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Technical University of Munich

Leitungsgebundene Übertragungstechnik

Lecturer (assistant)
Norbert Hanik
Number 0000003775
Type lecture with integrated exercises
Duration 4 SWS
Term Wintersemester 2019/20
Language of instruction German
Position within curricula See TUMonline
Dates See TUMonline

Admission information

See TUMonline

Objectives

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls verfügen die Studierenden ein fundiertes Verständnis des Aufbaus aktueller Übertragungstechnologien über leitungegebundene Medien (Kupfer-Doppelader, Koaxialkabel, Glasfaser). Sie haben die Fähigkeit, physikalische und systemtheoretische Modelle zur Beschreibung von Sender, Übertragungskanal, Empfänger, Entzerrer und Detektor auf die betrachteten Systeme anzuwenden, diese bezüglich entstehender Verzerrungen und der letztendlich resultierenden Bitfehlerrate zu analysieren und deren Übertragungsqualität zu bewerten. Mit den erworbenen Kenntnissen sind sie imstande, zuverlässige Übertragungssysteme über eine vorgegebene Leitungsinfrastruktur selbst zu entwerfen.

Description

Struktur des Kommunikationsnetzes.
Digitale Sendesignalformen und Leistungsdichtespektren: NRZ, RZ, QAM, CAP. Leitungscodierung. Übertragungsmedium Kupfer-Doppelader: Leitungsgleichungen, Dämpfungs- und Phasenfunktion, Reflexionen, Nebensprechen. Eigenschaften von Koaxialkabeln.
Digitale Übertragung: Intersymbol-Interferenz, Augenmuster, Augenöffnung, Rauschen, Bitfehlerwahrscheinlichkeit. Lineare Entzerrung: ZF- und MMSE-Entzerrung, Nyquist-Systeme. Nichtlineare Entzerrung: Quantisierte Rückkopplung, Tomlinson-Harashima-Vorverzerrung. Optimale Empfänger: ML-Detektion, Viterbi-Empfänger. Trellis-Codierte Modulation.
Grundlagen der optischen Übertragungstechnik. Aktuelle Übertragungssysteme über Kupferkabel und Glasfasern: xDSL, G.fast, Kabel-TV, passives optisches Zugangsnetz (PON), ausgewählte elektrische und optische Ethernet-Systeme von 10Mbit/s - 100Gbit/s.

Prerequisites

Höhere Mathematik, Signaldarstellung im Zeit- und
Frequenzbereich, Modulationsverfahren, Statistische Methoden der Nachrichtentechnik, Wellenausbreitung.
Vorlesungen, die dieses Wissen vermitteln, sind z. B.:
Analysis
Nachrichtentechnik
Signaldarstellung
Statistische Signaltheorie
Elektromagnetische Feldtheorie/Hochfrequenztechnik

Teaching and learning methods

Das Modul besteht aus einer Vorlesung (2SWS) und einer Übung (2SWS). In der Vorlesung wird der Lernstoff mittels PowerPoint-Präsentation vermittelt. Details und Beispiele werden an der Tafel präsentiert. In der Übung werden konkrete Aufgabe und Beispiele an der Tafel vorgerechnet.
Als Lernmethode wird zusätzlich zu den individuellen Methoden des Studierenden eine vertiefende Wissensbildung durch mehrmaliges Aufgabenrechnen in Übungen angestrebt.
Als Lehrmethode wird in der Vorlesungen und Übungen Frontalunterricht gehalten, in den Übungen auch Arbeitsunterricht (Aufgaben rechnen).

Examination

In der Abschlussklausur (75 min.) weisen die Studierenden durch Bearbeitung geeigneter Fragen nach, dass sie vorgegebene Übertragungssysteme bzw. Komponenten mit Hilfe der gelernten Modelle und Methoden analysieren und bewerten können. Beispielsweise soll die Bitfehlerrate eines Übertragungssystems mit vorgegebener Datenrate und Signalformat über Kupfer-Doppelader berechnet, und Maßnahmen zur Verbesserung der Performanz analysiert werden.
Darüber hinaus weisen die Studierenden durch Bearbeitung entsprechender Aufgaben nach, dass sie Übertragungssysteme und Komponenten nach vorgegebenen Randbedingungen bzw. geforderten Zielen dimensionieren können. Beispiel: Design eines optischen Übertragungssystems für vorgegebene Datenrate und Reichweite unter Einhaltung vorgegebener Leistungsreserven.

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