Nachrichtenübertragung: Grundlagen Und Technik

ISBN-13: 9783642491061 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 932 str.

Erwin Holzler; Dietwald Thierbach

Opis

Im Geiste der Zusammenarbeit, der ein Gemeinschaftswerk vieler Verfasser entstehen liess, hatten diese Zeilen das Signum der beiden Herausgeber tragen sollen. Unerwartet mitten im Wirken an diesem Buch hat der Tod dem einen von uns die Arbeit aus der Hand genommen. DIETWALD THIERBACH hat die Hauptlast bei der Planung des Buches getragen, in vielen Gesprachen die einzelnen Teile geformt, die Arbeiten in Gang gesetzt und koordiniert. Alle Mitarbeiter danken ihm dafur und trauern darum, dass er das Erscheinen dieses Buches, dessen Titel seine Lebensarbeit umreisst, nicht erleben durfte. So mussen die einfuhrenden Worte ohne ihn geschrieben werden. Angeregt durch einen Hinweis meines verehrten Lehrers K. KUPF MULLER wunschte sich der Springer-Verlag von uns eine geschlossene Darstellung der Nachrichtenubertragung, ihrer Grundlagen und ihrer Technik. Der Zeitpunkt fur ein solches Vorhaben schien in der Tat gunstig. Nach einer raschen, zeitweilig sturmischen Entwicklung in den vergangenen funfzig Jahren hat diese Technik durch den Zusammen schluss des Weltnachrichtennetzes mit Tiefseekabeln und Satelliten verbindungen einen Stand erreicht, der eine geschlossene Schilderung als reizvoll und nutzlich erscheinen lasst."

Spis treści

A. Grundlagen der Übertragungstechnik.- 1. Form und Eigenschaften der Signale.- 1.1 Einteilung der Signale.- 1.1.1 Diskontinuierliche Nachrichtensignale.- 1.1.2 Kontinuierliche Nachrichtensignale.- 1.1.3 Störsignale.- 1.2 Verzerrung der Signale.- 1.2.1 Lineare Verzerrungen.- 1.2.2 Nichtlineare Verzerrungen.- 1.3 Rechenmethoden bei stochastischen Signalen.- 1.4 Anforderungen an die Übertragungsstrecke vom Standpunkt des Empfängers.- 1 5 Einige Anwendungen der Informationstheorie auf die Übertragungstechnik.- 1.5.1 Digitale Signale.- 1.5.2 Analoge Signale.- Schrifttum.- 2. Übertragungsverfahren.- 2.1 Notwendigkeit und Zweck der Modulation.- 2.2 Kontinuierliche Modulationsverfahren.- 2.2.1 Amplitudenmodulation und Einseitenbandmodulation.- 2.2.2 Winkelmodulation.- 2.3 Diskontinuierliche Modulationsverfahren.- 2.3.1 Abtasttheorem.- 2.3.2 Zeitmultiplexverfahren.- 2.3.3 Pulsamplitudenmodulation.- 2.3.4 Pulsphasenmodulation.- 2.3.5 Pulsdauermodulation.- 2.3.6 Pulscodemodulation.- 2.3.7 Geräuschschwelle bei den diskontinuierlichen Modulationsverfahren.- 2.4 Bündelung und Modulation in mehreren Schritten.- 2.4.1 Modulationsverfahren zur Bündelung.- 2.4.2 Modulationsverfahren zur Anpassung schmalbandiger Signale an die Übertragungswege.- 2.4.3 Modulationsverfahren für Breitbandsignale.- Schrifttum.- 3. Übertragungsmittel.- 3.1 Freileitungen und Kabel.- 3.1.1 Ausbreitung elektromagnetischer Wellen längs homogener Leitungen.- 3.1.2 Die inhomogene Leitung.- 3.1.3 Nebensprechen.- 3.1.4 Freileitungen.- 3.1.5 Kabel.- 3.2 Hohlleiter.- 3.2.1 Ausbreitung im metallischen Hohlleiter.- 3.2.2 Antennenhohlleiter für große Leistungen.- 3.2.3 Antennenhohlleiter für Breitband-Richtfunksysteme.- 3.3 Hohlkabel.