Dämpfung in dB relative zur Dämpfung von c MHzDelay in Mikrosekunden

Andere Störfaktoren neben thermischem Rauschen

Grundlagen der Rechnernetze ‐Physikalische Schicht 32

0 1MHz

Dämp fung   in   dB   re la ti ve   zur   Dämp fung   vo n   c   MHz

2MHz 3MHz 4MHz 5MHz 6MHz

Frequenzselektive Dämpfung 

0 1MHz

Dela y   in   Mikr o sek unden

2MHz 3MHz 4MHz 5MHz 6MHz

Delay‐Distortion

Andere Störfaktoren neben thermischem Rauschen

Crosstalk

Impulsstörung

Intermodulation

Kanalkapazität

Der Ausdruck Eb/N0

Grundlagen der Rechnernetze ‐Physikalische Schicht 34

Definition von Eb/N0 

Betrachte Datenübertragung mit Bitrate R [bps], Signalstärke S [W]. Eb/N0 setzt Energie  pro Bit mit mittlerer thermischer Rauschleistung pro Herz in Relation 

Zusammenhang zwischen Eb/N0 und SNR eines Signals mit Bandbreite B [Hz] und 

Signalleistung S [W]

Encoding und Modulation

Grundlagen der Rechnernetze ‐Physikalische Schicht 36

Daten und Signale

Bildquelle: William Stallings, „Data and Computer Communications“, Seventh Edition, 2004

Encoding

Modulation

Encoding und Modulation

Digitale Daten auf Digitalen Signalen

Grundlagen der Rechnernetze ‐Physikalische Schicht 38

Signalelement und Baud

Zeit

Diskr et e   Signal ‐ Le ve l

+

–

0 00101101011011011011

Bits

Beispiel: Modulationsrate von 4000 Baud und 2 Bits pro Signalelement ergibt welche  Datenrate? 

(Baud = Signalelemente pro Sekunde).

Nonreturn‐to‐Zero (NRZ)

Grundlagen der Rechnernetze ‐Physikalische Schicht 40

Bildquelle: William Stallings, „Data and Computer Communications“, Seventh Edition, 2004

0 Hi

0

Hi

Multilevel‐Binary

Bildquelle: William Stallings, „Data and Computer Communications“, Seventh Edition, 2004

0

0

0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1

Das Clocking‐Problem

Grundlagen der Rechnernetze ‐Physikalische Schicht 42

00111010101000000000000000000000000000000000000000000 Daten

Signal Sender

Sampling Empfänger

Zeit

Clock‐Drift Zeit

Clock‐Synchronization

Biphase

Bildquelle: William Stallings, „Data and Computer Communications“, Seventh Edition, 2004

0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1

Lo Hi

Lo

Hi

BER‐Vergleich

Grundlagen der Rechnernetze ‐Physikalische Schicht 44

Bildquelle: William Stallings, „Data and Computer Communications“, Seventh Edition, 2004

Scrambling am Beispiel B8ZS

B = Gültiges Bipolar‐Signal V = Bipolar‐Code‐Violation

Polarität des vorigen Pulses Encoding von 00000000

– 0 0 0 – + 0 + –

+ 0 0 0 + – 0 – +

Bildquelle: William Stallings, „Data and Computer Communications“, Seventh Edition, 2004

Encoding und Modulation

Digitale Daten auf Analogen Signalen

Grundlagen der Rechnernetze ‐Physikalische Schicht 46

Amplitude‐Shift‐Keying (ASK)

Formal: Signal s(t) für Carrier‐Frequenz f

:

Bildquelle: William Stallings, „Data and Computer Communications“, Seventh Edition, 2004

Binary‐Frequency‐Shift‐Keying (BFSK)

Grundlagen der Rechnernetze ‐Physikalische Schicht 48

Formal: Signal s(t) für Frequenzen f

und f

:

Die Carrier‐Frequenz f

:

Bildquelle: William Stallings, „Data and Computer Communications“, Seventh Edition, 2004

Multiple‐FSK (MFSK)

Formal Signal s

(t) für ites Signalelement

Frequenzen

f _c

f

+ f

f

+ 3 f

f

‐ f

f

‐ 3 f

…

…

f

= f

+ (2 i – 1 – M) f

f

= Carrier‐Frequenz f

= Differenzfrequenz

M  = Anzahl der Signalelemente L    = Anzahl Bits pro Signal

(also M = 2

) Minimal erlaubtes f

, wenn Signale T Sekunden 

dauern (ohne Beweis):

Binary‐Phase‐Shift‐Keying (BPSK)

Grundlagen der Rechnernetze ‐Physikalische Schicht 50

Formal: BPSK‐Signal s(t) für Carrier‐Frequenz f

:

Bildquelle: William Stallings, „Data and Computer Communications“, Seventh Edition, 2004

BPSK Differential BPSK (DPSK)

Quadrature‐Phase‐Shift‐Keying (QPSK)

Formal: QPSK‐Signal s(t) für Carrier‐Frequenz f

: Konstellationsdiagramm

0

/2



3/2