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2010 | Buch

Aufgaben und Grundbegriffe der Nachrichtentechnik Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

Nachrichtentechnik

Eine Einführung für alle Studiengänge

verfasst von: Martin Werner

Verlag: Vieweg+Teubner

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Im Jahr 1998, als die 1. Auflage des Buches erschien, wurden durch internationale Fachgremien wegweisende Empfehlungen für die 3. Mobilfunkgeneration (UMTS), die drahtlosen lokalen Netze (WLAN) und die Kommunikation über Glasfaser mit dem Gigabit Ethernet (1GbE) auf den Weg gebracht. Fortschritte der Nachrichtentechnik werden von Technikern, Ingenieuren und Informatikern in immer kürzerer Zeit in Produkte umgesetzt und von Menschen selbstverständlich genutzt. Damit das auch in Zukunft möglich ist, werden in vielen beruflichen Positionen Fachleute benötigt, die vorhandene nachrichtentechnische Lösungen bewerten, einsetzen und neue Lösungen entwickeln können.

Das Buch Nachrichtentechnik richtet sich an Studierende in Bachelorstudiengängen mit Studienschwerpunkten oder auch nur einzelnen Modulen aus dem Bereich der Informationstechnik und Informatik. Es gibt Einblicke in wichtige Methoden und typische Anwendungen der Nachrichtentechnik. Dem einführenden Charakter entsprechend wird auf viele Beispiele und Abbildungen Wert gelegt. Wiederholungsfragen und kurze Übungsaufgaben mit vollständigen Lösungen unterstützen den Lernerfolg. Für alle, die eine spätere nachrichtentechnische Vertiefung nicht ausschließen, liefert das Buch eine solide Grundlage. Die 7. Auflage wurde aktualisiert und um das Kapitel „Optische Nachrichtentechnik“ erweitert.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Aufgaben und Grundbegriffe der Nachrichtentechnik
Zusammenfassung
Fernseher, Radio, MP3-Player, Handy, PC und Internet – ohne die Nachrichtentechnik gäbe es die moderne Welt nicht.
Martin Werner
2. Signale und Systeme
Zusammenfassung
Dem Mitbegründer der modernen Informationstheorie Norbert Wiener wird die Feststellung zugeschrieben: „Information is information, not matter or energy“.Die Information besitzt ihre eigene Qualität; sie gehört zu den Fundamenten unserer Welt, wie Stoff oder Energie.
Martin Werner
3. Pulse-Code-Modulation, digitale Signalverarbeitung und Audiocodierung
Zusammenfassung
Die Pulse-Code-Modulation(PCM) ist das Standardverfahren zur Digitalisierung von Sprachsignalen in der Telefonie. Das Prinzip der digitalen Übertragung von Sprache wurde von A. H. Reeves 1938 erstmals patentiert und es dauerte nochmals etwa 25 Jahre bis es kommerziell eingesetzt werden konnte.
Martin Werner
4. Modulation eines sinusförmigen Trägers
Zusammenfassung
Das von einer Nachrichtenquelle erzeugte Signal kann meist nicht direkt übertragen werden. Eine Anpassung an das physikalische Übertragungsmedium, wie z. B. ein Koaxialkabel, ein Funkkanal oder ein Lichtwellenleiter, ist notwendig. Hinzu kommt aus technischen und wirtschaftlichen Gründen häufig die Notwendigkeit der Bündelung verschiedener Signale, man spricht von einem Signalmultiplex.
Martin Werner
5. Digitale Übertragung im Basisband
Zusammenfassung
