Einf hrung in die Kommunikationstechnik

WS 2007 Vorlesung Einführung Kommunikationstechnik, Prof. Dr. U. Fischer-

Hirchert1

Einführung in dieKommunikationstechnik

Prof. Dr. Ulrich Fischer-Hirchert

Lehrstuhl für Telekommunikation

Hochschule Harz, Wernigerode


Hirchert2

Inhalt

1. Einführung2. Historische Entwicklung3. Grundlagen der Netze

1. Strukturen2. Multiplexverfahren3. Übertragungsmedien4. Versorgungsstrukturen

4. Pegel, Kenngrößen, Signale, Abtasttheorem5. Analoge und digitale Modulation6. ISO/OSI Kommunikationsmodell7. Mobilfunknetz8. Satellitenkommunikation9. Optische Netze10. Breitband zum Teilnehmer

1. ISDN2. DSL


Hirchert3

Literatur

1. U. Freyer, Nachrichtenübertragungstechnik, Hanser Verlag, 2000

2. Herter , Nachrichtentechnik, Hanser Verlag, München, 2000

3. Jung/Warnecke: „Handbuch für die Telekommunikation“, Springer

Verlag, Berlin 1998

4. Mahlke/Gössing: „Lichtwellenleiterkabel“, Siemens AG, Berlin 1995

5. Jung/Warnecke: „Handbuch für die Telekommunikation“, Springer

Verlag, Berlin 1998

6. Strobel: “Lichtwellenleiter- Übertragungs- und Sensortechnik”, VDE-

Verlag, Frankfurt/M.1992


Hirchert4

Netzwolke


Hirchert5

Heterogene Übertragungswege


Hirchert6

Zuwachs der Internetteilnehmer


Hirchert7

Entwicklung der Übertragungsraten mit derEinführung von Schlüsseltechnologien

1015

1012

10 9

10 6

10 3

11850 1900

optical amplifiers

Lightwave

MicrowaveCoaxial cables

Telephone

Telegraph

1950

Year

2000

BL [(b

it/s

) -

km

]

[Kaminov96]


Hirchert8

Spektrum der elektromagnetischen Wellen

Spektralbereiche, die von der optischen Nachrichtentechnik verwendet werden


Hirchert9

Fortschritt in opt. Kommunikationstechnikvon 1974 bis 1996.

1,000,000

100,000

10,000

1000

100

10

1

0.11974 1978

0.8 !m,multimode

1.3 !m,single-mode

1.55 !m,single-mode laser

Coherentdetection

Opticalamplifiers

Optical solitons

1982 1986 1990 1994Year

Syste

m p

erf

orm

an

ce

[( G

b/s

) -

km

]

Die verschiedenen Kurven zeigen den Anstieg des BL-Produkts mit Einführung unterschiedlicher Generationen von optischen Systemen


Hirchert10

Netzstrukturen I

Maschennetz

Sternnetz

Liniennetz mit Master

Liniennetz (Bussystem) mit gleichberechtigten Knoten


Hirchert11

Netzstrukturen II

Ringnetz

Baumnetz Hierarchisches Netz


Hirchert12

Betriebsarten

1. Simplex

2. Duplex• Halb

• Voll


Hirchert13

Globale Versorgungsstruktur

LAN

MAN

WAN

GAN

GAN

WAN

MAN

LAN

weltumspannend

M

WR

HHOL

B


Hirchert14

Netztopologie


Hirchert15

Struktur von Ortsnetzen (1)


Hirchert16



Hirchert17


in großen Ortsnetzen mehrere Anschlussbereiche

• Größe bestimmt durch:

• Länge der Teilnehmeranschlussleitung < 20 km

• Zahl der maximalen Teilnehmer pro Vst (100000)

• BHC (busy hour call attempts) [750000]


Hirchert18

Struktur des digitalen Weitverkehrsnetzes


Hirchert19

Struktur des digitalen Weitverkehrsnetzes (3)


Hirchert20

Grundaufbau eines Übertragungssystems


Hirchert21

Leitungs- und Spannungspegel


Hirchert22

Leitungs- und Spannungspegel 2


Hirchert23

Leistungs- und Feldgrößen

1


Hirchert24

Relative Pegel


Hirchert25

Umrechnungstabellen log/linear


Hirchert26

Berechnung absoluter Pegel


Hirchert27

Abstand und Maß


Hirchert28

Pegelplan


Hirchert29

Signale


Hirchert30

Tastgrad und Impulsdauer

Impulsdauer

Tg !="


