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Breitbandkabel und Zugangsnetze

Technische Grundlagen und Standards

Autor	Andres Keller
Verlag	Springer-Verlag
Erscheinungsjahr	2011
Seitenanzahl	486 Seiten
ISBN	9783642176319
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	99,99 EUR

Der Band bietet eine ausführliche, erstmals für den deutschsprachigen Raum zusammengestellte Übersicht über die heute stark im Wandel befindlichen Zugangsnetze. Der Begriff 'Next Generation Network' umfasst sehr viele verschiedene Netzarchitekturen und -lösungen; insbesondere besteht ein Trend zu Glasfasernetzen. Der Band, in dem zahlreiche Technologien erklärt werden, hilft den Überblick zu behalten. Er erscheint als zweite, komplett überarbeitete Auflage des Titels 'Datenübertragung im Kabelnetz'.

Dipl.-Elektroingenieur (FH) Andres Keller, geb. 1945, studierte an der Hochschule für Technik in Zürich. Nach dem Abschluss in Elektrotechnik arbeitete er als Entwicklungsingenieur für Breitbandkommunikation und war in verschiedenen Positionen des technischen Managements von Breitbandnetzen tätig. Im internationalen Projektmanagement begleitete er den Bau von Kabelnetzen im Ausland sowie den Aufbau eines Glasfaser-Backbones für die Verteilung von Daten, Radio- und Fernsehprogrammen in der Schweiz. Er arbeitet heute als selbstständiger Technologieberater. Andres Keller ist Mitglied beim IEEE und bei der SCTE.

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort zur 2. Auflage	4
Inhalt	6
1 Basiswissen für Zugangsnetze	15
1.1 Rauschen	15
1.1.1 Thermisches Rauschen	15
1.1.2 Andere Arten von Rauschen	15
1.1.3 Wirkungen des Rauschens	16
1.2 Digitale Zahlendarstellung	17
1.3 Signale	18
1.3.1 Definition	18
1.3.2 Analoge Signale	20
1.3.3 Digitale Signale	20
1.3.4 Abtasttheorem	22
1.3.5 Quantisierungsfehler	22
1.4 Pegelrechnung	23
1.4.1 Definitionen	23
1.4.2 Absolute Pegel	24
1.4.3 Pegeltoleranz	24
1.4.4 Pegelunterschied	25
1.5 Bitstrom	25
1.5.1 Bitgruppen	25
1.5.2 Bitraten	26
1.6 Filter	26
1.6.1 Einführung	26
1.6.2 Analoge Filter	29
1.6.3 Digitale Filter	29
1.6.3.1 Einführung	29
1.6.3.2 Nichtrekursive Filter	29
1.6.3.3 Rekursive Filter	30
1.7 Einträgermodulation	31
1.7.1 Einführung	31
1.7.2 Analoge Modulation	32
1.7.2.1 Amplitudenmodulation	32
1.7.2.2 Spezielle Formen der Amplitudenmodulation	34
1.7.2.3 Restseitenband-Modulation (Vestigial Sideband)	34
1.7.3 Frequenzmodulation und Phasenmodulation	35
1.7.3.1 Einführung	35
1.7.3.2 Frequenzmodulierte Schwingung	36
1.7.4 Digitale Modulation	39
1.7.4.1 Datenrate	39
1.7.4.2 Geträgerte Modulation digitaler Signale	39
1.7.4.3 Konstellationsdiagramm	40
