Installationsplanungibn.ch/HomePageSchule/Schule/GIBZ/24... · Web viewTG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN LÖSUNGSSATZ Seite 24-725 24 TELEKOMMUNIKATIONSTECHNIK 15 UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN

TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN Seite 124 TELEKOMMUNIKATIONSTECHNIK15 UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN2 ÜBERTRAGUNGSEIGENSCHAFTEN

Begriffe

24.15 Übertragungssysteme

25. Mai 2023www.ibn.ch

Version 2

TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN Seite 224 TELEKOMMUNIKATIONSTECHNIK15 UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN2 ÜBERTRAGUNGSEIGENSCHAFTEN

Begriffe

24.15.1 ÜbertragungseigenschaftenDie Anforderungen an die Übertragung sind unterschiedlich. Es ist aber sicher, dass die Übertragung möglichst kostengünstig sein soll und die Signalqualität möglichst der Anwendung angepasst ist. Das heisst konkret, dass die Qualität der Signalübertragung für Musik hoch, für die Telefonie mittel und für die Telegrafie niedrig sein darf. Es werden verschiedene Nachrichten Übertragen. Dabei sind zu erwähnen:

Karte der Kabel-Route von 1858


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TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN Seite 324 TELEKOMMUNIKATIONSTECHNIK15 UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN

Begriffe

24.15.2 ÜbertragungsmedienEs stehen für die Übertragung unterschiedlich Medien zur Verfügung:

Leitergebunden

Bei Drahtwegen wird das Informationssignal als nieder -oder hochfrequenter elekrischer Wechselstrom übertragen.Das Übertragungsmedium Draht ist ein Kabel oder eine Leitung deren Basismaterial Metall ist. Das Metall ist meist durch einen Kunststoff isoliert, manchmal sogar zusätzlich geschirmt.Leitungen und Kabel gelten als die optimale Verbindung zwischen zwei Stationen oder Geräten. In Wirklichkeit verwickeln und verknoten sich die Kabel gerne. Das ist alles andere als ideal. Deshalb setzten sich immer öfter Funksysteme durch, die ganz auf Kabel und Leitungen verzichten.

über metallische Leiter

über Lichteiter

Bei Lichtwegen wird das Informationssignal als elektromagnetische Welle im Frequenzbereich des sichtbaren Lichts innerhalb eines lichtleitenden Materials übertragen. Zum Beispiel Lichtwellenleiter (LWL) aus Glasfaser.


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TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN Seite 424 TELEKOMMUNIKATIONSTECHNIK15 UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN3 ÜBERTRAGUNGSMEDIEN

Begriffe

Drahtlose Verbindung

Bei Funkwegen wird das Informationssignal als hochfrequente elektromagnetische Welle übertragen.Der Funkweg ist der freie Raum. Über Antennen mit Sende- und Empfangsstationen werden die Signale über den freien Raum übertragen. Durch Hinternisse, insbesondere metallische, werden die Signale gedämpft und abgelenkt. Das verringert die Reichweite der Funksignale.

Mobile TelefonieFun kNATE L

Richtfunk

Funk

Sateliten

Satellit


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Begriffe

24.15.3 Begriffe der Übertragungstechnik

24.15.3.1 Was ist Dämpfung?

Alle Übertragungswege der Nachrichtentechnik sind gedämpfte Übertragungswege. Dies gilt für optische ebenso wie für elektrische Übertragungswege. Durch die Dämpfung ist die ohne Verstärkung erreichbare Reichweite begrenzt. Ein Teil des Übertragungssignals geht auf der Übertragungsstrecke verloren und kann am Empfangsort nicht mehr genutzt werden.Die Signalstärke nimmt wegen der Dämpfung längs einer Leitung exponential ab. Für gleich lange Leitungsabschnitte ist das Verhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung stets dasselbe, eine homogene Leitung vorausgesetzt.

Modellvorstellung einer LeitungDie Leitung ist aus lauter gleichen Vierpolen aufgabaut und jeder besitzt dieselbe Impedanz.Spannung und Strom nehmen längs der Leitung linear, die Leistung nimmt quadratisch ab!Die Dämpfungskonstante Dämpfung/km stellt das logarithmische Verhältnis der Amplituden- oder Effektivwerte von Strömen oder Spannungen an zwei um 1 km voneinander entfernten Punkten auf der Leitung dar.

Dämfung einer Leitung

Die Dämpung ist frequenzabhängig. Sie nimmt mit steigender Frequenz zu. Die Dämpfung einer analogen Telefonleitung wird bei 800 Hz angegeben.

Dämpfungsmasse Dezibel [dB] Nepter [Np] (veraltet)

1 Np = 8,686 dB1 dB = 0,115 Np

24.15.9.4


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TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN Seite 624 TELEKOMMUNIKATIONSTECHNIK15 UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN3 BEGRIFFE DER ÜBERTRAGUNGSTECHNIK

Begriffe

24.15.3.2 Berechnungsgrundlage für die Dämpfung

In der Elektrotechnik und Akustik wird die Dämpfung meistens in Dezibel dB angegeben. Sie berechnet sich üblicherweise aus der Eingangsspannung U1 und der Ausgangsspannung U2:

in

Analog dazu die Berechnung der Dämpfung mit Hilfe der Stromstärken:

in

Die Dämpfung kann auch mit Hilfe der Leistungen berechnet werden, da ~ . Sie berechnet sich aus der Eingangsleistung P1 und der Ausgangsleistung P2:

in

Aufgabe:Wie gross ist die Dämpfung auf dem Kabel (Leitung), wenn die Spannung auf den Wert von 50 % absinkt, also die halbe Spannung verloren geht?

Aufgabe:Welche Dämpung ist vorhanden, wenn die Spannung auf den Wert von 70,7 % absinkt?


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Begriffe

Aufgabe:Wenn die Spannung und der Strom auf die 70,7 % gesunken sind, sollen folgende Werte berechnet werden.a) Die prozentuale Leistung die über die leitung übertragen werden kann?b) Die Dämpung bei diesen Übertragungsbedingungen.

24.15.3.3 Fortpflanzungsgeschwindigkeit

Signale breiten sich im Übertragungsmedium als Welle aus und übertragen dabei Energie. Ursache der Welle sind Schwingungen.

Schwingungen sind definiert durch:

Wellen sind definiert durch:

24.15.9.5


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Begriffe

24.15.3.4 Laufzeit

Frequenzabhängige Zeitdauer, die die Nachricht von Quelle bis zur Senke benötigt. Inbegriffen sind die Übertragungs-, Bearbeitungs- und die Wartezeiten auf dieser Stecke. Unter Laufzeit versteht man auch die Zeit, die die Welle zum Durchlaufen der gesamten Leitung benötigt.Die Laufzeit darf bei Duplexübertagung (z.B. Telefonie) einen bestimmten maximalen Wert nicht überschreiten. Bei Simplexübertragungen (z.B. Musikübertragung) spielt sie in der Regel keine Rolle.Die Laufzeit ist vielfach frequenzabhängig.

Die Wellenlänge ist der Weg den eine Welle während der Periodendauer T zurücklegt.

Bild 6.22.1

Wellenlänge

Lichtgeschwindigkeit

Frequenz

AufgabeWie lange dauert es, bis ein in einem Generator erzteugtes Signal in einem 3000 km entfernten Verbraucher angelagt ist ( ).


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Begriffe

AufgabeWie lange dauert es, bis ein mittleres Sprachsignal, welches in einem Mikrofon erzeugt wurde – analog bei einem 200 m entfernten Lautsprecher zu hören ist? ( ).

Würden zwei Lautsprecher das Signal unsetzen und ein Lautsprecher währe unmittelbar neben dem Zuhörer und der andere Lautsprecher 50 m entfernt vom Zuhörer, was würde passieren?

MikrofonLautsprecher

24.15.3.5 Reflexion

Ist eine Leitung an ihrem Ende korrekt mit einer Impedanz der Grösse , also ihrer Leitungsimpedanz abgeschlossen, dann wird die am Leitungsende eintreffende Energie voll von der Abschlussimpedanz absorbiert. Die Leitung ist in diesem Fall reflexionsfrei und angepasst abgeschlossen. Die Anpassbedingung ist erfüllt.

Ist eine Leitung mit einem Widerstand abgeschlossen, wird nur ein Teil der ankommenden Energie absorbiert, der Rest wird in Form von Strom- und Spannungswellen gegen den Leitungsanfang zurückgeworfen.

