Lernfeld 4 · Prüfung Teil 1

Datenmengen und Übertragungszeit

Datenmenge, Datenrate und Übertragungszeit berechnen: Bit und Byte, Vorsätze, serielle Rahmen mit Start- und Stoppbit, Latenz.

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Darum geht es

Die Übertragungszeit ist die Datenmenge geteilt durch die Datenrate. Datenmengen stehen meist in Byte, Datenraten in Bit je Sekunde. Ein Byte hat 8 Bit, also musst du vorher umrechnen. Bei den Vorsätzen gilt in der Datentechnik oft $1 kB = 1 0^{3} Byte$ , daneben gibt es die binären Vorsätze wie $1 KiB = 1024 Byte$ . Lies in der Aufgabe genau, welche Festlegung gilt.

Bei einer seriellen Schnittstelle kommen zu jedem Datenbyte Rahmenbits hinzu. Bei 8 Datenbits, keinem Paritätsbit, einem Start- und einem Stoppbit sind es 10 Bit je Zeichen. Die Baudrate gibt die Schritte je Sekunde an; bei einfachen seriellen Verbindungen entspricht ein Schritt einem Bit.

Datenmengen aus Messungen berechnest du aus Kanälen, Bytes je Wert und Messrate. Die tatsächliche Datenrate im Netz liegt wegen Protokollaufwand unter der Nennrate. Die Antwortzeit von ping ist die Laufzeit hin und zurück (Latenz) und sagt nichts über die Datenrate aus.

Das solltest du dir merken

1 Byte = 8 Bit, Datenraten stehen in Bit/s.
Erst die Einheiten angleichen, dann teilen.
Seriell 8N1: 10 Bit je übertragenem Zeichen.
Die ping-Zeit ist die Laufzeit, nicht die Übertragungsrate.

Formeln

Übertragungszeit: $t = \frac{D \cdot 8}{r}$; $t$ Zeit in s, $D$ Datenmenge in Byte, $r$ Datenrate in Bit/s
Datenmenge einer Aufzeichnung: $D = k \cdot b \cdot f \cdot t$; $D$ in Byte, $k$ Anzahl Kanäle, $b$ Byte je Messwert, $f$ Messwerte je Sekunde in 1/s, $t$ Dauer in s
Zeichen je Sekunde seriell: $z = \frac{r}{n _{Rahmen}}$; $z$ Zeichen je s, $r$ Bitrate in Bit/s, $n_{Rahmen}$ Bits je Zeichen mit Start-, Paritäts- und Stoppbits

Typische Fehler in der Prüfung

Byte und Bit nicht umgerechnet, das Ergebnis ist um den Faktor 8 falsch.
Start- und Stoppbits bei der seriellen Übertragung vergessen.
Mega und Giga verwechselt oder binäre und dezimale Vorsätze gemischt.
Ergebnis in Sekunden nicht in Minuten oder Stunden umgerechnet, wenn danach gefragt ist.

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Eigene Zahlen bei jedem Klick, nach deiner Antwort der komplette Lösungsweg.

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Zufallszahlen

Ein Datenlogger zeichnet $32$ Messkanäle mit je $4 Byte$ je Messwert auf, alle $10 s$ einen Messwert je Kanal. Welche Datenmenge fällt in $2$ Tagen an? Angabe in MB ( $1 MB = 1 0^{6} Byte$ ), auf zwei Nachkommastellen.

Tipps aus der Werkstatt

Übertragungszeit: Datenmenge in Bit umrechnen (1 Byte = 8 Bit), dann durch die Datenrate in Bit je Sekunde teilen. Datenmengen stehen meist in Byte, Datenraten in Bit je Sekunde, achte auf den Faktor 8.
Serielle Übertragungszeit: Bits je Zeichen zählen (Start + Daten + Parität + Stopp), mit der Zeichenzahl malnehmen und durch die Baudrate teilen. 8N1 sind 10 Bit je Zeichen.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

23 Aufgaben zu „Datenmengen und Übertragungszeit“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: Rahmenlehrplan Elektroberufe Industrie, Lernfeld 4 (KMK); IEC 80000-13 Größen der Informationstechnik. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.