Telekommunikation

Für das Lied von einer Möwenherde siehe Telekommunikation (Lied).
Erdstation in der Satellitenkommunikationseinrichtung in Raisting, Bayern, Deutschland
Visualisierung aus dem OPTE -Projekt der verschiedenen Wege durch einen Teil des Internets

Telekommunikation ist die Übertragung von Informationen durch verschiedene Arten von Technologien Kabel, Radio, optisch, oder andere elektromagnetisch Systeme.[1][2] Es hat seinen Ursprung im Wunsch des Menschen nach Kommunikation über eine Distanz, die größer ist als die, die mit dem machbar sind menschliche Stimme, aber mit einem ähnlichen Ausmaß an Zweckmäßigkeit; So langsame Systeme (wie z. Postsendung) werden vom Feld ausgeschlossen.

Das Übertragungsmedien in der Telekommunikation haben sich durch zahlreiche Technologiestufen entwickelt, von Beacons und andere visuelle Signale (wie z. Rauch signale, Semaphor -Telegraphen, Signalflaggenund optisch Heliografien), zu elektrisches Kabel und elektromagnetische Strahlung, einschließlich Licht. Solche Übertragungswege werden oft unterteilt in Kommunikationskanäle, die die Vorteile von bieten Multiplexing Mehrfach gleichzeitig Kommunikationssitzungen. Telekommunikation wird oft in seiner Pluralform verwendet.

Weitere Beispiele für vormoderne Fernkommunikation waren Audiomeldungen, wie z. B. codiert Schlagzeugschläge, Lungengewinnung Hörnerund laut Pfeifen. Technologien des 20. und 21. Jahrhunderts für die Fernkommunikation in der Regel beinhalten normalerweise elektrische und elektromagnetische Technologien, wie z. Telegraph, Telefon, Fernsehen und Fernschreiber, Netzwerke, Radio, Mikrowellenübertragung, Glasfaser, und Kommunikationssatelliten.

Eine Revolution in Kabellose Kommunikation begann im ersten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts mit den wegweisenden Entwicklungen in Radiokommunikation durch Guglielmo Marconi, wer gewann die Nobelpreis für Physik Im Jahr 1909 und andere bemerkenswerte Pionierfinder und Entwickler im Bereich der elektrischen und elektronischen Telekommunikation. Diese enthielten Charles Wheatstone und Samuel Morse (Erfinder des Telegraphen), Antonio Meucci und Alexander Graham Bell (Einige der Erfinder und Entwickler des Telefons siehe Erfindung des Telefons), Edwin Armstrong und Lee de Forest (Erfinder des Radios) sowie Vladimir K. Zworykin, John Logie Baird und Philo Farnsworth (Einige der Erfinder des Fernsehens).

Entsprechend Artikel 1.3 des Radiovorschriften (RR), Telekommunikation ist definiert als " Irgendein Übertragung, Emission oder Empfang von Zeichen, Signalen, Schriften, Bildern und Klängen oder Intelligenz jeglicher Natur durch Kabel, Radio, optisch oder andere elektromagnetisch Systeme. » Diese Definition ist identisch mit denen, die im Anhang zum Anhang enthalten sind Verfassung und Konvent der Internationalen Telekommunikationsunion (Genf, 1992).

Die frühen Telekommunikationsnetzwerke wurden mit Kupferdrähten als physisches Medium für die Signalübertragung erstellt. Seit vielen Jahren wurden diese Netzwerke für grundlegende Telefondienste verwendet, nämlich Voice und Telegramme. Seit Mitte der neunziger Jahre wurde die Sprache, da das Internet immer beliebter geworden ist, durch Daten nach und nach durch Daten ersetzt. Dies zeigte bald die Einschränkungen von Kupfer bei der Datenübertragung und veranlasste die Entwicklung der Optik.[3][4][5]

Etymologie

Das Wort Telekommunikation ist eine Verbindung des griechischen Präfixes Tele (τῆλε), Bedeutung entfernt, weit weg, oder Ferne,[6] und das Latein Communicare, Bedeutung Teilen. Seine moderne Verwendung wird von den Franzosen angepasst,[7] Weil seine schriftliche Verwendung 1904 vom französischen Ingenieur und Romanautor aufgezeichnet wurde Édouard Estaunié.[8][9] Kommunikation wurde erstmals im späten 14. Jahrhundert als englisches Wort verwendet. Es stammt aus dem alten französischen Comunicacion (14c., Modern französische Kommunikation), aus lateinamerikanischem Kommunikation (Nominative Communicatio), Nomen of Action aus dem vergangenen Partizip -Stamm von Communicare, um zu teilen, zu teilen, zu kommunizieren, zu informieren, zu informieren, sich zu verbinden, teilzunehmen, teilzunehmen in "buchstäblich", um gemeinsam zu machen ", aus Communis".[10]

Geschichte

Weitere Informationen: Geschichte der Telekommunikation

Beacons und Tauben

Eine Nachbildung von einem von Chappes Semaphorürme

Homing -Tauben wurden gelegentlich im Laufe der Geschichte von verschiedenen Kulturen eingesetzt. Pigeon Post hatte persisch Wurzeln und wurde später von den Römern genutzt, um ihrem Militär zu helfen. Frontinus sagte, dass Julius Caesar benutzte Tauben als Boten in seiner Eroberung von Gallien.[11] Das Griechen übermittelte auch die Namen der Sieger in der Olympische Spiele in verschiedene Städte mit Homing -Tauben.[12] Im frühen 19. Jahrhundert verwendete die niederländische Regierung das System in Java und Sumatra. Und im Jahr 1849, Paul Julius Reuter startete einen Taubenservice, um Aktienkurse zwischen den Aktienkursen zu fliegen Aachen und Brüssel, ein Dienst, der ein Jahr lang operierte, bis die Lücke im Telegraph -Link geschlossen wurde.[13]

Im Mittelalter, Ketten von Beacons wurden häufig auf Hügeln als Mittel zur Weitergabe eines Signals verwendet. Beacon Chains erlitten den Nachteil, dass sie nur ein Stück Informationen übergeben konnten, sodass die Bedeutung der Nachricht wie "Der Feind gesichtet" wurde, musste im Voraus vereinbart werden. Ein bemerkenswerter Beispiel für ihre Verwendung war während der Spanische Armada, wenn eine Beacon -Kette ein Signal ausgab Plymouth zu London.[14]

1792, Claude Chappe, ein französischer Ingenieur, baute das erste feste Visual Telegrafie System (oder Semaphor -Linie) zwischen Lille und Paris.[15] Semaphore litt jedoch unter der Notwendigkeit von Fachkräften und teuren Türmen in Abständen von zehn bis dreißig Kilometern (sechs bis neunzehn Meilen). Infolge der Konkurrenz des Elektro -Telegraphen wurde die letzte kommerzielle Linie 1880 aufgegeben.[16]

Telegraph und Telefon

Am 25. Juli 1837 der erste Werbespot elektrischer Telegraph wurde vom englischen Erfinder Sir demonstriert William Fothergill Cooke, und englischer Wissenschaftler Sir Charles Wheatstone.[17][18] Beide Erfinder betrachteten ihr Gerät als "eine Verbesserung des [vorhandenen] elektromagnetischen Telegraphen" nicht als neues Gerät.[19]