1.7.4.4 Digitales Übertragungssystem	42
1.7.4.5 Wirkung von Störungen auf QAM	44
1.8 Vielträgermodulationsverfahren	45
1.9 Störungen	46
1.9.1 Störabstand	46
1.9.1.1 Definitionen	46
1.9.1.2 Hochfrequenzrauschabstand	47
1.9.1.3 Signalrauschabstand	48
1.9.1.4 Rauschleistungsdichte	48
1.9.1.5 Spektrales Rauschleistungsdichte-Verhältnis	49
1.9.1.6 Modulationsfehlerverhältnis Definition	52
1.9.1.7 Fehlervektorbetrag	56
1.9.2 Bitfehlerrate	57
1.10 Zugriffsverfahren	58
1.10.1 Allgemeine Zugriffsverfahren	58
1.10.2 Zeitmultiplex	59
1.10.3 Frequenzmultiplex	59
1.10.4 Spread Spectrum	60
1.10.4.1 Direct-Sequence-Spread-Spectrum	60
1.10.4.2 Synchronized-Code-Division-Multiple-Access	61
1.10.4.3 Frequency-Hopping-Spread-Spectrum	62
1.10.4.4 Orthogonal Frequency Division Multiple Access	63
1.10.5 Spezielle Zugriffsverfahren	64
1.11 Informationstheorie	66
1.11.1 Einführung	66
1.11.2 Beispiele und Definitionen	67
1.11.3 Zum Informationsgehalt digitaler Signale	68
1.11.4 Informationsgehalt analoger Signale	69
Beispiel	69
1.11.5 Codierungstheorie	69
1.12 Modell der Nachrichtenübertragung	73
1.12.1 Modellierung	73
1.12.2 Quellencodierung	74
1.12.3 Scrambling / Randomizing	74
1.12.4 Kanalcodierung	75
1.12.5 Leitungscodierung	75
1.13 Fehlerschutz	76
1.13.1 Einführung	76
1.13.2 Fehlererkennung	76
1.13.3 Fehlerkorrektur	76
1.13.3.1 Prinzip	76
1.13.3.2 Hamming Code	77
1.13.3.3 Reed-Solomon Code	79
1.13.3.4 Interleaving	80
1.13.3.5 Faltungscodes	80
Literatur	85
2 Architektur Zugangsnetze	86
2.1 Begriffsbestimmung und Topologievarianten	86
2.1.1 Begriffsbestimmung	86
2.1.2 Topologie	87
2.2 Investitionsentscheide	88
2.3 Netzarchitekturen	89
2.4 Betrieb des Zugangsnetzes	90
2.5 Telefonnetz	91
2.5.1 Analoges Telefonnetz	91
2.5.2 Digitales Telefonnetz	91
2.5.2.1 ISDN-Netz	91
2.5.2.2 Breitband-ISDN-Netz (B-ISDN)	92
2.5.2.3 xDSL-Netz	92
2.6 Breitbandkabelnetz	93
2.6.1 Einführung	93
2.6.2 Reines Koaxialkabelnetz	93
2.6.3 Hybrid-Fiber-Coax Netz (HFC)	94
2.6.4 Fiber-to-the-Building / Fiber-to-the-Home	94
2.6.5 Evolutionsund Migrationshilfen	95
Voll-Spektrum Narrowcast	95
QAM Overlay	96
Zusammenschaltung von Rückwegen mit Mehrfach-Low-Noise-Fotodiode	96
Digitaler Rückweg	97
Hybrid-Fiber-Coax-Fiber (HFCF)	97
Mikro-Node: als Teilnehmerdose, RFoG-tauglich	97
ReDeSign	98
2.7 Passive optische Netze	98
2.7.1 Übersicht	98
2.7.2 APON / BPON	99
2.7.3 GPON	100
2.7.4 EPON (GEPON)	101
2.7.5 10GEPON	102
2.7.6 WDM-PON	102
2.7.7 RFoG	103
Optical Beat Interference	105
D-PON	105
Digitalisierter Rückweg (Aurora)	106
OBI-freie Zusammenschaltung von Rückwegen mit Mehrfach-Fotodiode	106
2.8 Funknetze	106
2.8.1 Satelliten	106