Hirchert31

Frequenz/Zeitfunktion


Hirchert32

Spektrum/Phasengang


Hirchert33

Analoge und digitale Signale


Hirchert34

Abtasttheorem (Shannon)


Hirchert35

Modulationstechniken

• Analoge Modulation– verschieben des Basisbandsignals auf die Trägerfrequenz

• Varianten– Amplitudenmodulation (AM)– Frequenzmodulation (FM)– Phasenmodulation (PM)

• Digitale Modulation– digitale Daten werden in eine analoges (Basisband-) Signal

umgesetzt– ASK, FSK, PSK - hier der Schwerpunkt– Unterschiede in Effizienz und Robustheit

• Motivation– Digitale Daten unendlich regenerierbar– Erhöhung der Datendichte im Medium durch Multiplextechnik


Hirchert36

Modulation


Hirchert37

Modulationsverfahren


Hirchert38

Modulationsarten


Hirchert39

AM


Hirchert40

Hüllkurve


Hirchert41

Seitenbänder


Hirchert42

Bandbreite


Hirchert43

AM-Leistung


Hirchert44

QAM


Hirchert45

FM


Hirchert46

FM-Modulationsindex


Hirchert47

Besselfunktionen

F:\Bronstein\DATEN\KAP_21\NODE111.HTM


Hirchert48

Bandbreite FM

M < -> wenige Seitenbanden

M > -> viele Seitenbanden


Hirchert49

PM


Hirchert50

Digitale Signale


Hirchert51

Dig. Modulation


Hirchert52

ASK/FSK


Hirchert53

PSK


Hirchert54

PSK II


Hirchert55

QAM


Hirchert56

QAM II


Hirchert57

QAM beim DSL-Modem

V22bis:2400bps

V22: 1200bps Vollduplex V29: 9600bps

V34: 28800bps Vollduplex


Hirchert58

ISO/OSI-Referenzmodell II

• Standardisierungsinitiative bei ISO

Name: Open Systems Interconnection

• Erster Schritt auf dem Weg zurinternationalenStandardisierung der verschiedenenProtokolle Späte 70er

• Später Definition von Standards nach OSI bei ETSI,CCITT, IEEE

• Das Referenzmodell hat noch heute einigeBedeutung, die OSI-Protokolle sind bedeutungslosgeworden


Hirchert59

ISO/OSI-Referenzmodell III

“OSI is a beautiful dream, and TCP/IP is living it.”

• Ausgangssituation: Eine Welt voller Systeme, die nichtmiteinander kommunizieren können („geschlossene Systeme“)

• Ziel: Die Fähigkeit von verteilten Systemen, zusammen-zuarbeiten und eine gemeinsame Aufgabe zu erfüllen

• Bereitstellung von Standards zur Ermöglichung vonInteroperabilität von Geräten verschiedener Hersteller