Samuel Morse Unabhängig voneinander entwickelte eine Version des elektrischen Telegraphen, den er am 2. September 1837 erfolglos demonstrierte. Sein Code war ein wichtiger Fortschritt gegenüber der Signalmethode von Wheatstone. Der Erste Transatlantisches Telegraphenkabel Wurde am 27. Juli 1866 erfolgreich fertiggestellt, was zum ersten Mal transatlantische Telekommunikation zugelassen wurde.[20]

Das konventionelle Telefon wurde von patentiert von Alexander Bell 1876. Elisha Gray legte auch 1876 eine Einschränkung dafür ein. Die Idee und die erste, um es in einem Telefon zu testen. [88][21] Antonio Meucci erfand ein Gerät, das die elektrische Übertragung von Voice über eine Linie fast dreißig Jahre zuvor im Jahr 1849 ermöglichte, aber sein Gerät war von geringem praktischem Wert, weil es sich auf die stützte elektrophonischer Effekt Die Benutzer müssen den Empfänger in den Mund legen, um "zu hören".[22] Die ersten kommerziellen Telefondienste wurden 1878 und 1879 auf beiden Seiten des Atlantiks in den Städten der Städte von der Bell Telephone Company eingerichtet Neuer Hafen und London.[23][24]

Radio und Fernsehen

Ab 1894 der italienische Erfinder Guglielmo Marconi begann mit der Entwicklung einer drahtlosen Kommunikation mit dem damals neu entdeckten Phänomen von Radiowellenmit 1901, dass sie über den Atlantik übertragen werden konnten.[25] Dies war der Beginn von drahtlose Telegraphie durch Radio. Am 17. Dezember 1902 eine Übertragung von der Marconi Station in Glace Bay, Nova Scotia, Kanada, wurde die erste Radio-Botschaft der Welt, um den Atlantik aus Nordamerika zu überqueren, und 1904 wurde ein kommerzieller Dienst eingerichtet, um nächtliche Nachrichtenzusammenfassungen an die Abonnements zu übermitteln, die sie in ihre Zeitungen an Bord einbeziehen konnten.[26]

Millimeterwelle Die Kommunikation wurde zuerst von untersucht von Bengali Physiker Jagadisch Chandra Bose 1894–1896, als er eine erreichte Extrem hohe Frequenz von bis zu 60 GHz in seinen Experimenten.[27] Er führte auch die Verwendung von vor Halbleiter Junctions zum Erkennen von Radiowellen,[28] als er patentiert das Radio Kristalldetektor im Jahr 1901.[29][30]

Erster Weltkrieg beschleunigte die Entwicklung von Radio für Militärkommunikation. Nach dem Krieg kommerzielle Radio Ich senke Begann in den 1920er Jahren und wurde zu einem wichtigen Massenmedium für Unterhaltung und Nachrichten. Zweiter Weltkrieg erneut beschleunigte die Entwicklung des Radios für die Kriegszwecke von Flugzeugen und Landkommunikation, Funknavigation und Radar.[31] Entwicklung von Stereo FM -Rundfunk Aus den 1930er Jahren wurde in den Vereinigten Staaten aus den 1930er Jahren stattgefunden und in den 1960er Jahren und in den 1970er Jahren in Großbritannien als dominierender kommerzieller Standard vertrieben.[32]

Am 25. März 1925, John Logie Baird konnte die Übertragung beweglicher Bilder im Londoner Kaufhaus nachweisen Selfridges. Bairds Gerät stützte sich auf das Nipkow -Festplatte und wurde so bekannt als die mechanisches Fernsehen. Es bildete die Grundlage für experimentelle Sendungen, die von der durchgeführt wurden British Broadcasting Corporation Ab dem 30. September 1929.[33] Für die meisten Fernseher des 20. Jahrhunderts waren jedoch von der abhängig Kathodenstrahlröhre erfunden von Karl Braun. Die erste Version eines solchen Fernsehens, das das Versprechen zeigt, wurde von produziert von Philo Farnsworth und demonstrierte seiner Familie am 7. September 1927.[34] Nach Zweiter WeltkriegDie unterbrochenen Experimente im Fernsehen wurden wieder aufgenommen, und es wurde auch zu einem wichtigen Medium für die Ausstrahlung von Home Entertainment.

Thermionventile

Die Art des Geräts als a Thermionrohr oder Thermionventil verwendet das Phänomen von Glühemission von Elektronen aus a erhitzte Kathode und wird für eine Reihe grundlegender elektronischer Funktionen wie Signal verwendet Verstärkung und Strom Berichtigung.

Das einfachste Vakuumrohr, der Diode 1904 erfunden von John Ambrose Fleming, enthält nur eine erhitzte Elektronen-emittierende Kathode und eine Anode. Elektronen können nur in eine Richtung durch das Gerät fließen - von der Kathode bis zur Anode. Hinzufügen eines oder mehrere Kontrollgitter Innerhalb des Rohrs ermöglicht es den Strom zwischen Kathode und Anode durch die Spannung am Gitter oder am Gitter.[35] Diese Geräte wurden in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts zu einer Schlüsselkomponente elektronischer Schaltungen. Sie waren entscheidend für die Entwicklung von Radio, Fernsehen, Radar, Tonaufnahme und Reproduktion, Fernnetzwerke von Fernstöcken und analog und früh digital Computers. Obwohl einige Anwendungen frühere Technologien wie die verwendet hatten Funkenspalt Sender für Radio oder mechanische Computer Für das Computer war es die Erfindung des thermionischen Vakuumrohrs, das diese Technologien weit verbreitet und praktisch machte und die Disziplin von erstellte Elektronik.[36]

In den 1940er Jahren die Erfindung von Halbleiterbauelemente ermöglicht es zu produzieren fester Zustand Geräte, die kleiner, effizienter, zuverlässig und langlebiger und billiger sind als thermionische Röhrchen. Ab Mitte der 1960er Jahre wurden dann thermionische Röhrchen durch die ersetzt Transistor. Thermionröhrchen haben immer noch einige Anwendungen für bestimmte Hochfrequenzverstärker.

Computernetzwerke und das Internet

Am 11. September 1940, George Stibitz übertragene Probleme für seinen komplexen Zahlenrechner in New York mit a Teletypund erhielt die berechneten Ergebnisse zurück bei Dartmouth College in New Hampshire.[37] Diese Konfiguration eines zentralisierten Computers (Mainframe) mit Fernbedienung dumme Terminals blieb bis in die 1970er Jahre beliebt. Bereits in den 1960er Jahren begannen die Forscher jedoch zu untersuchen Paketschaltung, eine Technologie, die eine Nachricht in Teilen an sein Ziel sendet asynchron ohne es durch eine zentralisierte zu gehen Mainframe. Ein vier-Knoten Netzwerk tauchte am 5. Dezember 1969 auf und bildete die Anfänge der Arpanet, was 1981 zu 213 Knoten angewachsen war.[38] Arpanet fusionierte schließlich mit anderen Netzwerken, um das Internet zu bilden. Während die Internetentwicklung ein Schwerpunkt der war Internettechnik-Arbeitsgruppe (IETF), der eine Reihe von veröffentlicht hat Anfrage für Kommentare Dokumente, andere Netzwerkeförderungen in der Networking Industrielabors, so wie die lokales Netzwerk (LAN) Entwicklungen von Ethernet (1983) und Token-Ring (1984).

