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Industrielle Kommunikation > Grundlagen und Feldbusse (Block 1) > Flashcards

Grundlagen und Feldbusse (Block 1) Flashcards

(48 cards)

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1
Q

Mit welchem Modell wird die Kommunikation zwischen Automatisierungsgeräten beschrieben?

A

OSI 7 Schichtenmodell

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2
Q

Was ist eine Anwendungsinstanz, Endsystem, Transitsystem?

A

Anwendungsinstanz: logische Einheiten zwischen denen Kommunikation letztendlich stattfindet: Personen, Tasks in Rechnern, AnwendungsdatenEndsystem: A ist in Endgeräten, Quellen u. Senke der Kommunikation, z.B. Rechner oder ganze RechnernetzeTransitsysteme: Übertragungs- und Vermittlungsmittel

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3
Q

Was bedeutet Broadcast oder Multicast?

A

Broadcast: Daten werden an alle Teilnehmer gesendet.Multicast: Daten werden an bestimmte Gruppe gesendet. (Adressbereiche)Unicast: Daten werden an einen Client gesendetAnycast: ???

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4
Q

Was bedeutet “Verbindungsorientierte Kommunikation”?

A

Verbindung zwischen Anwenungsinstanzen aufbauen und abbauen.Austausch von Verbindungsparametern.UDP.Gegenteil: Verbindungslos (TCP)

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5
Q

Welches ist das Mittel, das eine unterlagerte Schicht der Schicht darüber zur Verfügung stellt, wenn bestimmte Funktion der Kommunikation ausgeführt werden sollen?

A

Servicedienste: Dienste werden der oberen Schicht bereitgestellt.

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6
Q

Wie viele Schichten hat das ISO/OSI-Referenzmodell?

A

7) Anwendungschicht (SPS Programm)6) Darstellungsschicht (hier egal)5) Sitzungsschicht (hier egal)4) Transportschicht(UDP/TCP),3) Vermittlungsschicht (IP),2) Sicherungschicht (MAC, LLC), 1) Bitübertragungschicht,Profibus (1 u. 2)Feldbusse haben keine Schicht 3, da alles auf einem Draht

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7
Q

Welche Dienste erbringt die Sicherungsschicht der Kommunikation?

A

Aufbau/Abbau von gesicherten Verbindungen.Ist etwas schiefgelaufen?Zugriffsverfahren (Token Ring, Ethernet)Telegramm Überprüfung.Übertragung von Nutzerdaten.Meldung bei nicht korrigierbaren Fehlern

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8
Q

Welche Dienste erbringt die Vermittlungsschicht (3) der Kommunikation?

A

Aufbau/Abbau von Endverbindungen.Transparente Übertragung (ohne Verfälschung und ohne Veränderung).Qualitätsparameter bei Verbindung festlegen.Meldung nicht behebbarer Fehler.Priorisierung (Vorrangsübertragung).Rücksetzen von Endverbindungen.

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9
Q

Welche Dienste erbringt die Transportschicht (4) der Kommunikation?

A

Aufbau/Abbau von Teilnehmerverbindungen (Ports).Verbindungslos (UDP) / Verbindungsorientiert (TCP)Aushandeln von Geräteparametern.Fehlererkennung.

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10
Q

Wie ist die elektrische Definition der Signale einer RS232 (V.24) Schnittstelle?

A

Spannungspegel +-12V.hoch: 0niedrig: 1dazwischen: 2V Störabstand

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11
Q

Erklären Sie die Begriffe “Voll-Duplex”, “Halb Duplex” und “Simplex”.

A

Simplex: eine Richtung.Halb Duplex: beide Richtungen, nicht gleichzeitig.Duplex: beide gleichzeitig (V.24 möglich)

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12
Q

Wie sieht die Minimalkonfiguration für den Voll-Duplex Signalverkehr auf der RS232 aus? (3)

A

RXDTXDMasseVollduplex, Zugriffskontrolle über Software

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13
Q

Welches Problem kann auftreten, wenn zwei Geräte gleichen Typs über RS232 kommunizieren sollen?

A

Fehler:TXD <—> TXDRXD <—> RXDLeitungen zwischen TXD und RXD müssen verdreht werden

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14
Q

Wie sieht das elektrische Prinzipbild der 20-mA Schnittstelle aus?

A

Zwei Stromkreise für Senden und Empfangen.Sender mit Schalter nach Stromquelle.Receiver hat Widerstand.

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15
Q

Wann ist es sinnvoll, die 20-mA Schnittstelle der RS232 Schnittstelle vorzuziehen?

