Taschenbuch der Nachrichtentechnik

Vorwort

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung in die Nachrichtentechnik

1.1 Was ist Nachrichtentechnik?

1.2 Hauptgebiete der Nachrichtentechnik

1.3 Geschichte der Nachrichtentechnik

2 Signale

2.1 Klassifikation von Signalen

2.2 Zeitliche und spektrale Darstellung von Signalen

2.2.1 Periodische Signale

2.2.2 Nichtperiodische, zweiseitig begrenzte Signale

2.2.3 Stochastische Signale

2.2.4 Abtasttheorem

2.2.5 Fehler bei Signalquantisierungen

3 Netzwerkbeschreibungen

3.1 Grundzüge der graphentheoretischenModellierung von Nachrichtennetzen

3.2 Charakteristische Netzstrukturen

4 Informationstheorie

4.1 Aspekte der Information

4.2 Statistische Informationstheorie

4.2.1 Shannon’sche Informationskette

4.2.2 Diskrete Informationsquelle

4.2.3 Eigenschaften diskreter Informationsquellen

4.3 Entropie und Redundanz

4.3.1 Eigenschaften der Entropie diskreter Informationsquellen

4.3.2 Entropie diskreter Verbundquellen

4.4 Informationsübertragung im diskretenÜbertragungskanal

4.5 Hauptsatz der Informationstheorie

5 Codierung

5.1 Quellencodierung

5.1.1 Shannon’sches Codierungstheorem

5.1.2 Huffman-Optimalcodierung

5.1.3 Arithmetische Codierung

5.1.4 Kontinuierliche Quellen

5.1.4.1 Korrelative Codierung (verlustfreie Codierung)

5.1.4.2 Irrelevanzcodierung (verlustbehaftete Codierung)

5.1.5 Codierung von Audiosignalen

5.1.6 Codierung von Bild- und Videosignalen

5.1.6.1 Diskrete Kosinustransformation

5.1.6.2 JPEG-Bildcodierung

5.1.6.3 MPEG Video

5.1.6.4 Standard H.261/263/264

5.1.6.5 Fraktale Bildkompression

5.1.6.6 Wavelet-Kompression (JPEG 2000)

5.2 Kanalcodierung

5.2.1 Blockcodes

5.2.2 Binäre Gruppencodes, Lineare Codes

5.2.3 Zyklische Codierung

5.2.4 Faltungscodes

5.3 Leitungscodierung

6 Nachrichtenverkehrstheorie

6.1 Klassifikation von Bedienungssystemen

6.2 Verkehrsgrößen

7 Der Kommunikationskanal

7.1 Modell eines Kommunikationssystems

7.1.1 Störungen im Kommunikationskanal

7.1.2 Fehlererkennungs- und Korrekturverfahren

7.2 Kanaltypen der Nachrichtentechnik

7.2.1 Leitungsgebundene Kommunikations

7.2.2 Nichtleitungsgebundene Kommunikationskanäle

7.2.3 Entscheidungskriterien für die Auswahl von Kanaltypen

7.3 Richtungsbetrieb von Kommunikationskanälen

7.3.1 Simplex-Betrieb

7.3.2 Halbduplex-Betrieb

7.3.3 Duplex-Betrieb

7.3.3.1 Lösungen für einen Duplex-Betriebim leitungsgebundenen Kanal

7.3.3.2 Lösungen für einen Duplex-Betriebim nichtleitungsgebundenen Kanal

7.4 Elektromagnetische Verträglichkeit

8 Modulation

8.1 Analoge Modulationsverfahren

8.1.1 Amplitudenmodulation (AM)

8.1.2 Frequenzmodulation (FM) und Phasenmodulation (PM)

8.2 Digitale Modulationsverfahren

8.2.1 Modulation mit pulsförmigem Träger

8.2.2 Modulation mit sinusförmigem Träger

9 Multiplex

9.1 Raumteilung

