Lernen, wie das Internet funktioniert
Posted by Julia Werner •
Internet-Zugang über Kabelanschluss
Internet-Zugang über Kabelanschluss
Kabelnetzbetreiber bieten zusätzlich zum Rundfunkempfang auch Internet-Zugang und Telefon-Anschluss an. Da die Kabelnetze eigentlich nur für die Senderichtung entwickelt und aufgebaut wurden, mussten die Kabelnetze rückkanaltauglich gemacht werden. Damit gilt das TV-Kabel als "die Alternative" zu DSL.
Die Verfügbarkeit der TV-Kabelnetze ist regional sehr unterschiedlich. Bundesweit gültige Angebote existieren nicht.
Der Kabelanschluss
Bewohner von Einfamilien-, Doppel- und Reihenhäuser können einfach mit dem Kabelanbieter einen Vertrag abschließen. Auch für Bewohner von Mehrfamilienhäusern ist das in der Regel kein Problem.
Bei der Einführung von Internet im Kabelnetz ändert sich für den Fernsehzuschauer nichts. Erst wenn ein Kunde einen Internet-Anschluss beauftragt, sind unter Umständen Umbauarbeiten erforderlich. Zum Beispiel muss die Antennendose in der Wohnung ausgetauscht werden, wenn sie noch keinen Data-Anschluss hat. Es handelt sich dabei um eine Antennen-Dose mit einer zusätzlichen Buchse, auf die ein F-Stecker mit Schraubbefestigung passt. Der F-Stecker wird auch in der Satellitentechnik verwendet. Durch die Schraubverbindung wird ein versehentliches Abziehen oder Wackelkontakte verhindert. Die Buchsen für TV und Radio bleiben unverändert. In die neue Dose ist ein Bandpass integriert, der den Rückkanal vom Fernseh- und Radiosignal trennt.
Neben den Antennen-Dose muss auch der Antennen-Verstärker im Haus ausgetauscht werden, sofern er den hohen Frequenzbereich nicht unterstützt. Den Austausch der Dose und des Verstärkers übernimmt ein Techniker der Kabelgesellschaft.
Der Kunde bekommt ein spezielles Kabelmodem, das ihm sein Kabelnetzbetreiber bereitstellt. Es wird über ein Koaxial-Kabel mit der Data-Buchse der Antennen-Dose verbunden. Das Modem steht dann in der Regel in der Nähe des Fernsehers. Von dort aus muss dann eine Verbindung zum Router oder zum Computer geschaffen werden.
Einschränkungen
Beim TV-Kabelnetz handelt es sich um eine "shared medium". Das bedeutet, obwohl der Internet-Zugang über Kabelanschlüsse mit mehreren hundert MBit/s angeboten wird, können die Download-Raten zu Stoßzeiten drastisch heruntergehen, weil sich aufgrund der Architektur des Kabelnetzes viele Teilnehmer die Gesamtbandbreite teilen müssen. Wie hoch die Gesamtbandbreite im Versorgungsbereich des Kunden ist, dass weiß nur der Netzbetreiber.
Die Bandbreitenangabe ist beim TV-Kabel etwas genauer als bei DSL. Während bei DSL die Leitungslänge und -qualität eine Rolle spielt, wird die Bandbreite beim TV-Kabel hauptsächlich von der Anzahl der gleichzeitig nutzenden Teilnehmer beeinflusst. Beim TV-Kabel wird die beworbene Geschwindigkeit oft tatsächlich erreicht. Verstärker sorgen dafür, dass die notwendige Signalqualität bei jedem Kunden ankommt.
Die beworbene Bandbreite teilen sich die Teilnehmer in einem Netzsegment. Das können mehrere Dutzend Kunden sein. Da hauptsächlich Privathaushalte damit versorgt werden stellt diese Begrenzung kein Problem dar. Der Normalzustand eines Internet-Anschlusses im Privathaushalt ist der Leerlauf.
Übertragungstechnik
Wegen den unterschiedlich eingesetzten Übertragungsverfahren und Techniken ist es schwierig auf die Details der Technik einzugehen. Jeder Anbieter verwendet anderes Equipment.
Um das Frequenzspektrum für den Internet-Zugang nutzbar zu machen wird das TV-Kanalraster mit einer Kombination aus Frequenz- und Zeitmultiplex unterteilt.
In Empfangsrichtung (Downlink) wird im Rundfunkmodus übertragen (Broadcast). Das heißt, alle Teilnehmer am selben Kabelstrang empfangen dasselbe Signal. Das Kabelmodem beim Kunden filtert dann die Pakete heraus, die an die eigene Teilnehmeradresse gerichtet sind. Die Zugriffe auf die Kanäle werden über Zeitschlitze gesteuert. Die bekommt das Kabelmodem vom CMTS (in der Kopfstation) zugewiesen.
Übertragungsgeschwindigkeit
Das Kabelnetz ist ein sogenanntes "shared medium". Das bedeutet, dass sich alle Teilnehmer an einem Kabelstrang die dort verfügbare Bandbreite teilen müssen.
Bei einem Kabelnetz-Angebote mit 100 MBit/s wird das Kabelmodem auf diesen Wert begrenzt.
Bei Kabel-Anschlüssen mit DOCSIS-3-Standard arbeiten die Kabelmodems typischerweise bis zu 400 MBit/s.
Bei einer Übertragungskapazität von 10 GBit/s für 100 bis 200 Anschlüsse, kann man 50 bis 100 MBit/s pro Anschluss garantieren. Daraus wird sehr schnell ein „von bis zu 50 oder 100 MBit/s“.
