A
Abschirmung
Abschirmung im Sinne der Elektrotechnik ist eine Ummantelung eines Objekts, die das Ein- oder Ausdringen von elektromagnetischen Wellen schwächt. Die Ummantelung oder Umhüllung besteht in der Regel aus Metall oder aus leitfähigen Stoffen wie z.B. Kunststoff mit Metallpuderinhalt. Die Abschirmung soll dann die Felder soweit an der Durchdringung hindern, dass im abgeschirmten (ruhigen Bereich) nur anwendungsgerechte Leistungen abgestrahlt werden. In selteneren Fällen werden auch Abschirmungen aus magnetisch leitfähigem Material erstellt.
a-Law
a-Law bezeichnet ein Kompandierungsverfahren zur Übertragung von Sprache in digitalen Kanälen. Das a-Law-Verfahren wird in Europa eingesetzt und ist vergleichbar, aber nicht kompatibel mit dem in Amerika und Asien eingesetzten u-Law-Verfahren.
Amplitudenmodulation
Wird ein Trägersignal mit einem niederfrequenten Datensignal (Informationssignal) derart verändert (moduliert), dass sich die Amplitude des Trägersignals mit dem Verlauf des modulierenden Datensignals verändert, so ist dies eine Amplitudenmodulation (abgekürzt: AM).
Das Datensignal kann sowohl kontinuierlich als auch sprunghaft den Wert ändern. Es ergeben sich dann die unterschiedlichen Modulationsarten nach der ITU-Norm.
Anpassung
In einem System zur Übertragung von Leistung bei Wechselspannung ist die Anpassung (genauer: Leistungsanpassung) ein Zustand, bei dem die innere Impedanz der Quelle optimal an die äußere Impedanz der Senke (des Verbrauchers) angepasst ist. Bei Anpassung wird die maximale Leistung von der Quelle zur Senke übertragen, anderenfalls weniger als dieses Maximum.
Antennengewinn
Antennengewinn ist der Gewinn an – gerichteter – Feldstärke, den eine Antenne im Vergleich zu einer Normalantenne bei der gleichen Eingangsleistung aufweisen kann. Als Normalantenne kann sowohl der isotrope Strahler (ein idealisiert kugelförmig abstrahlender Strahler) dienen oder man benutzt den auch real darstellbaren Dipol (Halbwellendipol) als Normal. Der Wert wird dann in dBi (für den isotropen Strahler) oder in dBd (für den Halbwellendipol) angegeben. Der Wert in dBi ist 2,15 dB höher, da der Halbwellendipol bereits einen Gewinn von 2,15 dBi aufweist.
B
Bandbreite
Ein in der Frequenz, Phase und Amplitude unveränderliches periodisches Signal wird als Träger bezeichnet und belegt im Frequenzbereich nur eine einzige Frequenz. Jegliche Modulation bewirkt, dass das entstehende Signal mehr als nur eine einzelne Frequenz belegt. Man spricht dann von einer – in der Darstellung im Frequenzbereich – Bandbreite, die das Signal belegt. Ein definierter Frequenzbereich wird auch als Kanal bezeichnet. Für das Zusammenleben der Nutzungssignale im Funk definiert man dann auch eine Bandbreite (Kanalbandbreite), die den “Rasen” definiert, auf dem das Signal einer Nutzung “spielen” darf.
BER
BER (Bit Error Rate) ist der Quotient der falsch übertragenen Bits in einem Datenstrom zur Gesamtzahl der übertragenen Bits. Eine BER sollte also möglichst niedrig (klein) sein.
Blocking
Blocking ist der Effekt, dass ein relativ weit entferntes Signal, also kein Nachbarkanal, den eigenen Empfangskanal beeinflusst, speziell durch Reduktion der Empfangsempfindlichkeit.
Bluetooth
Bluetooth ist ein lizenziertes System der Kurzstreckenübertragung im Bereich von 2,4 GHz. Seit der Entstehung im Jahre 1989 wurde das System derart verfeinert und spezialisiert, dass es aus der heutigen Welt kaum mehr wegzudenken ist. Anwendungen reichen vom drahtlosen Ohrhörer bis zum Quasi-Netzwerk zwischen Handheld-Computern und Smartphones.
Bel
Benannt nach Alexander Graham Bell, ist das Bel (hier nur ein “l”) eine Hilfsmaßeinheit zum logarithmischen Vergleich von Werten. Eine Spannung kann also nicht in Bel gemessen werden, wohl aber das Verhältnis zwischen zwei Spannungen. Ein Bel bezeichnet einen Faktor von 10 (log(10) = 1). Ein Dezibel (abgekürzt: dB) bezeichnet also ein Verhältnis von 1 zu 10^0,1 ≈ 1,259 (die Vorsilbe “dezi” bedeutet ein Zehntel, also 0,1).
BNetzA
BNetzA is die amtliche Abkürzung für Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen oder einfach Bundesnetzagentur. Diese Behörde der Bundesrepublik Deutschland ist u.a. für die Funkregulierung zuständig.