9.2 Frequenzteilung

9.3 Zeitteilung

9.4 Spread-Spectrum-Verfahren

9.4.1 Frequency Hopped CDMA (FH-CDMA)

9.4.2 Direct Sequence CDMA (DS-CDMA)

9.5 Mehrträgerverfahren

10 LeitungsgebundeneKommunikationskanäle

10.1 Elektrische Telekommunikationskabel

10.1.1 Leitungstheorie

10.1.2 Eigenschaften der homogenen symmetrischen Leitungen

10.1.3 Eigenschaften der homogenen unsymmetrischenLeitungen

10.1.4 Spezielle Telekommunikationskabel

10.2 Lichtwellenleiter

10.2.1 Lichtwellenleitung in Glasfasern

10.2.1.1 Akzeptanzwinkel, numerische Apertur,normierte Brechzahl, Pegel

10.2.1.2 Stufenindex- und Gradientenindex-Fasern

10.2.2 Moden in optischen Fasern

10.2.2.1 Entstehung transversaler Moden, Faserparameter,longitudinale Moden

10.2.2.2 Multimode- und Singlemodefasern,Modenfelddurchmesser, Cut-Off-Wellenlänge

10.3 Dämpfung in Glasfasern

10.3.1 Mechanismen der Dämpfung

10.3.2 Dämpfungsverlauf in Glasfasern

10.3.3 Verluste durch Makro- und Mikrokrümmungen

10.4 Dispersion in Glasfasern

10.4.1 Dispersion und ihre Auswirkungen,Übertragungsbandbreite

10.4.2 Mechanismen der Dispersion

10.5 Nichtlinearitäten in Glasfasern

10.6 Passive optische Komponenten

10.6.1 Stecker und Spleiße

10.6.2 Koppler und Splitter

10.6.3 Optische Dämpfungsglieder

10.6.4 Optischer Isolator

11 NichtleitungsgebundeneKommunikationskanäle

11.1 Einführung

11.2 Physikalische Grundlagen

11.2.1 Die Wellengleichung

11.2.2 Polarisation

11.2.2.1 Lineare Polarisation

11.2.2.2 Zirkulare und elliptische Polarisationen

11.2.3 Magnetischer Anteil

11.2.4 Wellenwiderstand des Freiraums

11.2.5 Frequenz und Wellenlänge

11.2.6 Energie und Impuls

11.2.7 Leistung und Intensität

11.3 Wellenausbreitung

11.3.1 Längstwellen

11.3.2 Lang- und Mittelwellen

11.3.3 Kurzwelle

11.3.4 Ultrakurzwelle und darüber

11.3.5 Dämpfung

11.3.6 Regendämpfung

11.3.7 Brechung

11.3.8 Reflexion

11.3.9 Streuung

11.3.10 Beugung

11.3.11 Interferenz

11.4 Funkkanal

11.4.1 Der Gauß-Kanal

11.4.2 Rayleigh- und Rice-Kanal

11.5 Antennen

11.5.1 Nah- und Fernfeld einer Antenne

11.5.2 Ersatzschaltbild einer Antenne

11.5.3 Antennendiagramm

11.5.4 Antennenparameter

11.6 Ausbreitungsmodelle

11.6.1 Das Freiraummodell

11.6.2 Empirische Modelle

11.6.3 Ray-Tracing

11.7 Drahtlose Systeme

11.7.1 Broadcast

11.7.2 Basisstation, Access Point

11.7.3 Richtfunk, Punkt-zu-Punkt

11.7.4 Punkt-zu-Multipunkt

11.7.5 Ad-hoc, Peer-to-Peer

12 Telekommunikationstechnik

12.1 Telekommunikationsnetze

12.2 Schichtenmodelle

12.2.1 OSI-Referenzmodell

12.2.2 Andere Schichtenmodelle

12.3 Grundprinzipien der Nachrichtenübermittlung

12.3.1 Kanalvermittlung

12.3.2 Nachrichtenvermittlung (Paketvermittlung)

12.3.3 Virtuelle Verbindungen

12.4 Systeme der Nachrichtentechnik

13 Kanalorientierte ÜbertragungsundVermittlungstechnik