In unverstärkten Leitungen verursachen Reflexionen meistens keine Probleme. In verstärkten Leitungen können sie Resonanzen verursachen. Dies äussert sich als Hall oder Pfeiffen.

Reflexionsfaktor:

Bei offenem Leitungsende wird die Phase der Spannungswelle nicht gedreht, bei kurzgeschlossenem Leitungsende erfolgt eine Phasendrehung um 180°.Reflexion entsteht nicht nur am Leitungsende – sondern an jeder Inhomogenität (Stossstelle) der Leitung.

SchlaufenwiderstandAbschlusswiderstand

24.15.9.124.15.9.224.15.9.3


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Begriffe

24.15.3.6 Verzerrungen

24.15.3.6.1 Lineare VerzerrungenDie Linearen Verzerrungen verändern das Spektrum eines Signales nicht. Lineare Verzerrungen können entzerrt (korrigiert) werden.

Beispiel 1 „Dämpungsverzerrung“Die Frequenzen des Spektrums werden ungleich gedämpft. Hähere Frequenzen werden stärker gedämpft. Bei Dämpfungsverzerrung ist der Frequenzgang nicht Flach. Der Frequenzgang wird am Leitungsende aufgenommen und zeigt wie gut die einzelnen Frequenzen übertragen werden. Der Frequenzgang ist die inverse Funktion zur Dämpfungskurve. Die Dämpfungsverzerrung kann am Leitungsende korrigiert werden.

Beispiel 2 „Laufzeitverzerrung“Die mittleren Frequenzen des Signalspektrums werden schneller übertragen als die Fequenzen am Rande des Spektrums. Die Laufzeitverzerrung darf bei Datenübertragungen einen gewissen Wert nicht überschreiten. Der Übertragungskanal muss unter Umständen entzerrt werden. Die Laufzeit kann am Leitungsende korrigiert werden.

24.15.3.6.2 Nichtlineare VerzerrungenNichtlineare VerzerrungenDie nichtlinearen Verzerrungen verändern das Spektrum eines Signals, also es werden neue Frequenzen zugefügt. Nichtlineare Verzerrungen können nicht entzerrt (korrigiert) werden.

Beispiel „Klirr“An nichtlinearen Bauelementen oder durch Über- steuerung wird die Signalform verzerrt und im Spektrum treten zusätzliche Frequenzen auf.


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Begriffe

24.15.3.7 Bandbreite

Der Begriff wird in der Akustik, der Elektrotechnik, der Funktechnik und in der Optik verwendet, also überall dort, wo „Wellen“ übermittelt werden. Es ist der für die Übertragung eines Signals notwendige Frequenzbereich. Die Bandbreite eines Telefonsignals ist ca.

und derjenige eines Musiksignals ca. .

OptikFrequenzbandbreite

BandpassDämpfung

Datenübertragungsrate

ErstensDie Bandbreite ist die Differenz zweier Frequenzen, die einen bestimmten, kontinuierlich zusammenhängenden Frequenzbereich – ein Frequenzband – bilden.

Die Frequenzbandbreite ergibt sich aus der Formel:

Geometrischer Mittelwert

Untere Grenzfrequenz

Obere Grenzfrequenz

Mittelfrequenz

Bandbreite

ZweitensBandbreite bezeichnet den Frequenzbereich, den ein Übertragungskanal mit Bandpasscharakter übertragen kann. Die Bandbreite ist meistens definiert als die Breite des Frequenzbands, an dessen Grenzen die Dämpfung jeweils 3,01 dB erreicht. Mit anderen Worten ist es die Differenz der beiden Frequenzen, an denen der Amplitudengang um 3 dB, also die Spannung auf das -fache, also auf etwa 70,7 % des Maximalwertes gefallen ist.

DrittensBandbreite ist in der Telekommunikation und Digitaltechnik jenen Frequenzbereich, bezogen auf ein bestimmtes Datenübertragungssystem, in dem eine Übertragung überhaupt möglich ist und bestimmt durch eine Maximalfrequenz, angegeben in Hertz (Hz), mit der ein rekonstruierbarer Signalwechsel stattfinden kann. In der Umgangssprache wird die Bandbreite häufig verwechselt mit der Datenmenge, die über ein bestimmtes Medium in einer Sekunde übertragen werden kann. Die richtige Bezeichnung hierfür ist allerdings die Datenübertragungsrate.

Beispiel:Frequenzband der analogen Telefonie bzw. dessen Bandbreite ist


Version 2

http://de.wikipedia.org/wiki/Daten%C3%BCbertragungsrate

http://de.wikipedia.org/wiki/Digitaltechnik

http://de.wikipedia.org/wiki/Telekommunikation

http://de.wikipedia.org/wiki/Amplitudengang

http://de.wikipedia.org/wiki/Dezibel

http://de.wikipedia.org/wiki/D%C3%A4mpfung

http://de.wikipedia.org/wiki/Bandpass

http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenz

http://de.wikipedia.org/wiki/Welle_(Physik)

http://de.wikipedia.org/wiki/Optik

http://de.wikipedia.org/wiki/Funktechnik

http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrotechnik

http://de.wikipedia.org/wiki/Akustik


Begriffe

24.15.3.8 Filter und SchwingkreiseDurch Hintereinanderschalten mehrerer Filter-Glieder wird die gewünschte Flankensteilheit erreicht.

24.15.3.8.1 SerieschwingkreisBeim idealen , verlustfreien Serieschwingkreis ist die Impedanz im Resonanzfall , beim

verlustbehafteten ist . Der Strom ist im Resonanzfall maximal. Es besteht Spannungsresonanz zwischen und

. und sind in jedem Moment gleich gross und gegenphasig.

U,f

ITO T RL

Bild 6.1.6 C

Spannungsresonanz

24.15.3.8.2 ParallelschwingkreisBeim idealen , verlustfreien Parallelschwingkreis ist die Impedanz im Resonanzfall , beim

verlustbehafteten ist . Der Strom ist im Resonanzfall minimal. Es besteht Stromresonanz zwischen und .

und .sind in jedem Moment gleich gross und gegenphasig.

U,f

ITO T

R C

Bild 6.1.5

Stromresonanz

24.15.3.8.3TiefpassfilterDas Tiefpassfilter lässt die tiefen Frequenzen passieren und sperrt die hohen Fequenzen. Aufbau -Glieder oder -Glieder aus Längsinduktivität und Querkapazität.

Passiver Tiefpass1. Ordnung

Passiver Tiefpass2. Ordnung

Aktive Filter werden mit Operationsverstärkern realisiert. Sie haben im Rückkopplungsbereich frequenzbestimmende passive Elemente eingebaut.

Aktiver Tiefpass1. Ordnung

Aktiver Tiefpass2. Ordnung

24.15.3.8.4HochpassfilterDas Hochpassfilter lässt die hohen Frequenzen passieren und sperrt die tiefen Fequenzen. Aufbau -Glieder oder -Glieder aus Längskapazität und Querinduktivität.

Passiver Hochpass1. Ordnung

Passiver Hochpass2. Ordnung

24.15.3.8.5BandpassfilterDas Bandpassfilter lässt einen begrenzten Frequenzbereich passieren und sperrt alle übrigen Fequenzen. Aufbau aus Serieschwingkreisen längs und Parallelschwingkreisen quer.

Aktiver Bandpass

24.15.3.8.6BandsperrfilterDas Bandsperrfilter sperrt einen begrenzten Frequenzbereich und lässt die übrigen Fequenzen. Auf passieren. Aufbau aus Parallelschwingkreisen längs und Serieschwingkreisen quer.


Version 2

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6/Bandwidth.svg


Begriffe

24.15.3.9 DatenübertragungsrateDie Datenübertragungsrate (auch Datentransferrate, Datenrate oder umgangssprachlich Verbindungsgeschwindigkeit, und nicht ganz zutreffend auch „Kapazität“oder „Bandbreite“ genannt) bezeichnet die digitale Datenmenge, die innerhalb einer Zeiteinheit über einen Übertragungskanal übertragen wird.Die maximal mögliche Datenübertragungsrate, die fehlerfrei über einen Kanal übertragen werden kann, wird als Kanalkapazität bezeichnet. Diese ist zusammen mit der Latenzzeit (Antwortverzögerung) ein Maß für die Leistungsfähigkeit eines Kanals. Ein Kanal kann beispielsweise eine Verbindung im Rechnernetz, die Verbindung zum Internetdienstanbieter oder die Schnittstelle zu einem Datenspeicher sein.