2.8.1.1 Umlaufbahnen	106
2.8.1.2 Telefonie über Satellit	107
2.8.1.3 Rundfunk über Satellit	108
2.8.1.4 Datenübertragung über Satellit	109
2.8.2 Mobilfunk	111
2.8.2.1 Generationenfolge	111
2.8.2.2 Netzarchitektur Referenzschema	112
2.8.2.3 Funk-Schnittstelle	115
2.8.3 Mobilfunk der 4. Generation	115
2.8.3.1 Entwicklungen für die 4. Generation Modulationsverfahren	115
2.8.3.2 Long Term Evolution (LTE)	117
2.8.3.3 Broadband Wireless Metropolitan Area Networks36	118
2.9 Optischer Richtfunk	118
2.10 Powerline Communications	119
2.11 Kabelbasierende Hausund Heimnetzwerke	120
2.12 Evolution, Migration und Next Generation Network	120
2.13 Besonderheiten beim Netzbau innerhalb von Häusern	122
Literatur	123
3 Kabelgebundene Übertragung	124
3.1 Theoretische Grundlagen der Leitung	124
3.1.1 Telegrafengleichung	124
3.1.2 Stationärer Fall	127
3.1.3 Leitungskenngrössen	129
3.1.4 Leitungstypen	132
3.1.4.1 Unterscheidungsmerkmale	132
3.1.4.2 Verlustfreie Leitung	132
3.1.4.3 Verlustarme Leitung	133
3.1.5 Phasenund Gruppengeschwindigkeit	134
3.2 Übertragung mit paarsymmetrischen Kabeln	135
3.2.1 Gestaltung der Kabeleigenschaften	135
3.2.2 Eigenschaften des Aderpaars	137
3.2.3 Übersprechen	139
3.2.4 Kabeltypen	139
3.2.5 Anwendungen mit Zweidrahtleitungen	140
3.3 Übertragung mit Koaxialkabel	141
3.3.1 Das Konzept des koaxialen Netzes	141
3.3.2 Koaxialkabel	141
3.3.2.1 Grundlagen	141
3.3.2.2 Ausbreitungsgeschwindigkeit c	144
3.3.2.3 Verkürzungsfaktor	144
3.3.2.4 Wellenwiderstand	145
3.3.2.5 Übertragungsbelag1, Dämpfung	147
3.3.2.6 Umrechnung der Kabeldämpfung auf eine andere Frequenz	148
3.3.2.7 Kabelgleichung	149
3.3.2.8 Anpassung	150
3.3.2.9 Temperaturabhängigkeit	151
3.3.2.10 Zusammenfassung	151
3.3.3 Kabelqualität	152
3.3.3.1 Echodämpfung	152
3.3.3.2 Rückflussdämpfung (Structural Return Loss)	152
3.3.3.3 Schirmdämpfung	152
3.3.4 Anwendungen mit Koaxialkabel	153
3.4 Lichtwellenleiternetze	154
3.4.1 Optische Faser	154
3.4.1.1 Einführung	154
3.4.1.2 Snelliussches Brechungsgesetz	155
3.4.1.3 Numerische Apertur	156
3.4.1.4 Glasfasertypen	157
3.4.1.5 Multimode Glasfasern	158
3.4.1.6 Single-Mode Glasfasern	159
3.4.1.7 Spezielle Fasern Dispersionskompensierende Faser	161
3.4.1.8 Geometrische Eigenschaften der Faser	162
3.4.1.9 Dämpfung	163
3.4.1.10 Modendispersion	164
3.4.1.11 Chromatische Dispersion	164
3.4.1.12 Polarisations-Modendispersion	168
3.4.2 Optische Steckerverbindungen	169
3.4.2.1 Steckeraufbau	169
3.4.2.2 Steckertypen	170
3.4.3 Optische Passivelemente	170
3.4.3.1 Optischer Isolator	170
3.4.3.2 Optische Koppler und Filter	172
3.4.3.3 Optischer Zirkulator	173
3.4.3.4 Fiber Bragg Grating	173