Wachstum der Übertragungskapazität

Die wirksame Kapazität, um Informationen weltweit in zweiwege Telekommunikationsnetzwerken auszutauschen, stieg von 281 Petabyte (PB) der optimal komprimierten Informationen im Jahr 1986 bis 471 PB im Jahr 1993 bis 2,2 Exabyte (EB) im Jahr 2000 und zu 65 EB im Jahr 2007.[39] Dies ist das Informationsäquivalent von zwei Zeitungsseiten pro Person und Tag im Jahr 1986 und bis 2007 sechs Zeitungen pro Person und Tag.[40] Angesichts dieses Wachstums spielen Telekommunikation eine immer wichtigere Rolle in der Weltwirtschaft, und die globale Telekommunikationsbranche betrug 2012 einen Sektor von 4,7 Billionen US -Dollar.[41][42] Der Serviceeinnahmen der globalen Telekommunikationsindustrie wurde 2010 auf 1,5 Billionen US -Dollar geschätzt, was 2,4% des Weltprodukts der Welt (BIP) entspricht.[41]

Technische Konzepte

Die moderne Telekommunikation basiert auf einer Reihe von Schlüsselkonzepten, die in einem Zeitraum von weit über einem Jahrhundert fortschreitende Entwicklung und Verfeinerung erlebten.

Grundelemente

Telekommunikationstechnologien können in erster Linie in kabelgebundene und drahtlose Methoden unterteilt werden. Insgesamt besteht jedoch ein grundlegendes Telekommunikationssystem aus drei Hauptteilen, die in irgendeiner Form immer vorhanden sind:

  • A Sender Das nimmt Informationen und konvertiert sie in a Signal.
  • A Übertragungsmedium, auch die genannt physischer Kanal Das trägt das Signal. Ein Beispiel dafür ist das "Freier Space Channel".
  • A Empfänger Das nimmt das Signal aus dem Kanal und wandelt es wieder in nutzbare Informationen für den Empfänger um.

Zum Beispiel in a Radiosender Sender Die Station ist groß Leistungsverstärker ist der Sender; und der Rundfunk Antenne ist die Schnittstelle zwischen dem Leistungsverstärker und dem "freien Speicherkanal". Der freie Space -Kanal ist das Übertragungsmedium; und die Antenne des Empfängers ist die Schnittstelle zwischen dem freien Speicherkanal und dem Empfänger. Als nächstes die Funkempfänger ist das Ziel des Funksignals, und hier wird es von Strom in die Klang umgewandelt, die Menschen hören können.

Manchmal sind Telekommunikationssysteme "Duplex" (Zwei-Wege-Systeme) mit einer einzelnen Box von Elektronik Arbeit sowohl als Sender als auch als Empfänger oder a Transceiver. Zum Beispiel a Mobiltelefon ist ein Transceiver.[43] Die Getriebeelektronik und die Empfängerelektronik innerhalb eines Transceivers sind tatsächlich recht unabhängig voneinander. Dies kann leicht durch die Tatsache erklärt werden Nanowatt. Daher müssen Transceiver sorgfältig entworfen und gebaut werden, um ihre Hochleistungsschaltungen und ihre Schaltkreise mit geringer Leistung voneinander zu isolieren, um keine Störungen zu verursachen.

Telekommunikation über feste Leitungen wird genannt Punkt-zu-Punkt-Kommunikation Weil es zwischen einem Sender und einem Empfänger liegt. Telekommunikation durch Radiosendungen heißt Übertragungskommunikation Weil es zwischen einem leistungsstarken Sender und zahlreichen, aber empfindlichen Funkempfängern liegt.[43]

Telekommunikationen, bei denen mehrere Sender und Empfänger zusammenarbeiten und denselben physischen Kanal teilen, werden aufgerufen Multiplex -Systeme. Das Austausch von physikalischen Kanälen mit Multiplexing führt häufig zu sehr hohen Kosten. Multiplexed -Systeme werden in Telekommunikationsnetzwerken angelegt, und die Multiplex -Signale werden auf Knoten auf den richtigen Zielterminalempfänger umgestellt.

Analog gegen digitale Kommunikation

Kommunikationssignale können entweder durch gesendet werden Analoge Signale oder Digitale Signale. Es gibt Analoge Kommunikation Systeme und digitale Kommunikation Systeme. Für ein analoges Signal wird das Signal in Bezug auf die Informationen kontinuierlich variiert. In einem digitalen Signal werden die Informationen als eine Reihe von diskreten Werten (z. B. eine Reihe von Einen und Nullen) codiert.[44] Während der Ausbreitung und des Empfangs werden die in analogen Signale enthaltenen Informationen zwangsläufig von degradiert unerwünschtes physisches Geräusch. In der Regel kann das Rauschen in einem Kommunikationssystem als Hinzufügen oder Subtrahieren vom wünschenswerten Signal in einem vollständig ausgedrückt werden zufälliger Weg. Diese Form des Rauschens wird genannt Additivgeräuschemit dem Verständnis, dass das Rauschen in verschiedenen Zeitpunkten negativ oder positiv sein kann.

Sofern die additive Rauschstörung keinen bestimmten Schwellenwert überschreitet, bleiben die in digitalen Signalen enthaltenen Informationen intakt. Ihr Rauschwiderstand ist ein wesentlicher Vorteil digitaler Signale gegenüber analogen Signalen. Digitale Systeme scheitern jedoch katastrophal, wenn das Rauschen die Systeme zur Autokorrektur überschreitet. Andererseits scheitern analoge Systeme anmutig. Das heißt, wenn das Rauschen erhöht wird, wird das Signal zunehmend verschlechtert, aber dennoch nutzbar. Auch digitale Übertragung von kontinuierliche Daten unvermeidlich hinzugefügt Quantisierungsrauschen zum Ausgang. Dies kann verringert, aber nicht vollständig beseitigt werden, nur auf Kosten der Erhöhung der Anforderung der Kanalbandbreite.

Kommunikationskanäle

Der Begriff "Kanal" hat zwei verschiedene Bedeutungen. In einer Bedeutung ist ein Kanal das physische Medium, das ein Signal zwischen dem Sender und dem Empfänger trägt. Beispiele hierfür sind die Atmosphäre Für Schallkommunikation, Glas optische Fasern für einige Arten von Optische Kommunikation, Koaxialkabel für Kommunikation durch die Spannungen und elektrischen Ströme in ihnen, und Freiraum für Kommunikation mithilfe sichtbares Licht, Infrarot Wellen, ultraviolettes Licht, und Radiowellen. Koaxiale Kabeltypen werden durch RG -Typ oder "Funkanleitung" klassifiziert, Terminologie, die aus dem Zweiten Weltkrieg abgeleitet ist. Die verschiedenen RG -Bezeichnungen werden verwendet, um die spezifischen Signalübertragungsanwendungen zu klassifizieren.[45] Dieser letzte Kanal wird der "Freiraumkanal" genannt. Das Senden von Funkwellen von einem Ort zum anderen hat nichts mit der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Atmosphäre zwischen beiden zu tun. Radiowellen reisen durch eine perfekte Vakuum genauso leicht wie durch Luft, Nebel, Wolken oder andere Gas.