Ein paar Begriffserläuterungen zur nachfolgenden Tabelle

Symetrische LeitungBandbreite

24.15.9.624.15.9.724.15.9.824.15.9.9

ADSLAsymetric Digital Subscriber LineDas heisst der „downstream“, der Datenstrom vom Internet zum Benutzer istn breiter als der „upstream“ vomBenutzer zum Internet. ADSL setzt einen Provider und beim Benutzer ein separates Modem voraus. ADSL lässt sich über ein Trennfilter mit analoger Telefonie (POTS) und über einen Spliter (Filter) mit ISDN kombinieren. Die Übertragung erfolgt zunehmend mit DTM (Diskrete Multitone Technology).

A (Asymmetrical)

POTS Plain Old Telephone ServiceDas herkömliche Analogtelefon wie wir es alle schon seit Jahrzenten kennen.

][kH zf

RichtungIn ternet

0 32 138 1100

Analoges Tele fon(PO TS)

RichtungTeilnehmer

Bild24.02.04.01.01

Frequenz

][kH zf4

Das Bild zeigt die Frequenzbereichsaufteilung der ADSL-Übertragung über eine analoge Telefonleitung.

SDSL Single Line Digital Subscriber Line

S (Single-pair)

HDSLHigh Data Rate Digital Subscriber Line

H (High-bit-rate)

ISDNIntegrated Digital Network ServiceStellt 2 B-Kanäle à 64 kBit/s. Diese beiden Kanäle werden zur Nutzdatenübertragung verwendet. Es steht noch ein D-Kanal à 16 kBit/s für die Steuerdaten zur Verfügung mit welchem z.B. die Diensterkennung oder die Rufnummer übertragen wird.

][kH zf

Rich tungInternet

120 173 276 1100

ISDNRichtung

Teilnehm er

Bild24.02.04.01.02

Frequenz

][kH zf4

Das Bild zeigt die Frequenzbereichsaufteilung der ADSL-Übertragung über eine ISDN-Verbindung.

VDSLVery High Data Rate Digital Subscriber Line

V (Very-high-speed)

xDSLDigital Subscriber LineDie xDSL-Technik dient der Verbindung von Computern über das Festnetz und beruht auf der physikalischen Gegebenheit, das seine symetrische Telefonleitung ohne übermässige Abstrahlung bis 2 MHz Bandbreite aufweist. Die xDSL-Technik nutzt die Telefonleitung (Last Mile) breitbandig ab 4 kHz bis einige MHz.


Version 2

http://de.wikipedia.org/wiki/Datenspeicher

http://de.wikipedia.org/wiki/Internetdienstanbieter

http://de.wikipedia.org/wiki/Rechnernetz

http://de.wikipedia.org/wiki/Ma%C3%9F_(Gr%C3%B6%C3%9Fenangabe)

http://de.wikipedia.org/wiki/Latenz

http://de.wikipedia.org/wiki/Kanalkapazit%C3%A4t

http://de.wikipedia.org/wiki/Kanal_(Informationstheorie)

http://de.wikipedia.org/wiki/Datenmenge

http://de.wikipedia.org/wiki/Datenrate

TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN Seite 1424 TELEKOMMUNIKATIONSTECHNIK15 UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN3 BEGRIFFE DER ÜBERTRAGUNGSTECHNIK9 DATENÜBERTRAGUNGSRATE

AnwendungMax.

Länge[km]

Kanäle Kanalband-breite

Geamt-bandbreiteBandbreite

BandbreiteFrequenzbereichFrequenzband

Datenübertragungsrate

POTSTelefon Basisband 1 3 kHz 3 kHz 300 Hz - 3,4 kHz max. 56 kbit/s

typisch 4,5 – 5 kbit/s

Mittelwelle 300 9 kHz 2700 kHz 300 kHz - 3 MHz

UKW-Rundfunk 133 150 kHz 20 MHz 88 MHz - 108 MHz

ISDN, U-Schnittstelle 1 < 130 kHz <130 kHz 0 Hz - 130 kHz 2 x 64 kbit/s Nutzkanal plus16 kbit/s Steuerkanal (144 kBit/s)

ADSL2 over POTS 26 kHz - 2,2 MHz 1,5 Mbit/s – 9 MBit/s Downstream16 kBit - 768 kbit/s Upstream

ADSL over ISDN 2,7 – 5,5 2) < 1MHz 138 kHz - 1,1 MHz 6 Mbit/s Downstream0,5 Mbit/s Upstream

ADSL2 over ISDN 276 kHz138 kHz

--

1,1 MHz2,2 MHz

20 Mbit/s Downstream1 Mbit/s Upstream

SDSL 2 - 3 1 240 kHz 1,544 Mbit/s Downstream1,544 Mbit/s Upstream

HDSL 3 - 4 21) 240 kHz 2,048 Mbit/s Downstream2,048 Mbit/s Upstream

HDSL 31) 240 kHz 25 Mbit/s Downstream5 Mbit/s Upstream

VDSL1VDSL2

0,3 – 1,54)

2), 3) 30 MHz 138 kHz - 12 MHz20 MHz

13 Mit/s - 52 Mbit/s Downstream1,5 MBit/s – 2,3 Mbit/s Upstream

TV-KabelnetzTV, Radio

7 MHz8 MHz 65 MHz - 450 MHz

TV-Kabelnetz-Mo-dem, VDSL2

450 MHz5 MHz

--

800 MHz65 MHz

30 - 50 Mbit/s Downstream10 Mbit/s Upstream

Koaxialkabel 15 MHz 10 Mbit/s(bei 10 Ω Abschluss)

LWL 2400 MH(500 m)z 100 Mbit/s

Power-Line 3 kHz - 148,5 kHz 14 Mbit/s – 200 Mbit/s

Power-Line-Modem 1 Mbit/s

GSM, UMTS-Modem 9,6 kbit/s

GPRS 115 kbit/s

DECT 10 1,728 MHz 1880 MHz - 1897 MHz 800 kbit/s

Bluetooth 3 Mbit/s

WLAN 1 Mbit/s – 200 Mbit/s

10-Mbit-Ethernet 1 30 MHz 30 MHz 0 - 30 MHz 10 Mbit/s

100-Mbit-Ethernet 1 31,25 MHz 31,25 MHz 0 - 31,25 MHz 100 Mbit/s

1000-Mbit-Ethernet 4 62,5 MHz 62,5 MHz 0 - 62,5 MHz 1000 Mbit/s

Modem Telefon 0 - 4000 kHz Max. 30 – 40 kbit/s

Modem Fax 14'400 bit/s

1) Aderpaare 2) POTS im Basisband möglich 3) ISDN im Basisband möglich4) ab 2km ADSL-Übertragungsraten


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TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN Seite 1524 TELEKOMMUNIKATIONSTECHNIK15 UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN4 SIGNALVERARBEITUNG

Begriffe

24.15.4 SignalverarbeitungDie Begriffe und deren Ziele kennen.

24.15.4.1 Aufgabe der SignalverarbeitungIntegration einer Nachricht in ein geeignetes Übertagungssignal auf der Sendeseite und deren Desintegration auf der Empfangsseite. Erzeugung der für die Übertragungsmedien bzw. Übertragungsstrecken geeigneten Übertragungssignale (Physik).

24.15.4.2 SignalartenEs gibt analoge und digitale, periodische und nichtperiodische Signale welche ein diskretes oder ein kontinuierliches Spektrum besitzen.

24.15.4.2.1Analoge SignaleEin einzelner Ton ist eine einzelne analoge , periodische Sinusschwingung (z.B. der Kammerton ) mit einem diskreten Spektrum.

Ein Musikistrument erzeugt mehrere Sinusschwingungen gleichzeitig und erzeugt demzufolge keinen Ton sondern einen Klang.

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kHzf 1

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Periode

Bild 24.02.04.03.01

u

kHzf 1

msT 1

c d e f g a c h c d e f g a ch

C-Dur-Tonleiter

Frequenz Ton

264 Hz c’

297 Hz d’

330 Hz e’

352 Hz f’

396 Hz g’

440 Hz a’

495 Hz h’ (engl.: b’)

528 Hz c’’


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Begriffe

24.15.4.2.2Analogsignal – Digital-Wandlung

Wie wird bei der Telefonie die Sprache denn eigentlich übertragen?

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Periode

Bild 24.02.04.03.01

u

kHzf 1

msT 1

Die Übertragung der Sprache hat in den Anfängen der Telefonie rein analog ihren Anfang gefunden. D.h. ein Mikrophon hat den Schalldruck der Sprache in elektrisch lineare Spannungen umgewandelt. Beim Empfänger wurden die Spannungen linear in Schalldrücke zurückgewandelt.