C
CCITT-Filter
Das CCITT-Filter ist ein Filter, um mit linear arbeitenden Messgeräten eine Bewertung von Audiosignalen zu erlauben, die das Empfinden des menschlichen Gehörs nachempfindet. Man kann also mit diesem Filter gehörrichtig Audiosignale messen und bewerten.
CE
CE (Conformité Européenne) steht für die Konformität eines Produktes mit den Normen und Regelwerken der EU und ist gleichzeitig eine Kennzeichnung auf den Produkten, die aussagt, dass der Inverkehrbringer das Produkt nach den o.a. Regeln hergestellt und getestet hat.
CE ist kein Prüfsiegel oder die Bestätigung eines Tests auf Konformität durch ein Prüfhaus.
CSS
CSS (Chirp Spread Spectrum) ist ein Sendemodus im Betrieb von Spread Spectrum-Systemen, bei dem Funkmodule die benutzte Frequenz in Form eines Chirp (eines sinusförmigen Signals, dessen Frequenz kontinuierlich ansteigt oder abfällt) übertragen. Es ist eine Form des Frequenzhopping.
D
Datenfunk
Werden Daten drahtlos (via Funk) übertragen, so spricht man von Datenfunk. Es werden normalerweise Funkmodems zur Übertragung eingesetzt.
dBµV
dBµV ist eine relative logarithmische Maßeinheit, die sich auf eine Spannung von 1µV bezieht.Der Wert 0dBµV ist also die Spannung von einem Mikrovolt.
dBc
dBci ist eine relative logarithmische Maßeinheit zum Vergleich von Leistungspegeln des Augenblicksignales eines modulierten Trägers. Der Wert bezieht sich auf die Leistung des unmodulierten Trägers.
dBd
dBd ist eine relative logarithmische Maßeinheit zum Vergleich von Antennen, die sich auf einen Halbwellendipol bezieht.
dBi
dBi ist eine relative logarithmische Maßeinheit zum Vergleich von Antennen, die sich auf einen isotropen (kugelförmig strahlenden) Antennenstrahler bezieht.
dBm
dBm ist eine relative logarithmische Maßeinheit, die sich auf eine Leistung von einem Milliwatt bezieht. Der Wert 0Bm ist also die Leistung von einem Milliwatt.
dBV
dBV ist eine relative logarithmische Maßeinheit, die sich auf eine Spannung von 1V bezieht. Der Wert 0dBV ist also die Spannung von einem Volt.
Demodulation
Demodulation ist die Gegenrichtung zur Modulation. Eine Demodulation beim Empfänger bewirkt also eine möglichst genaue Rückgewinnung des Signals, das im Sender zur Modulation diente.
DIN
DIN (Deutsches Institut für Normung) ist der nationale Normengeber für Deutschland.
Diversity
Diversity bezeichnet in der Funktechnik die Fähigkeit eines Funksystems zur vielfältigen Übertragung von einem Signalinhalt über verschiedene Wege. Dies kann im einfachsten Fall Antennen-Diversity sein, also das Empfangen von einem Signal durch mehrere Antennen und mehrere Wege. Es sind auch Diversity-Verfahren in Nutzung, die das Signal über mehrere Frequenzen führen. Besondere Beachtung findet die Technik MIMO (Multiple Input Multiple Output), bei der sowohl Sender als auch Empfänger mindestens zwei Sende- und Empfangssysteme verwenden, die auf der gleiche Frequenz das gleiche Signal ausstrahlen und damit die negativen Auswirkungen von Mehrwegeempfang und Fading (Schwankungen der Empfangsfeldstärke, z.B. durch den Doppler-Effekt bei mobilen Systemen) ausgleichen.
E
Eigenstörung
Eingenstörung bezeichnet ein Phänomen, das z.B. daraus resultieren kann, dass ein Funkmodul (meist nur der Empfänger) durch eine Aussendung oder interne Übertragung von Signalen der eigenen Elektronik gestört wird. Dies ist in der Regel auf ein unachtsames Design zurückzuführen. Treten Eigenstörungen auf, so ist oft ein tiefgreifendes Redesign der Einheit notwendig.
EIRP
EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) ist die gerichtete Strahlungsleistung, die von einer Antenne abgestrahlt wird, und in Vergleich zu der Abstrahlung eine isotropen Strahlers gesetzt wird. Wird also von einem isotropen Strahler als Antenne auf eine Richtantenne übergegangen, so steigt die EIRP im Verhältnis des maximalen Antennengewinns der Richtantenne zum isotropen Strahler.
EMV
EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) beschreibt das Verhalten von elektrischen Geräten dahingehend, wie sie, sowohl in aktiver als auch in passiver Weise mit anderen Geräten in ihrer Umgebung in Interaktion treten. Bei der passiven EMV betrachtet man, was elektromagnetische Einflüsse anderer Quellen an Wirkung auf das beobachtete Gerät haben. Nach den Normen lässt man vorgegebene Einflussgrößen (Felder und drahtgebundene Signale) einwirken und es wird analysiert, ob das beobachtete Gerät Fehlfunktionen oder gar Schäden davon trägt. Bei der aktiven EMV wird gemessen, welche Störungen das beobachtete Gerät in die Umwelt abgibt.