Warum ist der Uplink geringer als der Downlink?
In Senderichtung, also vom Modem zur Kopfstation, besteht das Problem des Eingangsrauschens aus den verteilten Antennendosen. Das Rauschen wird durch die Verstärker im Kabelnetz noch vergrößert, weil das Signal nicht regeneriert, sondern nur der Pegel angehoben wird. Damit überhaupt die Informationen vom Kabelmodem beim CMTS ankommen, muss in Senderichtung ein robusteres, dafür weniger effizientes Modulationsverfahren angewendet werden. Hinzukommt, dass der Frequenzbereich in Senderichtung kleiner ausfällt, als in Empfangsrichtung.
Übersicht: Kabelmodemtechnik
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Opa, wie funktioniert das Internet? (Buch (gebunden)), Horst Rittenbruch
Produktdetails Titel: Opa, wie funktioniert das Internet?
Autor/en: Horst Rittenbruch
ISBN: 393490016X
EAN: 9783934900165
Eine Einführung für Jung und Alt.
UniBuch Verlag 10. März 2014 - gebunden - 176 Seiten Jetzt Leseprobe lesen Leseprobe herunterladen
Beschreibung 'Das Internet ist ein großes Netz. Da gibt es Hardware, das sind Millionen Router, Clients und Server, die durch ein die ganze Welt verbindendes Netz aus Kupfer- und Glasfaserkabeln verkoppelt sind, erweitert um Erdfunkstrecken und Satellitenfunkstrecken.
Es gibt eine mehrschichtige Software, die Datenpakete automatisch vom Sender zum Empfänger schickt. Und es gibt unzählige durch Hyperlinks verknüpfte Informationsfelder.'
Das ist Opas Antwort auf Enkel Nicos Frage, wie das Internet funktioniert. Und der junge Gymnasiast reagiert folgendermaßen: 'Das versteht doch kein Mensch. Ich möchte das in einer Sprache erklärt bekommen, die ich auch verstehe.'
Danach entstand dieses Buch als aufgeschriebener Dialog während vieler Besuche des Enkels, der nicht wissen wollte, wie man mit PCs und dem Internet umgeht, sondern was wirklich dahintersteckt.
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Die meisten Menschen nutzen das Internet täglich, wenige kennen sich allerdings mit der Technik aus, die dahintersteckt. Eine kostenloser und frei verfügbarer Online-Kurs der Technischen Universität München erklärt Technologie-Interessierten mit oder ohne Vorwissen, wie das Internet funktioniert. [...]
Wie kommunizieren zwei Computer miteinander? Und wie lassen sich Rechner vor Angriffen aus dem Internet schützen? Fragen wie diese interessieren heute nicht nur IT-Profis. Mit dem Massive Open Online Course (MOOC) „iLabX – The Internet Masterclass“ können Teilnehmerinnen und Teilnehmer mit oder ohne spezielles Vorwissen mithilfe von Videos, verständlichen Texten und interaktiven Rätseln in die Grundlagen des Internet einsteigen.
Experimentieren im Internet-Labor
„Das besondere an iLabX ist, dass wir nicht nur die Theorie der Internet-Technologie vermitteln. Im vLab des Kurses, einem virtuellen Labor, können Teilnehmerinnen und Teilnehmer das Erlernte gleich ausprobieren: Schritt für Schritt richten sie sich das Internet auf ihrem Computer ein und lernen dabei die Funktionsweise der Programme kennen, die das globale Internet antreiben“, sagt Marc-Oliver Pahl, der den MOOC gemeinsam mit seinem Team am Lehrstuhl für Netzarchitekturen und Netzdienste der TUM entwickelt hat.
Von einfachen Kabelverbindungen bis zur komplexen Internet-Architektur
Der Kurs ist untergliedert in sechs Teile, die jeweils vier bis sechs Stunden beanspruchen. In den einzelnen Modulen erklären Pahl und sein Team verschiedene Grundlagen des Internets. Zum Beispiel, wie die Kommunikation zwischen direkt miteinander verbundenen Rechnern funktioniert und wie auch weiter entfernte Computer miteinander kommunizieren können. Teilnehmerinnen und Teilnehmer lernen, wie Datenpakete ihren Weg durch das weltweite Internet mit all seinen Verzweigungen und Knotenpunkten finden. Außerdem beschäftigt der MOOC sich mit dem „Telefonbuch“ des Internet: dem Domain Name System. Der Kurs gibt Einblicke in die Funktionsweise von Webservern, die viele täglich über ihren Browser verwenden. Zudem wissen Absolventinnen und Absolventen von „iLabX“, wie Firewalls den eigenen Computer gegen Angriffe aus dem Internet schützen.
Ein Kurs für jeden Wissensstand
Auch wer bereits Vorkenntnisse mitbringt, kann sich für „iLabX“ einschreiben – und wendet für den Kurs weniger Zeit auf als Menschen ohne Vorwissen. Darüber hinaus bietet der neue MOOC Vorteile für Studieninteressierte und Studierende: Er unterstützt sie bei der Vorbereitung auf Vorlesungen zu Netzwerken und verteilten Systemen. Am Ende des Kurses können die Teilnehmerinnen und Teilnehmer eine Prüfung ablegen.
Interessierte finden im Internet einen Link zur Kursanmeldung für „iLabX“ sowie ein Video über den Kurs.
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