Grundlagen der Kommunikationstechnik und Wellenlehre

Iridium-Satelliten und die Konstellation im Orbit

Iridium ist der Name einer Konstellation von 66 Kommunikationssatelliten, die die Erde in sechs LEO-Umlaufbahnen (Low Earth Orbit) umkreisen. Jede dieser Umlaufbahnen besteht aus elf gleichmäßig verteilten Satelliten. Sein Name leitet sich vom Element Iridium ab, das die Ordnungszahl 77 besitzt. Dies entspricht der Anzahl der Satelliten, die im ursprünglichen Design der Konstellation vorgesehen waren.

Grundbegriffe der Wellenlehre und Frequenzen

Die Frequenz (Häufigkeit) ist ein Maß, das in der Regel verwendet wird, um die Anzahl der Wiederholungen einer Erscheinung oder das periodische Auftreten in einer Zeiteinheit anzuzeigen.

Kanal ist der Weg, durch den Trägersignale reisen, um Informationen zwischen Sendern auszutauschen. Es ist auch üblich, diesen als Datenkanal zu bezeichnen.

Amplitude ist der maximale Wert einer Welle. Länge (Wellenlänge) ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden gleichen Punkten einer Welle.

Die Frequenz definiert die Anzahl der Zyklen, die eine Welle in einer Sekunde durchläuft. Sie wird in Hertz gemessen.

Welle ist eine Störung, die sich in einem Medium ausbreitet und durch die Parameter Wellenlänge, Amplitude und Frequenz definiert wird. Die Bestandteile sind: Amplitude, Länge, Zeit und Frequenz.

Übertragungsmedien und Modulationsverfahren

Übertragungsmedium ist der Kanal, der die Übertragung von Informationen zwischen zwei Endgeräten in einem Übertragungsnetz ermöglicht.

AM (Amplitudenmodulation) ist eine lineare Modulation. Sie besteht aus der Variation der Amplitude der Trägerwelle, sodass diese Änderung in Übereinstimmung mit den Pegeländerungen des modulierenden Signals steht, welches die Informationen überträgt.

FM (Frequenzmodulation) ist eine Winkelmodulation, die Informationen über eine Trägerwelle durch Variation der Frequenz überträgt. Im Vergleich dazu wird bei der Amplitudenmodulation (AM) die Amplitude der Welle verändert, während ihre Frequenz konstant bleibt.

Natürliche und künstliche Satelliten

Mond ist ein Himmelskörper, der einen Planeten oder andere kleinere Körper (sogenannte „Primärkörper“) umkreist und kein eigenes Licht besitzt.

Es gibt zudem künstliche Satelliten. Künstliche Satelliten sind Objekte, die durch menschliche Eingriffe geschaffen und in eine Umlaufbahn gebracht wurden.

Infrastruktur und Signalverarbeitung

Repeater ist eine besondere Art von Basisstation, die sich in einiger Entfernung von der Hauptstation des Systems befindet. Er besteht ebenfalls aus einem Sender und einem Empfänger, wobei die Art der Funktion variiert.

Basic Radio ist eine Art von Community-Radio.

Multiplexer ist ein Gerät, das eingesetzt wird, um mehrere Eingänge zu empfangen und über ein gemeinsames Übertragungsmedium zu senden. Dazu unterteilt es das Übertragungsmedium in mehrere Kanäle, sodass mehrere Knoten gleichzeitig kommunizieren können.

Demultiplexer ist eine kombinatorische Schaltung, die einen Dateneingang d und n Steuereingänge verwendet, um einen der 2 Ausgänge auszuwählen, über den die Daten des Eingangs ausgegeben werden.

Bandbreite und Duplex-Kommunikation

Die Bandbreite ist die in Hz gemessene Breite des Frequenzbereichs, in dem sich ein Großteil der Signalstärke konzentriert. Sie kann mittels einer Fourier-Analyse eines zeitlichen Signals bestimmt werden. Man nennt so auch die effektiven Frequenzen außerhalb dieses Bereichs.

Duplex bezeichnet die Fähigkeit eines Gerätes, in beide Richtungen zu kommunizieren (Empfangen und Senden, wie im Falle eines Modems). Es gibt zwei Arten von Duplex-Verfahren:

• Half-Duplex: Es kann gleichzeitig empfangen und gesendet werden.
• Full-Duplex: Empfangen und Senden erfolgen gleichzeitig.

Carrier (Träger) ist ein analoges Signal, das verwendet werden kann, um Informationen zu übertragen. Die Informationen werden dem Träger mittels Frequenzmodulation (FM) oder Amplitudenmodulation (AM) aufgeprägt.

Bedeutende Persönlichkeiten der Geschichte

John Hertz

John Hertz war ein slowakisch-amerikanischer Geschäftsmann, Besitzer von Rennpferden und Philanthrop. Er wurde im Dorf Vrútky geboren, das damals zur österreichisch-ungarischen Monarchie gehörte. Seine Familie emigrierte in die Vereinigten Staaten, als er fünf Jahre alt war.

James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell (Edinburgh, 13. Juni 1831 – Cambridge, UK, 5. November 1879) war ein schottischer Physiker. Er ist am besten bekannt für die Entwicklung der klassischen elektromagnetischen Theorie, welche die Synthese aller bisherigen Beobachtungen, Experimente und Gesetze über Elektrizität, Magnetismus und Optik in einer einheitlichen Theorie darstellt. Die Maxwell-Gleichungen zeigten, dass Elektrizität, Magnetismus und Licht Manifestationen desselben Phänomens sind: des elektromagnetischen Feldes.