EN
Mit dem Präfix EN (European Norms) werden Normen gekennzeichnet, die von verschiedenen europäischen Behörden für Standardisierungen für alle möglichen Lebensbereichen entworfen und verwaltet werden. Beispielsweise werden von der ETSI durch die Norm EN 300 440 Geräte standardisiert, die mit kurzer Reichweite in Frequenzbändern von 25 MHz bis 1000 MHz senden und empfangen.
ERP
ERP (Effective Radiated Power) ist die gerichtete Strahlungsleistung, die von einer Antenne abgestrahlt wird und die in Relation zu der Abstrahlung eine Halbwellendipols gesetzt wird. Wird also von einem Halbwellendipol als Antenne auf eine Richtantenne übergegangen, so steigt die ERP im Verhältnis des maximalen Antennengewinns der Richtantenne zum Dipol.
ESD
ESD (Electrostatic Discharge) bezeichnet die Beeinflussung von Geräten durch kurzzeitige, transiente Entladungen. Diese Entladungen können unterschiedlichste Quellen haben, jedoch ist sehr häufig der Mensch der Träger dieser ESD-Ladung, die z.B. durch Reibungen mit Kleidung, Polstern von Möbeln und Fußbodenbelägen entstehen kann. Die Verträglichkeit von Geräten wird durch das Aufbringen von kontrollierten Ladungen mit bis zu 16 kV getestet.
ETSI
ETSI (European Telecommunications Standards Institute) ist der europäische Normengeber für Normen in der Telekommunikation.
F
FCC
FCC (Federal Communications Commission) ist die Funkregulierungsbehörde der USA.
FEC
FEC (Forward Error Correction) benennt ein Verfahren in der Technik der digitale Übertragung, bei dem einem Datenstrom (Bitstrom) Redundanz hinzugefügt wird. Im einfachsten Fall geschieht dies durch Umkodieren in der Form, dass aus einem Paket von n Bits kodiert ein Ergebnis von m Bits entsteht (mit m > n). Man kann dann durch Rückrechnung und die Nutzung der mitverwendeten Prüfsummen kleinere Fehler (Fehlerlängen) korrigieren. Der Preis jeglicher FEC ist das Ansteigen der übertragenen Datenmenge.
Fehlererkennung
Fehlererkennung benennt im weitesten Sinne alle Verfahren, die einen Übertragungsfehler im Signal erkennen. Bei digitalen Signalen sind das Verfahren, die sowohl Prüfbits als auch Prüfsummen bei der Aussendung mit übertragen und beim Empfang dann vergleichen. Die Fehlererkennung kann dazu dienen, eine Nachricht zu verwerfen, also als fehlerhaft zu erkennen und nicht zu nutzen. Sie kann aber auch, mit erweiterten Verfahren, dazu dienen, kleinere Fehler zu korrigieren.
Freifelddämpfung
Freifelddämpfung ist die theoretische Abschwächung des Signals einer Funkverbindung über eine bestimmte Strecke im Vakuum. Für die Freifelddämpfung wird von einer Verbindung mit isotrop strahlenden Antennen ausgegangen und es wird die Leistungsdichte am Sendeort mit der Leistungsdichte am Empfangsort ins Verhältnis gesetzt. Es sind also keine Antennen oder meteorologische Einflüsse enthalten. Die Freifelddämpfung wird üblicherweise in dB angegeben. Man geht hier von einer Sichtverbindung aus, also einer geradlinigen Verbindung ohne Hindernisse zwischen Sender und Empfänger.
Frequenzhopping
Dieses Verfahren (engl. Frequency Hopping) wurde von der US-Schauspielerin Hedy Lamarr während des Zweiten Weltkriegs konzipiert und später vom US-Militär weiter verfeinert. Die Idee besteht darin, dass bei einer Funkübertragung ständig die Frequenzen gewechselt werden. Sowohl dem Sender als auch dem Empfänger ist das Muster bekannt, nach dem “durch die Frequenzen gehüpft” wird. Heute dient dieses Verfahren z.B. im Bluetooth-Standard und im WLAN-Standard 802.11 zur besseren Übertragungssicherheit und zur Vermeidung von länger andauernden Frequenzblockaden.
Frequenzmodulation
Wird ein Trägersignal mit einem niederfrequenten Informations- oder Datensignal derart verändert (moduliert), dass sich die Frequenz des Trägersignals mit dem Verlauf des modulierenden Signals verändert, so ist dies eine Frequenzmodulation (abgekürzt: FM).
Das modulierende Signal kann sowohl kontinuierlich als auch sprunghaft den Wert ändern. Es ergeben sich dann die unterschiedlichen Modulationsarten nach der ITU-Norm.
