Kommunikationsnetze für Medientechnologen
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Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Kommunikationsnetze
für Medientechnologen
Kapitel 1 - Einleitung
Kontakt – Vorlesung
▪ Prof. Jochen Seitz
Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik
Institut für Informationstechnik
Fachgebiet Kommunikationsnetze
▪ Büro: Helmholtzbau, H 3505
▪ Telefon: (03677) 69 – 2614
▪ E-Mail: Jochen.Seitz@tu-ilmenau.de
▪ Folien, Übungsaufgaben, Literaturhinweise:
http://www.tu-ilmenau.de/it_kn unter Lehre → „Aktuelles Semester“
→ Kommunikationsnetze für Medientechnologen
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 2
Fachgebiet Kommunikationsnetze 1
Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Kontakt – Seminare
▪ Dr.-Ing. Maik Debes
Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik
Institut für Informationstechnik
Fachgebiet Kommunikationsnetze
▪ Büro: Helmholtzbau, H 3507
▪ Telefon: (03677) 69 – 1246
▪ E-Mail: Maik.Debes@tu-ilmenau.de
▪ Folien, Übungsaufgaben, Literaturhinweise:
http://www.tu-ilmenau.de/it_kn unter Lehre → „Aktuelles Semester“
→ Kommunikationsnetze für Medientechnologen
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 3
Organisatorisches
▪ Möglichkeit von Bonuspunkten:
▪ Zwischenklausur (während der Übung, etwa in der Mitte des Semesters)
▪ Anrechnung der Punkte nur bei Bestehen der abschließenden Prüfung
▪ Notenverbesserung um bis zu eine ganze Note
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 4
Fachgebiet Kommunikationsnetze 2
Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
1. Einführung
Telekommunikation: Begriffe und Entwicklung
Kommunikation
▪ Gängige Beschreibung der Kommunikation
durch das Sender-Empfänger-Modell:
▪ Kommunikation kann nur stattfinden,
▪ wenn es (mindestens) zwei Teilnehmer
an der Kommunikation gibt,
▪ wobei beide wechselseitig als Sender und als Empfänger handeln können.
▪ Dabei ist es entscheidend, dass sich Sender und Empfänger über die Kodierung der
übertragenen Nachrichten einig sind, um die empfangenen Signale korrekt interpretieren
zu können.
Quelle: Wikipedia
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 6
Fachgebiet Kommunikationsnetze 3
Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Telekommunikation
▪ Übersteigt die Entfernung zwischen
Kommunikationspartnern die natürliche
Reichweite, müssen
▪ andere Medien eingesetzt werden und
▪ die Informationen an dieses andere Medium angepasst (gewandelt)
werden.
▪ Technische Hilfsmittel werden notwendig
Telekommunikationstechnik
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 7
Grundmodell der Telekommunikation
▪ Teilnehmer agieren als Sender oder Empfänger.
▪ Die Dienstnutzung durch Teilnehmer erfolgt an einer speziellen Dienstschnittstelle unter
Nutzung eines Dienstzugangspunkts.
▪ Durch das Medium wird die räumliche Distanz überbrückt.
Dienst- Sender Dienst- Empfänger
schnittstelle zugangspunkt
Nachricht
Medium
räumliche Distanz
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 8
Fachgebiet Kommunikationsnetze 4
Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Problem
▪ Individuen sind nicht in der Lage, über elektromagnetische Medien zu kommunizieren
01001110101100110
▪ Anpassung der zu sendenden Information zu deren Übertragung notwendig, z. B.
▪ Sprache Bitstrom physikalische Signale
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 9
Erste Ansätze der Telekommunikation
▪ Kommunikation über Trommeln, Licht und Rauch:
▪ „Gebt Feuerzeichen, wir sehen die von Aseka nicht mehr!“
(Tonscherbe aus einer Schlacht 588 v. Chr.)
▪ Nachrichtenversand mit Hilfe von Windmühlenflügeln
▪ Dokumentiert vom französischen Schriftsteller Fénelon um 1700
▪ Telegrafie in den 30er Jahren des 19. Jahrhunderts
▪ 1837 Patent für elektromagnetischen Telegraphenapparat an Samuel Morse
▪ 1870 wurde eine 10.000 km lange Telegrafenleitung von
London nach Kalkutta verlegt
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 10
Fachgebiet Kommunikationsnetze 5
Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Erfindung des Telefons
Beides waren Lehrer für Gehörlose
▪ Philip Reis (1834-1874) ▪ Alexander Graham Bell (1847-1922)
▪ 1861: Gehörmodell, um „Töne aller Art ▪ 1876: Anmeldung des Telefons zum
durch den Strom in beliebiger Patent (auf der Basis der Arbeiten von
Entfernung zu reproduzieren“ Philip Reis)
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 11
Erste Prognosen zum Telefon
▪ „Das 'Telefon' hat zu viele ernsthaft zu bedenkende Mängel für ein Kommunikationsmittel.