•Einordnung bestehender Standards in das Schema der offenenKommunikation

•Grundlage zur Bildung von widerspruchsfreien neuen Standards

•Erweiterungsmöglichkeit von Protokollen mit endlichemAufwand

• Verifizierbarkeit von Protokollen


Hirchert60

ISO/OSI-Referenzmodell IV

Bedeutung haben heute

vor allem die Trennung

der Aspekte

Dienst,

Schnittstelle

Protokoll

sowie die Aufteilung in

Schichten


Hirchert61

ISO/OSI-Referenzmodell V

Protokolle zwischen den Schichten erhöhen das Datenvolumen und

verringern die Nettodatenrate

•Beispiel: WLAN

•11mBit/s Gesamtdatenrate

•4mBit/s Nettodatenrate


Hirchert62

ISO/OSI-Referenzmodell

Namen der Schichten

Startsystem


Hirchert63

Campusnetz: Struktur

RAS

PBX

100 FE

VLAN

100 FE

VLAN

100/1000

VLAN

Papierfabrik

Nord

Süd

Süd

L 2/3/4

Switch

L 2/3/4

Switch

L 2/3/4

Switch

Zentrale Server

RAS

Internet

Heimarbeitsplätze

Stud.Wohnheime

TK - Netz

34 Mbps

Router

Router

KernnetzHalberstadt

Haus A

Haus B

Haus C

100 FE

VLAN

100 FE

VLAN

100/1000

VLAN

L 2/3/4

Switch

L 2/3/4

Switch

L 2/3/4

SwitchOC3

Gigabit Ethernet

L 2/3/4

Switch

L 2/3/4

Switch

100 FE

VLAN

L 2/3/4

Switch

100 FE

VLAN

L 2/3/4

Switch

Haus 5

L 2/3/4

Switch

L 2/3/4

Switch

Haus 2

100 FE

VLAN

100 FE

VLAN

100 FE

VLAN

L 2/3/4

Switch

100 FE

VLAN

L 2/3/4

Switch

Haus 4

Haus 6

L 2/3/4

Switch

L 2/3/4

Switch

100 FE

VLAN

100 FE

VLAN

Funk-LAN (W-LAN)

Access

Points

Access

Points

Access

Points

Switch Haus 4

Haus 5

Außenbereich

Campus

Haus 2

HBS

Speicher-Netzwerk

FC-AL Switch

Papierfabrik

FC-AL Switch

Haus 4

L 2/3/4

Switch

100/1000

VLAN

L 2/3/4

Switch

Backup/Server

Server

Haus 4


Hirchert64

Campusnetz: optischer Layer

1 Gbit EthernetST-Stecker

MMF 62,5/125µmSMF 9/125µm

24x400m

12x150m

12x600m

‘92

24x200m

12x50m

24x300m

12x100m

4x875mdefekt

9

12x500m


Hirchert65

Multiplextechniken

• Raummultiplex (SDM)

• Wellenlängen/Frequenzmultiplex(W/FDM)

• Zeitmultiplex (TDM)

• Code Division Multiplex (CDMA)


Hirchert66

Raummultiplex (SDM)


Hirchert67

Frequenz/Wellenlängenmultiplex

!1 !1

!1

!N

!N

!N

! !

!

! !

WDM

MUX

WDM

DEMUX


Hirchert68

Zeitmultiplextechnik (TDM)

OTDM

MUX

OTDM

DEMUX

t t

t tt


Hirchert69

Zeitmultiplex synchron/asynchron

synchroner Zeitmultiplex(STD/synchron time division multiplex)

Asynchroner Zeitmultiplex(ATM/asynchron transfer modus)


Hirchert70

Basiskonzept für optische Netzwerke

Core

Network

Access / Customer

Network

Terminal

Opt. X-Connect

Opt. Switching Unit


Hirchert71

Studie für ein zukünftiges photonischesWDM-Netzwerk [Nortel99]


Hirchert72

Übertragungsmedien


Hirchert73

Anforderungen an Medien

– Übertragung elektrischer Signale für• Sprachkommunikation(analog: 3100Hz, digital: 64Kbit/s +Steuerkanal + ÜT,(Summe 192Kbit/s am S 0 Bus, 160Kbit/s an der U k0 Schnittstelle + Fernspeisung)

• Textkommunikation (im ISDN: 64Kbit/s)• Festbildübertragung (Fax)(analog: 3100Hz bis 56Kbit/s,digital: 64Kbit/s)

• Datenkommunikation (n*100Kbit/s)• Rundfunkübertragung (analog: 12KHz bei UKW)• Fernsehübertragung (analog: 5MHz, digital: n*64Kbit/s bis 155Mbit/s, je nach Auflösung und Codierung)

– Resistenz gegen äußere Einflüsse• Zug- und Scherkräfte• Korrosion, Fraß durch Kleintiere, Wassereinbruch• Elektromagnetische Beeinflussung


Hirchert74

Kupferkabel

• elektrische Parameter für Kabel- Kupferkabel existieren als asymmetrische Koaxialkabel undsymmetrische, paarige Kabel- Bandbreite 300Hz – 3400Hz Telefon; bis ca. 1 MHz xDSL- Leitungen zur Verbesserung der Übertragung verdrillt- Isolationswiderstand (einige 100KOhm)- Betriebskapazität (einige nF)– Dämpfung (frequenzabhängig, max 31dB zwischen zweiHauptanschlüssen)– Nebensprechen