In der Grafik nebenan sehen wir einen Ton () mit einem kHz als

Beispiel. Mit klängen, als der Summe mehrerer Töne wird exakt gleich verfahren.

Die Spannungen die im Mikrofon entstehen werden gemessen und als digitale Werte auf die Digitale Autobahn auf die Reise geschickt.

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Da der digitale Ausgang noch nicht so wie das original aussieht, gehen wir mit dem Inegrator drüber.

Das digitale Signal für diese 5 Halbwellen sind also: 8, 82, 127, 79, -16, -80, -126, -85, 10, 68, 126, 92, 20, -25, -85, -125, -83

Wie sieht das nun am Ziel aus?Der Ausgang des Digital-Analog-Wandlers sieht noch nicht so aus wie das Original-Sinussignal.

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Bild 24.02.04.04.01

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Zuletzt lassen wir das Signal noch durch einen Tiefpasss.

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Bild 24.02.04.04.02

127

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Nach dem Ausgangsfilter sieht das Ganze doch wieder ganz passabel aus. Mit einer kleinen Zeit- bzw. Phasenverschiebung.

AD-Wandler


Version 2


Begriffe

24.15.4.3 Signaldarstellung

24.15.4.3.1Zeitdiagramm bzw. Liniendiagramm

Das Zeitdiagramm zeigt den zeitlichen Verlauf eines Signals (Momentanwert) einer physikalischen Grösse (z.B. Spannung, Strom).Das Zeitdiagramm wird mit dem Oszilloskop bzw. Oszillographen argestellt.

24.15.4.3.2 Frequenzdiagramm (Spektrum)Das Spektrum besteht aus allen in einem betrachteten Frequenzbereich vorkommenden Sinusfrequenzen und den dazugehörenden Effektivwert.Das Spektrum eines periodischen Signals ist diskret, besteht also aus der Grundwelle und einer gewissen Anzahl von Oberwellen. Je dteiler die Flanken des Signales, desto grösser ist die Anzahl der Oberwellen.Das Spektrum eines nicht periodischen Signals ist kontinuierlich, belegt also einen kleineren oder grösseren Frequenzbereich wobei die einzelnen Frequenzen des Spektrums unmittelbar nebeneinander liegen.

Das Spektrum wird mit einem Frequenzanalysator bzw Spektrumanalysator ermittelt (Furier-Analyse)

24.15.4.3.3 ZeigerdiagrammIm Zeigerdiagramm werden mittels einer mathematisch-graphischen Methode Grössen von periodischen Signalen und ihr zeitlicher Verlauf dargestellt.Amplituden werden durch Pfeile, sogenannte Zeiger, dargestellt. Zeitliche Verschiebungen werden durch Winkelmasse dargestellt.


Version 2


Begriffe

24.15.4.4 ModulationBei der Modulation wird das Nutzsignal in einen anderen Frequenzbereich umgesetzt. Dabei werden Parameter wie Amplitude, Frequenz oder Phase des Trägersignals durch das Nutzsignal variiert. Je nach Verfahren werden alle Parameter oder nur ein-zelne Parameter des Trägersignals verändert. Bei der analogen Amplitudenmodulation erfolgt beispielsweise nur eine Variation der Amplitude des Trägersignals, während die anderen Parameter der Trägerfrequenz keine Information tragen. Das durch diese Modulation spektral versetzte Signal kann dann über einen Übertragungskanal zum Empfänger übertragen werden, der mittels Demodulation das ursprüngliche Nutzsignal wiedergewinnt. Die Übertragung kann leitungsgebunden über elektrische Kabel und Lichtwellenleiter oder mittels Antennen in Form einer Freiraumausbreitung ("Funk") erfolgen.

24.15.4.4.1 Analoge Modulation

AmplitudenmodulationIn der Anfangszeit der Signalübertragung war die Amplitudenmodulation (AM) das wichtigste Verfahren zur Aufbereitung von Signalen. Schaltungstechnisch ist die Amplitudenmodulation sowohl auf der Senderseite, als auch auf der Empfängerseite leicht zu realisieren. Bei der Amplitudenmodulation beeinflusst das niederfrequente Informationssignal Ui das hochfrequente Trägersignal UT. Das Informationssignal verändert nur die Amplitude. Frequenz und Phase (Polung) bleiben erhalten.

AnwendungDie Amplitudenmodulation ist schaltungstechnisch einfach zu realisieren und deshalb auch sehr preiswert. Die Amplitudenmodulation wird für die Lang-, Mittel- und Kurzwelle verwendet.

Frequenzmodulation (Winkelmodulation)Die Frequenzmodulation (FM =engl. frequency modulation) hat eine ähnlich hohe Bedeutung, wie die Amplitudenmodulation (AM). Sie ist jedoch weniger störanfällig, als die Amplitudenmodulation. Die Frequenzmodulation gehört zur Gruppe der Winkelmodulationen. Sie ist der Phasenmodulation sehr ähnlich.Es wird ein hochfrequentes Trägersignal erzeugt und damit die Sendefrequenz um einen kleinen Betrag verändert. Die Amplitude des Signals bleibt unverändert.Die einfachste Form zur Erzeugung eines frequenzmodulierten Signals ist eine frequenzbestimmende Schaltung. In Frage kommt ein LC-Schwingkreis oder eine Schaltung, die aus einem Sägezahn- oder Rechtecksignal ein synthetisches Sinussignal erzeugen kann.

AnwendungDa die Frequenzmodulation weniger Bandbreite braucht, wird sie für die Stereo-Ton-Übertragung (z. B. UKW-Radio) verwendet.

Phasenmodulation (Winkelmodulation)Die Phasenmodulation (PM) zählt wie die Frequenzmodulation zu den Winkelmodulationen.

Mit der QAM (engl: Quadrature Amplitude Modulation) werden in der elektronischen Nachrichtentechnik die Amplitudenmodulation und die Phasenmodulation miteinander kombiniert.

Im Gegensatz zur analogen Frequenzmodulation erlangte die analoge Phasenmodulation kaum wesentliche praktische Anwendungsbereiche.


Version 2

http://de.wikipedia.org/wiki/Phasenmodulation

http://de.wikipedia.org/wiki/Amplitudenmodulation


Begriffe

24.15.4.4.2Digitale Modulation

Es existieren verschiedene technische Geräte, die kontinuierliche Größen in diskrete Zahlenwerte umsetzen. Physikalische Größen werden von Messgeräten zunächst als elektrische Spannung ausgegeben (Spannungen, Ströme, Druck, Temperatur, Lichtstärke, Ohmwert) und dann von einem Analog-zu-digital-Konverter (ADC) zu Zahlenwerten digitalisiert. Darunter fallen:

• die Erfassung und Umsetzung von Bildern, Fotos, Dias usw. in digitale Bilddateien (Hilfsmittel: Scanner oder Digitalkameras bzw. Scanbacks).

• die Erfassung und Umsetzung der Abmessungen dreidimensionaler Gegenstände in digitale Dateien (Hilfsmittel: 3D-Scanner).

• die Erfassung und Umsetzung von Schrift in digitale Textdateien (Hilfsmittel: Scanner und OCR-Software) • ganz allgemein die Umsetzung eines kontinuierlichen analogen Signals wie z.B. der elektrischen Spannung,

der Helligkeit, des Schalls (Sprache, Musik) oder des Druckes (z.B. Blutdruck) in eine Folge digitaler Werte • den Übergang von Analog- zur Digital-Technik, speziell der rückläufige Einsatz analoger Elektronik

zugunsten digitaler Elektronik in vielen Bereichen der Technik und des alltäglichen Lebens.

In der Regel wird das Ergebnis der Digitalisierung in binär codierter Form gespeichert, übertragen und verarbeitet.

ADCAnalog-Digital-Wandler

AD-Wandler

OCROptical Character

Recognition(Zeichnerkennung)

Prinzip der telefonischen Übertragung

Pulscodemodulation (PCM)Die Veränderungen des Analogsignales werden mittels einer 8-Bit-Codierung übertragen.

Prinzip Senderseitig:Abtastung des Analogsignals (PAM-Signale) und Quantisierung (aus den PAM-Signalen werden genormte Messwerte gewonnen). Die Messwerte werden codiert (Erzeugen der Bytes aus den genormten Messwerten). Es wird ein Leitungscode erzeugt (Anpassen des Nutzcodes an den physikalischen Übertragungsweg) Die codierten Messwerte werden mittels Multiplexierung (zeitliche Verschiebung der Bytes) übertragen.