Das Gerät ist von Natur aus von keinem Wert für uns.“
Western Union Interne Kurzinformation, 1876
▪ „No, Sir. Die Amerikaner brauchen vielleicht das Telefon, wir aber nicht. Wir haben sehr
viele Eilboten.“
Sir William Preece, Chefingenieur der britischen Post, 1896, zu Graham Bell,
nachdem dieser ihm die praktische Verwendbarkeit des Telefons demonstriert
hatte.
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 12
Fachgebiet Kommunikationsnetze 6
Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Akzeptanz des Telefons
▪ Telegrafie war als Kommunikationsmittel etabliert
Konkurrenz Telefon wurde von den Telegrafengesellschaften nicht geduldet
▪ Telefon wurde als Spielzeug abgetan
(insbesondere durch die Dienste wie Übertragung von Musikstücken oder Gedichten (1880))
▪ Tonqualität war anfangs sehr schlecht
▪ Telefonübertragung galt als unpersönlich und unzuverlässig
▪ Telefon soll Schuld am Schwarzen Freitag 1929 gewesen sein!
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 13
Anzahl der Telefonanschlüsse/-zugänge im Festnetz in
Deutschland von 2000 bis 2019 (in Millionen)
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 14
Quelle: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/154996/umfrage/zugang-zur-sprachkommunikation-
nach-ausgewaehlten-telefonzugaengen-anschluessen/
Fachgebiet Kommunikationsnetze 7
Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Kommunikation über Funk
▪ Vater der Funkkommunikation: Guglielmo Marconi (1874-1937)
▪ Aber: „Die Ehre der Entdeckung jener Phänomene, aus denen er
Nutzen zog, gebührt Hertz und Branly. Dazu kam eine Reihe von
Entdeckungen und Verbesserungen, Marconi hatte jedoch als
erster den Mut, das Ganze auf praktische Füße zu stellen.“
[nach Alexander Popow]:
▪ Heinrich Hertz (1857-1894) demonstrierte 1888 die Existenz elektromagnetischer
Wellen in einem Hörsaal der Karlsruher Universität;
▪ Desiré Edouard Branly (1844-1940) lieferte den Empfänger;
▪ Augusto Righi (1850-1920) baute den Sender.
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 15
Bemerkenswerte Daten der Mobilkommunikation
1896 Guglielmo Marconi
▪ erste Demonstration der drahtlosen Telegraphie (digital!)
▪ Langwellenübertragung, hohe Sendeleistungen benötigt (> 200kW)
1907 Kommerzielle Transatlantik-Verbindungen
▪ sehr große Basisstationen (30 Antennenmasten, jeweils 100m hoch)
1915 Drahtlose Sprachübertragung New York - San Francisco
1920 Entdeckung der Kurzwelle durch Marconi
1926 Zugtelefon auf der Strecke Hamburg - Berlin
1958 A-Netz in Deutschland
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 16
Quellen: [1] https://de.wikipedia.org/wiki/Transatlantisches_Telefonkabel
[2] http://www.focus.de/fotos/die-deutsche-handy-history-beginnt-1958-die-bundespost-hebt-das-a_mid_379659.html
Fachgebiet Kommunikationsnetze 8
Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Mobiltelefonie vs. Festnetztelefonie
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 17
Quelle: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/3579/umfrage/abgehende-verbindungsminuten-im-festnetz-und-mobilfunk-seit-1998/
Geburt des Internets
▪ Ausgangspunkte
▪ „Sputnik-Schock“ von 1957 (vielleicht…)
▪ Zentrale Großrechner mit sternförmig angeschlossenen Terminals
sehr störanfällig
▪ Proprietäre Verbindungstechnik
▪ Ziel der Entwicklung
▪ Generell einsetzbare Netzschnittstelle
▪ Fehlertolerantes paketorientiertes Datennetz
▪ 30. August 1969: Geburtsstunde des Internets
▪ Verbindung zweier Rechner von der
University of California in Los Angeles (UCLA)
an das Stanford Research Institute (SRI)
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 18
Fachgebiet Kommunikationsnetze 9
Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Leonard Kleinrock zur ersten Internet-Kommunikation
▪ Der Rechner der UCLA sollte die drei Buchstaben „L“ „O“ „G“ an das SRI übermitteln,
welches die Botschaft dann um die Buchstaben „I“„N“ ergänzen sollte.