3.4.4 Optische Sender	175
3.4.5 Optische Empfänger	179
3.4.6 Optische Verstärker	180
3.4.6.1 EDFA Verstärker	182
3.4.6.2 Raman Verstärker	183
3.4.6.3 Halbleiterverstärker	184
3.4.6.4 Verstärkte Spontanemission	185
3.4.7 Lineare und nichtlineare Eigenschaften der Faser	186
3.4.7.1 Nichtlinearer Brechungsindex	186
3.4.7.2 Streuphänomene	187
3.4.7.3 Stimulated Brillouin Scattering	188
3.4.7.4 Stimulated Raman Scattering	189
3.4.7.5 Four-Wave-Mixing (FWM)	189
3.4.7.6 Self-phase Modulation	191
3.4.7.7 Cross-phase Modulation (CPM oder XPM)	192
3.4.7.8 Intermodulation	192
3.4.8 Verbindungsrelevante Eigenschaften	193
3.4.8.1 Kurze Verbindungen	193
3.4.8.2 Lange Verbindungen	193
3.4.8.3 Mehrfachreflexionen	193
3.4.8.4 Dispersionsinduzierte nichtlineare Verzerrungen	193
3.4.8.5 Interferometric Intensity Noise	193
3.4.9 Optische Verbindung	194
3.4.9.1 Zusammenhang optischer und elektrischer Pegel	194
3.4.9.2 Modulationsgrad	194
3.4.9.3 Rauschabstand	194
3.4.10 Wellenlängenmultiplex (WDM)	196
3.4.10.1 Arten des WDM	196
3.4.10.2 Faserabhängige Effekte	198
3.4.10.3 Zwischenverstärkerabhängige Effekte	199
3.4.10.4 Rauschen in WDM-Systemen	199
3.4.10.5 Weitere Störquellen in WDM-Systemen	200
3.4.10.6 Zusammenfassung	200
3.4.11 Spezielle Glasfaserübertragung	200
3.4.11.1 Seekabel	200
3.4.11.2 Solitonen-Übertragung	201
3.4.12 Anwendungen von LWL	201
Literatur	202
4 Drahtlose Übertragung	203
4.1 Einführung zur Wellenausbreitung	203
4.1.1 Geschichte	203
4.1.2 Reflexion	204
4.1.3 Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen	204
4.1.4 Brechung	204
4.1.5 Beugung	205
4.1.6 Polarisation	205
4.2 Einführung zu Antennen	206
4.2.1 Übersicht	206
4.2.2 Bezugsantennen	207
4.2.2.1 Kugelstrahler oder isotrope Antenne	207
4.2.2.2 Elementardipol oder Hertzscher Dipol	207
4.2.2.3 Halbwellendipol oder ../2-Dipol	207
4.3 Terrestrische Radioübertragung	208
4.3.1 Radiowellen unterhalb 30 MHz	208
4.3.1.1 Frequenzbänder unterhalb 30 MHz	208
4.3.1.2 Wellenausbreitung unterhalb 30 MHz	208
4.3.2 Radiowellen oberhalb 30 MHz	212
4.3.2.1 Frequenzbänder oberhalb 30 MHz	212
4.3.2.2 Wellenausbreitung oberhalb 30 MHz	212
4.4 Gesetzmässigkeiten der Wellenausbreitung	213
4.4.1 Feldstärke und Dipolpegel	213
4.4.2 Empfangspegel in Funktion der Entfernung zum Sender	216
4.4.3 Wellenausbreitung im freien Raum	216
4.4.4 Azimut und Distanz zwischen 2 Punkten auf der Erde	218
4.4.5 Wellenausbreitung mit Hindernissen	219
4.4.5.1 Radiohorizont	219
4.4.5.2 Fresnelzone	220
4.4.5.3 Feststellen von Geländehindernissen	220
4.4.5.4 Beugung an einem Hindernis	221
4.5 Satellitenempfang	223
4.5.1 Thermisches Rauschen	223