Prinzip Empangsseitig:Erzeugen des Nutzcodes aus dem Leitungscode. Demultiplexierung bzw. Rückgewinnung der einzelnen Bytes der Messwerte. Decodierung und erzeugen der PAM-Signale.

Das digitale Übertragungssignal besteht aus einer Impulsfolge. Darin sind die Messwerte des Nutzsignals codiert. Das durch das Mikrofon erzeugte analoge Signal wird in regelmässigen Abständen gemessen. Jeder Messwert wird als 8-Bit-Codewert (Byte) codiert und übertragen. Am Empfangsort werden aus den einzelnen Bytes wieder die Messwerte gewonnen und über ein Tiefpassfilter wieder wieder das analoge Signal erzeugt. Im Telefonhörer erzeugt dieses Signal einen hörbaren Schalldruck.

Die PAM-Signale werden über einen Tiefpass-Filter geleitet und es wird so das Analogsignal erzeugt.

DeltamodulationDie Veränderungen des Analogsignals werden mittels einer 1-Bit-Codierung übertragen. Die Deltamodulation ist eine besondere Art der Pulscodemodulation.

Hierbei wird das analoge Signal in gleichmäßigen Abständen abgetastet, je ein Abtastwert wird gespeichert und mit dem vorherigen verglichen. Ist die Amplitude des zweiten Abtastwertes größer als die des ersten, so wird vom Deltamodulator ein 1-Signal erzeugt. Ist der zweite Abtastwert kleiner, so wird ein 0-Signal erzeugt.


Version 2


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24.15.4.4.3 Modulation in MischformAmplitudenumtastung (ASK)Einschaltung der Trägerschwingung, wenn logisch 1. Ausschaltung der Trägerschwingung, wenn logisch 0.

Auch als Amplitudensprungmodulation, engl. Amplitude Shift Keying (ASK) bezeichnet. Eine digitale Variante der Amplitudenmodulation, bei der die Amplitude (Intensität) eines meist sinusförmigen Trägersignals durch das zu übertragende digitale Nutzsignal verändert (moduliert, „umgetastet“) wird.

ASK=Amplidude Shift Keying

Frequenzumtastung (FSK)Umschaltung auf höhere Frequenzen bei logisch 0. Umschaltung auf tiefere Frequenzen bei logisch 1.

FSK=Frequency Shift Keying

Phasenumtastung (PSK)Die Phasenumtastung ermöglicht höere Übertragungskapazitäten. Durch besondere Techniken kann die Übertragungskapazität der Nutzsignale beträchtlich gesteigert werden, bei Beibehaltung der Schrittgeschwindigkeit des Übertragungssignals (Leitungssignals). Bei der Binärmodulation bewirkt jeder Polaritätdwechsel des Nutzsignals einen Phasensprung von 180° des Übertragungssignals.Es kann die Geschwindigkeit erhöht werden mittels Dibitmodulation, Tripitmodulation und Quadrobitmodulation.

PSK=Phase Shift Keying


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Begriffe

24.15.4.5 ModemDer Modem (Modulation/Demodulation ist eine Datenübertragungseinrichtung, die Gleichstromsignale in Wechselstromsignale unsetzt und umgekehrt. Dadurch werden Datensignale gleichstromundurchlässigen Übertragungswegen angepasst. Im öffentlichen Fernmeldenetz grenzen Modems den Zuständigkeitsbereich der Netzbetreiber zum Anwender hin ab.

Modem

Es werden folgende Modems unterschieden:

24.15.4.6 Coder und Decoder

Unter einem Dekodierer oder Decoder versteht man in der Regel einen Umsetzer, Konverter oder Wandler für digitale oder analoge Signale.

Er kann mit einem Umsetzer bzw. einer Kodiereinheit auch Kodierer oder Encoder genannt eine logische Einheit bzw. eine Funktionskette bilden. Eine Einrichtung die aus Ausgangssignalen des Dekodierers die ursprünglichen Eingangssignale für den Dekodierer erzeugen kann, ist der Kodierer.

Das folgende Bild stellt ein Kodierer(Encoder) / Dekodierer(Decoder)-System dar:


Version 2

http://de.wikipedia.org/wiki/Kodierer

http://de.wikipedia.org/wiki/Signal

http://de.wikipedia.org/wiki/Analogsignal

http://de.wikipedia.org/wiki/Digitalsignal

http://de.wikipedia.org/wiki/Konverter

http://de.wikipedia.org/wiki/Umsetzer

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Bild:Encoder_system.png&filetimestamp=20080916213908


Begriffe

24.15.4.7 Mehrfachausnutzung

24.15.4.7.1Frequenzmultiplex bzw Codemultiplex (FDM)Heutige Anwendungsbereiche sind die Richt- und Mobilfunktechnik in der Telekommunikation. Das russische Satellitennavigationssystem GLONASS verwendet ebenfalls das Frequenzmultiplexverfahren. Zudem ist dieses Verfahren mit dem Zeitmultiplexverfahren kombinierbar, zum Beispiel beim Global System for Mobile Communications(GSM), bei Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT) oder bei Bluetooth.

Hierbei werden mehrere Signale auf je eine Trägerfrequenz moduliert. Die entstehenden, schmalen Frequenzbänder werden zu einem breitbandigen Signal gebündelt und dann gemeinsam übertragen. Die Übertragung der Signale erfolgt dabei gleichzeitig und unabhängig voneinander.

24.15.4.7.2Zeitmultiplex (TDM, TDMA)Beim Zeitmultiplexverfahren (Abk. TDM für Time Division Multiplex oder TDMA für Time Division Multiple Access) werden in bestimmten Zeitabschnitten (Zeitschlitzen) die Daten (Signale) verschiedener Sender auf einem Kanal übertragen. Das Zeitmultiplexverfahren unterscheidet zwischen dem synchronen und asynchronen Verfahren.

Beim synchronen Verfahren (Abk. STD für Synchronous Time Division) wird jedem Sender durch den Multiplexer ein fester Zeitabschnitt zur Übertragung seiner Daten (Signale) auf dem Übertragungskanal zugeordnet.

Durch das asynchrone Verfahren (Abk. ATD für Asynchronous Time Division) wird der Nachteil des synchronen Verfahrens vermieden, so dass ungenutzte, zugeordnete Zeitabschnitte auch von anderen Datenströmen belegt werden können.


Version 2

http://de.wikipedia.org/wiki/Asynchronit%C3%A4t

http://de.wikipedia.org/wiki/Synchronit%C3%A4t

http://de.wikipedia.org/wiki/Zeitschlitz

http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzband

http://de.wikipedia.org/wiki/Modulation_(Technik)

http://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A4gerfrequenz


Begriffe

24.15.5 Übermittlungsarten

24.15.5.1 Serielle ÜbertragungBei der seriellen Datenübertragung werden Daten, sofern sie digital sind, bitweise hintereinander über ein bestimmtes Medium übertragen. Es gibt verschiedene Standards, über die eine serielle Übertragung erfolgen kann. Die Auflistung einiger Standards ist unter Serielle Schnittstelle zu finden.

24.15.5.2 Parallele ÜbertragungBei der parallelen Datenübertragung werden mehrere Bits gleichzeitig (parallel) übertragen, also auf mehreren physischen Leitungen nebeneinander oder über mehrere logische Kanäle zur gleichen Zeit.

24.15.5.3 Synchrone ÜbertragungBei der Synchronen Datenübertragung wird die Übertragung einzelner Bits zwischen Sender und Empfänger mit einem Taktsignal zeitlich synchronisiert. Dieses Taktsignal kann über eine eigene Schnittstellenleitung gesendet werden oder vom Empfänger aus dem Datensignal zurückgewonnen werden. Man spricht dann von "Taktrückgewinnung".

Eine synchrone Übertragung von Signalen liegt dann vor, wenn zwischen ihnen eine starre Phasenbeziehung über mehrere Symbolzeichen hinweg besteht. Notwendige Bedingung ist dazu, dass somit gleiche Taktfrequenzen zwischen Sender und Empfänger vorliegen müssen.

24.15.5.4 Asynchrone ÜbertragungDie Besonderheit besteht darin, dass bei der üblichen asynchronen Version kein explizites Taktsignal verwendet wird. Stattdessen synchronisiert sich der Empfänger durch den Rahmen bestehend aus dem Start- und Stopp-Bit und einer bestimmten Bitrate, welche manchmal nicht ganz richtig als Baudrate bezeichnet wird.