Frequenzzuweisung
Die nationalen Regulierungsbehörden weisen allgemeinen Diensten (Fernsehen, Rundfunk, Mobiltelefon) und speziellen Anwendungen bestimmte Frequenzen oder Frequenzbänder zu. Diese Frequenzzuweisungen richten sich normalerweise nach den Bandplänen der ITU und den ITU-Regionen. Eine Nutzung kann dann lizenzfrei (z.B. bei den ISM-Bändern) oder auch mit einer finanziell hohen Lizenzgebühr verbunden sein.
Fresnel-Zone
Elektromagnetische Wellen breiten sich vergleichbar wie Licht aus. Steht ein Hindernis (z.B. ein Haus, ein Berg, ein Wald o.ä.) im Weg, und ist dieses für elektromagnetische Wellen undurchdringbar, so entsteht ein Schatten in der Ausbreitung der Welle. Vergleichbar mit der Lichtbrechung an Kanten und der dadurch entstehenden Hinterleuchtung von Hindernissen, haben die elektromagnetischen Wellen ebenfalls eine Brechungserscheinung, die als Fresnel-Zone bezeichnet wird. Es ist also möglich, eine Funkverbindung ohne Sichtverbindung zu betreiben, obwohl weder durch Wellenleitung noch durch Wellenreflektion elektromagnetische Energie vom Sender zum Empfänger gelangt. Namensgeber der Fresnel-Zone ist Augustin Jean Fresnel, ein französischer Physiker, der im Bereich der Optik arbeitete.
Funkmodem
Ein Funkmodem ist eine Baugruppe, die in sich den Radio- oder Funkteil und die Modulations– und Demodulations-Einheit zur Übertragung von digitalen Daten enthält. In den meisten Fällen beinhaltet die Modulations- und Demodulations-Einheit bereits einen Micro-Controller, der mit einer seriellen Schnittstelle angesprochen werden kann.
Funkmodul
Ein Funkmodul ist eine Baueinheit, die den Empfang, das Senden oder beides in sich vereinigt, wobei die Signale (analog oder digital) an einer Schnittstelle anliegen und die Funkseite mit einem Kabelanschluss oder einer im Modul integrierten Antenne realisiert ist. Das Funkmodul kann auch, wenn es digitale Daten übermittelt, als Funkmodem bezeichnet werden.
Funknetz
Ein Funknetz ist eine Gruppe von Funkmodulen oder Funkmodems, die im Normalfall mehr als zwei Endpunkte enthält und Kommunikationssignale innerhalb des Funknetzes zwischen zwei Punkten transportiert, wobei diese Endpunkte keinen direkten Kontakt zueinander haben müssen. Die Kommunikation wird üblicherweise in Form von adressierten Datenpaketen ausgeführt, wobei die Pakete in eigens definierten Kommunikationsprotokollen übermittelt und auch quittiert werden.
Funkprotokoll
Ein Funkprotokoll ist eine Form eine Protokolls zur Abwicklung einer Funkverbindung. Hierbei werden die Aussendungsformen, die Antworten und die erlaubten Reaktionszeiten in der Regel definiert. Die Aussendungsform bezeichnet hier die Reihenfolge der Zeichen, die die Übertragung eröffnen, ggf. Zeichen zur Synchronisation des Empfängers, die Adresse des Empfängers, die Nutzdaten, Prüfsummen und die Schlusszeichen zur Kennzeichnung des Ende des “Satzes” einer Übertragung. Im Regelfall wird dann der Empfänger der Nachricht die Datenrichtung umkehren und, nach Prüfung der Nachricht, eine positive oder negative Antwort abgeben. Der Sender wird dann, wenn er das Signal des Empfängers erhalten hat, ggf. den nächsten Satz übermitteln oder den Satz wiederholen.
G
Gateway
Ein Gateway bezeichnet den Übergang einer Kommunikationsform zu einer weiteren. So kann z.B. ein Gateway daraus bestehen, das Daten von einem Gerät per Funk gesendet dann über ein Festnetz-Gateway (also per Telefon im weitesten Sinne) weiter übermittelt.
Gleichkanalunterdrückung
Die Gleichkanalunterdrückung bemisst die Fähigkeit eines Empfängers, ein Nutzsignal zu empfangen, obwohl im gleichen Kanal noch ein weiteres, schwächeres Signal vorhanden ist.
H
Höhere Modulationsarten
Als höhere Modulationsarten versteht man Mischungen aus den verschiedenen grundlegenden Modulationsarten. So kann also z.B. ein Modulationsverfahren sowohl Amplitudenmodulation als auch Phasenmodulation gleichzeitig enthalten. Diese Verfahren werden gerne zur schnellen Übertragung von digitalen Signalen eingesetzt, wobei die digitalen Signale dann nicht mehr als einzelne Bits, sondern als Bitgruppen die Modulationszustände steuern. So kann man in einer Zeiteinheit z.B. per QAM256 jeweils ein Byte übertragen, also 8 Bit. Diese Modulationsarten werden häufig verwendet in Datenströmen, die z.B. aus Videoinformation oder aus den Datenpaketen einer WLAN-Verbindung bestehen.