- 3.3.1 Allgemeine Gesichtspunkte für ein Hohlkabelsystem.- 3.3.2 Wellen im idealen Rundhohlleiter.- 3.3.3 Ausbreitung im deformierten Rundhohlleiter.- 3.3.4 Selbstreinigende Leitungstypen.- 3.3.5 Bauelemente für die Hohlkabeltechnik.- 3.3.6 Toleranzen der Hohlleiter.- 3.3.7 Signalverzerrung und erforderliche Störwellendämpfung für PCM.- 3.4 Wellenausbreitung.- 3.4.1 Aufbau der Erdatmosphäre.- 3.4.2 Freie Ausbreitung.- 3.4.3 Beugung an Hindernissen und längs der gekrümmten Erdoberfläche.- 3.4.4 Brechung in der Troposphäre.- 3.4.5 Interferenzschwund, Mehrfachempfang, Schwundstatistik.- 3.4.6 Reflexion an der Erdoberfläche und an atmosphärischen Schichten.- 3.4.7 Troposphärische und ionosphärische Streuung.- 3.4.8 Absorption in der Troposphäre.- 3.4.9 Störgeräusche.- 3.4.10 Nutzbare Frequenzbereiche oberhalb 1,5 MHz.- 3.5 Antennen.- 3.5.1 Grundbegriffe und Gesetze der Antennentechnik.- 3.5.2 Lineare Strahler.- 3.5.3 Reflektorwirkung durch Zusatzstrahler oder leitende Flächen.- 3.5.4 Gruppen linearer Strahler (Querstrahler).- 3.5.5 Längsstrahler.- 3.5.6 Aperturstrahler.- 3.5.7 Umlenkspiegel.- 3.5.8 Elemente der Antennenzuführungen.- 3.5.9 Antennenauswahl in der Praxis.- Schrifttum.- 4. System- und Netzplanung.- 4.1 Grundbegriffe.- 4.1.1 Einteilung der Leitungsarten.- 4.1.2 Definition der Pegel.- 4.2 Übertragungskriterien von Gesamtverbindungen.- 4.2.1 Bezugsdämpfung.- 4.2.2 Restdämpfung.- 4.2.3 Absolute Laufzeit.- 4.2.4 Bandbreite und lineare Verzerrungen.- 4.2.5 Geräusch.- 4.2.6 Verständliches Nebensprechen.- 4.2.7 Aussteuerungsgrenze und Linearität im Einzelkanal.- 4.2.8 Echo.- 4.2.9 Stabilität.- 4.2.10 Frequenzverwerfung.- 4.3 Planungsgrundlagen für Mehrkanalsysteme.- 4.3.1 Übersicht über Mehrkanalsysteme.- 4.3.2 Kanalgruppen als Verteilungseinheiten.- 4.3.3 Übergabepegel.- 4.3.4 Pilote.- 4.3.5 Hypothetische Bezugskreise.- 4.3.6 Geräuschaufteilung im hypothetischen Bezugskreis.- 4.3.7 Systembelastungen.- 4.4 Das Fernsprechnetz.- 4.4.1 Aufgabe des Fernsprechnetzes.- 4.4.2 Struktur des Fernsprechnetzes.- 4.4.3 Wirtschaftlicher Einsatz von Mehrkanalsystemen.- 4.4.4 Verbindungs- und Dämpfungsplan.- 4.5 Das Fernschreibnetz.- 4.6 Ton- und Fernsehrundfunknetze.- 4.6.1 Tonleitungen.- 4.6.2 Fernsehleitungen.- Schrifttum.- B. Übertragungssysteme.- 1. Niederfrequenzgeräte und Signalisierung.- 1.1 Übertragungseinrichtungen.- 1.1.1 Gabel, Nachbildung, Gabeltiefpaß.- 1.1.2 Niederfrequenzverstärker.- 1.1.3 Rufzeichenübertragung.- 1.1.4 Wählzeichenübertragung.- 1.1.5 Zeichengeneratoren.- 1.2 Einrichtungen zur Aufbereitung der Übertragungskanäle für die Sprachübertragung.- 1.2.1 Amplitudenbegrenzer.- 1.2.2 Geräuschminderer, Kompander.- 1.2.3 Volumenregler.- 1.2.4 Rückkopplungssperre.- 1.2.5 Echosperre.- 1.2.6 Mehrfachausnutzung von Sprechwegen, z. B. TASI und Vocoder.- Schrifttum.- 2. Telegraphie- und Datenübertragung.- 2.1 Eigenschaften des Signals und des Übertragungskanals.- 2.1.1 Das primäre Signal.- 2.1.2 Allgemeiner Aufbau eines Telegraphie- oder Datenübertragungskanals.- 2.1.3 Bandbegrenzung und Schrittgeschwindigkeit.- 2.1.4 Modulation, Demodulation und Restitution.