Der Begriff digitale Übertragung im Basisband fasst eine Vielzahl von Anwendungen und entsprechend unterschiedliche, technische Lösungen zusammen, bei denen keine Frequenzumsetzung mit einem sinusförmigen Trägersignal wie in Abschnitt 4 geschieht. Die folgende Darstellung beschränkt sich auf die grundlegenden Prinzipen und wichtigsten Begriffe. Zunächst wird am Beispiel des ASCII-Codes und der weitverbreiteten RS-232-Schnittstelle eine Einführung in den Themenkreis gegeben. Danach werden die beiden wesentlichen Störeinflüsse, das Rauschen und die Bandbegrenzung, anhand einfacher Modellüberlegungen behandelt. Schließlich wird der Zusammenhang zwischen der Datenrate, der Bandbreite und dem Signalrauschverhältnis aufgezeigt. Den Abschluss bildet ein Hinweis auf die Entwicklung des digitalen Teilnehmeranschlusses.
Martin Werner
6. Telekommunikationsnetze
Zusammenfassung
Moderne öffentliche Telekommunikationsnetze bestehen aus einer Vielzahl unterschiedlicher Netzkomponenten und ermöglichen verschiedenartige Dienste. Da es den Teilnehmern freigestellt ist, welchen Dienst sie zu welcher Zeit von welchem Ort aus in Anspruch nehmen möchten, kann der Telekommunikationsverkehr nicht im einzelnen vorhergeplant werden. Endgeräte und Netzkomponenten müssen situationsbedingt untereinander Nachrichten austauschen und Übertragungswege gesucht werden. Hinzu kommt unverzichtbar die wirtschaftliche Darstellbarkeit. Ähnlich wie in der herkömmlichen analogen Sprachtelefonie das Frequenzmultiplex, sind in modernen digitalen Netzen Kanäle zu bündeln, um Telekommunikation für viele Menschen bezahlbar zu machen.
Martin Werner
7. Optische Nachrichtentechnik
Zusammenfassung
Die Kommunikation mit einfachen Gesten und Zeichen ging der Entwicklung der Sprache voraus. Auch nachdem die Menschen sprechen konnten, boten optische Signale, wie Signalfeuer und Rauchzeichen, für lange Zeit die einzige Möglichkeit, schnell Nachrichten über größere Entfernungen auszutauschen. So wurden in Europa noch Anfang des 19. Jahrhunderts optische Telegrafennetze aufgebaut. Aber schon 50 Jahre später wurden sie von der elektrischen Telegrafie, und danach von der Telefonie, verdrängt, die auch bei Nacht und Nebel funktionierten und schließlich bis Ende des 19. Jahrhunderts zu einer weltumfassenden TK-Infrastruktur heranwuchsen.
Martin Werner
8. Grundbegriffe der Informationstheorie und der Kanalcodierung
Zusammenfassung
Die Informationstheorie liefert eine mathematisch-physikalische Definition der Information und macht sie so zu einer messbaren Größe. Damit wird es möglich, Information in technischen Systemen quantitativ zu bestimmen und ihren Fluss zu optimieren. Eine wichtige Anwendung der Informationstheorie ist die Redundanz mindernde Quellencodierung. Als Beispiel wird in Abschnitt 8.2 die Huffman-Codierung vorgestellt. Die Kanalcodierung hingegen fügt der Nachricht gezielt Redundanz hinzu, sodass der Empfänger Übertragungsfehler erkennen und eventuell sogar korrigieren kann. Dies kann, wie in Abschnitt 8.3 gezeigt wird, beispielsweise durch die zusätzlichen Prüfzeichen der Hamming-Codes oder der CRC-Codes geschehen.
Martin Werner
9. Mobilkommunikation
Zusammenfassung
Im 19. Jahrhundert begann mit der Telegrafie und später dem Telefon der Siegeszug der elektrischen Nachrichtentechnik. 1832 sagte Michael Faraday die Existenz elektromagnetischer Wellen voraus. 1864 stellte James C. Maxwell die grundlegende mathematische Theorie bereit und beschrieb die Wellenausbreitung 1873. Und als 1888 Heinrich R. Herz die experimentelle Bestätigung der maxwellschen Theorie gelang, war die Zeit reif für die drahtlose Telegrafie.
Martin Werner
Backmatter
Metadaten
Titel
Nachrichtentechnik
verfasst von
Martin Werner
Copyright-Jahr
2010
Verlag
Vieweg+Teubner
Electronic ISBN
978-3-8348-9742-8
Print ISBN
978-3-8348-0905-6
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-8348-9742-8

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