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TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN Seite 2424 TELEKOMMUNIKATIONSTECHNIK15 UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN6 VERMITTLUNGSARTEN

Begriffe

24.15.6 Vermittlungsarten

24.15.6.1 Digitale VermittlungEs wurde eine vermaschte Netzstruktur für das digitale Netz eingeführt, bei der die Vermittlungsstellen für das Fernnetz nicht mehr hierarchisch, sondern untereinander vermascht aufgebaut wurden. Die digitalen Vermittlungsstellen werden wie folgt typisiert: Vermittlungseinheit Ortsnetz (VE:O), Vermittlungseinheit Fernnetz (VE:F), Vermittlungseinheit mit Netzübergangsfunktion (VE:N), Vermittlungseinheit Ausland (VE:A).

24.15.6.2 LeitungsvermittlungBei der Leitungsvermittlung wird den Endstellen für die gesamte Dauer des Nachrichtenaustausches ein Kanal fester Bandbreite zugeteilt. Dazu werden Zubringerleitungen und Abnehmerleitungen für die Dauer der Verbindung über ein Koppelfeld fest miteinander verbunden.

Ein weiterer Meilenstein war der Umstieg von analoger auf digitale Vermittlungstechnik. Das Sprachsignal wird nicht mehr galvanisch durchgeschaltet, sondern über ein digitales Koppelfeld in Form eines 64kbit/s- PCM-Datenstrom vermittelt.

24.15.6.3 Paket- und ZellenvermittlungBei der Paketvermittlung werden die ankommenden Nachrichtenblöcke (Datenpakete) zwischengespeichert und entsprechend der im Kopf des Nachrichtenblocks (Header) enthaltenen Zielinformation über einen weiterführenden Leitungsabschnitt weitergeleitet. Da es häufige Pausen in einem Gespräch gibt, während denen eine fest zugeteilte Leitung quasi ungenutzt wäre, können Leitungen so ausgelastet werden, dass Datenpakete unterschiedlicher Gespräche auf einer Leitung transportiert werden.

Die IP-Telefonie nutzt IP für die Sprachübertragung und überträgt die IP-Pakete über das Internet. Die Einrichtungen, die die Nachrichtenwege für die IP-Pakete steuern, nennt man nicht Vermittlungsstelle, weil ihre Funktionen sich von denen der traditionellen Vermittlungsstellen stark unterscheiden. Man benutzt statt dessen neue Begriffe wie Softswitch und Media Gateway.


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Begriffe

24.15.7 KanalzugriffDurch die Funktionalität des CCA-Prozesses wird zwar eine Überwachung und Steuerung des Kanalzugriffes auf das Trägermediums durch die PHY gegeben und mittels Carrier-Sense Funktion der Sicherungsschicht gemeldet, jedoch bildet die MAC-Schicht ebenfalls einen virtuelle Belegtfunktion aus. Repräsentiert wird diese durch einen Timer, der als Network Allocation Vector (NAV) wird. Der Wert reserviert dann innerhalb der Funkzelle Übertragungszeit. Auf Netze anderer BSSID oder gänzlich andere Übertragungsgeräte in dem ISM-Band hat dies keinen Einfluss. Somit wird sichergestellt, das MAC-Frames ohne Unterbrechung übertragen werden können. Bei der Übertragung wird von der Sendestation der NAV-Wert mit jedem MAC-Frame in dem Duration/ID-Feld allen Stationen mitgeteilt, wann die Übertragung abgeschlossen ist. Dennoch sind dadurch Kollisionen ergo eine gestörte Übertragung nicht ausgeschlossen so dass jede Übertragung mit einem ACK-Frame bestätigt wird. Dies gilt jedoch nicht für Broadcast oder Multicastaussendungen.

24.15.7.1 Punkt-Punkt-ZugriffBei einer Punkt-Punkt (P-P) Konfiguration am Basisanschluss (BA) kann nur eine Teilnehmereinrichtung, die leistungsvermittelte Dienste unterstützt, angeschlossen werden (PABX).

BasisanschlussPABX

Mit dieser Konfiguration werden mehrere Basisanschlüsse mit einer Rufnummer oder mit Rufnummerblöcken (DDI) unterstützt.

DDITAG

24.15.7.2 Punkt-Mehrpunkt-ZugriffAm Punkt-Mehrpunkt können bis zu 8 Endgeräte angeschlossen werden, z.B. am Passiv-Bus (S-Bus).Das Netz unterstützt Proceduren zur automatischen Zuleitung der Schicht 2 (TEI-Wert). Im D-Kanal werden bis zu 4 Verbindungen gleichzeitig zum Packet-Handler unterstützt.

EndgeräteS-Bus

TEI-WertD-Kanal

Schicht 2


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Begriffe

24.15.8 Power-LAN

PowerLAN bezeichnet ein lokales Netzwerk für die Datenübertragung über das Stromnetz.

PowerLAN basiert auf der Trägerfrequenztechnik. Momentan kommt der Standard HomePlug, und zukünftig auch die Standards Homeplug AV und UPA für die hausinterne Datenübertragung zum Einsatz.

W W W

M odem

P owerline -A dapter

Powerline-Adapter

LANHomePlug

Mittlerweile ist es möglich mit manchen Produkten Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 200 MBit zu erreichen. Zudem versprichen Hersteller solcher Adapter, eine Reichweite bis max. 200 Meter.

Die Barriere des Netzwerkes bildet der Stromzähler, somit kann in keinem der benachbarten Häuser der Datentransfer abgehört werden. Sollte doch einmal ein Nachbar den selben Stromkreislauf nutzen, gibt es genauso wie bei WLAN die Möglichkeit eine Verschlüsselung zu aktivieren.

24.15.9 Universelle Kabelverlegung (UKV)

24.15.9.1 UmfeldHeute werden von verschiedenen Herstellern Systeme der Universellen Gebäudeverkabelung (UGV) angeboten. Primär dürfen die UGV bei Neubauten und Renovationen von Betrieben und

UGV


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TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN Seite 2724 TELEKOMMUNIKATIONSTECHNIK15 ÜBERTRAGUNSSYSTEME

Begriffe

Einfamilienhäuser in Frage kommen. Dabei gibt es grundsätzlich zwei Varianten, nämlich UGV als: Datenverteilsystem und als; Daten- und TV-Verteilsystem.Damit der Anschluss und der Betrieb derart verkabelter Liegenschaften problemlos erfolgen kann und damit diese Investitionen in die UGV auch für zukünftige Dienste verwendet werden kann, sollten folgende Swisscabel Empfehlungen eingehalten werden.

24.15.9.2 Empfehlungen Swisscable

• UGV und interaktive koaxiale Hausverteilanlagen sind zu trennen, d.h. über UGV darf kein Rückweg in die Kabelfernsehanlage eingefügt wer-den. Damit verbunden ist der Verzicht des interaktiven Fernsehens (sollte es einmal kommen) über UGV. Ebenfalls ist auf den Anschluss von Ka-belmodems über UGV zu verzichten.

• Wird ein Verstärker eingesetzt, so hat er der Swisscable-Vorschriften (siehe die Broschüre „Richtlinien für die Planung und Installation hausin-terner Verteilanlagen für Breitbandkommunikation in Kabelfernsehnetzen“ sowie „Rückwärtsübertragung in Hausverteilanlagen“) zu genügen. Der Rückweg ist zu sperren und dem Verstärker ist ein 47 MHZ oder 65 MHz Hochpass, abhängig vom Kabelnetz, mit einer Sperrdämpfung von >40dB vorzuschalten (Reduktion Ingress).

• Es gelten die Vorschriften für System Performance, Equipment, Electro-magnetic Compability und Safety nach Cenelec EN-50083

• Die Pegelung ist mit dem KNU zu vereinbaren• Es gelten die Installationsvorschriften des KNU• Es gilt die „Verordnung über die elektromagnetische

Verträglichkeit (VEMV) vom 9. April 1997• Die Verantwortung für einen ordnungsgemässen Betrieb liegt

beim Ersteller

KabelmodemVerstärker

Swisscabel-VorschriftenBreitband

RückwärtsübertragungHochpass

DämpfungIngress

System PerformanceEquipment

ElekctromagneticCpmpatibility

Safty nach Cenelec


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Begriffe

24.15.9.3 Zukunftstaugliche WohnungsverteilungenEine moderne, interaktive Wohnungverteilanlage kann im Idealfall folgende Struktur aufweisen.