• Nahnebensprechen• Fernnebensprechen

Symmetrische Arten der Kupferkabel (fB < 1MHz)


Hirchert75

Vorteil von Twisted pair

!Equal and opposite induced currents

!Even with twisted pair:! Minimize area

! Move away from strong fields

Sender Empfänger


Hirchert76

Lokale Netze: strukturierte Verkabelungin der Datenkommunikation


Hirchert77

Gebäudeverkabelung


Hirchert78

RJ45 Datendosen, Steckverbinder


Hirchert79

Koaxial-Kabelarten

Bild 4.6: Koaxialkabel mit

SMA-Stecker und RG178-

Kabel


SMA-Stecker und RG58-

Kabel


BNC-Stecker und RG58-

Kabel


Hirchert80

Koaxial-Kabelarten IIKabel CA50020

(Precision tube Co.)

CA50034 (Precision tube Co.)

RG178 RG58

Innerer Leiter Æ (mm)

0,111 0,2 0,3 (7x0,1) 0,9(19x0,18)

Äußerer Leiter Æ (mm)

0,5 0,86 1,8 4,95

Dielektr. Materi-al

Polytetrafluorethy-len (PTFE)

PTFE PTFE PTFE

Leitermaterial,innen

StCuAg StCuAg StCu StCu

Leitermaterial, aussen

Cu versilbert Cu versilbert Cu versilbert Cu versilbert

Cutoff Fre-quenz (GHz)

270 160 5 3

Dämpfung (dB/m)@1GHz

7 5 3 1,4

Dielektr.-Konstante

2 2 2 2


Hirchert81

Basiskomponenten opt. Systeme

Quelle Senke

a)

a) E / O Wander

b) Opt. MUX

c) Glasfaser

d) Opt. Verstärker

e) Opt. Koppler

f) Opt. Schaltmatrix

g) Opt. Renerator

h) Opt. DEMUX

i) O / E Wandler

b) c) d) e) g) i)f) h)

Coder

ModulatorDecoder

E / O O / E


Hirchert82

Brechungsindices

*Refractive index at 589.3 nm and room temperature, unless noted otherwise

Medium n*

air 1.0003

water 1.333

CaF2 1.434

BaF2 1.474

glass 1.5-1.9

synthetic quartz (fused silica) 1.458

crystalline quartz 1.544 (no), 1.553 (ne)

calcite 1.658 (no), 1.486 (ne)

sapphire 1.769

diamond 2.417

silicon 3.478 (1.55 !m)

ZnSe 2.403 (10.6 !m)


Hirchert83

Wellenleiter


Hirchert84

Fasertypen

• Brechzahlprofile

Werner Daum, Jürgen Krause „POF-Optische Polymerfasern für die Datenkommunikation“ Springer-Verlag

Gradientenindex-profilfaser

Stufenindex-profilfaser


Hirchert85

Glasfaserkabel


Hirchert86

Dämpfungsverhalten der Glasfaser


Hirchert87

Spektrale Dämpfung einer Kunststofffaser (POF)

Mantel

Kern

Dämpfung/dB/km

Wellenlänge/nm


Hirchert88

Werkstoffe für POF

• PMMA

• Hochtemp.- POF

• Deuterierte Polymere

• Fluorierte Polymere

• Coating



Hirchert89

POF-Herstellung

• Vorform / Extrusion

• GI-POF Herstellung

– Oberflächen-Gel

– Zentrifugieren

– Photochemisch



Hirchert90

Totalreflexion

Einfallslot

einfallende Strahlen

1

2

3

!0

"0

Stoff 1 n1

Stoff 2 n < n2 1

Vorlesung optische Nachrichtentechnik


Hirchert91

Lichtführung in einem LWL

Mantelglas n2

Luft n = 10

(90° - )!0

!0

"

Mantelglas n2

LWL-Achse

Kernglas n > n1 2

Vorlesung optische Nachrichtentechnik

Numerische Apertursin ! = "(n1

2 – n22 ) = NA


Hirchert92

Geschichte der drahtlosen Kommunikation I

• 1958 A-Netz in Deutschland

– analog, 160MHz, Verbindungsaufbau nur von der Mobilstation,kein Handover, 80% Flächendeckung, 1971 11000 Teilnehmer

