Grundlagen der Telekommunikation

1. Definitionen und Grundlagen

1.1. Telekommunikationssystem

Ein Telekommunikationssystem ist eine Technik zur Übertragung einer Nachricht von einem Punkt zum anderen, meist mit dem zusätzlichen Attribut der Bidirektionalität.

1.2. Kommunikationskanal

Ein Kommunikationskanal wird verwendet, um Nachrichten vom Absender zum Empfänger zu übermitteln.

1.3. Übertragungsart

Die Übertragungsart ist definiert als die physikalische Unterstützung, über die ein oder mehrere Kanäle genutzt werden können. Eine einzige Übertragungsart kann somit mehrere gemeinsame Kommunikationskanäle umfassen.

1.4. Arten von Übertragungsmedien

Es gibt geführte Übertragungsmedien und ungelenkte Übertragungsmedien.

2. Signale

2.1. Sinusförmiges periodisches Signal vs. Zufallssignal

• Sinusförmiges Signal: Diese Art von Signal, wie zum Beispiel der Ton einer Stimmgabel, wiederholt sich zyklisch und ist durch drei Parameter definiert.
• Zufallssignal: Ein Beispiel hierfür ist das von einem Menschen erzeugte Sprachsignal.

2.2. Bandbreite definieren

Die Bandbreite deckt den Frequenzbereich ab, innerhalb dessen ihr Spektrum begrenzt ist.

3. Geführte Kommunikationsmedien

3.1. Eigenschaften von Kupferkabeln

Kabel werden heute in zwei Gruppen unterteilt:

• Koaxialkabel: Besteht aus einem zentralen Leiter, der mit einer Isolierung bedeckt und von einem Drahtgeflecht ummantelt ist, alles verpackt in einer schützenden Kunststoffbeschichtung.
• Twisted-Pair-Kabel (Adernpaare): Besteht aus Gruppen von Kabelpaaren, die von einer äußeren Hülle umgeben sind, wobei jede Ader in Kunststoff verpackt ist.

4. Elektromagnetische Wellen

4.1. Definition einer elektromagnetischen Welle

Eine elektromagnetische Welle ist eine Kombination aus zwei oszillierenden Kraftfeldern – einem elektrischen und einem magnetischen –, die sich im Raum ausbreiten.

4.2. Erzeugung und Charakterisierung elektromagnetischer Wellen

Elektromagnetische Wellen benötigen kein Medium zur Ausbreitung; sie können sich auch im Vakuum fortpflanzen. Sie werden beispielsweise durch die Schwingung oder Beschleunigung elektrischer Ladungen erzeugt, ein Phänomen, das bei einer Sendeantenne auftritt. Sie sind durch ihre Frequenz und Wellenlänge charakterisiert.

5. Drahtlose Kommunikation

5.1. Definition der drahtlosen Kommunikation

Drahtlose Kommunikation nutzt Luft oder Vakuum als Medium zur Übertragung von Informationen mittels elektromagnetischer Wellen.

5.2. Elektromagnetisches Spektrum

Das elektromagnetische Spektrum umfasst alle existierenden elektromagnetischen Wellen.

Es gibt drei Hauptbereiche:

• Radiowellen
• Mikrowellen
• Infrarot

Diese Bereiche sind oft in Bänder unterteilt, die in jedem Land gemäß den Kriterien der ITU (Internationale Fernmeldeunion) für verschiedene Anwendungen vorgesehen sind.

5.3. Arten von Verbindungen in der drahtlosen Kommunikation

Die drahtlose Kommunikation nutzt Luft oder Vakuum als Medium zur Übertragung von Informationen durch elektromagnetische Wellen. Die verwendeten Wellenarten umfassen die im elektromagnetischen Spektrum genannten Bereiche.

6. Digitale Technologien

6.1. Merkmale des Digitalfunks

Digitalfunk bietet eine Klangqualität, die der einer CD entspricht. Er verfügt über ein zuverlässiges Übertragungssystem, und die empfangenen Informationen können durch zusätzliche Texte, Bilder, Karten und Ähnliches zum Programm erweitert werden.

6.2. Eigenschaften der Glasfaser

Glasfasern dienen der Lichtleitung, wodurch Licht auch in Kurven durch das Innere reisen kann, basierend auf der Totalreflexion des Lichts. Sie können aus Glas oder Kunststoff bestehen.

6.3. Anwendungen der optischen Faser

Anwendungen umfassen unter anderem Monomode-Fasern, die sehr dünn sind.

6.4. Digitales Fernsehen (Digital-TV)

Definition: Digitale TV-Signale werden in binärer Form übertragen, was die Nutzung interaktiver Anwendungen ermöglicht.

6.5. Digitales Mobiltelefon

Jedes digitale Mobiltelefon nutzt zwei Mikrowellenkanäle: einen zum Senden auf einer Frequenz und einen anderen zum Empfangen. Damit kommuniziert es mit einer Basisstation, die beim Einschalten mit dem Netzbetreiber verbunden ist.

6.6. Funktionsweise eines Mobilfunknetzes

Die verschiedenen Gruppen von Basisstationen sind mit einem Base Station Controller (BSC) verbunden, der für die Steuerung der Kommunikation in den Zellen zuständig ist. Der BSC steuert die Kanalbelegung in jeder Zelle und ist das Bindeglied zwischen dieser und dem Mobile Switching Center (MSC), welches die Verbindung zwischen zwei Teilnehmern bei einem Anruf verwaltet.