▪ Um den Vorgang zu überwachen, standen die Forscher an beiden Instituten in direktem
Telefonkontakt.
▪ Nach dem Senden des „L“ bestätigten die SRI-Forscher:
„Wir haben das „L“!“
▪ Dann wurde das „O“ übertragen und telefonisch nachgefragt, ob
es angekommen ist. „Wir haben das „O“!“, bestätigte das SRI.
▪ Beim Senden des „G“ stürzte das System dann ab…
was für ein Start!
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 19
Evolution des Internets
1970 Erstes „Internet”: 4 Hosts
1971 Betriebsaufnahme ARPAnet mit 15 Knoten, das erste Internet-Backbone
1974 Neue Protokollsuite: TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
1988 IP-Verbindung zum Internet aus Deutschland über EUnet-IRB Dortmund und XLink
(eXtended Lokales Informatik-Netz Karlsruhe)
1989 12. März: Geburt des World Wide Web
1991 EBONE: Europäisches Backbone
1995 Sun führt den HotJava Web-Browser und die fünf Jahre zuvor entwickelte
Programmiersprache Java ein
1996 University Corporation for Advanced Internet Development — Internet2
1998 Neue Version von IP: IPv6 (inkompatibel zur alten Version)
2014 30 Jahre E-Mail
Heute Immer noch hauptsächlich IPv4 in Benutzung
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 20
Fachgebiet Kommunikationsnetze 10Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Datenvolumen des privaten IP-Traffics weltweit nach
Verbindungstyp bis 2022
450
Stationäres Internet Managed IP** Mobile Daten
400
77
350
Datenvolumen in Exabyte pro Monat
300 57 45
273
250 44
41
200 40 219
29
35 174
150
19
31 137
12
100 26 107
7
23 85
50 66
3
16
2
14
39
32
0
2014 2015 2016 2017 2018* 2019* 2020* 2021* 2022*
Quelle(n): Cisco Systems; ID 169455
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 21
Quelle: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/169455/umfrage/prognose-zum-weltweiten-datenvolumen-nach-segmenten/
Computerisierung der Welt
▪ „Ich denke, dass es einen Weltmarkt für vielleicht fünf Computer gibt.“
Thomas Watson, Vorsitzender von IBM, 1943
▪ „Ich habe die Länge und Breite dieses Landes bereist und mit den besten Leuten geredet, und ich
kann Ihnen versichern, dass Datenverarbeitung ein Tick ist, welcher dieses Jahr nicht überleben
wird.“
Herausgeber für Business Books bei Prentice Hall, 1957
▪ „Es gibt keinen Grund, warum irgendjemand einen Computer in seinem Haus wollen würde.“
Ken Olson, Präsident der Digital Equipment Corp., 1977
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 22
Fachgebiet Kommunikationsnetze 11Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Informationstechnologie
Sicherheit • Mainframes Sicherheit
• Server
• PC
•
•
PDA
Handy
Umbruch in der
• Software
Medien, Inhalteanbieter, IuK-Technik
Telekommunikation I Unterhaltungsindustrie
• Festnetzbetreiber
• Mobilfunknetzbetreiber • Autoren, Rechtehändler
• Kabelfernseh-Netzbetreiber • Filmstudios Wesentliche Stakeholder
TIMES
• Rundfunknetzbetreiber • Rundfunk- u. Fernsehkanäle
• Satellitenbetreiber T M • Musikindustrie
• Anlagen-Hersteller • Verlage
• IP, ATM, ISDN, xDSL • Spiele-Industrie
• Vermittlungstechnik, • Datenbankanbieter
• Nachrichtendienste
Router
E • Telekommerz
Erlebnis
• Fernseher
• Videorecorder
• Video- u. Digitalkameras
Sicherheit • HiFi Sicherheit
• Spielekonsolen
• Internetdienste
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 23
Entwicklungstrend Mobile Kommunikation
▪ „Jedermann/-frau, zu jeder Zeit,
an jedem Ort (mit jeder
Kommunikationsform)“
anybody, anytime, anywhere
▪ Schrittmacherrolle: Mobiltelefonie
▪ über 7 Milliarden Nutzer im Jahr 2015
▪ hat Festnetztelefonie schon über-
troffen
▪ Weltweite Abdeckung auch durch Satellitensysteme
▪ Alle Kommunikationsformen: Telefonie, mobiler Internetzugang, Video on Demand usw.