WS P

HP WV

CMEthernet

T+T

230V

vomWÜ P

Wohnen

Kind

Büro

Eltern

WSP WohnungssternpunktWV Wohnungsverstärker, falls

erforderlichHP Hochpassfilter, immer

WÜP WohnungsübergabepunktCM Kabelmodem

Dabei ist es empfehlenswert:pro Zimmer mindestens 1 Anschluss vorzusehenim Wohnungssternpunkt WSP 230V zu installierendie Telefon-Zuleitung über den WSP führen


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24.15.9.4 Eigenschaften UKVUnter einer universellen Gebäudeverkabelung versteht man, dass jede Steckdose jederzeit mit kurzem Zeitaufwand einen anderen Dienst übernehmen kann, z.B. Telefonie, ISDN, EDV-Komponenten, FAX oder Multimedia.

UKV

Die rasante Entwicklung der modernen geschäftsorientierten Datenverarbeitung, wie auch der multimediale Privatbereich, fordert immer leistungsfähigere Hard- und Software. Nicht nur aktive Komponenten sind gefordert, auch an den passiven Bereich mit Stecksystemen, Rangierfeldern und nicht zuletzt den Kabeln werden immer höhere Ansprüche gestellt.

MultimediaHardwareSoftware

Aktive KomponenntenRangierfeld

Umzüge von Büros, Erweiterungen von PC’s, Telefonapparaten und Faxgeräten können durch Umrangieren im Etagenverteiler (EV oder ZV) in kürzester Zeit und vom Kunden selbstständig ausgeführt werden.

TVAPBX

Gebäude

Stockwerk

Stockwerk

10

TVAPBX

Gebäude

Stockwerk

Stockwerk

10

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Areal

(P rim är-b ere ic h)

(S ek un d är-b ere ic h)

(Te rtiä r-b ere ic h)

DV

SV

AUV GV

EVZV

GV

EV

EV

AUV

EVZV ZV

ZV

ZVZV

KS

B ackb on e = P rim ä r- u n d S ekun dä rve rka b elun g

11

11

1010

11

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Begriffe

Eigenschaften

Ein modulares universell aufgebautes Gebäudeverkabelungssystem besteht aus Komponenten für die Übertragungsmedien Lichtwellenleiter und Kupfer und ermöglicht Sprach-, Daten- und Bildverkehr und ist Sternförmig aufgebaut.

(SN EN 50173-1)

Vorteile der universellen Gebäudeverkabelung ist die universelle Nutzbarkeit für:-den analogen und digitalen Telefonverkehr-die Übertragung der Signale für Computer und Video.

Anwendungen Privatbereich Büro-, Industrie- und Messegebäude Rechenzentren Hotels und Krankenhäuser Sportstadien sowie Theater- und Konzertsäle Flughäfen und Bahnhöfe


Version 2


Begriffe

24.15.9.5 Installationsmaterial

24.15.9.5.1 Verteilerkabel

FrageWie werden die Verkabelungsbereiche genannt in der Kommunikationsverkabelung?

TVAPBX

Gebäude

Stockwerk

Stockwerk

10

TVAPBX

Gebäude

Stockwerk

Stockwerk

10

10

Areal


(S ek un där-b ere ic h)

(Te rt iä r-b ere ic h)

DV

SV

AUV G V

EVZV

G V

EV

EV

AUV

EVZV ZV

ZV

ZVZV

KS

B ackb one = P rim ä r- u n d S ek undä rve rka belun g

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Antwort

10 Primärverkabelung (Arealverkabelung, Geländeverkabelung, Campusverkabelung)

11 Sekundärverkabelung (Stockwerkverkabelung, Steigbereichverkabelung, Steigzonenverkabelung)

12 Tertiärverkabelung (Horizontalverkabelung)

KS Kommunikationssteckdose

FrageWelche Längen-Limits sind bei den Kabelverbindungen zu beachten?

TVAPBX

Gebäude

Stockwerk

Stockwerk

10

TVAPBX

Gebäude

Stockwerk

Stockwerk

10

10

Areal


(S ek un d är-b ere ich)

(Te rtiä r-b ere ich)

DV

SV

AUV GV

EVZV

GV

EV

EV

AUV

EVZV ZV

ZV

ZVZV

KS

B ackb on e = P rim ä r- u n d S ek un dä rve rka b elun g

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12

12 12

12

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12

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Antwort

SV-GV 1500 m (LWL Monomode, E2000-Stecksystem)

GV-EV 500 m (LWL Multimode, ST-Stecksystem)

EV- KS 90 m (Twisted-Pair-Kabel, S/FTP)

EV 2x5 m Rangierung (Kat. 6, geschirmt)KS 10 m Anschlusskabel (Kat. 6, geschirmt

– an Steckdose nicht geerdet – Kennzeichnung!)

NachEN 50 173 „Anwendungsneutrale

Verkabelungssysteme“ gültig national und international als ISO/IEC 11801


Version 2


Begriffe

24.15.9.5.2 Verteilerschränke

Die Verteilerschränke (engl. cabinet) sind die Schalt-schränke für Gebäude- und Etagenverteiler. Verteiler-schränke und die darin untergebrachten Patchpanels sind in den meisten Installationen in 19-Zoll-Systemtechnik ausgeführt. In den Verteilerschränken sind oft auch Elemente der aktiven Netztechnik (zum Beispiel Switches und Hubs) und Telefonanlagen un-tergebracht.

1HE= 1 3/4 Inch= 4,445 cm

1 Inch=1 Zoll = 2,54 cm

FrageWie werden die Verteiler einer Telekommunikationsanlagen bezeichnet?

TVAPBX

7

3

4

Gebäude

4 77

Stockwerk

Stockwerk

5

TVAPBX

7

3

4

Gebäude

4 77

Stockwerk

Stockwerk

5

2

6

Areal(P rim ärb ere ich )

(S ek un d är-b ere ic h)

(Te rt iä r-bere ic h)

Antwort

2 Standortverteiler (SV), Arealverteiler3 Gebäudeverteiler (GV) in der Nähe von PBX,

Kern der Inhouse-Installation mit Anschlusselementen

4 Etagenverteiler (EV), Stockwerkverteiler, Gebäudeteil mit genügend Verbindungen ab Gebäudeverteiler und genügend Platz für aktive Komponennten

5 Aussenverteiler (AUV) mit Trennelementen und Überspannungsschutz

6 Durchschalteverteiler (DV) ohne Rangierungen

7 Zwischenverteiler (ZV), Feinverteilung Stockwerk


Version 2


Begriffe

24.15.9.5.3 Patchpanel

Patchpanels für Kupfer- und Glasfaserkabel sind verschieden große Verteilerfelder. Sie stellen je nach benötigter Menge entsprechend viele Anschlüsse zur Verfügung.

RJ45Kat. 6a

PatchpanelKat. 5e

1HE, RJ45

Bild24.08.02.01.01

Kat. 5e1HE, RJ45

Bild24.08.02.02.01

UKV-Schrank

42HE

Alle Abgänge werden auf den Stockwerkverteiler geführt und auch alle

Medien sind auf dem Vertteiler vorhanden. Mit der richtigen Patchung kann nun auf

jeden Abgang das gewünschte Signal geschaltet werden.


Version 2

http://de.wikipedia.org/wiki/Glasfaserkabel

http://de.wikipedia.org/wiki/Twisted-Pair-Kabel

http://de.wikipedia.org/wiki/Patchpanel


Begriffe

24.15.9.5.4 Installationskabel für TertiärbereichDie Kabel sind unter Kapitel 24.3.5.4 erläutert.

24.15.9.5.5 Patchkabel

Patchkabel für die Rangierungen zwischen Patchpanels. Häufig werden hier speziell geschirmte CAT6- bzw. CAT7-Patchkabel benutzt.

RJ45-RJ45UTP,Kat. 5e

100 MHz

LC-LCFiberoptik

USB2.0

RJ45-RJ45Kat. 6

1,2 GHz

KoaxPatch-Kabel

BNC-RJ45Balon

RJ45-RJ45Kat. 5e

300 MHz

Home-NetSchrank

Mit den Farben kann man die Medien unterscheiden

bzw. visualisieren.


Version 2

http://de.wikipedia.org/wiki/Rangierung

http://de.wikipedia.org/wiki/Patchkabel


Begriffe

24.15.9.5.6 Anschlussdosen (KS)Anschlussdosen bzw. Kommunikationssteckdosen (engl. telecommunication outlets) mit RJ45 oder GG45 für Endgeräte.

