Datenübertragungsfehler

Datenübertragungsfehler sind Abweichungen zwischen den ursprünglich gesendeten Daten und den am Empfänger angekommenen Daten. Sie treten auf, wenn Bits oder Symbole während der Übertragung verändert, verloren oder verwechselt werden. Solche Fehler können die Zuverlässigkeit von Kommunikationssystemen beeinträchtigen und zu falschen Informationen, Verzögerungen oder Paketverlusten führen.

Ursachen liegen in physikalischen und elektronischen Phänomenen. Typische Einflüsse sind Rauschen, elektromagnetische Interferenzen, Dämpfung, Leitungsfehler, Crosstalk, Multipath-Effekte sowie zeitliche Synchronisationsfehler und Hardwaredefekte in Sendern, Kabeln oder Empfängern. Auch Umweltbedingungen und Temperaturänderungen können die Übertragung beeinflussen.

Typen von Fehlern umfassen Bitfehler (einzelne Bits falsch), Burstfehler (aufeinander folgende Bits) sowie Synchronisationsfehler (Takt- und Rahmenaussetzer). Zusätzlich können paketbezogene Fehler auftreten, etwa Verluste, Duplikate oder Neuanordnungen von Paketen im Netzwerk.

Zur Erkennung dienen Prüfsummen, Parität, zyklische Redundanzprüfungen (CRC) und weitere Codierungstechniken. Protokolle nutzen Fehlerkontrolle durch Rückmeldungen (ARQ) oder Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC). So kommt etwa TCP mit Checksummen und Retransmissionen zum Einsatz, während FEC in Mobilfunk, Speichersystemen oder digitalen Medien ebenfalls verbreitet ist.

Fehlerkontrolle und Prävention umfassen redundante Bits, robuste Modulation, Interleaving sowie den Einsatz von Fehlerkorrekturcodes. Weitere Maßnahmen betreffen gute Leitungsverlegung, Abschirmung, geeignete Sendeleistungen und geeignete Protokolle, um Störungen zu minimieren.

Die Messung der Fehlerhäufigkeit erfolgt oft über die Bitfehlerquote (BER). Hohe Fehlerraten erhöhen Retransmissions, verzögern den Durchsatz und beeinträchtigen die Zuverlässigkeit. Relevante Standards und Codes umfassen CRC, Paritätsprüfungen sowie Reed-Solomon- oder Turbo-/LDPC-Codes, die in verschiedenen Anwendungen genutzt werden.