I
IEC
IEC (International Electrotechnical Commission) ist eine weltweit arbeitende Normungsstelle, die allgemeine Normen der Elektrotechnik verwaltet.
Intermodulation
Intermodulation beschreibt die unerwünschte Mischung von Trägersignalen bei nicht-linearen Bauelementen. Es entstehen Summen- und Differenzsignale, die außerhalb des gewünschten Signalbereiches liegen. Es werden Intermodulationsprodukte unterschiedlicher Ordnung benannt (z.B. IP3), um die Linearität z.B. von Eingangsstufen von Empfängern oder ähnliches zu bewerten.
Internet
Das Internet ist ein internationaler Verbund aus Rechnern. Es besteht aus der Verbindung von unterschiedlichen Teilnetzen, die jedoch mittels vereinbarter Transportprotokolle den Datenaustausch zwischen zwei oder mehr Endgeräten weltweit zulässt. Als Transportprotokoll wird mehrheitlich TCP/IP verwendet.
IoT
IoT (Internet of Things) ist eine frei gewählte Gruppierung von Einheiten, die die Kommunikation mit den Mitteln des Internets betreiben, dies kann auf drahtgebundenem oder drahtlosem Weg erfolgen. Grundlage dieser Kommunikation ist die Adressierung der Einheiten durch eine einmalige und eindeutige Adresse im Internet. Diese IP-Adresse muss kontrolliert vergeben werden und ermöglicht dann eine Kommunikation zwischen beliebigen Einheiten des IoT weltweit. Die Basis für diese Welt ist der Adressbereich der IPv6-Adressen.
IP
IP steht für Internet Protocol, ein Protokoll, das den Transportstrom von Daten im Internet beschreibt. Es benutzt zur Adressierung die IP-Adresse, um Datenpakete von einem Sender zu einem Empfänger zu transportieren. Die Pakete können bis zu 65535 Byte lang sein. Das Internet Protocol garantiert NICHT die einwandfreie Übertragung vom Sender zum Empfänger und auch nicht die Einhaltung der Paketreihenfolge von mehreren Paketen, die sich auf dem Weg befinden. Das IP ist nur ein Layer im Protokoll-Stack der Internet-Datentransporte.
IP-Adresse
Eine Adresse zur eindeutigen Identifikation eines Teilnehmers am Internetdatenverkehr. Beginnend mit der IPv4-Adresse wurde dann mit der Welle der vermehrten Nutzung des Internets und der damit verbundenen Anforderungen an eindeutige Adressen die IPv6-Adresse eingeführt. Die IPv4-Adresse hat heute nur noch eine Bedeutung in abgeschlossenen Teilnetzen. Sie wird im globalen Verkehr in eine IPv6-Adresse übersetzt.
IPv4-Adresse
Eine Adresse mit 2^32 (≈ 4,3 x 10^9) unterschiedlichen eindeutigen Adressen und somit deutlich weniger Möglichkeiten als die IPv6-Adresse.
IPv6-Adresse
Eine Adresse mit 2^128 (≈ 3,4 x 10^38) unterschiedlichen eindeutigen Adressen und somit deutlich mehr Möglichkeiten als die IPv4-Adresse.
ISM
ISM (Industrial, Scientific and Medical) ist eine Gruppierung von Funknormungen und Frequenzzuweisungen, die den lizenzfreien Betrieb von Funkmodulen erlauben. Die Funkleistung und die Beeinflussung von Frequenzbereichen außerhalb des eigenen Frequenzbandes sind durch Normen geregelt (z.B. EN 300 220).
ISO
ISO (International Organization for Standardization) ist eine Organisation, die weltweit Normen erstellt bzw. verwaltet.
ITU
ITU (International Telecommunication Union) ist eine internationale Vereinigung zur Koordinierung von Telekommunikationsdiensten und deren Normung. Die Welt wird durch die ITU in Regionen aufgeteilt.
ITU-Regionen
Die ITU hat für ihr Regelwerk die Welt in 3 Regionen aufgeteilt. Die Region 1 beinhaltet Europa, Afrika, den vorderen Orient, die Mongolei und die ehemalige UdSSR. Die Region 2 beinhaltet Nord- und Südamerika sowie Grönland. Die Region 3 beinhaltet Asien, Australien und die pazifischen Inseln inklusive Hawaii.
J
Jitter
Jitter benennt den Effekt, dass in einem periodischen digitalen Signal der nächste Signalübergang (Flanke) in einem bestimmten Bereich zeitlich variiert. Es kommt also eine Flanke etwas früher oder etwas später als erwartet. Im Grundsatz ist dies eine digitale Phasenmodulation, die aus den Gründen der Quelle des Effekts ein Phasenrauschen darstellt.