13.1 Synchrone digitale Hierarchie

13.1.1 Standards und Gründe der Einführung

13.1.2 Multiplexstrukturen und Rahmenaufbau

13.1.3 Signalverarbeitungsschritte eines 2,048-Mbit/s-Signalsin einen STM-1-Rahmen

13.1.4 Pointertechnik

13.1.5 Ethernet über SDH/SONET (EoS)

13.1.5.1 Link Access Protocol SDH (LAPS)

13.1.5.2 Generic Frame Procedure (GFP)

13.1.5.3 Containerverkettung

13.1.5.4 Multiplexvorgang Ethernet in STM-N

13.1.6 Netzelemente der SDH

13.1.7 Taktverteilung im SDH-Netz

13.1.8 Qualitätssicherung

13.2 Photonische Übertragungssysteme

13.2.1 Optische Mehrkanalsysteme

13.2.2 Optische Freiraumübertragung

13.2.3 Erhöhung der Übertragungskapazität optischer Fasern

13.2.4 Aufbau eines optischen Übertragungssystems

13.2.5 Multiplexsysteme

13.2.6 Wavelength-Division-Multiplex-Technologien (WDM)

13.2.7 Regeneratoren

13.2.8 Optische Filter für MUX und DEMUX

13.2.9 WDM-Systeme, bidirektionale Übertragung

13.2.10 ROADM

13.2.11 Übertragungskapazität von Single-Mode-Fasern

13.3 Kanalorientierte Vermittlungstechnik

13.3.1 Verbindungsauf- und -abbau

13.3.2 Vermittlungseinrichtung

13.3.3 Koppelnetze

13.3.4 Signalisierung

13.3.5 Fernsprechvermittlungstechnik

14 Paketorientierte ÜbertragungsundVermittlungstechnik

14.1 Übertragungstechnik: Ethernet

14.1.1 Physikalische Schicht

14.1.2 Link-Layer

14.1.2.1 Medium Access Control

14.1.2.2 Logical Link Control LLC (IEEE 802.2)

14.1.2.3 Bridges, Switches

14.1.2.4 Virtuelle LANs (VLAN), Quality of Service (QoS)

14.2 IP-Netze

14.2.1 Protokoll-Hierarchie und Vergleich mit dem OSI-Modell

14.2.2 Internet-Protokoll IP

14.2.2.1 IP-Header

14.2.2.2 Adressstrukturen

14.2.2.3 Internet Control Message Protocol ICMP

14.2.2.4 IPv6

14.2.3 Routing

14.2.3.1 Aufgaben, Arten

14.2.3.2 Shortest Path: Dijkstra-Algorithmus

14.2.3.3 Mobile IP

14.2.3.4 Routing-Standards

14.2.3.5 Multi Protocol Label Switching (MPLS)

14.2.4 Transport Control Protocol TCP

14.2.4.1 TCP-Header

14.2.4.2 Dienst und Protokoll

14.2.4.3 Überlaststeuerung

14.2.5 Real Time Protocol (RTP), Real Time Control Protcol (RTCP)

14.2.6 Real Time Streaming Protocol (RTSP)

14.2.7 Session Initiation Protocol (SIP)

14.2.8 Internet Performance Management

15 Asynchronous Transfer Mode (ATM)

15.1 ATM-Vermittlung

15.2 B-ISDN-Protokollreferenzmodell

15.3 ATM-Typen und Schnittstellen zu ATM-Netzen

15.4 Datenkommunikation über ATM

16 Zugangssysteme

16.1 Definitionen und Abgrenzung

16.2 Leitungsgebundene Zugangssysteme

16.2.1 Übertragungsmedium Kupferdoppelader

16.2.1.1 Kabelaufbau

16.2.1.2 Normung

16.2.2 Analoge leitungsgebundene Systeme

16.2.3 Digitale leitungsgebundene Systeme

16.2.3.1 Symmetrische xDSL-Systeme

16.2.3.2 Asymmetrische xDSL-Systeme

16.2.4 Übertragungsmedium Koaxialkabel

16.2.5 Übertragungsmedium Stromversorgungsleitungen(Powerline)