2xRJ45UP Anschlussdose

AP DatendoseRJ45

UP DatendoseRJ45

Kat. 6UP Datendose

2xRJ45

BKSStecker und Datendose

Kat. 7

bis 862 MHz

Gemischte Dienstemit einem Datenkabel


Version 2


Begriffe

24.15.9.6 Verkabelungsbeispiel

24.15.9.6.1 Übertragungsstrecke

Klasse A Klase B Klasse C Klasse D Klasse E Klasse F LWLMedium Ka

tStreck

e B Strecke B Strecke B Strecke B Strecke B Strecke B Strecke B

Sym. Kabel 3 2 km 200m 100 m

Sym. Kabel 4 3 km 260 m 150 m

Sym. Kabel 5 3 km 260 m 160 m 100 m

Sym. Kabel 6 >3 km >260 m >160

m >100 m 100 m

Sym. Kabel 7 >3 km >260 m >160

m >100 m >100

m 100 m

Lichtwellenleiter 2 km

B Bemerkung Die Reichweite von 100 m schließt 10 m flexible Kabel wie Anschlusskabel

(Geräteanschlusskabel) und Rangierkabel mit ein. Für Reichweiten größer als 100 m sollten die jeweiligen Netzwerk-Normen

herangezogen werden. Die 2 km sind eine im Anwendungsbereich der Norm definierte Grenze und

nicht eine Begrenzung des Mediums. Die Kategorien 6 und 7 sowie die Klassen E und F sind derzeit noch nicht

endgültig in der Norm spezifiziert.


Version 2


Begriffe

24.15.9.7 Mess- und Prüfgeräte24.15.9.7.1Messungen Kupfer

Nach erfolgter Installation ist deren Vollständigkeit und Funktionstüchtigkeit durch messtechnische Überprüfung jeder einzelnen Kabelverbindung sicherzustellen.

Das Messverfahren im Feld soll die Überprüfung der geforderten Zugehörigkeit zur Anwendungsklasse E nach EN 50173 ermöglichen. Es soll den Normen IEC 61935 und EN 50173 bzw. ISO/IEC 11801 entsprechen.

Bei einer neuen universellen Verkabelung, welche die Anwendungsklasse E nach ISO/IEC 11801bzw. EN 50173 erfüllen muss, ist durch die Installationsfirma bei jedem Kabelsegment eine Permanent-Link-Messung mit allen Parametern nach ISO/IEC 11801 bzw. EN 50173 für die Anwendungsklasse E mit einem entsprechenden Messgerät durchzuführen. Ort und Zeit, Umgebungstemperatur, genaue Bezeichnung und Einstellung des Messgeräts, Beschriftung der Kabelstrecke sowie Name des Ausführenden sind zu protokollieren.

Bei den Messungen ist darauf zu achten, dass die Einstellungen im Messgerät richtig sind (Norm, Anwendungsklasse, NVP, etc.). Es sind die vom Messgerätehersteller vorgegebenen Bedingungen einzuhalten (Kalibrierung, Lagerung, etc.). Das Messprotokoll ist in elektronischer Form auf einem vereinbarten Datenträger (z. B. CD) mit allen gemessenen Parametern zu speichern. Es müssen alle Werte aller Parameter der Messung vorhanden sein. Es darf nicht nur z. B. der Wert der Dämpfung des Paares 7-8 enthalten sein, sondern es müssen auch die Werte der Dämpfung der anderen Paare enthalten sein. Es sind immer alle Messungen mit allen Daten im Original-Fileformat des Messgerätes abzuspeichern.Die Beschriftungen der UKV-Strecken in der Installation und auf dem Messprotokoll müssen identisch sein.Auf dem Datenträger soll auch der entsprechende Viewer vorhanden sein. Zusätzliche Datenformate sind mit dem UKV-Projektleiter abzusprechen.

UTP-Kabel S/FTP-Kabel

LAN-Test auf Durchgang, Unterbrechung, Erdschluss und Vertauschen

Für: 10BASE-T und 10BASE-2 Thin Ethernet, RJ45/RJ11 modu-lar, 258A, tia-568a/568b, Token Ring Kabel


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Begriffe


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Begriffe

24.15.9.7.2 Messungen LWLNach erfolgter Installation muss die Installationsfirma deren Vollständigkeit und Funktionstüchtigkeit (insbesondere in Bezug auf die fachgerechte Verlegung und Aufschaltung) durch messtechnische Überprüfung jeder einzelnen Faserverbindung sicherstellen.

Bei jeder Faser müssen durch die Verwendung eines Optical Time Domain Reflectometer (OTDR)folgende Parameter gemessen werden:

Dämpfungsverlauf entlang der Faser, Spleiss-, Stecker- und Gesamtdämpfung, Laufzeit bzw. Länge der Verbindung.

Die Messungen haben von beiden Seiten zu erfolgen und es ist eine Mittelwertbildung vorzunehmen.

Multimode-Fasern sind bei 850 und 1300 nm zu messen.Singlemode Fasern sind bei 1310 nm und bei 1550 nm zu messen.

Die Messprotokolle müssen bei jeder Faserverbindung Ort und Zeit, Umgebungstemperatur, genaue Bezeichnung und Einstellung des Messgeräts, Name des Ausführenden, Beschriftung der Verteiler und der Kabelstrecke, Fasertyp, Fasernummer, Wellenlänge (bei welcher gemessen wurde), Pulsbreite, Brechungsindex in der geprüften Faser bzw. beim Messgerät eingestellter Brechungsindex, Toleranzangabe zu Reflexion, Länge der Vorspann- und Nachspann-Faser, Faserlänge, Gesamtdämpfung (inkl. Stecker), Stecker-Dämpfung, Spleiss-Dämpfung angeben.

Graphische Darstellungen der gemessenen Parameter sind erwünscht. Die Gesamtdämpfungswerte sind stets in einer Übersichtstabelle zusammenzufassen. Es ist eine Dämpfungsbilanz zu erstellen. Der Messaufbau ist zu dokumentieren. Das Messprotokoll ist in elektronischer Form auf einem vereinbarten Datenträger (z. B. CD) mit allen gemessenen Parametern zu speichern. Es müssen alle Werte aller Parameter der Messung vorhanden sein. Es sind immer alle Messungen mit allen Daten im Original-Fileformat des Messgerätes abzuspeichern. Auf dem Datenträger soll auch der entsprechende Viewer vorhanden sein. Zusätzliche Datenformate sind mit dem UKV-Projektleiter abzusprechen.

Bild24.08.04.01.01

PMD, CD und Dämpfungsmessung

Bild24.08.04.02.01

OTDR-M essgerät

Prüft die Dämpfung und optische Leistung von Multimode-Glasfaser-strecken


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Begriffe

24.15.9.8 Messungen, Messdaten

24.15.9.8.1 ÜbertragungseigenschaftenAn die gesamte Übertragungungsstrecke werden anforderungen gestellt. Zu einer Übertragungsstrecke gehört die gesamte Kabelverbindung zwischen zwei aktiven Komponenten. Die Rangierkabel in den Racks und die Anschlusskabel gehörenje nach Messmethode ebenfalls dazu. Klassen bezeichnen die Eigenschaften einer kompletten Übertragungsstrecke, bestehend aus Installationskabel, Steckdosen, Patchpanel, Patch.- und Anschlusskabel.

WellenimpedanzDie Wellenimpedanz einer Leitung bestimmt das Verhältnis von Spannung zu Strom auf einer Leitung. Die Impedanz wird in Ohm angegeben. Die Wellenimpedanz einer Leitung ist abhängig von der Frequenz.

Rückflussdämpfung (Return Loss)Die Rückflussdämpfung einer Übertragungsstrecke ist ein Mass dafür, wie gut die nominelle Wellenimpedanz entlang der Strecke eingehalten wird. Die Rückflussdämpfung ist definiert als Verhältnis zwischen eingespeistem und reflektiertem Signal.

ACR, Attenuation-to-CrosstalkDifferenz zwischen Dämpfung und Nebensprechen. Eine gute Übertragungsstrecke hat einen hohen ACR-Wert.

ACR=NEXT-ATTATTNEXT

ATT=Dämpfung

LaufzeitenZeit bis ein Signalvom Sender beim Empfänger eintrifft.

SymmetrieDamit alle Signale auf den einzelnen Paaren zur gleichen Zeit ankommen.

BandbreiteDie Bandbreite der Kabelstrecke ist massgeblich für die Kategorie und Klasse des Übertragungssystems.


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Begriffe

24.15.10 Netz-Topologien

24.15.10.1 Grundstrukturen


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Begriffe

24.15.10.2 WAN-Topologie


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