K
Kompandierung
Kompandierung ist ein Kunstwort, gebildet aus dem ersten Teil des Wortes Komprimierung und dem zweiten Teil des Wortes Expandierung. Damit werden Verfahren (wie z.B. das a-Law- und das u-Law-Verfahren) bezeichnet, die bei Signalen mit großem dynamischen Umfang (z.B. der menschlichen Sprache) zur Datenreduktion verwendet werden. Dabei wird das Signal beim Sender mit einer festgelegten Kennlinie verzerrt (komprimiert) und nach der Übertragung beim Empfänger mit der komplementären Kennlinie entzerrt (expandiert). Der hörbare Verlust durch das Kompandierungsverfahren ist meistens nur gering.
Klirrfaktor
Wird ein sinusförmiges Signal an nichtlinearen Kennlinien verzerrt, so spricht man bei Audiosignalen von einem Klirrfaktor, dem Verhältnis des oder der unerwünschten Signale zum Nutzsignal. Die Anteile des Klirrfaktors sind harmonische (also ganzzahlig vielfache) Frequenzen des Nutzsignals. Der Namen entstammt der Empfindung, dass man ein Klirren hört, statt eines reinen Signals. Der Klirrfaktor findet sich bei analogen Signalen im SINAD-Wert wieder.
Kommunikation
Kommunikation ist das Übermitteln bzw. Austauschen von Daten zwischen zwei oder mehr Endeinheiten. Die zwischen Menschen häufig verwendete Kommunikation ist die Sprache. Bei Geräten oder anderen Einheiten ist die Kommunikation durch den Transport von Daten, also Werten, die einen Zustand beschreiben, gekennzeichnet. Die Website, die Sie gerade betrachten, beschäftigt sich mit Kommunikationsmitteln im Bereich der Elektrotechnik und im Besonderen der Funkwellen.
Konnektiviät
Konnektivität ist die Fähigkeit von Geräten oder Systemen, sich mit anderen Systemen zu verbinden. Konnektivität ist die Voraussetzung zur Interkommunikation von Systemen oder Systemkomponenten.
L
LAN
LAN (Local Area Network) ist die Form eines Netzwerk, welches örtlich begrenzt (daher local area) verschiedene Teilnehmer und einen oder mehrere Übergangspunkte zu einem WAN verbindet. Letztere Verbindung ist nicht zwingend gegeben, wenn aus Sicherheitsgründen oder mangels Notwendigkeit kein Übergang zur restlichen Welt erforderlich ist. In einem LAN werden Protokolle benutzt, die eine Adressierung der Teilnehmer innerhalb und ggf. auch außerhalb des LANs erlauben. LAN-Verbindungen können per Kupfer, Glasfaser oder drahtlos erfolgen. Im Allgemeinen hat sich das Ethernet und seine Varianten als physikalische Basis durchgesetzt.
Link Budget
Das Link Budget ist die Aufstellung der Sendeleistung und aller Gewinne und Verluste auf dem Weg vom Senderausgang bis zum Empfängereingang. Hierzu zählen alle Gewinne (durch Antennen und Verstärker) und alle Verluste (durch die Streckendämpfung, Antennenkabel oder ähnliches). Es wird gewöhlich das Endergebnis und ggf. die einzelnen Elemente aufgelistet; die Einheit ist hier das dB. Ein Link Budget wird erstellt, um eine Kommunikationssituation zu dokumentieren und ggf. zu vergleichen.
LoRa
LoRa (von engl. long range, große Reichweite) ist ein von Semtech patentiertes Modulationsverfahren basierend auf CSS, das eine Übertragung von Daten bis zu 20 dB unterhalb des Rauschens zulässt. Die Übertragung ist vergleichsweise langsam und somit auch nicht besonders gut für große Datenmengen geeignet. Für Anwendungen im IoT bzw. im Bereich M2M ist es jedoch zur einfachen Signalisierung sehr gut geeignet, da die benutzten Funkmodule in der Regel mit recht kleiner Leistung vergleichsweise große Distanzen überbrücken können. Die Technik wird im LoRaWan (Long Range Wide Area Network), einem lizensierten proprietären Protokoll der LoRa Alliance verwendet.
M
MER
MER (Modulation Error Rate) bezeichnet bei höherwertigen Modulationsarten die Fehlerrate bei der Erkennung von einzelnen separaten Modulationszuständen. In Analogie befindet sich der Begriff EVM (Error Vector Magnitude), also den Abstand eines realen Modulationszustands vom Ort des idealen Modulationszustand. Ist der Wert der EVM zu groß, so steigt ab einem bestimmten Punkt die MER mehr oder weniger stark an.
Messtechnik
Messtechnik ist die Technik der Erfassung von physikalischen Größen durch Vergleich mit einer Grundeinheit.
Modulation
Modulation bezeichnet das Aufbringen einer niederfrequenteren Information auf ein Signal (Datenträger oder kurz Träger), um dann das so modulierte Signal (Mischung) per Draht, Faser oder drahtlos zu übertragen.
Auf diese Weise wird Information mit quasi beliebigem Inhalt auf den Träger mit seiner festen Frequenz übertragen. Man unterscheidet die drei grundlegende Modulationsarten Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation und Phasenmodulation sowie beliebige Mischverfahren dieser drei Grundmodulationsarten.