• 1972 B-Netz in Deutschland

– analog, 160MHz, Verbindungsaufbau auch aus dem Festnetzheraus, 1979 13000 Teilnehmer in D

• 1986 C-Netz in Deutschland

– analoge Sprachübertragung, 450MHz, Handover möglich,digitale Signalisierung, automatische Lokalisierung derMobilstation

• 1991 Spezifikation des DECT-Standards

– Digital Enhanced Cordless Telecommunications

– 1880-1900MHz, ~100-500m Reichweite, 120 Duplexkanäle,1,2Mbit/s Datenübertragung, Sprachverschlüsselung,Authentifizierung, mehrere 10000 Nutzer/km2, Nutzung in 40Ländern

1.14.3


Hirchert93

Geschichte der drahtlosen Kommunikation II

• 1992 Start von GSM– in D als D1 und D2, voll digital, 900MHz, 124

Trägerfrequenzen– automatische Lokalisierung, Handover, zellular,– Roaming in Europa - nun auch weltweit in über 150

Ländern– Dienste: Daten mit 9,6 kbit/s, FAX, Sprache, ...

• 1994 E-Netz in Deutschland– GSM mit 1800MHz, kleinere Zellen, derzeit 11 Länder– als Eplus in D (Ende 1997 98% der Bevölkerung

erreichbar)• 1997 Wireless LAN - IEEE802.11

– IEEE-Standard, 2,4 - 2,5GHz und Infrarot, 2Mbit/s– viele proprietäre Produkte schon früher

• 2000 GSM mit höheren Übertragungsraten– HSCSD bietet bis zu 57,6kbit/s– Erste GPRS-Installationen mit bis zu 115,2kbit/s– UMTS-Versteigerungen/-Schönheitswettbewerbe

• 2003 Start von UMTS1.15.3


Hirchert94

Weltweite Teilnehmerzahlen für Mobiltelefonie

0

100

200

300

400

500

600

700

1996 1997 1998 1999 2000 2001

Amerika

Europa

Japan

andere

total

1.23.2


Hirchert95

15 Jahre digitaler Mobilfunk

1.19.3


Hirchert96

Mobilfunkmarkt in Deutschland II

1.20.3


Hirchert97

Marktsättigung Mobilfunk


Hirchert98

Mobilfunk

Zellularer Aufbau

0,9 (C) – 1,8 (D &E) GHz Trägerfrequenz

FDMA & TDMA Verfahren

Diverse Sondernetze (Flug, Bahn, CB-Funk, Amateurfunk)


Hirchert99

Zellenstruktur

• Realisierung des Raummultiplex: Basisstationen decken jeweilsgewissen räumlichen Bereich (Zelle) ab

• Mobilstationen kommunizieren ausschließlich überBasisstationen

• Vorteile der Zellenstruktur:– mehr Kapazität, mehr Teilnehmer erreichbar– weniger Sendeleistung notwendig– robuster gegen Ausfälle– überschaubarere Ausbreitungsbedingungen

• Probleme:– Netzwerk zum Verbinden der Basisstationen– Handover (Übergang zwischen zwei Zellen) notwendig– Störungen in andere Zellen– Konzentration in bestimmten Bereichen

• Zellengröße von 500 m (Stadt) bis 35 km (ländliches Gebiet)bei GSM (auch kleiner bei höheren Frequenzen)


Hirchert100

Frequenzplanung I

• Frequenzen können nur bei genügend großem Abstand derZellen bzw. der Basisstationen wiederverwendet werden

• Modell mit 7 Frequenzbereichen:

• Feste Kanalzuordnung:– bestimmte Menge von Kanälen fest gewisser Zelle

zugeordnet– Problem: Wechsel in Belastung der Zellen

• Dynamische Kanalzuordnung:– Kanäle einer Zelle werden nach bereits zugeordneten

Kanälen der benachbarten Zellen gewählt– mehr Kapazität in Gebieten mit höherer Nachfrage– auch Zuordnung aufgrund von Interferenzmessungen

möglich

k4k5

k1k3

k2

k6

k7

k3k2

k4k5

k1

2.26.3


Hirchert101

GSM: Überblick

Festnetz

BSC

BSC

MSC MSC

GMSC

OMC, EIR

AUC

VLR

HLR

NSS

mit OSS

RSS

4.11.3

VLR


Hirchert102

GSM: Netzelemente und Schnittstellen

4.40.3

NSS (Network Swiching

Subsystem)