Die andere Bedeutung des Begriffs "Kanal" in der Telekommunikation ist in der Phrase zu sehen Kommunikationskanal, was eine Unterteilung eines Übertragungsmediums ist, damit es verwendet werden kann, mehrere Informationsströme gleichzeitig zu senden. Beispielsweise kann ein Radiosender Radiowellen in Frequenzen in der Nachbarschaft von 94,5 in freien Raum übertragenMHz (Megahertz) Während ein anderer Radiosender gleichzeitig Radiowellen mit Frequenzen in der Nachbarschaft von 96,1 MHz übertragen kann. Jeder Radiosender übertraf Radiowellen über eine Frequenz Bandbreite von ungefähr 180KHz (Kilohertz), zentriert von Frequenzen wie dem oben genannten, die als die genannt werden "Trägerfrequenzen". Jede Station in diesem Beispiel ist von 200 kHz von seinen angrenzenden Stationen getrennt, und der Unterschied zwischen 200 kHz und 180 kHz (20 kHz) ist eine technische Zulage für die Unvollkommenheiten im Kommunikationssystem.

Im obigen Beispiel wurde der "Freiraumkanal" in Kommunikationskanäle unterteilt. Frequenzenund jedem Kanal wird eine separate Frequenzbandbreite zugewiesen, in der Radiowellen übertragen werden können. Dieses System zur Aufteilung des Mediums in Kanäle entsprechend der Frequenz wird genannt ""Frequenz-Division-Multiplexing"Ein weiterer Begriff für dasselbe Konzept ist"Wellenlängen-Division-Multiplexing", was häufiger in der optischen Kommunikation verwendet wird, wenn mehrere Sender das gleiche physische Medium teilen.

Eine andere Möglichkeit, ein Kommunikationsmedium in Kanäle aufzuteilen Millisekunden aus jeder Sekunde) und jedem Absender zu erlauben, Nachrichten nur innerhalb seines eigenen Zeitfenster zu senden. Diese Methode zur Aufteilung des Mediums in Kommunikationskanäle heißt ""Zeitabteilung Multiplexing"(Tdm) und wird in der optischen Faserkommunikation verwendet. Einige Funkkommunikationssysteme verwenden TDM in einem zugewiesenen FDM -Kanal. Daher verwenden diese Systeme eine Mischung aus TDM und FDM.

Modulation

Die Gestaltung eines Signals zur Übermittlung von Informationen wird als bezeichnet als Modulation. Modulation kann verwendet werden, um eine digitale Nachricht als analoge Wellenform darzustellen. Dies wird allgemein genannt "Keying"- Ein Begriff, der aus der älteren Verwendung von Morse -Code in Telekommunikation abgeleitet ist - und mehrere Keying -Techniken bestehen (darunter auch einzuschließen Phasenverschiebungsschlüsselung, Frequenzverschiebungsschlüsselung, und Amplitudenverschiebungsschlüsselung). Das "Bluetooth"Das System verwendet beispielsweise die Phasenverschiebung, um Informationen zwischen verschiedenen Geräten auszutauschen.[46][47] Darüber hinaus gibt es Kombinationen von Phasenverschiebungs-Keying- und Amplitudenverschiebungs-Keying, die genannt werden (im Feld des Feldes). "Quadraturamplitudenmodulation"(QAM), die in digitalen Funkkommunikationssystemen mit hoher Kapazität verwendet werden.

Die Modulation kann auch verwendet werden, um die Informationen von niederfrequenten analogen Signalen bei höheren Frequenzen zu übertragen. Dies ist hilfreich, da niederfrequente analoge Signale nicht effektiv über freien Raum übertragen werden können. Daher müssen die Informationen aus einem niederfrequenten analogen Signal in ein höheres Frequenzsignal beeindruckt sein (bekannt als das "Trägerwelle") Vor der Übertragung. Es stehen verschiedene Modulationsschemata zur Verfügung, um dies zu erreichen [zwei der grundlegendsten Wesen Amplitudenmodulation (Bin) und Frequenzmodulation (Fm)]. Ein Beispiel für diesen Prozess ist, dass die Stimme eines Discjockeys in einer 96 -MHz -Trägerwelle unter Verwendung der Frequenzmodulation beeindruckt wird (die Stimme würde dann in einem Radio als Kanal "96 FM" empfangen).[48] Darüber hinaus hat die Modulation den Vorteil, dass sie die Frequenz -Abteilung Multiplexing (FDM) verwenden kann.

Telekommunikationsnetzwerke

A Telekommunikationsnetz ist eine Sammlung von Sendern, Empfängern und Kommunikationskanäle Das sendet Nachrichten aneinander. Einige digitale Kommunikationsnetzwerke enthalten eine oder mehrere Router Das arbeitet zusammen, um Informationen an den richtigen Benutzer zu übermitteln. Ein analoge Kommunikationsnetzwerk besteht aus einem oder mehreren Schalter die eine Verbindung zwischen zwei oder mehr Benutzern herstellen. Für beide Arten von Netzwerken, Repeater kann erforderlich sein, um das Signal zu verstärken oder neu zu vergrößern, wenn es über große Entfernungen übertragen wird. Dies ist zu kämpfen Dämpfung Das kann das Signal nicht vom Rauschen zu unterscheiden.[49] Ein weiterer Vorteil von digitalen Systemen über Analog ist, dass ihre Ausgabe einfacher im Speicher speichern kann, d. H. Zwei Spannungszustände (hoch und niedrig) sind leichter zu speichern als ein kontinuierlicher Bereich von Zuständen.

Gesellschaftliche Auswirkungen

Die Telekommunikation hat einen bedeutenden sozialen, kulturellen und wirtschaftlichen Einfluss auf die moderne Gesellschaft. Im Jahr 2008 platzierten Schätzungen die TelekommunikationsbrancheDer Umsatz von 4,7 Billionen US -Dollar oder knapp drei Prozent der Brutto -Weltprodukt (offizieller Wechselkurs).[41] In mehreren folgenden Abschnitten werden die Auswirkungen der Telekommunikation auf die Gesellschaft erörtert.

Mikroökonomie

Auf der mikroökonomisch In der Skala haben Unternehmen Telekommunikationen verwendet, um globale geschäftliche Reiche aufzubauen. Dies ist selbstverständlich im Fall des Online-Einzelhändlers Amazon.com Aber laut akademischer Edward Lenert, sogar dem konventionellen Einzelhändler Walmart hat im Vergleich zu seinen Wettbewerbern von einer besseren Telekommunikationsinfrastruktur profitiert.[50] In Städten auf der ganzen Welt nutzen Hausbesitzer ihre Telefone, um eine Vielzahl von Hausdienstleistungen zu bestellen und zu arrangieren, von Pizza -Lieferungen bis hin zu Elektrikern. Selbst relativ arme Gemeinschaften wurden zur Hand von Telekommunikation zu ihrem Vorteil eingesetzt. Im Bangladesch's Narsingdi Distrikt, isolierte Dorfbewohner verwenden Mobiltelefone, um direkt mit Großhändlern zu sprechen und einen besseren Preis für ihre Waren zu veranlassen. Im Côte d'Ivoire, Kaffeebauern teilen sich Mobiltelefone, um stündliche Variationen der Kaffeepreise zu verfolgen und zum besten Preis zu verkaufen.[51]

Makroökonomie

Auf der makroökonomisch Skalierung, Lars-Hendrik Röller und Leonard Waverman schlug einen kausalen Zusammenhang zwischen einer guten Telekommunikationsinfrastruktur und dem Wirtschaftswachstum vor.[52][53] Nur wenige bestreiten die Existenz einer Korrelation, obwohl einige argumentieren, dass es falsch ist, die Beziehung als kausal anzusehen.[54]