N
Nachbarkanalleistung
Unter Nachbarkanalleistung versteht man die Leistung eines Funksenders, die außerhalb des eigenen Kanals und speziell im direkten Nachbarkanal bzw. dem daran angrenzenden nächsten Kanal emittiert wird.
Nachbarkanalselektion
Nachbarkanalselektion bezeichnet die Fähigkeit eines Empfängers, einen Übertragungskanal zu nutzen, ohne durch gleichzeitige Aussendungen auf Nachbarkanälen gestört zu werden. Je höher die Nachbarkanalselektion, umso besser ist die Störfestigkeit.
NB-IoT
NB-IoT (Narrowband IoT) ist eine Übertragungsartengruppe, die die Übertragung von Daten zwischen IoT-Geräten bei niedriger Datenrate erlaubt und gleichzeitig mit nur kleiner Leistung arbeitet. Hierzu gehört LoRaWAN mit LoRa als Grundtechnik, sowie der LPWAN-Standard. LTE unterstützt ebenfalls mit LTE Cat NB1 diesen Bereich.
Nebenaussendungen
Alle Aussendungen eines Senders, die außerhalb des Frequenzbandes des eigenen Nutzkanal liegen, bezeichnet man als Nebenaussendungen. Diese Nebenaussendungen können harmonische Aussendungen sein, also ganzzahlige Vielfachfrequenzen der Nutzfrequenz, als auch subharmonische des Nutzsignals. Weiterhin können beliebige Mischprodukte aus der Frequenzaufbereitung des Senders sowie (zu all den angegeben Frequenzen) auch deren Phasenrauschen als Nebenaussendungen angesehen werden.
Die Leistungsgrenzwerte der Nebenaussendungen werden in den jeweiligen Normen zu Funksystemen definiert.
NFC
NFC (Near Field Communication) ist eine Sonderform der RFID-Technologie, bei der mehr oder weniger intelligente Geräte in einem stark begrenzten Bereich (nominal 10 cm) miteinander kommunizieren. Genutzt wird die Technik für die Abfrage von Kreditkarten oder die Kommunikation zwischen mobilen Endgeräten und Kassenterminals. Feldtests ergaben, dass die Systeme jedoch einen weitaus größeren Kommunikationsbereich haben und somit ein Sicherheitsrisiko darstellen, da auch eine unerwünschte Kommunikation stattfinden kann.
O
OSI-Schichtenmodell
In dem OSI-Projekt (Open Systems Interconnection) der ISO wurde für die Datenübertragungen ein Modell entwickelt, das als ISO/OSI-Schichtenmodell (engl. OSI Layer Model oder nur OSI Model) bekannt wurde. Es definiert die unterschiedlichen Aufgaben innerhalb eines Datenübertragungssystems (speziell Netzwerke) durch die Einführung von Schichten (engl. layer), die die Funktionalität in Form eine Stapels beschreiben. Hierdurch wird eine einfache und sinnvolle Aufgabenteilung sowohl in der Hardware als auch in der Software möglich. Gleichzeitig erlaubt es die Verwendung von gleichen Elementen in unterschiedlichen Systemen.
P
Paketfehler
siehe PER
PER
PER (Packet Error Rate) ist die Rate von fehlerhaft übertragenen Paketen in einem Fehlertest. Zum Vergleich der PER werden i. d. Regel standardisierte Testaufbauten und spezialisierte Test-Hardware verwendet.
Phasenmodulation
Wird ein Trägersignal mit einem niederfrequenten Informations- oder Datensignal derart verändert (moduliert), dass sich die Phasenlage des Trägersignals mit dem Verlauf des modulierenden Signals verändert, so ist dies eine Phasenmodulation.
Das modulierende Signal kann sowohl kontinuierlich als auch sprunghaft den Wert ändern. Es ergeben sich dann die unterschiedlichen Modulationsarten nach der ITU-Norm.
Phasenrauschen
Phasenrauschen ist eine spezielle Form der Auswirkung des Rauschens. Phasenrauschen ist die im Sinne des Rauschens veränderte Phasenlage eines Signals, im Besonderen das eines Oszillators. Durch den Einfluss des Rauschens auf die frequenzbestimmenden Elemente eines Oszillators kommt es zu einer Phasenmodulation, die eine sogenannte Rauschglocke um das gewünschte Oszillatorsignal bildet. In der Realität der Funksysteme wirkt diese Rauschglocke wie ein Störsignal in der Nähe des Nutzsignals (Träger) und verringert die Empfindlichkeit von Empfängern bzw. sorgt bei Sendern zu Störungen in Nachbarkanälen. Das Phasenrauschen im analogen Bereich entspricht dem Jitter im digitalen Bereich. Phasenrauschen wird auch als Seitenbandrauschen bezeichnet.
