Warum ist die geeignete Endleitung so wichtig für eine stabile Datenübertragung ? Infotext

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Hier mal ein kleiner Infotext über die Auswirkung einer ungeeigneten Endleitung. Grundsätzlich kann sich das jeder Interessierte mal durchlesen, der wissen will warum es denn so ist wie es eben ist.

Die Annahmen sind stark vereinfacht und ich hatte das mal für einen Vortrag ausgearbeitet. Vielleicht ist das gar nicht gewünscht und den meisten egal, dann einfach ignorieren

Warum und wann hat das Endstellenkabel einen Einfluss auf mein DSL-Signal ?

Je schneller ein Anschluss wird, desto höher werden die Anforderungen an das Übertragungssystem. Zum Übertragungssystem gehören Sender (DSL Port) Medium (Kabel) und Empfänger (Router/Modem).

Jedes Datenübertragungssystem welches im Hochfrequenzbereich arbeitet (nicht einheitlich geregelt, i.A. ab 1 Mhz ) sollte bestimmte Grenzwerte und Normen beachten.

Das Übertragungssystem sollte also so geschaffen sein, dass die Normen eingehalten werden. Sowohl Sender (DSL Port), als auch Empfänger (Router) müssen also in der Lage sein miteinander zu kommunizieren. Die Übertragungsstrecke (Kabel) muss also gewährleisten, dass sowohl Sender als auch Empfänger Daten austauschen können und die Signalverluste nicht so stark werden, dass Sender oder Empfänger einander nicht mehr verstehen können.

Hier kommt die Systemimpedanz ins Spiel. Die Impedanz beschreibt den Wechselstromwiderstand einer Quelle, eines Mediums oder eines Empfängers. Die Systemimpedanz ist also der Wert auf den das Übertragungssystem zugeschnitten ist. Im DSL-Bereich beträgt dieser 135 Ohm. Die Impedanz ist stark Frequenzabhängig, das heißt je höher die Frequenz mit der Übertragen wird, desto wichtiger ist es das alle Komponenten auch im maximalen Frequenzbereich nah an der Systemimpedanz arbeiten.   Hält das Übertragungssystem an allen Stellen diese Impedanz ein, so hat man die wenigsten Signalverluste. (Dämpfung, Rauschen oder externe Störeinwirkung außer Acht gelassen)

Ein Wechsel der Impedanz innerhalb der Übertragungsstrecke kann man sich folgendermaßen vereinfacht vorstellen:

Wir senden einen Impuls der 1m hoch und 2cm lang ist auf die Leitung. Unsere Informationen liegen also in diesem Block und sollen übertragen werden.

Der Empfänger kann immer dann noch was mit der Information anfangen, wenn er einen Block erhält der 20 cm hoch und maximal 20 cm breit ist.

Auf der Leitung verringert sich die Höhe (Dämpfung) und verbreitert sich Länge (Verzerrungen) unseres Blockes.

Wird jetzt ein Kabel eingesetzt, welches nicht den Normen entspricht und es entsteht ein Widerstandswechsel von z.B. 135 Ohm auf 70 Ohm kommt es an genau dieser Stelle zu Signalverlust. Unser Block durchwandert diese Stelle und von seinen 1m sind nur noch 50cm übrig.

Die 50 cm Verlust müssen aber auch irgendwo hin, sie werden in die Gegenrichtung reflektiert. Das wiederum führt dazu, dass sich unser Block auch in der Länge verändert. Aus 2 cm werden auf einmal 8 cm.

Dieses Verhalten wird umso extremer, je höher die Übertragungsfrequenz ist. Für den DSL Bereich führt ein Impedanzwechsel erst ab einer Übertragung beginnend bei etwa 18 Mhz zu Einschränkungen.

Der Empfänger erhält also einen Block der 50 cm hoch und 8 cm breit ist und kann die Informationen verarbeiten. Die Breite spielt hier also keine Rolle, die Höhe hat nur einen Einfluss darauf, dass weniger Informationen pro Block transportiert werden können.

Dieser Fall geht also davon aus, dass keine weiteren Effekte auftreten. Was in der Realität natürlich nicht vorkommt.

• Nahe an der Sendetechnik (DSL Port) hat also ein Kabelwechsel (Impedanzwechsel) lediglich weniger Bandbreite zur Folge

Kommt unser Block aber unter realen Bedingung bereits gedämpft und verzerrt an der Stelle des Impedanzwechsels an, z.B. mit 40 cm Höhe und 14 cm Breite, sieht das Ergebnis gleich anders aus: Beim Empfänger hat der Block nun 20 cm Höhe und 21 cm Breite. Die Höhe des Blocks erreicht die Systemgrenze (gerade noch auswertbar, hoher Bandbreitenverlust), die Breite liegt darüber (Synchronisationsprobleme).

Das ist alles extrem vereinfacht und die Breite/Höhe Werte sind aus der Luft gegriffen.

Das Ganze ist auch aus der Gegenrichtung zu betrachten: Router (Sender) - Kabel - DSL Port (Empfänger).

Probleme mit einem zu geringen Upload aber ansonsten stabiler Leitung lassen auf einen Impedanzwechsel nah am Router schließen.