Aufgrund der wirtschaftlichen Vorteile einer guten Telekommunikationsinfrastruktur ist die Sorgen um den ungerechtfertigten Zugang zu Telekommunikationsdiensten zwischen verschiedenen Ländern der Welt - dies ist als die bekannt als die digitale Kluft. Eine Umfrage von 2003 von der Internationale Telekommunikationsunion (ITU) enthüllte, dass ungefähr ein Drittel der Länder weniger als ein Mobilfunkabonnement pro 20 Personen und ein Drittel der Länder weniger als ein Land-Line-Telefon-Abonnement pro 20 Personen hat. In Bezug auf den Internetzugang hat rund die Hälfte aller Länder weniger als eine von 20 Personen mit Internetzugang. Aus diesen Informationen sowie Bildungsdaten konnte die ITU einen Index zusammenstellen, der die Gesamtfähigkeit der Bürger misst, auf Informationen und Kommunikationstechnologien zuzugreifen und sie zu verwenden.[55] Mit dieser Maßnahme, Schweden, Dänemark und Island Erhielt die höchste Rangliste, während die afrikanischen Länder Nigeria, Burkina Faso und Mali den niedrigsten erhielten.[56]

Sozialer Einfluss

Die Telekommunikation hat in sozialen Beziehungen eine bedeutende Rolle gespielt. Dennoch wurden Geräte wie das Telefonsystem ursprünglich mit Schwerpunkt auf den praktischen Dimensionen des Geräts (z. Erst in den späten 1920er und 1930er Jahren wurden die sozialen Dimensionen des Geräts zu einem herausragenden Thema in Telefonwerbung. Neue Werbeaktionen sprachen sich an die Emotionen der Verbraucher, betonten die Bedeutung sozialer Gespräche und blieben mit Familie und Freunden verbunden.[57]

Seitdem ist die Rolle, die Telekommunikation in sozialen Beziehungen gespielt hat, immer wichtiger geworden. In den letzten Jahren die Popularität von soziale Netzwerke hat dramatisch zugenommen. Diese Websites ermöglichen es Benutzern, miteinander zu kommunizieren sowie Fotos, Ereignisse und Profile zu veröffentlichen, die andere sehen können. Die Profile können das Alter, Interessen, die sexuellen Präferenz und den Beziehungsstatus einer Person auflisten. Auf diese Weise können diese Websites eine wichtige Rolle bei allem spielen, von der Organisation sozialer Engagements bis hin zu Werbung.[58]

Vor Social -Networking -Websites mögen Technologien wie Kurznachrichtendienst (SMS) und das Telefon hatten auch erhebliche Auswirkungen auf soziale Interaktionen. Im Jahr 2000 Marktforschungsgruppe Ipsos Mori berichteten, dass 81% der 15- bis 24-jährigen SMS-Nutzer im Vereinigten Königreich den Dienst genutzt hatten, um soziale Arrangements zu koordinieren, und 42%, um zu flirten.[59]

Unterhaltung, Nachrichten und Werbung

Nachrichtenquellenpräferenz der Amerikaner im Jahr 2006.[60]
Lokaler Fernseher 59%
Nationaler Fernseher 47%
Radio 44%
Lokalzeitung 38%
Internet 23%
Nationalpapier 12%
Umfrage erlaubte mehrere Antworten

In kultureller Hinsicht hat die Telekommunikation die Fähigkeit der Öffentlichkeit erhöht, auf Musik und Film zuzugreifen. Mit dem Fernsehen können Leute Filme ansehen, die sie zuvor in ihrem eigenen Zuhause noch nicht gesehen haben, ohne zum Videogeschäft oder Kino reisen zu müssen. Mit Radio und Internet können die Leute Musik hören, die sie zuvor noch nicht gehört haben, ohne in den Musikgeschäft reisen zu müssen.

Die Telekommunikation hat auch die Art und Weise verändert, wie Menschen ihre Nachrichten erhalten. Eine Umfrage von 2006 (rechte Tabelle) mit etwas mehr als 3.000 Amerikanern durch das gemeinnützige Pew Internet und American Life Project in den Vereinigten Staaten Die Mehrheit spezifizierte Fernseher oder Radio über Zeitungen.

Die Telekommunikation hat sich ebenso erheblich auf die Werbung ausgewirkt. TNS Media Intelligence berichteten, dass im Jahr 2007 58% der Werbeausgaben in den USA für Medien ausgegeben wurden, die von der Telekommunikation abhängen.[61]

Werbeausgaben in den USA im Jahr 2007
Mittel Ausgaben
Internet 7.6% $ 11,31 Milliarden
Radio 7,2% 10,69 Milliarden US -Dollar
Kabelfernsehen 12,1% 18,02 Milliarden US -Dollar
Syndiziertes Fernseher 2,8% 4,17 Milliarden US -Dollar
Spot TV 11,3% 16,82 Milliarden US -Dollar
Netzwerkfernsehen 17,1% 25,42 Milliarden US -Dollar
Zeitung 18,9% $ 28,22 Milliarden
Zeitschrift 20,4% 30,33 Milliarden US -Dollar
Draussen 2,7% 4,02 Milliarden US -Dollar
Gesamt 100% 149 Milliarden US -Dollar

Verordnung

Viele Länder haben Gesetze erlassen, die den von der International Telecommunication Union (ITU) festgelegten internationalen Telekommunikationsvorschriften entsprechen, der "führenden UN -Agentur für Informations- und Kommunikationstechnologieprobleme" ist.[62] 1947 beschloss die ITU auf der Atlantic City Conference, "internationalen Schutz für alle in einer neuen internationalen Frequenzliste registrierten Frequenzen zu bieten und in Übereinstimmung mit der Funkverordnung zu werden". Nach Angaben der ITU's Radiovorschriften In Atlantic City adoptiert, alle Frequenzen, auf die in der verwiesen wird Internationale Frequenzregistrierungsbehörde, untersucht vom Vorstand und registriert in der Internationale Frequenzliste "hat das Recht auf internationalen Schutz vor schädlichen Einmischungen".[63]

Aus globaler Sicht gab es politische Debatten und Gesetze über die Verwaltung von Telekommunikation und Rundfunk. Das Geschichte des Rundfunks Erörtert einige Debatten im Zusammenhang mit dem Ausgleich konventioneller Kommunikation wie Druck und Telekommunikation wie Radiosendungen.[64] Das Beginn von Zweiter Weltkrieg brachte die erste Explosion der internationalen Rundfunkpropaganda auf.[64] Länder, ihre Regierungen, Aufständischen, Terroristen und Milizsärer haben alle Telekommunikations- und Rundfunk -Techniken zur Förderung der Propaganda eingesetzt.[64][65] Die patriotische Propaganda für politische Bewegungen und die Kolonialisierung begannen Mitte der 1930er Jahre. 1936 überträgt die BBC -Sendung Propaganda in die arabische Welt, um ähnliche Sendungen aus Italien teilweise entgegenzuwirken, die auch koloniale Interessen in Nordafrika hatten.[64]

