Netzwerke (Kapitel 2) L¨osungen+ Pr¨ufungsvorbereitung
Aufgabe 2.1
Damit ein Signal aus den Abtastwerten rekonstruiert werden kann, muss die Abtastrate mindestens doppelt so gross sein, wie die im Signal auftretende Maximalfrequenz.
Aufgabe 2.2
Die Bandbreite ist das Frequenzspektrum (fmax −fmin), in dem Signale ohne gr¨ossere D¨ampfung ¨ubertragen werden k¨onnen.
Aufgabe 2.3 In Hertz (Hz)
Aufgabe 2.4
SNR = Signal-Rausch-Verh¨altnis (Signal-Noise-Ratio): Das Verh¨altnis von mittlerer Nutz- und Rauschleistung S/N.
Aufgabe 2.5
das Zehnfache des Zehnerlogarithmus des Verh¨altnisses zweier gleichartigen Energie bzw. Lei- stungsgr¨ossen
Aufgabe 2.6
Die ¨Ubertragungsleistung in Bit pro Sekunde
Aufgabe 2.7
Eine Verbindung, in der Daten nur in eine Richtung ¨ubertragen werden k¨onnen.
Aufgabe 2.8
Eine Verbindung, in der Daten abwechselnd in jeweils einer Richtung ¨ubertragen werden k¨onnen.
Aufgabe 2.9
Eine Verbindung, in der Daten gleichzeitig in beide Richtungen ¨ubertragen werden k¨onnen.
1
Aufgabe 2.10
Es besteht aus einem Paar isolierter und verdrillter Kupferkabel (oder aus mehreren sol- cher Paare).
Aufgabe 2.11
Damit sich die elektromagnetischen Welle gegenseitig aufheben und das Adernpaar damit nicht wie eine Antenne wirkt.
Aufgabe 2.12
Um Daten ¨uber bestehende Stromnetze zu ¨ubertragen.
Aufgabe 2.13
Von innen nach aussen:
• Kupferkern
• Isolationsschicht
• Aussenleiter (Drahtgeflecht)
• Schutzmantel
Aufgabe 2.14
Auf der Totalreflexion von Licht an der Grenzfl¨ache von zwei verschiedenen Materialien.
Aufgabe 2.15
Mikrowellen k¨onnen z. B. keine Geb¨aude durchdringen.
Aufgabe 2.16
Der Vorgang, bei dem ein Tr¨agersignal durch ein Nutzsignal ver¨andert wird, um so Daten zu ¨ubertragen.
Aufgabe 2.17
Das Nutzsignal ver¨andert die Amplitude des Tr¨agersignals.
Aufgabe 2.18
Das Nutzsignal ver¨andert die Frequenz des Tr¨agersignals.
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Aufgabe 2.19
Das Nutzsignal ver¨andert die Phasenverschiebung des Tr¨agersignals.
Aufgabe 2.20
• Vorteil: bessere Synchronisation (Taktsignal wird mitgesendet)
• Nachteil: ben¨otigt doppelte Bandbreite
Aufgabe 2.21
B¨undelung mehrerer Signale, um sie gemeinsam ¨uber einen Kanal zu ¨ubertragen.
Aufgabe 2.22
• Zeitmultiplexing
• Frequenzmultiplexing Aufgabe 2.23
(a) Eine Abtastrate von 2 Hz beedeutet, dass das Signal pro Sekunde 2 Mal gemessen wird. W¨urde man einen anderen Startpunkt f¨ur die Abtastung w¨ahlen, erhielte man eine phasenverschobene Kurve.
1 s 2 s 3 s
t y
(b) Das abgebildete Signal hat eine Frequenz von 1.5 Hz, da es sich in einer Sekunde 1.5 Mal wiederholt. Nach dem Abtasttheorem von Nyquist, w¨urde eine minimale Abtastrate von 3 Hz gen¨ugen.
Aufgabe 2.24 10·log10107 = 70 dB
3
Aufgabe 2.25
−10 = 10·log10SNR
−1 = log10SNR
SNR = 0.1 = Signaleistung Rauschleistung
Das bedeutet, dass das Rauschen des Kanals eine 10 Mal so grosse Leistung hat, wie das Signal, was die Daten¨ubertragung enorm erschwert.
Aufgabe 2.26
CS =B ·log2(1 +S/N)
= 40 kHz·log2(1 + 511)
= 40 kHz·log2(512)
= 40·103·9 bit/s
= 3.6·105 bit/s
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