A

löst Problem der minimalen Übertragung (500m).Bei großer Entfernung ist die 20mA Schnittstelle vorzuziehen.

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16
Q

Erklären Sie den Aufbau eines sog. UART Characters.

A

UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmitter.Ruhezustand: log. 1.Startbit: jetzt gehts los.5-8 Datenbits (Profibus immer 8) (vorher abklären).Parität: even/odd (vorher abklären).Stopbits: Ruhezustand bis zum neuen Start (darf nicht zu kurz sein)

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17
Q

Welche typischen Datenraten auf der UART Schnittstelle sind Ihnen bekannt?

A

9600 Bit/s19200 Bit/sdamals 50 Bit/s”lächerlich wenig, damals aber gut”

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18
Q

Welche Netzwerk-Topologien kennen Sie (grafische Darstellung)?

A

Stern, Ring (Doppelring) Bus

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19
Q

Welches Problem bzgl. der Ausfallsicherheit birgt die Stern- bzw. die Ring-Topologie?

A

Ausfall eines Knotens führt zum Ausfall des Netzes

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20
Q

Was verbirgt sich auf der Bit-Übertagungsebene hinter dem Begriff Ethernet?

Study These Flashcards
A

500 Meter (dann Repeater). Abschlusswiderstand. Transceiver (Dorn auf Kabel). 2800 Meter max (durch Switche aufgehoben)
* Übertragen von seriellen Datenströmen zwischen Data Link Layer und Kabel
* Clock-Erzeugung für Synchronisation und Timing
* Carrier Sense - Trägererkennung
* Kollisionserkennung
* Codierung (Manchester II)
* Generieren der Präambel zur Synchronisation

21
Q

Was ist ein “Remote Repeater”?

Study These Flashcards
A
  • zwei Repeater mit großer Entfernung
  • Glasfaser Verbindung
  • max. 1000 m zwischen Remote Repeatern
22
Q

Was leistet der Manchester-Code?

Study These Flashcards
A
  • konstanter Gleichstromanteil
  • Mittelwert der Übertragung ist gleich
  • (Synchronisation durch Takt)
  • Signal komplementär und richtig übertragen, während halber Bitdauer
23
Q

Welche max. Entfernung zwischen zwei Teilnehmern ist auf einem Ethernet möglich? Woraus ergibt sich die Beschränkung

Study These Flashcards
A
  • max 2800 Meter
  • durch Switche auf mehr möglich
24
Q

Wodurch ist die Übertragung nach RS485 gekennzeichnet (Wie viele Leitungen sind notwendig, wie ist der Spannungspegel der Leitung)?

