eingesetzt. Bei der
Bitsynchronisation beginnt jeder Rahmen mit einem Startbit,
welches den Empfänger in die Lage versetzt, sich auf die Taktrate
des Signals einzustellen. Diese Uebertragungsart wird bei der
Uebertragung von Zeichen, welche in unregelmässigen Abständen
gesendet werden, sinnvoll. Asynchrone Modems zeichnen
sich auch durch einen relativ grossen Overhead aus, der in der
Grössenordnung von 20 bis 30 % liegt.
Synchrone
Modems
Synchrone Uebertragung benötigt kein Start- und
Stopbit. Die Synchronisation wird auf 2 Arten
erreicht:
Gleichzeitige Uebertragung von Daten und
Synchronisationssignalen Uebertragung des Synchronisationssignals
über einen separaten Kommunikationskanal.
Bei beiden
Uebertragunsarten werden am Anfang der Uebertragung SYNC-Signale
gesendet, welche den Beginn des Rahmens definieren.
Der
Overhead ist im Vergleich zu asynchroner Uebertragung gering, was
bedeutet, dass die Bandbreite besser ausgenutzt werden kann.
VERTEILER
Verteiler, auch HUB oder KONZENTRATOR, genannt, sind
zentrale Verbindungspunkte für Netzwerk-Verkabelung. Es gibt 3
Arten von Verteilern:
Passive Verteiler
(HUB)
Passive Verteiler verarbeiten die Signale nicht.
Der Sinn eines passiven Verteilers ist die Kombination von
mehreren Netzwerksegmenten. Passive Verteiler findet man heute
höchstens noch in bei ARC-Net oder Token Ring.
Aktive
Verteiler (HUB)
Aktive Verteiler können Signale
verstärken und bereinigen. Das Netzwerk wird somit robuster und die
Entfernung zwischen den Geräten kann vergrössert werden.
Ein HUB arbeitet auf Layer 1 des OSI-Modells.
Intelligente
Verteiler (SWITCH)
Intelligente Verteiler sind
verbesserte aktive Verteiler. Sie beinhalten Funktionen
wie Verteiler-Fernwartung und Switching HUB (SWITCH). Ein Switch
kann Signale sehr schnell zwischen den angeschlossenen Ports
weiterleiten. Die Signale werden jedoch nicht an alle Ports
weitergeleitet, sondern nur für diesen Port, für der das Signal
bestimmt ist. Ein Switch arbeitet im Gegensatz zum HUB auf Layer 2
des OSI-Modells.
VERSTAERKER (Repeater)
Repeater verstärken Signale und können somit die
Ausdehnung eines Netzwerks vergrössern. Ein Repeater leitet,
im Gegensatz zum Switch, das Signal an alle Ports weiter. Der
Repeater arbeitet auf dem Layer 1 des OSI-Modells, während die
Switch bereits auf Layer 2 arbeitet. Der Vorteil eines Repeaters ist
der, dass er einfach und kostengünstig ist. Arbeiter auf Layer 1
des OSI-Modells.
BRIDGE (Brücke)
Brücken können die maximale Längenausdehnung eines
Netzes vergrössern. Sie arbeiten auf Layer 2 des
OSI-Modells. Eine Brücke gibt nur Signale weiter, die für einen
Rechner auf der anderen Seite bestimmt sind. Die Brücke
kann diese Unterscheidung machen, weil jedes Gerät im Netz eine
eindeutige Adresse (MAC-Adresse) hat. Neuere Brücken werden auch
lernende Brücken genannt, weil sie automatisch ihre Adresstabellen
aktualisieren. Brücken können jedoch keine unterschiedlichen
Netzwerksegmente verbinden, da sie deren Adressen dann nicht
auswertenkönnen. Brücken, welche LAN-Segmente über eine
synchrone Modemleitung verbinden, werden Remote-Bridges
genannt. In einem Netzwerk mit Brücken ist Redundanz
wünschenswert, falls mal eine Brücke ausfällt. Damit nun aber
dasSignal nicht über mehrere Brücken verschickt wird und so als
Loop endet, arbeiten die Brücken mit
dem Spanning-Tree-Algorythmus. Dieser Algorythmus versetzt die
Brücken in die Lage miteinander zu kommunizieren und so ein Netz
ohne ungewollte Loops aufzubauen.
ROUTER
Router zerlegen grosse Netze in logische Netzsegmente.
Sie sind intelligenter als Brücken, jedoch im
allgemeinen langsamer, da sie mehr Rechenarbeit durchzuführen
haben. Router arbeiten auf Layer 3 des OSI-Modells. Soll nun ein
Ethernet-Netz mit einem Token-Ring-Netz verbunden werden, so wird
dies mittels eines Routers gemacht.
GATEWAY
Gateways arbeiten hauptsächlich auf den Layern 4-7 des
OSI-Modells. Sie sind dafür da, um die Kommunikation
zwischen verschiedenen Netzwerksegementen zu realisieren. Die
Hauptfunktionalität ist die Uebersetzung von Protokollen. So kann
z.B. mit Hilfe eines Gateways eine IPX/SPX-Nachricht in ein
TCP/IP-Netzwerk gesendet werden. Bei einem Gateway kann es sich
um Software oder auch um Hardware handeln. Auch wird ein Gateway
häufig eingesetzt, um verschiedene E-Mail-Systeme zu
verbinden.