MS MS

BTS

BSC

GMSC

IWF

OMC

BTS

BSC

MSC MSC

Abis

Um

EIR

HLR

VLR VLR

A

BSS

PDN

ISDN, PSTN

RSS (Radio Staion

Subsystem)

Funkzelle

Funkzelle

MS

AUCOSS (Operating Subsystem)

Signalisierung

O

!MS (Mobilstation)

!BS (Basisstation)

!MSC(Mobilvermittlungseinrichtung)

!LRs (Aufenthaltsregister)

!BTS (Base Transceiver Station)

!BSS (Base Station Subsystem)

!BSC (Base Station Controller)

!VLR (Visitor Location Register)

!HLR (Home Location Register)

!IWF (Inter Working Functions)

!GMSC (Gateway MSC)

!EIR (Equipment Identity Register)

! AUC (Authentification Center)

! OMC (Operating & MaintainingCenter))


Hirchert103

Flächendeckung von Funknetzen(www.gsmworld.com)

e-plus (GSM-1800)

D1 (GSM-900) Rund um

Wernigerode

4.17.3

Viag/O2(GSM-1800)

D2 (GSM-900)


Hirchert104

Mobilfunkfrequenzen

GSM GSM


Hirchert105

Richtfunk

Reichweite bis 50km

1,7 – 21 GHz Trägerfrequenz

14, 28, 40 MHz Rasterabstand (FDM)

>10GHz Absorption durch H2O


Hirchert106

Geschichte der Satellitenkommunikation

• 1945 Arthur C. Clarke veröffentlicht Aufsatz über „Extra TerrestrialRelays“

• 1957 erster Satellit SPUTNIK

• 1960 erster reflektierender Nachrichtensatellit ECHO

• 1963 erster geostationärer Satellit SYNCOM

• 1965 erster kommerzieller geostationärer Satellit „Early Bird“ (INTELSAT I): 240 Duplex-Telefonkanäle oder 1 Fernsehkanal, Lebensdauer 1,5 Jahre

• 1976 drei MARISAT Satelliten für maritime Kommunikation

• 1982 erstes mobiles Satellitentelefonsystem INMARSAT-A

• 1988 erstes landmobiles Satellitensystem für Datenkommunikation INMARSAT-C

• 1993 erste digitale landmobile Satellitentelefonsysteme

• 1998 globale Satellitentelefonsysteme für Handys


Hirchert107

Satellitenfunk

Geostationäre Umlaufbahn 36000km

4/6 ,12/14, 30/40 GHz Trägerfrequenz

Transponderfunktion: f1 in, f2 out

Mobiler Funk 1,6Ghz

Signalverzögerung 260ms!


Hirchert108

Geostationäre Satelliten

• Orbit in 35.786 km Entfernung von der Erdoberfläche in derÄquatorebene (Inklination 0°)

• " Umlaufzeit beträgt 1 Tag, Satellit bewegt sich synchron mitErddrehung

• feste Position der Antennen, kein Nachführen nötig• Satellit leuchtet relativ großes Gebiet aus, Frequenzen dadurch

schlecht wiederbenutzbar• durch feste Position über Äquator schlechte Elevation in

Breitengraden über 60°• hohe Sendeleistungen nötig• durch große Entfernung lange Laufzeit, ca. 275 ms

• " ungeeignet für flächendeckende Mobilfunkversorgung,daher

• meist Rundfunk- und Fernsehsatelliten


Hirchert109

Einsatzgebiete für Satelliten

• traditionell:– Wettersatelliten– Rundfunk- und Fernsehsatelliten– militärische Dienste– Satelliten zur Navigation und Ortung (GPS)

• für Telekommunikation:– weltweite Telefonverbindungen– Backbone für globale Netze– Kommunikationsverbindungen in schwer zugänglichen

Gebieten oder unterentwickelten Regionen (Verkabelung nurmit großem Aufwand möglich)