Moderne Aufständische wie die in den neuesten IrakkriegVerwenden Sie häufig einschüchternde Telefonanrufe, SMS und die Verteilung anspruchsvoller Videos eines Angriffs auf Koalitionstruppen innerhalb von Stunden nach dem Betrieb. "Die sunnitischen Aufständischen haben sogar einen eigenen Fernsehsender, Al-Zawraa, was während der irakischen Regierung verboten ist, immer noch aus Sendung Erbil, Irakisch Kurdistan, auch als der Koalitionsdruck ihn dazu gezwungen hat, die Satelliten -Wirte mehrmals zu wechseln. "[65]

Am 10. November 2014, Präsident Obama Empfohlen die Federal Communications Commission neu klassifizieren Breitband -Internetdienst als Telekommunikationsservice zur Erhaltung Netzneutralität.[66][67]

Moderne Medien

Weltweiter Geräteverkauf

Nach den von Gartner gesammelten Daten[68][69] und ARS Technica[70] Der Verkauf der Telekommunikationsgeräte des Verbrauchers weltweit in Millionen von Einheiten war:

Ausrüstung / Jahr 1975 1980 1985 1990 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
Computers 0 1 8 20 40 75 100 135 130 175 230 280
Handys N / A N / A N / A N / A N / A N / A 180 400 420 660 830 1000

Telefon

Glasfaser Bietet eine billigere Bandbreite für die Fernkommunikation.

In einem Telefonnetzwerk ist der Anrufer mit der Person verbunden, an die er über Switches bei verschiedenen Switches sprechen möchte Telefonbörsen. Die Schalter bilden eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Benutzern und die Einstellung dieser Schalter wird elektronisch bestimmt, wenn der Anrufer Zifferblätter die Nummer. Sobald die Verbindung hergestellt ist, wird die Stimme des Anrufers mit einem kleinen in ein elektrisches Signal umgewandelt Mikrofon im Anrufer Mobilteil. Dieses elektrische Signal wird dann über das Netzwerk an den Benutzer am anderen Ende gesendet, wo es von einem kleinen wieder in Schall verwandelt wird Lautsprecher im Mobilteil dieser Person.

Ab 2015 sind die Festnetze in den meisten Wohnheimen analog. Die Stimme des Sprechers bestimmt direkt die Spannung des Signals.[71] Obwohl Kurzstreckenanrufe von End-to-End als analoge Signale abgewickelt werden können, wandeln sich zunehmend Telefondienstanbieter die Signale transparent in digitale Signale für die Übertragung um. Der Vorteil davon ist, dass digitalisierte Sprachdaten neben Daten aus dem Internet nebeneinander reisen können und in der Fernkommunikation in Fernstöcken perfekt reproduziert werden können (im Gegensatz zu analogen Signalen, die zwangsläufig durch Rauschen betroffen sind).

Mobiltelefone hatten erhebliche Auswirkungen auf Telefonnetzwerke. Mobilfunkabonnements sind jetzt in vielen Märkten festgelegte Abonnements. Der Verkauf von Mobiltelefonen im Jahr 2005 betrug 816,6 Mio., wobei diese Zahl fast gleichermaßen zwischen den Märkten im asiatisch/pazifischen Raum (204 m), Westeuropa (164 m), CEMEA (Mitteleuropa, Naher Osten und Afrika) (153,5 m) geteilt wurde. , Nordamerika (148 m) und Lateinamerika (102 m).[72] In Bezug auf neue Abonnements in den fünf Jahren ab 1999 hat Afrika andere Märkte mit einem Wachstum von 58,2% übertroffen.[73] Zunehmend werden diese Telefone von Systemen gewartet, in denen der Sprachgehalt digital übertragen wird, wie z. GSM oder W-CDMA Mit vielen Märkten, die sich dafür entscheiden, analoge Systeme wie zu verabreichen, z. Verstärker.[74]

Hinter den Kulissen gab es auch dramatische Änderungen in der Telefonkommunikation. Beginnend mit dem Betrieb von TAT-8 In den 1990er Jahren wurden 1988 weit verbreitete Einführung von Systemen auf der Grundlage von optischen Fasern angewendet. Der Vorteil der Kommunikation mit optischen Fasern besteht darin, dass sie eine drastische Erhöhung der Datenkapazität bieten. TAT-8 selbst konnte zehnmal so viele Telefonanrufe wie das letzte Kupferkabel tragen, und die heutigen optischen Faserkabel können 25-mal so viele Telefonanrufe wie TAT-8 tragen.[75] Diese Erhöhung der Datenkapazität ist auf mehrere Faktoren zurückzuführen: Erstens sind optische Fasern physisch viel kleiner als konkurrierende Technologien. Zweitens leiden sie nicht unter Übersprechen Was bedeutet, dass mehrere hundert von ihnen leicht in einem einzigen Kabel zusammengebunden werden können.[76] Schließlich haben Verbesserungen des Multiplexing zu einem exponentiellen Wachstum der Datenkapazität einer einzelnen Faser geführt.[77][78]

Die Unterstützung der Kommunikation in vielen modernen optischen Glasfasernetzwerken ist ein Protokoll, das als bekannt ist asynchroner Übertragungsmodus (GELDAUTOMAT). Das ATM-Protokoll ermöglicht die Seite an Seite Datenübertragung im zweiten Absatz erwähnt. Es ist für öffentliche Telefonnetzwerke geeignet, da es einen Weg für Daten über das Netzwerk und Associates a festlegt Verkehrsvertrag mit diesem Weg. Der Verkehrsvertrag ist im Wesentlichen eine Vereinbarung zwischen dem Client und dem Netzwerk darüber, wie das Netzwerk die Daten behandeln soll. Wenn das Netzwerk die Bedingungen des Verkehrsvertrags nicht erfüllen kann, akzeptiert es die Verbindung nicht. Dies ist wichtig, da Telefonanrufe einen Vertrag aushandeln können, um sich eine konstante Bitrate zu gewährleisten, was sicherstellt, dass die Stimme eines Anrufers nicht in Teilen verzögert oder vollständig abgeschnitten wird.[79] Es gibt Konkurrenten von ATM, wie z. Multiprotocol -Etikettenschild (MPLS), die eine ähnliche Aufgabe ausführen und erwartet werden, dass sie in Zukunft Geldautomaten ersetzen.[80][81]

Radio und Fernsehen

Hauptartikel: Radio, Fernsehen, und Rundfunk
Digitaler Fernseher Standards und ihre Adoption weltweit

In einem Broadcast-System wurde der zentrale Hochleistungsschwerpunkt Rundenturm überträgt eine Hochfrequenz Elektromagnetische Welle zu zahlreichen Empfängern mit geringer Leistung. Die Hochfrequenzwelle, die vom Turm gesendet wird, wird mit einem Signal mit visuellen oder Audio-Informationen moduliert. Der Empfänger ist dann abgestimmt um die Hochfrequenzwelle aufzunehmen und a Demodulator wird verwendet, um das Signal mit den visuellen oder Audio -Informationen abzurufen. Das Broadcast -Signal kann entweder analog sein (Signal wird in Bezug auf die Informationen kontinuierlich variiert) oder digital (Informationen werden als Reihe diskreter Werte codiert).[43][82]

