Kommunikationsnetzen

Kommunikationsnetze sind Infrastrukturen, die den Austausch von Informationen zwischen Endgeräten ermöglichen. Sie verbinden Rechner, Telefone, Sensoren, Peripheriegeräte und Anwendungen über kabelgebundene oder drahtlose Kanäle. Typische Aufgaben sind Datenübertragung, Sprachkommunikation und audiovisuelle Kommunikation sowie die gemeinsame Nutzung von Ressourcen wie Dateien oder Druckern. Kommunikationsnetze werden auf verschiedenen Ebenen geplant, implementiert und betrieben, von lokalen Netzwerken in Unternehmen bis hin zu globalen Internetstrukturen.

Ein Grundunterscheid erfolgt nach Raumabdeckung: LAN (Local Area Network) für kleine Geographien, WAN (Wide Area Network) über größere Entfernungen, MAN (Metropolitan Area Network) in städtischen Bereichen, PAN (Personal Area Network) für kurze Reichweiten. Technisch unterscheiden sie sich durch Übertragungsmedien (Kupferkabel, Glasfaser, Funk), Bandbreite, Latenz und Protokollarchitektur. Netzwerke können architektonisch zentral gesteuert oder dezentral organisiert sein, und sich in Privat- oder Öffentliche Netze unterscheiden. Typische Topologien umfassen Stern-, Mesh- und Baumstrukturen; moderne Netze verwenden oft redundante Pfade zur Ausfallsicherheit.

Auf Protokollebene beruhen Kommunikationsnetze auf Schichten, insbesondere dem OSI- oder dem TCP/IP-Modell. Wichtig sind Protokolle für Adressierung und Routing (IP, IPv6; Routing-Protokolle), Datenvermittlung (Ethernet, WLAN), Transportschicht (TCP, UDP) sowie Sicherheits- und Managementprotokolle. Netzwerkauslastung, QoS, Sicherheit und Zuverlässigkeit sind zentrale Anforderungen, besonders in Rechenzentren, Mobilfunk- und kritischer Infrastruktur. Trends umfassen Software-defined Networking (SDN), Network Functions Virtualization (NFV) und Cloud-basierte Netzwerke.

Standards und Regulierung werden von Organisationen wie ISO/IEC, ITU-T, IEEE und IETF festgelegt. Die Effektivität von Kommunikationsnetzen wird durch Planung, Interoperabilität, Skalierbarkeit und Sicherheitskonzepte bestimmt. Beispiele für Anwendungen reichen vom Unternehmensnetzwerk über das Internet bis zu Industrial Automation und Sensorik in der IoT-Landschaft.