4.5.2 Abstand Signal zum Rauschen	224
4.5.3 Gütefaktor	224
4.5.4 Freiraumdämpfung	225
4.5.5 Gewinn einer Parabolantenne	225
4.5.6 Der geostationäre Orbit	226
4.6 Diversity	228
4.7 Elektrische Strahllenkung	231
5 Breitbandkabelnetz	233
5.1 Einführung zum HFC Netz	233
5.2 Bausteine des koaxialen Netzes	236
5.2.1 Das Konzept des koaxialen Netzes	236
5.2.2 Koaxialkabel	237
5.2.3 Verbindungsmaterial	238
5.2.4 Verteilelemente	238
5.2.5 Verstärker	240
5.2.6 Verstärkerstufen, Verstärkung und Entzerrung	244
5.2.7 Übertragungseigenschaften	246
5.2.8 Verstärkerzubehör	248
5.3 Bausteine des LWL-Netzes	249
5.3.1 Konzept des LWL-Netzes	249
5.3.2 LWL-Kabel	249
5.3.3 Verbindungsmaterial	250
5.3.4 Verteilelemente	250
5.3.5 Optische Sender	250
5.3.6 Optischer Empfänger	252
5.3.7 Optische Verstärker	253
5.4 Rauschen im Breitbandnetz	253
5.4.1 Rauschabstand	253
5.4.1.1 Analoge Übertragung	253
5.4.1.2 Digitale Übertragung	255
5.4.2 Rauschen in der analogen Fernsehübertragung	255
5.4.3 Rauschen in der digitalen Übertragung	256
5.5 Lineare Verzerrungen	257
5.5.1 Frequenzgang	257
5.5.2 Gruppenlaufzeit	257
5.5.3 Mikroreflexionen	258
5.5.4 Frequenzgang zufolge Anpassungsfehlern	259
5.6 Nichtlineare Verzerrungen	260
5.6.1 Intermodulation analoger Fernsehprogramme	260
5.6.1.1 Einführung	260
5.6.1.2 Sichtbarkeit der Störprodukte	261
5.6.1.3 Allgemeine Rechenregeln für die Intermodulation	264
5.6.1.4 CTB Messung und Umrechnungsregeln	266
5.6.1.5 Zusammenfassung Störabstandsverhalten bei analogem TV	269
5.6.2 Intermodulation zwischen digitalen Kanälen	270
5.6.3 CTB von gemischten analogen und digitalen Kanälen	271
5.6.4 Messverfahren	272
5.6.4.1 Rauschen	272
5.6.4.2 Intermodulation	272
5.7 Netzpegelung und Entzerrung	274
5.7.1 Aufgabe der Entzerrung	274
5.7.2 Prinzip der Entzerrung	275
5.8 Rückwärtsübertragung	277
5.9 Lichtwellenleiternetz14	281
5.9.1 Einleitung	281
5.9.2 LWL-Vorwärtsübertragung	281
5.9.2.1 Übertragungseigenschaften und Linkdimensionierung	281
5.9.2.2 Wellenlängenmultiplex im Vorwärtsweg	282
5.9.2.3 Schritte von HFC zu LWL	282
5.9.3 LWL-Rückwärtsübertragung	285
5.9.3.1 Übertragungseigenschaften und Linkdimensionierung	285
5.9.3.2 Wellenlängenmultiplex im Rückwärtsweg	285
5.10 Automatische Pegelregelung im Netz	286
5.10.1 Aufgabe der Pegelregelung	286
5.10.2 LWL-Netzabschnitt	286
5.10.3 Koaxialer Netzabschnitt	287
5.10.4 Einfluss der Kabeltemperatur	288
5.10.4.1 LWL-Kabel	288
5.10.4.2 Koaxialkabel	288
5.10.5 Einfluss aktiver Netzelemente	289
5.10.6 Möglichkeiten der Pegelregelung	289
5.11 Netzplanung	290
5.11.1 Die Kunst des Planens	290
5.11.2 Planen mit Freiheitsgrad	290