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 24
Quelle: https://www.heise.de/newsticker/meldung/Ericsson-zaehlt-7-4-Milliarden-Mobilfunkanschluesse-weltweit-2923001.html
Fachgebiet Kommunikationsnetze 12Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Moderne Netze – Mobilität und Globalisierung
i-Mode
wireless WAP global
multimedia village
weltweite Internet im Auto,
Standardisierung ITS, Car-2-X
anybody from Quality of
anywhere at anytime Service (QoS)
2G, GSM, GPRS, EDGE,
digitaler Rundfunk
3G, IMT 2000, UMTS, HSDPA,
(DAB, DAB+, DVB)
4G, LTE, LTE advanced, 5G, 6G
Wireless Personal Area Networks Navigation
(Bluetooth, ZigBee)
Wireless Local Area Networks ortsabhängige Dienste
(IEEE 802.11, HIPERLAN)
Internet of Things
Ubiquitous Voice over IP (VoIP)
Computing m-commerce
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 25
Entwicklungstrend Technische Kommunikation
▪ Bisher:
▪ Telekommunikation zwischen Menschen
im Vordergrund
▪ Trend:
▪ Technische Geräte / Systeme vernetzt
▪ Beispiele:
▪ Produktionseinrichtungen: Industrie 4.0
▪ Kommunikation in/mit Fahrzeugen:
Intelligente Transportsysteme ITS
▪ Hausnetze: Smart Home / Smart Building
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 26
Fachgebiet Kommunikationsnetze 13Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Entwicklungstrend: Ubiquitäre Informationstechnologien
▪ Ubiquität
▪ Nichtgebundensein an einen Standort
▪ Überall erhältliches Gut
▪ Persönliche Technologien
▪ Zugang zu IT-Diensten mit sich herumtragen
▪ Beispiel: Wearable Devices
▪ Ubiquitäre Unterstützung
wirkt im Hintergrund,
wird selbst aktiv,
(teil-)autonom von Menschen.
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 27
Entwicklung der Rechnernutzung
Mainframe-Ära PC-Ära Ubicomp-Ära
ein Computer, ein Computer, ein Anwender,
viele Anwender ein Anwender viele Computer
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 28
Fachgebiet Kommunikationsnetze 14Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Trends der Rechnernutzung nach Mark Weiser
18
16
14
12
Umsatz / Jahr
10
PC
(ein Computer, Ubiquitous
8 ein Nutzer) Computing
(viele Computer,
6 ein Nutzer)
4
Großrechner
(ein Computer,
2 viele Nutzer)
t
1995
2000
2005
1940
1945
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 29
Quelle: http://sandbox.xerox.com/weiser/
Konvergenz der Kommunikation
Entertainment-
Sprachkommunikation
Kommunikation
Mobile
und drahtgebundene
Kommunikations-
infrastruktur
Technische
Internetkommunikation
Kommunikation
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 30
Fachgebiet Kommunikationsnetze 15Kommunikationsnetze für MT Sommersemester 2020
Literatur
▪ Abeck, Sebastian ; Lockemann, Peter C. ; Schiller, Jochen ; Seitz, Jochen: Verteilte
Informationssysteme. Integration von Datenübertragungstechnik und Datenbanktechnik.
Heidelberg : dpunkt.verlag, 2003.
▪ Krüger, Gerhard ; Reschke, Dietrich: Lehr- und Übungsbuch Telematik. Netze – Dienste –
Protokolle. 3., aktualisierte Auflage. München; Wien : Fachbuchverlag Leipzig im Carl-Hanser-
Verlag, 2004.
▪ Peterson, Larry L. ; Davie, Bruce S.: Computer Networks. A Systems Approach. 5th edition.
Burlington, MA : Morgan Kaufmann, 2011.
▪ Seitz, Jochen ; Debes, Maik: Kommunikationsnetze. Eine umfassende Einführung. Anwendungen
– Dienste – Protokolle. Ilmenau : Unicopy Campus Edition, 2016.
▪ Seitz, Jochen ; Debes, Maik ; Heubach, Michael ; Tosse, Ralf: Digitale Sprach- und
Datenkommunikation. Netze – Protokolle – Vermittlung. München; Wien : Fachbuchverlag Leipzig
im Carl-Hanser-Verlag, 2007.
Kommunikationsnetze (MT) - 1. Einführung 31
Fachgebiet Kommunikationsnetze 16Sie können auch lesen
