Frage zur Datenübertragung?
Ich habe eine Frage: Bei der Datenübertragung auf eine Festplatte sind der PC und die Festplatte über ein Kabel verbunden. Während ich verstehe, was am PC und an der Festplatte passiert, interessiert mich, was genau im Kabel selbst geschieht. Dort fließt ja lediglich Strom. Wie weiß die Energie, was sie transportiert? Zum Beispiel, wie wird ein Foto oder eine MP3-Datei der Rolling Stones übertragen?
Wie funktioniert das den mit Analogen signalen z.B Musik die vom verstärker zu den Lautsprechernm gehen?
5 Antworten
Wie weiß die Energie, was sie transportiert?
Das weiss sie nicht und das muss sie auch gar nicht wissen.
Das wird bereits von den hierbei kommunizierenden Controllern und den verwendeten Protokollen geleistet.
Vereinfacht ausgedrückt: Dort werden die Binärdaten der Dateien in elektrische Signale (die letztlich auch nur binär sind - an oder aus!) umgewandelt und über die entsprechenden Pins der Kabelverbindung geleitet.
Es werden Spannungspegel übertragen (bei USB differenzielle Pegel gegen Störungen). Ströme fließen da praktisch keine.
Die Pegel werden durch ein Protokoll dann interpretiert und daraus ergeben sich Nutzdaten.
Ah, das ist eine super Frage! Im Kabel selbst fließt tatsächlich nur Strom, aber der Trick liegt darin, wie dieser Strom organisiert wird. Stell dir vor, der PC und die Festplatte sprechen eine gemeinsame "Sprache" – der PC schickt nicht einfach wild Strom, sondern kontrollierte Signale: mal fließt Strom (das könnte eine "1" bedeuten), mal nicht (eine "0"). Diese Abfolge von Einsen und Nullen bildet einen Code, der alle Daten – ob Fotos oder Musik – als binäre Information darstellt.
Die Festplatte "hört" diese Signale und setzt sie wieder zusammen, fast wie beim Morse-Alphabet. Das Kabel ist also nur der Bote, aber Sender und Empfänger wissen genau, wie sie die Botschaft verpacken und auspacken müssen. 😊
Im Kabel fließt kein Strom. Die Empfänger der Pegel sind High-Impedance und haben damit einen (theoretisch) unendlich hohen Widerstand. Daten werden mit Spannungspegeln transportiert.
Die Daten zwischen PC und Festplatte werden über eine Stromleitung übertragen. Die Daten kann man sich als Folge von Bits vorstellen, deren Wert 0 oder 1 annehmen kann.
Passend zu dieser Folge wechselt der Sender die Stromspannung am Kabel mit einer bestimmten Frequenz von "hoch" zu "niedrig", z.B. von 3.3 Volt zu 0 Volt. Der Empfänger misst die Strom-Spannung mit derselben Frequenz und interpretiert dann den Wert des übertragen Bits als 1 oder 0.
Je schneller dieser Spannungswechsel von statten geht, desto schneller werden die einzelnen Bits übertragen. Moderne Schnittstellen verfügen nicht nur über ein Übertragungskabel sondern z.B. bis zu 16. Damit können dann bis zu 16 Bitfolgen parallel übertragen werden, d.h. die gesamte Übertragung geht dann 16 mal schneller vor sich.
Für jedes Bit der Datenmenge wird für eine kurzes Zeitintervall entweder eine Spannung am Stecker angelegt (Strom fließt durchs Kabel) = logisch "Eins" oder keine Spannung, also auch kein Strom = logisch "Null".