Das Rundfunkmedienbranche befindet sich an einem kritischen Wendepunkt in seiner Entwicklung, wobei viele Länder von analogen zu digitalen Sendungen wechseln. Dieser Schritt wird durch die Herstellung von billiger, schneller und fähiger ermöglicht integrierte Schaltkreise. Der Hauptvorteil von digitalen Sendungen besteht darin, dass sie eine Reihe von Beschwerden verhindern, die traditionellen analogen Sendungen gemeinsam sind. Für das Fernsehen beinhaltet dies die Beseitigung von Problemen wie z. Schneebilder, Geisterbilder und andere Verzerrungen. Diese treten aufgrund der Art der analogen Übertragung auf, was bedeutet, dass Störungen aufgrund von Rauschen im endgültigen Ausgang erkennbar sind. Das digitale Übertragung überwindet dieses Problem, da digitale Signale beim Empfang auf diskrete Werte reduziert werden und daher kleine Störungen die endgültige Ausgabe nicht beeinflussen. In einem vereinfachten Beispiel, wenn eine Binärnachricht 1011 mit Signalamplituden [1,0 0,0 1,0 1,0] übertragen und mit Signalamplituden [0,9 0,2 1,1 0,9] empfangen wurde, würde sie weiterhin an die Binärnachricht 1011 dekodieren - eine perfekte Reproduktion des gesendeten. Aus diesem Beispiel kann auch ein Problem mit digitalen Übertragungen ersichtlich sein, wenn das Geräusch die dekodierte Nachricht erheblich verändern kann. Verwendung Vorwärtsfehlerkorrektur Ein Empfänger kann eine Handvoll Bitfehler in der resultierenden Nachricht korrigieren, aber zu viel Rauschen führt zu einer unverständlichen Ausgabe und damit zu einer Aufschlüsselung der Übertragung.[83][84]

Beim digitalen Fernsehsendungen gibt es drei konkurrierende Standards, die wahrscheinlich weltweit übernommen werden. Dies sind die Atsc, DVB und ISDB Standards; Die Einführung dieser bisherigen Standards wird in der captionierten Karte dargestellt. Alle drei Standards verwenden MPEG-2 Für die Videokomprimierung. ATSC verwendet Dolby Digital AC-3 für Audiokomprimierung, ISDB verwendet Erweiterte Audiocodierung (MPEG-2 Teil 7) und DVB hat keinen Standard für die Audiokomprimierung, verwendet jedoch typischerweise MPEG-1 Teil 3 Schicht 2.[85][86] Die Wahl der Modulation variiert auch zwischen den Schemata. Beim digitalen Audio -Rundfunk sind Standards mit praktisch allen Ländern, die sich entscheiden, die zu verabschieden Digital Audio Broadcasting Standard (auch bekannt als die Eureka 147 Standard). Die Ausnahme sind die Vereinigten Staaten, die zur Übernahme ausgewählt wurden HD -Radio. HD -Radio basiert im Gegensatz zu Eureka 147 auf einer Übertragungsmethode, die als bekannt ist In-Band-Onkanal Übertragung, die es digitale Informationen ermöglicht, "Huckepack" bei normalen AM- oder FM -Analogübertragungen zu "Piggyback".[87]

Trotz des anhängigen Wechsels zu digitalem Wechsel wird in den meisten Ländern nach wie vor übertragen. Eine Ausnahme sind die Vereinigten Staaten, die die analoge Fernsehübertragung (von allen außer den sehr geringen Fernsehsendern) am 12. Juni 2009 beendeten[88] Nach zweimalige Verzögerung der Umschaltfrist. Kenia beendete auch die analoge Fernsehübertragung im Dezember 2014 nach mehreren Verzögerungen. Für analoges Fernsehen wurden drei Standards für das Broadcasting Color TV verwendet (siehe eine Karte zur Adoption hier). Diese sind bekannt als als KUMPEL (Deutsch entworfen), Ntsc (Amerikanisch gestaltet) und Secam (Französisch entworfen). Für analoges Radio wird der Wechsel zum digitalen Radio durch die höheren Kosten der digitalen Empfänger erschwert.[89] Die Wahl der Modulation für analoges Radio liegt typischerweise zwischen Amplitude (BIN) oder Frequenzmodulation (Fm). Erreichen Stereo -WiedergabeEs wird ein amplitudenmodulierter Unterträger verwendet Stereo FMund die Quadraturamplitudenmodulation wird für Stereo Am oder verwendet C-Quam.

Internet

Das OSI -Referenzmodell

Das Internet ist ein weltweites Netzwerk von Computern und Computernetzwerken, die miteinander miteinander kommunizieren Internetprotokoll (IP).[90] Jeder Computer im Internet hat eine einzigartige IP Adresse Dies kann von anderen Computern verwendet werden, um Informationen dazu weiterzuleiten. Daher kann jeder Computer im Internet eine Nachricht mit seiner IP -Adresse an einen anderen Computer senden. Diese Nachrichten tragen die IP-Adresse des ursprünglichen Computers mit sich, die eine wechselseitige Kommunikation ermöglichen. Das Internet ist somit ein Austausch von Nachrichten zwischen Computern.[91]

Es wird geschätzt, dass 51% der Informationen im Jahr 2000 durch das Internet (den größten Teil des Restes (42%) durch die durch das Internet fließen Festnetztelefon). Bis 2007 dominierte das Internet eindeutig 97% aller Informationen in Telekommunikationsnetzwerken (die meisten restlich (2%) durch Mobiltelefone).[39] Ab 2008Schätzungsweise 21,9%der Weltbevölkerung haben Zugang zum Internet mit den höchsten Zugangsraten (gemessen als Prozentsatz der Bevölkerung) in Nordamerika (73,6%), Ozeanien/Australien (59,5%) und Europa (48,1%).[92] Bezüglich Breitband Anschluss, Island (26,7%), Südkorea (25,4%) und die Niederlande (25,3%) führten die Welt an.[93]

Das Internet funktioniert zum Teil wegen von Protokolle Das regiert, wie die Computer und Router miteinander kommunizieren. Die Art der Computernetzwerkkommunikation eignet sich für einen geschichteten Ansatz, bei dem einzelne Protokolle im Protokollstapel mehr oder unabhängig von anderen Protokollen ausführen. Auf diese Weise können Protokolle auf niedrigerer Ebene für die Netzwerksituation angepasst werden, während die Art und Weise, wie Protokolle auf höherer Ebene funktionieren, nicht ändern. Ein praktisches Beispiel dafür, warum dies wichtig ist, ist, dass es eine erlaubt Internet-Browser Um denselben Code auszuführen, unabhängig davon, ob der Computer, auf dem er ausgeführt wird W-lan Verbindung. Protokolle werden häufig in Bezug auf ihren Platz im OSI -Referenzmodell (rechts abgebildet) gesprochen, das 1983 als erster Schritt in einem erfolglosen Versuch entstand, eine allgemein übernommene Netzwerkprotokollsuite aufzubauen.[94]

Für das Internet können das physische Medium und das Datenverbindungsprotokoll mehrmals variieren, wenn die Pakete den Globus durchqueren. Dies liegt daran, dass das Internet keine Einschränkungen für das verwendet werden, welches physikalische Medium- oder Datenverbindungsprotokoll verwendet wird. Dies führt zur Einführung von Medien und Protokollen, die der lokalen Netzwerksituation am besten entsprechen. In der Praxis wird die meisten interkontinentalen Kommunikation das ATM -Protokoll (oder ein modernes Äquivalent) auf dem ASynchronous Transfer -Modus (ATM) auf der optischen Faser verwenden. Dies liegt daran, dass das Internet für die meisten interkontinentalen Kommunikation dieselbe Infrastruktur wie das öffentliche Telefonnetz teilt.