- 2.1.5 Verzerrung, Fehler.- 2 1 6 Einfluß von Störungen.- 2.1.7 Prinzipien der Aufteilung und Bündelung.- 2.1.8 Fehlererkennung und -korrektur.- 2.2 Übertragungssysteme und Verfahren.- 2.2.1 Verkehrsarten und Netzformen.- 2.2.2 Teilnehmeranschlußschaltungen.- 2.2.3 Wechselstromtelegraphie für Draht- und Richtfunkverbindungen.- 2.2.4 Telegraphie über Kurzwellenverbindungen.- 2.2.5 Datenübertragung auf Fernsprechverbindungen.- Schrifttum.- 3. Trägerfrequenz-Endgeräte.- 3.1 Allgemeines.- 3.1.1 Frequenzbandbelegung.- 3.1.2 Modulationsstufen.- 3.1.3 Kanalverteilung und Trennlücken.- 3.1.4 Ruf- und Wählzeichenübertragung.- 3.1.5 Trägererzeugung.- 3.2 Einheitliche Einrichtungen für verschiedene Übertragungssysteme.- 3.2.1 Die Primärgruppe.- 3.2.2 Die Sekundärgruppe.- 3.2.3 Die Tertiärgruppe.- 3.2.4 Gruppenpiloteinric1rtung.- 3.2.5 Durchschaltefilter.- 3.3 Systemeigene Einrichtungen für die wichtigsten Übertragungssysteme.- 3.3.1 Systeme für symmetrische Leitungen und Richtfunk kleiner Kanalzahl.- 3.3.2 Systeme für koaxiale Leitungen und Breitband-Richtfunk.- 3.3.3 Endeinrichtungen für Seekabelverbindungen.- 3.3.4 Kurzstreckensysteme.- 3.4 Trägerfrequenztechnik auf Hochspannungsleitungen.- 3.4.1 Die Hochspannungsleitung als Nachrichtenübertragungsleitung.- 3.4.2 Übertragungsverfahren, Frequenzbandausnutzung und Reichweite.- 3.4.3 Trägerfrequenzgeräte für Hochspannungsleitungen.- Schrifttum.- 4. Puls-Endgeräte.- 4.1 Allgemeine Technik.- 4.1.1 Basisbandeinrichtungen.- 4.1.2 Abtastung und Verteilung.- 4.1.3 Modulatoren und Demodulatoren.- 4.1.4 Pulszentrale und Synchronisierung.- 4.1.5 Wählzeichenübertragung.- 4.1.6 Pulsgruppentechnik und Piloteinrichtung.- 4.1.7 Momentanwertkompander.- 4.1.8 Geräusche und Nebensprechen in den Endgeräten.- 4.2 Pulsphasenmodulationsgerät für 60 Kanäle.- 4.2.1 Verfahren der Zeitaufteilung.- 4.2.2 Prinzipschaltung.- 4.2.3 Synchronisation.- 4.2.4 Kompander.- 4.2.5 Abzweigtechnik.- 4.3 Pulscodemodulationsgeräte mit kleiner Kanalzahl.- 4.3.1 PCM 24 mit Wägecoder.- 4.3.2 PCM 60 mit Zählcoder.- 4.4 Pulscodemodulationsgerät mit großer Kanalzahl.- 4.4.1 Sendeseite.- 4.4.2 Empfangsseite.- Schrifttum.- 5. Kabel- und Freileitungslinien.- 5.1 Allgemeines.- 5.1.1 Eigenschaften der Leitungen.- 5.1.2 Anforderungen an die Streckengeräte.- 5.1.3 Verstärkerschaltungen.- 5.1.4 Entzerrung und Regelung.- 5.1.5 Abzweigtechnik.- 5.1.6 Stromversorgung.- 5.1.7 Überwachung der Verstärker.- 5.2 Linien mit symmetrischen Leitungen.- 5.3 Linien mit Koaxialleitungen.- 5.3.1 Das System V 300.- 5.3.2 Das System V 2700 und V 1200 + TV.- 5.3.3 Seekabelsysteme.- 5.4 Hohlkabellinien.- 5.4.1 Kurzer Überblick.- 5.4.2 Zeichenverzerrung durch Bandbegrenzung.- 5.4.3 Zeichenverzerrung durch Dispersion.- 5.4.4 Frequenzweichen.- 5.4.5 Frequenzplan.- 5.4.6 Übersprechen durch nichtlineare Verstärkung.- 5.4.7 Rauschpegel und Fehlerwahrscheinlichkeit.- 5.4.8 Aufbau des regenerierenden Streckenverstärkers.- 5.5 Linien für Rundfunkübertragung.- 5.5.1 Tonrundfunklinien.- 5.5.2 Fernsehrundfunkl:inien.- 5.5.3 Drahtfunk.- 5.6 Linien mit Pulssystemen.- 5.6.1 Kabel- und Systemeigenschaften.- 5.6.2 Regenerierende Verstärker.