5.11.3 Hilfsmittel bei der Planung	291
5.11.4 Einfluss der Topologie	292
5.12 Fernspeisung	292
5.12.1 Einführung	292
5.12.2 Brumm	293
5.13 Besondere Störeffekte	294
5.13.1 Common Path Distortion	294
5.13.2 Laser Clipping	296
Literatur	300
6 OSI-Layer und Protokolle	301
6.1 Einführung	301
6.1.1 Zweck von Protokollen	301
6.1.2 OSI-Schichtenmodell	301
6.1.3 Protokollmerkmale	302
6.2 Ethernet Protokoll-Familie	303
6.2.1 Zur Geschichte	303
6.2.2 Die Vielfalt der Ethernet Protokolle	303
6.2.3 Identifizierung des Ethernet-Interfaces2	306
6.2.4 Protokolle und Varianten	306
6.3 Internet Protokoll (IP)	310
6.3.1 Internet Protokoll Version 4 (IPv4)	310
6.3.2 IPv4 Header	312
6.3.3 Internet Protokoll Suite	314
6.3.4 Internet Protokoll Version 6	315
6.3.5 IPv6-Header	317
6.3.6 Umstellen von IPv4 auf IPv6	318
6.3.6.1 Aufgabenstellung	318
6.3.6.2 Dual (IP) Stack	319
6.3.6.3 Tunnelverfahren	319
6.3.6.4 Übersetzung	321
6.4 Transmission Control Protocol (TCP)	322
6.4.1 Protokolleigenschaften	322
6.4.2 TCP Flusssteuerung	324
6.5 User Datagram Protocol	326
6.6 RTP, RTCP und RTSP	327
6.7 DOCSIS Protokoll30	328
6.7.1 Downstream-Teilschicht	328
6.7.2 Media Access Control	330
6.8 ATM Protokoll	332
6.9 ADSLund VDSL Protokoll	334
6.10 SLIP und PPP Protokolle	335
Literatur	338
7 DOCSIS	339
7.1. Einführung	339
7.1.1 DOCSIS eine Initiative der CableLabs	339
7.1.2 Die DOCSIS-Versionen	339
7.1.3 DOCSIS 1.0	341
7.1.4 DOCSIS 1.1	342
7.1.5 DOCSIS 2.0	342
7.1.6 DOCSIS 3.0	346
7.2 DOCSIS Spezifikationen (Auszug)	347
7.2.1 DOCSIS Downstream Spezifikationen physischer Layer	347
7.2.2 DOCSIS Upstream Spezifikationen physischer Layer	348
7.2.3 Übersicht DOCSIS Modulationsarten und Symbolraten	349
7.3 Der CMTS im Zentrum	351
7.3.1 DOCSIS-Referenzschema	351
7.3.2 Einbindung des CMTS im Hub	352
7.3.3 Übersicht DOCSIS im HFC-Netz	353
7.3.4 Aufbau und Varianten des CMTS	355
7.4 Verbindung zwischen Modem und CMTS	357
7.4.1 Übersicht	357
7.4.1.1 Verbindungsübersicht zwischen Modem und CMTS	357
7.4.1.2 Protokollstapel	359
7.4.2 Erstmalige Anmeldung eines Modems beim CMTS	360
7.4.2.1 Installation	360
7.4.2.2 Downstream Kanalsuche	360
7.4.2.3 Das Kabelmodem wartet auf SYNC Message	360
7.4.2.4 Das Kabelmodem beschafft die Upstream Parameter	360
7.4.2.5 Initial Ranging	360
7.4.2.6 Automatische Modemeinstellung	361
7.4.2.7 Zulassungsprozess	361
7.4.2.8 Bandbreitenanforderung	361
7.4.2.9 Bandbreiten-Zuweisungstabelle MAP	362
7.4.2.10 IP-Verbindungsfähigkeit	362
7.4.2.11 Time of Day	362
7.4.2.12 Übertragung der Betriebsparameter	362
7.4.2.13 Registrierung	363
7.4.2.14 Baseline Privacy	363
7.4.2.15 Ablauf der Initialisierung des Kabelmodems	363
