Hier rechnest du nach, was die Leitungen zur Station und zum Lager physikalisch hergeben, und schätzt ab, was die drei Standorte brauchen.
Sprint 1Brückenstufe 1
Eure Story: Als IT-Leitung HLG will ich für jeden Standort eine Leitung mit Begründung, damit die Sendungsverfolgung auch in der Morgenspitze antwortet.
Input · Technologien und Kanalkapazität. Holt ihn euch, wenn eure Storycard danach fragt. Zahlt ein auf AB 1, 2 und 4.
Du ordnest die Angebote, berechnest Kanalkapazität, Symbolrate und Nutzrate und schätzt den Bedarf je Standort mit Reserve ab.
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Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Ein Tarif „bis 250 Mbit/s“ ist ein Versprechen. Shannon sagt dir, ob die Leitung es überhaupt halten kann.
Am Ende hast du: eine Kapazitätsabschätzung je Standort mit Rechenweg und eine Bedarfsabschätzung mit Reserve, Download und Upload getrennt.
Karte „Adressen und Routing kompakt“: Was du aus dem Netzaufbau brauchst, auf einer Seite: Adressen, Subnetze, Routing, die drei Standorte. Die Karte steht im Wissensspeicher.
Erst du, dann die anderen
Die IT-Leitung HLG fragt: „Der Anbieter verspricht im Lager bis 250 Mbit/s auf Kupfer. Woher wisst ihr, ob das stimmt?“ Wie würdest du vorgehen?
So gehen andere vor. Such dir einen Weg aus.
- Messen. Einen Speedtest am vorhandenen Anschluss laufen lassen, morgens, mittags, bei Regen. Das zeigt, was wirklich ankommt. Es zeigt aber nur den heutigen Tarif, nicht was die Leitung hergäbe, und braucht Tage.
- Rechnen. Bandbreite und Störabstand der Leitung beim Anbieter erfragen und die Kapazität nach Shannon berechnen. Das geht in zehn Minuten und zeigt die Obergrenze. Es hängt aber an den Werten, die der Anbieter herausgibt.
- Nachfragen. Den Anbieter um eine Zusage der Mindestbandbreite im Vertrag bitten. Das ist rechtlich das stärkste Mittel. Es kostet aber Verhandlungszeit, und viele Kupfertarife sagen nur „bis zu“ zu.
Es gibt hier nicht den einen richtigen Weg. Entscheide dich für einen und schreib dazu, weshalb. In Aufgabe 1.3 rechnest du den zweiten Weg durch und vergleichst.
Gegebene Werte: Kanäle, Angebote, Bedarf · aufklappen, wenn du sie brauchst
Gegebene Werte: Kanäle, Angebote, Bedarf
- Kanalwerte der Strecken
-
Strecke Bandbreite B Störabstand Kupfer Station (kurze Leitung) 35,3 MHz 30 dB Kupfer Lager (lange Leitung) 35,3 MHz 20 dB bei trockenem Wetter, 15 dB bei Nässe Mobilfunk Lager 100 MHz 20 dB, geteilt mit allen Nutzern der Zelle Richtfunk Lager 56 MHz 25 dB - Modulationsaufgabe
- Kanal 20 MHz, praktische Symbolrate 20 MBd, Stufenzahlen 4, 16, 64, 256, FEC-Coderate 3/4
- Störabstand der Modulationsaufgabe
- wahlweise 15 dB, 20 dB, 30 dB
- Angebotskatalog
- A bis E, siehe „Angebotskatalog“ im Auftrag
- Bedarfsposten
- siehe „Bedarfsposten je Standort“ im Auftrag; Reservefaktor 1,5
- Sendungsverfolgung
- 3.000 Abfragen je Minute in der Spitze, je Abfrage 200 kB Antwort
Unterrichtswerte in realistischer Größenordnung. Echte Leitungen haben je Frequenzbereich einen anderen Störabstand; wir rechnen mit einem Mittelwert.
Dein Lernprodukt im Einzelnen
Dein Lernprodukt
Kapazitäts- und Bedarfsabschätzung je Standort
Darauf laufen die Aufgaben dieses Lernangebots zu. Die Aufgaben sind die Stufen dorthin, das Lernprodukt ist das Ergebnis.
Es besteht aus
- der Einordnung der fünf Angebote nach Medium, Generation und Dienst
- der Kanalkapazität jeder in Frage kommenden Strecke mit Rechenweg
- der Datenrate und Nutzrate für vier Stufenzahlen mit und ohne FEC
- dem Bedarf je Standort mit Reserve, Download und Upload getrennt
- einem Satz je Standort: Reicht die Strecke physikalisch, ja oder nein?
Zur Dokumentation
Eine Seite je Standort oder eine Tabelle für alle drei, Spalten: Posten, Rechenweg, Ergebnis, Einheit. Jede Zahl mit Einheit, jede dB-Angabe auch als Verhältnis.
