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Dienstag, 22. Juni 2004
Bandbreite
Als weiteres Thema möchte ich abermals ein technisches wählen - und zwar die sogenannte Bandbreitenproblematik unter die Lupe nehmen.

Nun gilt es festzuhalten, dass der Begriff "Bandbreite" in dem Zusammenhang mit der Übertragung von Daten doch sehr unglücklich gewählt ist. Die Bandbreite ist technisch betrachtet nämlich definiert als "... der Abstand zwischen den Grenzfrequenzen. Die obere Grenzfrequenz wird durch die schädlichen Kapazitäten und den Innenwiderstand bestimmt. Die untere Grenzfrequenz tritt nur bei reinen Wechselspannungsverstärkern auf und wird hauptsächlich durch Eingangswiderstände und Koppelkapazitäten bestimmt."1) Sie spiegelt also die Breite auf der Frequenzachse wieder.
Wenn man bei der Übertragung von digitalen Signalen, also Binärsignalen (Null oder Eins), von Bandbreite spricht, so ist dies vielmehr dem Begriff der Datenrate oder des Nachrichtenflusses mit der Einheit [bit/s] zuzuordnen - d.h. die Anzahl der Datensignale die je Zeiteinheit übertragen werden. Der Begriff Bandbreite hat sich jedoch durchgesetzt und wird generell verwendet, obwohl er laut Definition falsch ist.

Nun, da wir wissen, worüber wir eigentlich sprechen sollte untersucht werden wie die Entwicklung fortschreitet.
In den Anfängen des kommerziellen Internets wurde mit sogenannten Modem's (Modulator, Demodulator) gearbeitet. Dabei benutzte man die normalen Telefonleitungen, welche jedoch "nur" eine maximale Bandbreite von 56kB/s bereitstellten (und dies erst in der letzten Entwicklungsphase - zunächst hatte man Modem`s mit viel geringerer Bandbreite).

Abgelöst wurden die Analog-Geräte durch die Digitaltechnik und ISDN (Integrated Services Digital Network). Dabei stehen dem Benutzer zwei Kanäle zur Verfügung, die er getrennt oder gemeinsam verwenden kann und somit max. 64 oder 128 kB/s Bandbreite zur Verfügung hat.

ISDN wurde von der ADSL-Technologie (Asymmetric Digital Subscriber Line) abgelöst, welche auf einer asymmetrischen Datenstrom basiert. D.h der Datenstrom zum Kunden hin ist größer, als der Datenstrom zur Zentrale zurück. Die Bandbreitenvergrößerung konnte aufgrund von verschiedenen Kanälen erzielt werden die auf verschiedenen Frequenzen liegen. Die ADSL-Verbindungen können mit bis zu 6 Mbit/s Datendurchsatz im Download und 640kB/s im Upload betrieben werden.
Alternative Systeme zum ADSL mit ähnlichen Datenraten bietet zur Zeit die Technologie mit dem Internet über das Fernsehkabel und über die Stromleitung. Der Vorteil dabei liegt darin, dass man keinen Festnetz-Telefonanschluss mehr benötigt und dass jeder schon einen Stromanschluss in seiner Wohnung oder in seinem Haus hat. Gerade die Variante über die Stromleitung ist derzeit jedoch noch sehr in ihrer Bandbreite begrenzt (siehe LinzAG-SpeedWeb mit einer maximalen Bandbreite von 768 / 375 kbit/s), wohingegen das Kabel-Internet mit der ADSL-Technologie mithalten kann aber aufgrund der Ausbreitung der Kabelbetreiber nur auf Ballungszentren begrenzt ist (siehe z.B. Liwest-24Speed mit einer maximalen Bandbreite für Privat-User von 3072 / 768 kbit/s).

Eine neuere Technologie, welche dem ADSL im Grunde sehr ähnlich ist, ist das VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line). Jedoch ist der Einsatz mit herkömmlichen, bestehenden Leitungen nicht mehr möglich. Man benötigt dazu ein Netz von Glasfaserkabeln, welche noch nicht zur Verfügung stehen. Kurze Distanzen zum Endbenutzer können aber mit Kupferkabeln überbrückt werden. Zur Zeit diskutiert man über die Möglichkeiten zur Einführung von optischen Teilnehmeranschlüssen. Mit VDSL können Datenraten erzielt werden, die bis zu zehn mal größer sind als bei ADSL. Damit wäre die Forderung nach z.B. einem On-Demand-Service lösbar.


Die Entwicklung wird sicherlich nicht stehen bleiben - ich denke sie wird parallel mit der der Computertechnologie immer größer, schneller werden. Man bedenke, dass man vor ca. 10 Jahren 40 MB-Festplatten in seinem Computer hatte und heute mehr als das Tausendfache. In genau so einem oder ähnlichen Tempo werden sich wahrscheinlich die Übertragungsraten = Bandbreite entwickeln. Und in 10 Jahren wird man wieder darüber lachen, dass man im Jahr 2004 noch mit 1MBit/s downgeloadet hat...


Quellen & Verweise:

1) Benz, Heinz, Starke: Tabellenbuch Elektronik, 7. Auflage, Kohl & Noltemayr 1993, S. 84.

E-Technik Uni-Erlangen

Electronikwerkstatt

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