7.4.2.16 Timeout Zähler	365
7.4.2.17 Zusammenfassung der Modem Zustände	365
7.4.3 Ranging	366
7.4.4 Einstellen der Sendeleistung am Kabelmodem	368
7.4.5 Contention Resolution	370
7.4.6 Aufbauen des IP-Layers	371
7.4.7 Registrierung	371
7.4.8 Data Link Encryption	371
7.4.9 Station-Maintenance	372
7.5 DOCSIS im Detail	372
7.5.1 Quality of Service	372
7.5.2 Class of Service)	374
7.5.3 Zugriffsverfahren im Downstream	375
7.5.4 Zugriffsverfahren im Rückweg	375
7.5.5 Datenstromstruktur im Downstream	377
7.5.6 Datenstromstruktur im Upstream	378
7.5.6.1 Ticks und Mini-Slots	378
7.5.6.2 Präambel	380
7.5.7 Forward Error Correction	381
7.5.7.1 Fehlerschutz im Downstream	381
7.5.7.2 Fehlerschutz im Upstream	381
7.5.8 Interleaving	382
7.5.8.1 Aufgabe des Interleavings	382
7.5.8.2 Interleaving im Downstream	382
7.5.8.3 Interleaving im Upstream	383
7.5.9 Scrambling	383
7.5.10 MAC Layer Fragmentation	384
7.5.11 MAC Layer Concatenation	384
7.5.12 Payload Header Suppression	384
7.5.13 Upstream DOCSIS 1.x und 2.0 im Vergleich	385
7.6 Konfiguration	386
7.6.1 Grenzen des Datendurchsatzes	386
7.6.1.1 Im Downstream	386
7.6.1.2 Im Upstream	386
7.6.2 Versorgung mit Contention Slots	387
7.7 Gestörte DOCSIS-Übertragung	388
7.7.1 Störabstand	388
7.7.1.1 Definition Rauschabstand für DOCSIS im Upstream	388
7.7.1.2 DOCSIS Betriebs-Geräuschabstand im Upstream	388
7.7.1.3 Bitfehlerrate	389
7.7.2 Zielkriterien für den logischen Layer	389
7.7.3 Pegelfehler im Vorwärtsweg	390
7.7.4 Pegelfehler im Rückweg	391
7.7.5 Schlechter Geräuschabstand im Vorwärtsweg	391
7.7.6 Schlechter Geräuschabstand im Rückweg	391
7.7.7 Headend Zusammenschaltung	393
7.7.8 Zuviele Nodes auf einem Upstream Port	393
7.7.9 Zuviele Kabelmodems an einem Upstream Port	394
7.7.10 Mikroreflexionen	394
7.7.11 Gruppenlaufzeit	394
7.8 Auswertungen aus CMTS und Kabelmodem	394
7.8.1 Rauschabstand	395
7.8.2 Ermittlung der Codeword Error Rate	398
7.8.3 Flap-List	399
Literatur	403
8 Digital Subscriber Line	404
8.1 Überblick	404
8.2 xDSL-Teilehmeranschluss	405
8.3 Teilnehmeranschlussleitung	407
8.3.1 Aufbau	407
8.3.2 Nebensprechen	408
8.4 ADSLund VDSLVarianten	408
8.5 Frequenzbereiche und Modulationsverfahren	410
8.5.1 Frequenzbelegung	410
8.5.1.1 ADSL	410
8.5.1.2 VDSL	411
8.5.2 Modulation	412
8.5.2.1 Carrierless Amplitude/Phase Modulation	412
8.5.2.2 Discrete Multi-Tone Modulation	412
8.6 Verbindung zwischen DSLAM und Modem	414
8.6.1 Verbindungsübersicht zwischen DSLAM und Modem	414
8.6.2 Betriebsarten der ADSL-Strecke	415
8.6.3 Subsystem Overhead am Beispiel ADSL	419
8.6.4 Kanalcodierung	420
8.6.5 Einstellung der Datenraten bei der Übertragung	420
