Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Was limitiert die Übertragungsrate?


von Da Baby (Gast)


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Moin,

ich beschäftige mich momentan mit Datenübertragung und speziell mit 
Leitungen. Jetzt kam bei mir die Frage auf was die Datenrate limitiert 
aus Sicht der Leitung? Ich würde sagen es gibt 3 Dinge, die relevant 
sind:

1) Dämpfung. Diese ist frequenzabhängig und führt dann auch zu 
Verzerrungen, wenn ein breitbandiges Signal (Reckteckwelle) übertragen 
wird.

2) Dispersion. Die Lichtgeschwindigkeit kann frequenzabhängig sein und 
ebenfalls zu Verzerrungen führen.

Beides limitiert also die Länge über die mit einer gegebenen 
Übertragungsrate möglichst störfrei Daten übertragen werden können.

Zweite Frage. Wie werden hohe Übertragungsraten bei langen Kabeln 
ermöglicht?
Kommen spezielle Materialien zum Einsatz oder schlaue 
Modulationsverfahren und Fehlerkorrekturverfahren?

von Bernd G. (Gast)


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Da Baby schrieb:
> Kommen spezielle Materialien zum Einsatz
Eher nicht, die Physik lässt sich da nicht überlisten.
> oder schlaue Modulationsverfahren
Ja
> und Fehlerkorrekturverfahren?
Ja
Ein weiterer wesentlicher Punkt wäre das verwendete 
Leitungscodierungsverfahren. Stichpunkt: gleichspannungsfreie 
Leitungscodes wie HDB3, 8b10b und viele weitere.
Und selbstverständlich die dem Signal optimal angepasste 
Leitungscodierung.

von Stefan F. (Gast)


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Da Baby schrieb:
> Wie werden hohe Übertragungsraten bei langen Kabeln
> ermöglicht?
> Kommen spezielle Materialien zum Einsatz oder schlaue
> Modulationsverfahren und Fehlerkorrekturverfahren?

Beides

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Da Baby schrieb:
> Ich würde sagen es gibt 3 Dinge, die relevant
> sind:
>
> 1) Dämpfung. Diese ist frequenzabhängig und führt dann auch zu
> Verzerrungen, wenn ein breitbandiges Signal (Reckteckwelle) übertragen
> wird.
>
> 2) Dispersion. Die Lichtgeschwindigkeit kann frequenzabhängig sein und
> ebenfalls zu Verzerrungen führen.

Ich wuerde sagen: Beides laesst sich wieder "raus/schoenrechnen" mit 
entsprechenden Kompensationsfiltern.

Die Herren Shannon und Hartley haben sich da schon mal vor dir ganz 
aehnliche Gedanken gemacht. Die kamen dann zum Schluss, dass Bandbreite 
und Signalrauschabstand die limitierenden Faktoren sind.
Mit schlauen Modulationsverfahren kommt man dann in die Naehe dieser 
theoretischen Grenzen.
Fehlerkorrektur ist dann noch eine andere Baustelle.

Gruss
WK

von Bernd G. (Gast)


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> Kommen spezielle Materialien zum Einsatz
Glasfaser, wenn es lang und breitbandig und zuverlässig und preiswert 
werden soll.

von Hi-Speed Magican (Gast)


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Da Baby schrieb:
> ich beschäftige mich momentan mit Datenübertragung und speziell mit
> Leitungen. Jetzt kam bei mir die Frage auf was die Datenrate limitiert
> aus Sicht der Leitung? Ich würde sagen es gibt 3 Dinge, die relevant
                                            ^^^^^^^^^^^^
>
> 1) Dämpfung.
>
> 2) Dispersion.

3) fehlt.


> Zweite Frage. Wie werden hohe Übertragungsraten bei langen Kabeln
> ermöglicht?
> Kommen spezielle Materialien zum Einsatz oder schlaue
> Modulationsverfahren und Fehlerkorrekturverfahren?
Und noch einiges mehr wie trainingssequenzen, Aktive Terminierung, 
Emphasis, Clock recovery ...

Man kann sich mal anhand PCI-express in die Materie einarbeiten.

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Stefan F. schrieb:
> Da Baby schrieb:
>> Wie werden hohe Übertragungsraten bei langen Kabeln
>> ermöglicht?
>> Kommen spezielle Materialien zum Einsatz oder schlaue
>> Modulationsverfahren und Fehlerkorrekturverfahren?
>
> Beides

Kabel aus speziellem Kupfer? Sind wir jetzt im HiFi Bereich:-)

Das Modulationsverfahren hat da schon sehr viel mehr Auswirkung - z.B.:
- https://de.wikipedia.org/wiki/Quadraturamplitudenmodulation
- https://de.wikipedia.org/wiki/Discrete_Multitone

von Hi-Speed Magican (Gast)


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Irgend W. schrieb:

>>> Kommen spezielle Materialien zum Einsatz oder schlaue
>>> Modulationsverfahren und Fehlerkorrekturverfahren?
>>
>> Beides
>
> Kabel aus speziellem Kupfer? Sind wir jetzt im HiFi Bereich:-)

Nö. Es sollte doch bekannt sein, das es bei Netzwerkkabel 
unterschiedliche kategoriuem für unterschiedliche Übertragungsraten 
gibt?!

https://praxistipps.chip.de/cat-5-cat-6-cat-7-und-cat-8-die-unterschiede-bei-netzwerkkabeln_92487

Wobei es nicht unbedingt das material sein muss (siehe auch Skineffekt 
oder der Unterschied Glasfaser, elektrisch) was den Unterschied macht. 
Es kann schon entscheiden ob das kabel verdrillt ist. Eben wegen (3) das 
der TO weiterhin verschweigt.

von olaf (Gast)


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> Jetzt kam bei mir die Frage auf was die Datenrate limitiert
> aus Sicht der Leitung?

https://de.wikipedia.org/wiki/Shannon-Hartley-Gesetz

Olaf

von Da Baby (Gast)


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3) waren natürlich Störungen die auf die Leitung einkoppeln. Hier sind 
Glasfaser wohl auch besonders vorteilhaft neben der deutlich geringeren 
Dämpfung.

von Eine Frage (Gast)


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Gibt ja 2 Arten von Antworten.

- Wie kann man das theoretische Maximum berechnen?

- Wie bekommt man in der Praxis eine brauchbare Übertragungsrate zu 
vertretbaren Kosten?

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