- Schrifttum.- 6. Richtfunklinien.- 6.1 Allgemeines.- 6.2 Bemessungsfragen und Qualitätsforderungen.- 6.2.1 Die wichtigsten Modulationsarten für Richtfunk.- 6.2.2 Signal-Geräusch-Abstand bei Multiplexsignalen.- 6.2.3 Signal-Rausch-Abstand bei Fernsehsignalen.- 6.2.4 Basisfrequenzband.- 6.2.5 Zwischenfrequenzband.- 6.2.6 Radiofrequenzband.- 6.3 Richtfunksysteme mit Frequenzmodulation.- 6.3.1 Allgemeine Schaltprinzipien.- 6.3.2 Beispiel eines Breitband-Richtfunkgerätes: FM 1800/6000.- 6.4 Richtfunksysteme mit Einseitenbandmodulation.- 6.4.1 Allgemeine Schaltprinzipien.- 6.4.2 Beispiel eines EM-Richtfunkgerätes: EM 120/400.- 6.5 Richtfunksysteme mit Pulsphasenmodulation.- 6.5.1 Allgemeine Schaltprinzipien.- 6.5.2 Beispiel eines PPM:-Richtfunkgerätes: PPM 60/2000/2500.- 6.6 Filtertechnik für die Zusammenschaltung von Radiofrequenzkanälen.- 6.6.1 Allgemeines.- 6.6.2 Ausführungsbeispiele für Filter.- 6.6.3 Ausführungsbeispiele für Weichen.- 6.7 Ersatzschaltungstechnik.- 6.7.1 Maßnahmen zur Erhöhung der Zuverlässigkeit.- 6.7.2 Kriterien.- 6.7.3 Umschaltverfahren.- 6.7.4 Unterbrechungszeiten bei Umschaltungen.- 6.7.5 Ausführung der Umschalter.- 6.7.6 Eigenschaften von Umschaltverfahren.- 6.7.7 Beispiel einer Ersatzschaltung für ein Breitband-Richtfunksystem.- Schrifttum.- 7. Kurzwellenverbindungen.- 7.1 Allgemeines.- 7.1.1 Eigenschaften der Kurzwellen.- 7.1.2 Anforderungen an die Kurzwellengeräte.- 7.2 Sendearten und Bemessungsfragen.- 7.2.1 Telegraphie.- 7.2.2 Telephonie.- 7.3 Signalaufbereitung.- 7.3.1 Frequenzumsetzer.- 7.3.2 Rasterfrequenzerzeuger.- 7.3.3 Beispiele für Geräte mit Rasteroszillatoren.- 7.4 Sender.- 7.4.1 Bauteile und Schaltprinzipien.- 7.4.2 Ausführungsbeispiele.- 7.5 Empfänger.- 7.5.1 Allgemeine Forderungen.- 7.5.2 Großstationsempfänger.- 7.5.3 Kleinanlagenempfänger.- Schrifttum.- 8. Verkehrsfunktechnik.- 8.1 Allgemeines.- 8.1.1 Frequenzbereiche.- 8.1.2 Arten der Betriebstechnik.- 8.1.3 Modulationsverfahren.- 8.2 Verkehrsfunknetze.- 8.2.1 Ausbreitungsfragen.- 8.2.2 Störungen.- 8.2.3 Netzgestaltung.- 8.2.4 Die verschiedenen Verkehrsfunkdienste.- 8.3 Gerätetechnik.- 8.3.1 Zentralstationen.- 8.3.2 Fahrzeuganlagen.- 8.3.3 Tragbare Geräte.- 8.4 Ruftechnik.- 8.4.1 Allgemeines.- 8.4.2 Selektivruftechnik.- 8.4.3 Selektivrufsysteme.- 8.4.4 Selektivrufsystem des öffentlichen beweglichen Landfunkdienstes.- Schrifttum.- 9. Nachrichtenverbindungen über Satelliten.- 9.1 Allgemeines.- 9.1.1 Mechanischer Aufbau des Satelliten.- 9.1.2 Geeignete Satellitenbahnen.- 9.1.3 Lage- und Bahnstabilisierung.- 9.2 Übertragungssysteme.- 9.2.1 Frequenzbereich und Ausbreitungsfragen.- 9.2.2 Streckendämpfung, Sendeleistung und Geräusche.- 9.2.3 Modulationsverfahren.- 9.2.4 Doppler-Effekt.- 9.2.5 Laufzeiten.- 9.2.6 Kommando- und Fernmeßeinrichtungen.- 9.3 Nachrichtentechnische Geräte im Satelliten.- 9.3.1 Empfänger.- 9.3.2 Sender.- 9.3.3 Antennen.- 9.3.4 Stromversorgung.- 9.4 Nachrichtentechnische Geräte in der Bodenstation.- 9.4.1 Empfänger.- 9.4.2 Sender.- 9.4.3 Antennen.- 9.4.4 Stromversorgung.- 9.5 Bisherige Erkenntnisse und Betriebserfahrungen.- Schrifttum.- Sachwortverzeichnis.