8.6.6 Zyklisches Präfix	421
8.6.7 Dynamisches Spektrum-Management auf der Leitung	422
8.7 Verbindungsaufbau	422
8.8 Digital Subscriber Line Access Multiplexer	423
8.9 Broadband Remote Access Server	424
8.10 Verkapselung zwischen B-RAS und PC	425
Literatur	426
9 Telefonie	427
9.1 Verkehrstheorie	427
9.1.1 Definitionen	427
9.1.2 Verkehrsmodelle:	429
9.1.2.1 Erlang-B-Verkehrsmodell	429
9.1.2.2 Erweitertes Erlang-B-Verkehrsmodell	429
9.1.2.3 Erlang-C-Verkehrsmodell	430
9.2 Analoge Telefonie	430
9.2.1 Analoger Telefonapparat	430
9.2.2 Telefonvermittlung	431
9.3 Digitale Telefonie	431
9.3.1 Einführung	431
9.3.2 Codec	431
9.3.3 ISDN	434
9.3.4 VoIP	436
9.3.5 Verkapselung	440
9.3.6 Sprachqualität	441
9.4 Qualität	443
9.4.1 Aspekte der Qualität	443
9.4.2 Verfügbarkeit	444
9.4.3 Qualitätskriterien	446
9.4.3.1 Geräusche	446
9.4.3.2 Störungen	446
9.4.3.3 Echo	447
9.4.3.4 Delay, Latency	447
9.4.3.5 Jitter	447
9.4.3.6 Packet Loss	448
9.4.4 Qualitätsmessung	449
9.4.4.1 Einführung	449
9.4.4.2 Subjektive Qualitätsbeurteilung gemäss ITU Rec. P.800	449
9.4.4.3 E-Modell G.107 zur Bewertung der Übertragungsqualität	450
9.4.4.4 Psychoakustische Standards	451
Literatur	452
10 Netzwerktechnik	453
10.1 Einführung	453
10.2 Netzwerkelemente	455
10.2.1 Repeater	455
10.2.2 Hub	455
10.2.3 Medienkonverter	456
10.2.4 Bridge	456
10.2.5 Switch	457
10.2.6 Router	459
10.2.7 Gateway	461
10.3 Mitwirken der Protokolle bei der Verkehrsflusssteuerung	461
10.3.1 Einführung	461
10.3.2 IP	462
10.3.3 TCP	463
10.4 Traffic Management	464
10.4.1 Quality of Service	464
10.4.2 Beförderungsmechanismen	466
10.4.3 Werkzeuge und Methoden für das Traffic Management	467
10.4.3.1 Pakete verwerfen	467
Tail Drop	467
RED	468
RIO	468
WRED	468
10.4.3.2 Leaky-Bucket und Token-Bucket	469
10.4.3.3 Policing, Shaping und Marking	470
Single-Rate Three-Color Marker/Policer	472
Two-Rate Three-Color Marker/Policer	473
Marking	475
10.4.3.4 Classifier	478
10.4.3.5 Traffic Profile	478
10.4.3.6 Traffic Conditioner	479
10.5 Congestion (Datenstau)	479
10.5.1 Ursachen für den Datenstau	479
10.5.2 Congestion Management (Stauregulierung)	479
10.5.3 Congestion Avoidance (Stauvermeidung)	480
10.5.3.1 Verwerfen	480
10.5.3.2 TCP Durchsatzregelung	480
10.5.3.3 Explicit Congestion Notification	481
10.5.4 Link Effizienz steigern	482
10.6 Queuing und Scheduling	483
10.7 Bandwidth Reservation	484
10.8 Bandwidth Throttling	485
10.9 Tunneling	485
10.10 Firewall	486
10.11 Network Address Translation	486
10.12 Demilitarized Zone	488
10.13 Traversal durch NATs und Firewalls	488
Literatur	490
Sachverzeichnis	491

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