– weltweite Mobilkommunikation

• " Satellitensysteme als Ergänzung zu zellularenMobilfunksystemen

immer mehr von Glasfaser abgelöst

5.2.3


Hirchert110

Bodenstation

oder

Gateway

Aufbau eines Satellitensystems

Intersatelliten-

verbindung (ISL)Mobile User

Link (MUL) Gateway Link

(GWL)

gesamtes

Ausleuchtungsgebiet

(Footprint)

kleinere Zellen

(Spotbeams)

Benutzer-

daten

PSTNISDN GSM

GWL

MUL

PSTN: Public Switched

Telephone Network

5.9.2


Hirchert111

Atmosphärische Dämpfung

Beispiel: Satellitensystem mit 4-6GHz

Elevation des Satelliten

5° 10° 20° 30° 40° 50°

Abschwächung

des Signals in %

10

20

30

40

50

Absorption

durch Regen

Absorption

durch Nebel

Atmosphärische

Absorption

#


Hirchert112

ISDN-Schnittstellendaten

ITU-I-100-600-Norm festgelegt•Für private und betrieblichen Nutzen•Seit 1991 Euro-ISDN•Basisanschluss: 144kBit/s•Primäranschluss: 2Mbit/s

Schnittstellen:•S0: Anschlussleitung im Teilnehmerbereich (AMI-Code)•UK0: öffentliche Teilnehmeranschlussleitung (4B3T-Code)•UP0: Teilnehmeranschlussleitung an eine TK-Anlage•S2M: Primärmultiplexanschluss•UK2: Primärmultiplexanschluss•UG2: Primärmultiplexanschluss


Hirchert113

ISDN-S0-Schnittstelle

Basis-Schnittstellendaten:

•2 x B + D = 2 x 64kbit/s + 16 kbit/s = 144kbit/s

•Schrittgeschwindigkeit: 192 kbit/s

•Rahmenlänge: 48 Bit

•Rahmenfrequenz: 4 kHz

•Schnittstellencode: AMI

•Rahmenkennung: 2 Bit mit Codeverletzung

•Sendeamplitude: 750mV, „0“ : 750 mV, „1“ : 0V

•Leitungsabschluss: 100 Ohm

•Reichweite : 150 m (Bus) und 1000 m (PtoP)

•Fernspeisung : 40V

•Leistungsverbrauch: > 4 W, Notbetrieb 410 mW

Primär-Schnittstellendaten:

30 x B + 2 x D = 30 x 64kbit/s + 2 x 16kbit/s

B-Kanäle voneinander unabhängig, gleichzeitig aktiv


Hirchert114

Digital/Analog-Wandlung

Einteilung in Stufen zu 2n Bit Auflösung

Üblich 28 = 256 (ISDN)Weitere: 210- 216


Hirchert115

ISDN-Anschlussarten

ISDN Basisanschluss


Hirchert116

ISDN-Anschlussarten II

Verlängerter passiver Bus

Passiver Bus


Hirchert117

ISDN & DSL


Hirchert118

Symmetrische und asymmetrische DSL-Verfahren


Hirchert119

4-Draht HDSL-System


Hirchert120

ADSL-System


Hirchert121

Prinzipdarstellung eines Universal-ADSL-Systems


Hirchert122

Einsatz von ADSL und VDSL im Vergleich


Hirchert123

VDSL-Anwendung im Anschlussnetz(nachFSAN)


Hirchert124

Das VDSL-Spektrum im Vergleich zu den Spektren von ADSL,ISDN(4B3T) undPOTS


Hirchert125

Das Zipper-Prinzip zur Aufteilung der Übertragungskapazität auf orthogonaleUnterkanäle


Hirchert126

Konstellation der 4-QAM mit den zugehörigen Amplituden- und Phasenwerten


Hirchert127

64-QAM


Hirchert128

Breitband-Internet

36.000 kmGEOS, TV-Distribution

~ 20.000 kmNavigation

MEOS,LEOS,

BroadbandCommunication

IntegratedTelecommunicationsManagement Network

~ 10.000 km~ 1.000 km

Photonic Network

Mobile Broadband Network

!

!

"GEOSMEOSLEOS

- Geostationary Earth Orbit Satellite- Medium Earth Orbit Satellite- Low Earth Orbit Satellite


Hirchert129

Ausblick

Einf hrung in die Kommunikationstechnik

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Transcript of Einf hrung in die Kommunikationstechnik