Auf der Netzwerkschicht werden die Dinge standardisiert, wobei das Internet -Protokoll (IP) für die Übernahme logische Adressierung. Für das World Wide Web werden diese "IP-Adressen" aus der menschlich-lesbaren Form mit dem abgeleitet Domainnamensystem (z. B. 72.14.207.99 wird von www.google.com abgeleitet). Derzeit ist die am häufigsten verwendete Version des Internet -Protokolls Version vier, aber ein Schritt zu Version Sechs steht unmittelbar bevor.[95]

In der Transportschicht übernimmt die meisten Kommunikation entweder das Transmission Control Protocol (TCP) oder das User Datagram Protocol (UDP). TCP wird verwendet, wenn es wesentlich ist, dass jede gesendete Nachricht vom anderen Computer empfangen wird, während UDP verwendet wird, wenn sie nur wünschenswert ist. Bei TCP werden Pakete erneut übertragen, wenn sie verloren gehen und in Ordnung sind, bevor sie höhere Schichten präsentiert werden. Bei UDP werden Pakete weder bestellt noch erneut übertragen, wenn sie verloren gehen. Sowohl TCP- als auch UDP -Pakete tragen Portnummern mit ihnen, um zu geben, welche Anwendung oder Prozess Das Paket sollte abgewickelt werden.[96] Da bestimmte Protokolle auf Anwendungsebene verwendet werden Bestimmte Ports, Netzwerkadministratoren können den Datenverkehr so ​​manipulieren, um bestimmte Anforderungen zu erfüllen. Beispiele sind die Einschränkung des Internetzugangs, indem Sie den für einen bestimmten Port bestimmten Datenverkehr blockieren oder die Leistung bestimmter Anwendungen durch Zuweisen beeinflussen Priorität.

Über der Transportschicht gibt es bestimmte Protokolle, die manchmal verwendet werden und locker in die Sitzungs- und Präsentationsschichten passen, insbesondere die Sichern Sie die Steckdose (SSL) und Transportschichtsicherheit (TLS) Protokolle. Diese Protokolle stellen sicher, dass die zwischen zwei Parteien übertragenen Daten völlig vertraulich bleiben.[97] Auf der Anwendungsschicht befinden sich abschließend viele der Protokolle, mit denen Internetnutzer so vertraut sind Http (Web -Browsing), Pop3 (Email), Ftp (Datei Übertragung), IRC (Internet -Chat), Bittorrent (Dateifreigabe) und XMPP (Instant Messaging).

Voice over Internet Protocol (VoIP) ermöglicht es Datenpaketen für die Verwendung synchron Sprachkommunikation. Die Datenpakete werden als Sprachtyppakete gekennzeichnet und können von den Netzwerkadministratoren priorisiert werden, sodass die Echtzeit und die synchrone Konversation weniger mit anderen Arten von Datenverkehr ausgesetzt sind, die verzögert werden können (d. H. Dateiübertragung oder E-Mail) oder gepuffert werden können im Voraus (d. H. Audio und Video) ohne Nachteil. Diese Priorisierung ist in Ordnung, wenn das Netzwerk ausreichend Kapazität für alle gleichzeitig stattfindenden VoIP-Anrufe hat und das Netzwerk für die Priorisierung aktiviert ist Seien Sie ein großer Unterschied in der Qualität von VoIP -Anrufen über ein privates Netzwerk und über das öffentliche Internet.[98]

Lokale Netzwerke und Weitnetzwerke

Trotz des Wachstums des Internets die Merkmale von lokale Netzwerke (LANS) - Computer -Netzwerke, die sich nicht über einige Kilometer hinaus erstrecken - sind unterschiedlich. Dies liegt daran, dass Netzwerke auf dieser Skala nicht alle Funktionen für größere Netzwerke benötigen und ohne sie häufig kostengünstiger und effizienter sind. Wenn sie nicht mit dem Internet verbunden sind, haben sie auch die Vorteile von Privatsphäre und Sicherheit. Ungefähr einer direkten Verbindung zum Internet bietet jedoch keinen gesicherten Schutz vor Hackern, Streitkräften oder Wirtschaftsmächten. Diese Bedrohungen bestehen, wenn es Methoden gibt, um sich remote mit der LAN zu verbinden.

Weite Flächennetzwerke (WANs) sind private Computernetzwerke, die sich für Tausende von Kilometern erstrecken können. Einige ihrer Vorteile beinhalten erneut Privatsphäre und Sicherheit. Zu den Hauptnutzern privater Lans und WANs gehören Streitkräfte und Geheimdienste, die ihre Informationen sicher und geheim halten müssen.

Mitte der 1980er Jahre entstanden mehrere Sätze von Kommunikationsprotokollen, um die Lücken zwischen der Datenverbindungsschicht und der Anwendungsschicht des OSI -Referenzmodell. Diese enthielten Appletalk, IPX, und Netbios mit dem dominanten Protokoll, das in den frühen neunziger Jahren auf IPX gesetzt wurde, aufgrund seiner Popularität mit MS-DOS Benutzer. TCP/IP Zu diesem Zeitpunkt existierte, aber es wurde normalerweise nur von großen Regierungs- und Forschungseinrichtungen verwendet.[99]

Als das Internet immer beliebter wurde und sein Verkehr in private Netzwerke weitergeleitet werden musste, ersetzten die TCP/IP -Protokolle vorhandene lokale Netzwerktechnologien. Zusätzliche Technologien wie z. DHCP, erlaubte TCP/IP-basierte Computer im Netzwerk. Solche Funktionen existierten auch in den Protokoll -Sets von Appletalk/ IPX/ NetBIOS.[100]

Während asynchroner Transfermodus (ATM) oder Multiprotocol-Etikettsschalter (MPLs) typische Datenverbindungsprotokolle für größere Netzwerke wie WANs sind; Ethernet- und Token-Ring sind typische Datenverbindungsprotokolle für LANs. Diese Protokolle unterscheiden sich von den früheren Protokollen darin, dass sie einfacher sind, z. Servicequalität Garantien und Angebot Mittelzugangskontrolle. Beide Unterschiede ermöglichen wirtschaftlichere Systeme.[101]

Trotz der bescheidenen Popularität des Token -Rings in den 1980er und 1990er Jahren verwenden praktisch alle LANs jetzt entweder kabelgebundene oder drahtlose Ethernet -Einrichtungen. Auf der physischen Schicht verwenden die meisten verkabelten Ethernet -Implementierungen Kupfer Twisted-Pair-Kabel (einschließlich der gemeinsamen 10BASE-T Netzwerke). Einige frühe Implementierungen verwendeten jedoch schwerere Koaxialkabel und einige aktuelle Implementierungen (insbesondere Hochgeschwindigkeits-) verwenden optische Fasern.[102] Wenn Optikfasern verwendet werden, muss die Unterscheidung zwischen Multimode-Fasern und Single-Mode-Fasern durchgeführt werden. Multimode -Fasern kann als dickere optische Fasern betrachtet werden, die für Geräte billiger sind, die jedoch unter einer weniger nutzbaren Bandbreite und einer schlechteren Abschwächung leiden-was eine schlechtere Langstreckenleistung ausschifft.[103]

Siehe auch

Verweise

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Literaturverzeichnis

Externe Links