16.2.6 Übertragungsmedium Glasfasern

16.3 Drahtlose Zugangssysteme ohne Mobilität

17 Mobilkommunikation

17.1 Einleitung

17.2 GSM

17.2.1 Architektur des GMS-Netzes

17.2.2 Zellplanung

17.2.2.1 Festlegung der Anzahl benötigter Zellen

17.2.2.2 Frequenzplanung

17.2.3 Logische Kanäle

17.2.4 Beispielabläufe

17.2.4.1 Authentisierung

17.2.4.2 Ankommender Ruf

17.2.4.3 Intra BSC Handover

17.2.5 Datenübertragung im GSM-Netz

17.3 UMTS

17.3.1 Komponenten des UTRAN

17.3.2 Luftschnittstelle

17.3.2.1 Duplexverfahren

17.3.2.2 Mehrfachzugriff

17.4 Wireless Local Area Network

18 Rundfunk

18.1 Einführung

18.2 Analoger Rundfunk

18.2.1 Analoger Hörrundfunk

18.2.1.1 Lang-, Mittel- und Kurzwelle (LW, MW, KW)

18.2.1.2 Ultrakurzwelle (UKW)

18.2.1.3 Analoger Satellitenhörfunk

18.2.1.4 Analoger Kabelhörfunk

18.2.2 Analoges Fernsehen

18.2.2.1 Analoges terrestrisches Fernsehen

18.2.2.2 Analoges Satellitenfernsehen

18.2.2.3 Analoges Kabelfernsehen

18.3 Digitaler Rundfunk

18.3.1 Vorteile und technisches Prinzip des digitalen Rundfunks

18.3.1.1 Vorteile

18.3.1.2 Technisches Prinzip

18.3.2 Digitaler Hörrundfunk

18.3.2.1 Digital Radio Mondiale (DRM)

18.3.2.2 Digital Audio Broadcasting (DAB)

18.3.2.3 High Definition Radio (HD Radio)

18.3.2.4 Satelliten-Radio

18.3.2.5 Radio über digitales Fernsehen

18.3.2.6 UMTS-Radio

18.3.2.7 Internet Radio

18.3.3 Digitales Fernsehen

18.3.3.1 Digital Video Broadcasting – Satellite (DVB-S)

18.3.3.2 Digital Video Broadcasting – Cable (DVB-C)

18.3.3.3 Digital Video Broadcasting – Terrestrial (DVB-T)

18.3.3.4 Digital Video Broadcasting – Handheld (DVB-H)

18.3.3.5 Digital Multimedia Broadcasting (DMB)

18.3.3.6 Weitere Übertragungswege

19 Dienste und Anwendungen

19.1 Dienste

19.2 ISDN

19.2.1 Teilnehmerzugang

19.2.2 Dienste im ISDN

19.2.3 ISDN-Telekommunikationsanlagen

19.2.4 Centrex

19.2.5 Intelligentes Netz

19.2.5.1 Architektur des IN

19.2.5.2 Verbindungsaufbau im IN

19.2.5.3 Dienste im IN

19.3 Internet

19.3.1 Internet-Telefonie

19.3.2 World Wide Web (WWW)

19.3.3 Domain Name Service (DNS)

19.3.4 E-Mail

19.4 Next Generation Network (NGN)

19.4.1 Systemarchitektur

19.4.2 Protokolle

19.4.3 Anwendung

19.5 Multimedia-Dienste

19.5.1 Definition

19.5.2 Technik der Multimedia-Dienste

19.5.2.1 Dienste-Komponenten

19.5.2.2 Übergreifende Aspekte aus Dienstesicht

19.5.2.3 Protokolle zur Unterstützung von Multimedia-Diensten

19.5.3 Ausgewählte Multimedia-Dienste

19.5.4 Rechtliche Aspekte

19.5.5 Zukünftige Entwicklungen

Formelzeichenverzeichnis

Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen

Literaturverzeichnis

1 Einführung in die Nachrichtentechnik

2 Signale

3 Netzwerkbeschreibungen

4 Informationstheorie

5 Codierung

6 Nachrichtenverkehrstheorie

7 Der Kommunikationskanal

8 Modulation

9 Multiplex

10 Leitungsgebundene Kommunikationskanäle

11 Nichtleitungsgebundene Kommunikationskanäle

12 Telekommunikationstechnik

13 Kanalorientierte Übertragungs- und Vermittlungstechnik

14 Paketorientierte Übertragungs- und Vermittlungstechnik

15 Asynchronous Transfer Mode

16 Zugangssysteme

17 Mobilkommunikation

18 Rundfunk

19 Dienste und Anwendungen

Sachwortverzeichnis