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Breitband- und Basisbandübertragung
Wenn man an die Übertragung von Informationen über ein Medium denkt, ist die
naheliegendste Möglichkeit, die Information bitweise in elektrische Signale
umzuwandeln und in das Medium einzuspeisen. Solange auf diese Art die von nur
einem Sender ausgehenden Informationen auf die Leitung geschickt werden, spricht
man von einer Basisbandübertragung.
Die meisten Medien können jedoch viel mehr. Am einfachsten kann man sich das vielleicht
an einem Lichtleiter (Glasfaser) vorstellen, der die Informationsbits als Lichtsignale
überträgt. Es ist dabei kein Problem, mehrere Übertragungen gleichzeitig mit
verschiedenfarbigen Lichtquellen durchzuführen. Auf Empfängerseite können die richtigen
Bits ganz einfach mit Farbfiltern wieder auseinandersortiert werden. Da Licht auch als
elektromagnetische Welle beschrieben werden kann, die abhängig von der Farbe des Lichts
eine bestimmte Frequenz hat, kann man dieses Verfahren als „Frequenzmultiplex“-Verfahren
bezeichnen, d.h. die Mehrfachnutzung eines Mediums durch verschiedene Trägerfrequenzen.
Das Signal wird dadurch nicht mehr als solches übertragen, sondern auf eine Trägerfrequenz
aufmoduliert. Im Falle des Lichtleiters ist dies eine Amplitudenmodulation, sprich bei
einer binären „1“ ist das Licht an, bei einer „0“ aus. Die Amplitude der Lichtwelle ist
also entweder maximal oder ganz abgeschaltet. Eine andere Modulationsart ist die
Frequenzmodulation, bei der die Trägerfrequenz bei einer „1“ leicht erhöht, bei einer
„0“ leicht gesenkt wird. Diese Modulation ist vor allem bei Funkübertragung sehr wichtig
– UKW-Radio funktioniert z.B. so. Weitere Modulationsarten sind z.B. die Phasen- oder die
Phasendifferenz-Modulation.
Auf Kupferkabeln können über Frequenzmultiplex (FDM, frequency division multiplex) mit
beliebiger Modulation zahlreiche Trägerfrequenzen gleichzeitig genutzt werden und damit
gleichzeitig und unabhängig voneinander ebensoviele Bitströme transportiert werden. Jede
Frequenz benötigt jedoch abhängig von der geforderten Signalqualität des aufmodulierten
Signals einen gewissen Abstand bis zur nächsten Trägerfrequenz, die sogenannte Bandbreite
des Trägers mit seinem Signal. Anders gesagt: Träger und Signal belegen ein „Band“,
deswegen auch die Bezeichnung „Breitband“ bei zahlreichen parallel genutzten Bändern.
Eine andere Variante des Multiplexens ist vor allem dort zweckmäßig, wo über ein Medium
mit sehr hoher Übertragungsbandbreite viele Signale mit eher geringer Bandbreite gesendet
werden sollen. Ein typischen Beispiel sind Fernverbindungen im Telefonnetz, die meist mit
Glasfasern realisiert sind. Über so eine Glasfaser laufen z.B. 622 Mbit/s, das sind fast
10000 Telefongespräche gleichzeitig. Hier arbeitet man mit einem Verfahren, das
Zeitmultiplex oder TDM (time division multiplex) genannt wird. Man teilt dazu in unserem
Beispiel die verfügbare Bandbreite so in Pakete auf, dass genau 8000 Stück pro Sekunde
übertragen werden. In jedem dieser Pakete ist nun das erste Byte für das erste zu
übertragende Gespräch reserviert, jedes zweite Byte für das zweite Gespräch und so weiter.
Der Empfänger muss dann nur noch die Pakete in einzelne Bytes zer- und diese verteilen und
bekommt dann für jedes Gespräch exakt die erforderliche Übertragungsrate von 8000 Byte /
Sekunde.
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