Study These Flashcards
A
  • keine Masseverbindung nötig
  • zwei Leitungen
  • Potenzial-Messung zwischen Leitung A u. B
  • A u. B können unterschiedliches Potenzial haben
25
Welche Zustände kennt ein Sender nach RS485?
* A \> B oder A \< B * man misst also +5V oder -5V → 0 oder 1
26
Welche Materialien werden für Lichtwellenleiter verwendet?
* (Ganz-)Glas * da weniger Dämpfung * PCS (Plastic Clad Silicia) * Plastik-Mantel und Glas-Kern * Plastik \* anwenderfreundlich (z.B. auf Bau)
27
Welche sind die Vorteile der Lichtwellenleiter-Übertragung gegenüber elektrischer Übertragung
* keine Spannungsinduktion * schnellere Übertragung
28
Wie ist die numerische Apertur definiert? Wie wirkt sie sich aus?
* Brechung: Ergibt sich aus Brechungsindizes * Numerische Apertur: Sinus(Akzeptanzwinkel) * Berechenbar aus Kern und Mantel
29
Welche unterschiedlichen Fasertypen bzgl. der des Verlaufes des Brechungsindex über dem Radius kennen sie?
* Stufenindex * Lichtblitz sehr verändert * Gradientenindex * mehr gebrochen, als reflektiert * kein Knick * Monomode Faser * nur 1 Strahl ohne Reflexion * keine Verzögerung * sehr dünn
30
Wie ist der Verlauf der Lichtstrahlen in den verschiedenen Faser-Typen?
* Stufenindex * Lichtblitz sehr verändert * Gradientenindex * mehr gebrochen, als reflektiert * kein Knick * Monomode Faser * nur 1 Strahl ohne Reflexion * keine Verzögerung * sehr dünn
31
Was versteht man unter den Begriffen “Moden-Dispersion” und “chromatische Dispersion”?
* Chromatische Dispersion: unterschiedliche Wellenlänge “verschmiert” Lichtblitz (unterschiedliche Farben habe andere Wellenlänge) * Moden-Dispersion: Veränderung des Blitzes → Verändert Datenübertragung
32
Was ist bei Glasfasern mit dem Begriff “Lichtfenster” gemeint
* 2 Lichtfenster * 850nm (sichtbar)(standard) * 1300nm * (1550nm schlechte Dämpfung)
33
Welche Dämpfungs-Ursachen können sich bei Steckverbindungen nach dem Verfahren der Stirnflächenkopplung ergeben?
* LWL müssen direkt aufeinander sein, sonst Dämpfung * Versatz -\_ (numerische Apertur egal) * Knickwinkel _ / (NA wichtig) * Abstand – –
34
Welches Zugriffsverfahren wird beim Ethernet verwendet? Wie funktioniert es?
* CSMA/CD * Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection * auf Leitung lauschen * wenn frei senden * bei Kollision stoppen * zufällige Backoff Time abwarten * wenn nie klappt → Verwerfen
35
Wie wird beim Ethernet nach Erkennung einer Kollision die Wahrscheinlichkeit einer erneuten Kollision herabgesetzt?
mit Zufallszahl der Sender Exponential Backoff Time
36
Wie entsteht der Zusammenhang zwischen Nachrichtenlaufzeit und der max. Entfernung zweier Stationen beim ungeswitchten Ethernet?
* Maximale Entfernung der Stationen ausgedrückt in Nachrichtenlaufzeit (0,5s slot time) nur halb so groß wie Dauer der kleinstmöglichen Nachricht * min. 64 Byte bei 2800m max. Entfernung * Datenfeld: 48 - 1500 Bytes * bei 10MBit/s → 51,2 us
37
* Wie viele Bytes an Nutzdaten lässt das Botschaftsformat für ein Telegramm zu? (min u. max)
min 46 Bytes max 1500 Bytes Nutzdaten
38
Wie beeinflusst die Auslastung des Übertragungsmediums die Geschwindigkeit der Übertragung beim ungeswitchten Ethernet?
Konflikzahl wächst unlinear mit der Verkehrslast
39
Was ist eine Bridge, was ist ein Switch beim Ethernet?
* Bridge verbindet zwei Netze * lässt nur benötigte Daten durch * Pakete werden „gelesen“ * Filter * Switch: Multiport-Bridge
40
Wie funktioniert das Zugriffsverfahren “Token Bus” nach IEEE 802.4
* Im Prinzip Master-Slave * Master wechselt in bestimmten Zeitintervall * Kollisionsfrei * von hoher ID zu niedrieger ID
41
Wie wird beim Token-Bus-Verfahren eine neu hinzugekommene Station in den Ring integriert?
* Who Follows Paket 1. erfolglose Token-Weitergabe 2. Who Follow mit Adresse des bisherigen Nachfolger an alle anderen senden 3. neuer Nachfolger teilt Adresse mit “Set Successor” Frame 4. Token Halter ersetzt aktuelle Adresse
42
Welchen Vorteil hat das Token-Bus Verfahren gegenüber CSMA/CD?
* Kollisionfreiheit (nur einer kann senden) * Ethernet ist nicht deterministisch(berechenbar) * → Token-Bus schon, da MAX\_TIME bekannt
43
Stellen Sie die Topologie des Bitbus grafisch dar! Welches Zugriffsverfahren verwendet der Bitbus?
Master-Slave Verfahren nur 1 Master
44
Welche beiden Zustände (Modi) kennt ein Slave-Gerät am Bitbus?
* Normal Response Mode (NRM) - antwortet * Normal Disconnect Mode (NDM) - antwortet nicht * bei Fehler und Aufwecken durch Master
45
Wie wird die Telegramm-Synchronisation am Bitbus überwacht (Schutz gegen Datenverlust)?
Mithilfe eines Sequenz-Zählers, der auch im Telegrammen verschickt wird
46
Welches Format hat das Standard-Frame? (6)
Flag(1), Adress(1), Control(1), Information(N), FCS(2), Flag(1)
47
Wie ist das Flag aufgebaut? Was ist mit dem Begriff “Zero-Bit-Insertion/-Deletion” gemeint?
* auch Bit-Stuffing genannt * 0 1 1 1 1 1 1 0 * verletzt Regel von max. 5 Einsen
48
Was leistet die NRZI-Codierung?
* Immer neue Flanken * Synchronisation * keine zusätzliche Taktleitung benötigt * 0 Zustand ändern * 1 Zuständ ändern

Industrielle Kommunikation (4 decks)

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