Die Abschätzung ist die Grundlage für Lernangebot 2. Dort entscheidet ihr, welches Angebot den Bedarf zum besten Preis und mit genug Verfügbarkeit trägt.
Die Szene: Kanal mit allen Zahlen
Jetzt mit Zahlen: Datenrate brutto und netto, die Shannon-Grenze als Linie und eine Warnung, wenn deine Einstellung über der Grenze liegt. Stell die Werte der Lagerstrecke ein und prüfe deine Vermutung aus dem Auftrag.
Ohne JavaScript rechnest du die Werte mit der Tabelle unter „Gegebene Werte“ von Hand.
Deine Aufgaben
1.1Ordne: die fünf Angebote
Jetzt bist du dran · Allein · 3 Arbeitsschritte
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Aufgabe 1.1
Stufe I · Abfolge
Ordne: die fünf Angebote
- Ordne die Angebote A bis E nach Medium.
- Ordne sie nach Generation.
- Ordne sie nach Dienst: Internetzugang, Standleitung oder Geschäftskunden mit Zusage.
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
1.2Berechne: die Kapazität der Kupferstrecke zur Station
Jetzt bist du dran · Allein · 3 Arbeitsschritte
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Aufgabe 1.2
Stufe I · Abfolge
Berechne: die Kapazität der Kupferstrecke zur Station
- Rechne den Störabstand von 30 dB in das Verhältnis S/N um.
- Berechne die Kanalkapazität nach Shannon.
- Vergleiche sie mit dem Bedarf des Stationsbüros.
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
1.3Berechne und beurteile: die Kupferstrecke zum Lager
Jetzt seid ihr dran · Zu zweit · 3 Arbeitsschritte
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Aufgabe 1.3
Stufe II · Algorithmus
Berechne und beurteile: die Kupferstrecke zum Lager
- Berechne die Kapazität bei 20 dB (trocken).
- Berechne die Kapazität bei 15 dB (Nässe).
- Beurteile, ob der Tarif 250 Mbit/s dort erreichbar ist.
Zu zweit Diese Aufgabe bearbeitet ihr zu zweit.
1.4Berechne: Symbolrate und Datenrate
Jetzt bist du dran · Allein · 3 Arbeitsschritte
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Aufgabe 1.4
Stufe I · Abfolge
Berechne: Symbolrate und Datenrate
- Berechne die maximale Symbolrate eines 20-MHz-Kanals nach Nyquist.
- Berechne die Bit je Symbol für 4-, 16-, 64- und 256-QAM.
- Berechne die Datenrate brutto bei 20 MBd für alle vier.
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
1.5Berechne und begründe: FEC im verrauschten Kanal
Jetzt seid ihr dran · Zu zweit · 4 Arbeitsschritte
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Aufgabe 1.5
Stufe II · Algorithmus
Berechne und begründe: FEC im verrauschten Kanal
- Berechne die Nutzrate mit FEC 3/4 für alle vier Stufenzahlen.
- Berechne die Shannon-Grenze des 20-MHz-Kanals bei 15, 20 und 30 dB.
- Markiere, welche Stufenzahl bei welchem Störabstand über der Grenze liegt.
- Begründe, weshalb ein verrauschter Kanal eine kleinere Stufenzahl und mehr FEC braucht.
Zu zweit Diese Aufgabe bearbeitet ihr zu zweit.
1.6Schätze ab: den Bedarf je Standort
Jetzt seid ihr dran · Im Team · 4 Arbeitsschritte
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Aufgabe 1.6
Stufe II · Algorithmus
Den Bedarf gibt dir keiner vor. Wie würdest du vorgehen?
Drei Wege, die andere gehen
- Messung am alten Anschluss: genau, aber nur für das, was es schon gibt. Kameras und Web-Sendungsverfolgung gibt es noch nicht.
- Abschätzung je Nutzer: schnell und nachvollziehbar, aber die Gleichzeitigkeit ist geraten.
- Vergleich mit ähnlichen Standorten: realistisch, aber du brauchst Daten von einem anderen Lager.
Die Bedarfsposten im Auftrag folgen dem zweiten Weg. Der Rechenweg der Sendungsverfolgung: Abfragen je Sekunde mal Größe je Abfrage mal 8 bit je Byte.
Schätze ab: den Bedarf je Standort
- Schätze den Bedarf je Standort aus den Posten ab.
- Kennzeichne Download und Upload getrennt.
- Rechne die Reserve von 1,5 ein.
- Begründe, welche Posten unsicher sind.
Im Team Diese Aufgabe bearbeitet ihr im Team.
Veränderter Fall
Der Glasfaserausbau am Lager verzögert sich um ein Jahr. Überprüfe deine Abschätzung: Was ändert sich an Bedarf und Kapazität, was bleibt? Was folgt daraus für die Laufzeit des Vertrags, den ihr jetzt abschließt?