PLL
PLL (Phase-Locked Loop) bezeichnet eine Anbindung eines freilaufenden Oszillators nach Teilung der Frequenz mit dem geteilten Signal einer möglichst stabilen Oszillatorfrequenz (Quarz-Oszillator oder besser). Bei diesem Vergleich wird im Vergleicher sowohl die Frequenz als auch die Phase der beiden geteilten Signale verglichen. Das Fehlersignal, also die Abweichung wird dann genutzt um den freilaufenden Oszillator so zu regeln, dass sowohl Frequenz als auch Phase im Vergleicher gleich sind. Durch Wahl der Teilerketten kann man je nach Aufwand sehr feinstufig die Frequenz des freilaufenden Oszillators wählen. Bedingt durch die Regelbewegung kommt es jedoch zu einem Anstieg des sogenannten Phasenrauschens, also zu Bewegungen in der Phase des Oszillators. Wird die Schaltung des Regelkreises jedoch geschickt gewählt, so kann das Phasenrauschen gut in Grenzen gehalten werden.
Polarisation
Elektromagnetische Wellen sind Transversalwellen, also Wellen, die quer zur Ausbreitungsrichtung schwingen. Sie haben bedingt durch das Zusammenspiel zwischen elektrischem und magnetischem Feld eine Polarisation, dies ist die Schwingrichtung des elektrischen Feldes. Eine Welle kann also horizontal oder vertikal linear polarisiert sein. Im speziellen Fall können auch zirkular polarisierte Wellen bestehen, bei denen die beiden Anteile einer Welle (elektrisches Feld und magnetisches Feld) sich in einem Umlauf im Sinne der Polarisation in Bezug auf die Ausbreitungsrichtung befinden. Es ist zu erwähnen, dass eine Antenne mit einer linearen Polarisation die 90° gedrehte Wellenform nur sehr stark unterdrückt sendet bzw. empfängt. Gleiche gilt für eine zirkulare Polarisation bezüglich der Drehrichtung der Welle. Zwischen linearen und zirkularen Wellen besteht ein Verlust auf die Hälfte der Empfindlichkeit beim Wechsel zwischen linear und zirkular oder umgekehrt.
Protokoll
Ein Protokoll im Allgemeinen ist ein Vereinbarung über Rahmenbedingungen einer Kommunikation und die Abfolge der Vorgänge während der Kommunikation.
Prüfsumme
Die Prüfsumme ist das Ergebnis eines algorithmisch-mathematischen Berechnungsprozesses über eine vorbestimmte Datenmenge. Die einfachste Prüfsumme ist das Prüfbit (allgemein Parity Bit genannt), bei dem ein Byte oder Wort aus Datenbits um ein Bit erweitert wird. Dieses zusätzliche Bit wird dann so gewählt, dass die Gesamtzahl der Bits inklusive des Prüfbits dann immer in der Summe gradzahlig oder (alternativ) ungradzahlig ist. Auf diese Weise kann man Einzelbitfehler erkennen. Eine andere Möglichkeit ist z.B. die Addition aller Bytes eines Datenpakets: Dann kann diese Summe (oder zumindest das niederwertigste Byte davon) auch mit übertragen werden und ggf. einen Fehler anzeigen. Weitere Verfahren sind z.B. der CRC (Cyclic Redundancy Check), bei dem durch Polynom-Additionen und Schiebefunktionen eine recht robuste und platzsparende Prüfsumme entsteht.
R
Rauschen
Rauschen sind die statistisch verteilten Schwankungen einer physikalischen Größe. Rauschen in der Elektrotechnik kennzeichnet sich durch die stochastischen Schwankungen eines Stromes. Eine der grundlegenden Ursachen für Rauschen in der Elektronik und speziell der Funktechnik ist das thermische Rauschen, also Ladungsbewegungen, die aus der thermischen Bewegung von Ladungsträgern resultieren. Dieses thermische Rauschen steigt vom absoluten Nullpunkt bei 0 Kelvin stetig an. Hierbei ist die Rauschleistung proportional der Temperatur.
Rauschen wird in Analogie zur Farblehre mit Farben assoziiert. So wird ein frequenzunabhängiges Rauschen (thermische Rauschen) als weißes Rauschen bezeichnet. Ein Rauschen, das im niederfrequenten Bereich stärker auftritt, wird als rosa Rauschen benannt. Tritt es im niederfrequenten Bereich schwächer auf, so wird es als blaues Rauschen bezeichnet.
Das Rauschen ist der größte Feind der Funkübertragung, da es die Grenze der Reichweite stark herabsetzen kann.
Reichweite
Als Reichweite eines Funksystems bezeichnet man den Abstand zwischen Sender und Empfänger, bei dem eine vorgegebene Betriebssicherheit bei der Übertragung von Daten gegeben ist.
Repeater
Ein Repeater ist eine Funkstation, die keinen eigenen Dialog führt, sondern ein Signal eines Senders empfängt und zeitverzögert weitergibt. Durch einen Repeater ist in einem Funknetz ein Funkverkehr möglich, ohne dass die empfangende Station ein direktes Signal vom Sender empfangen (“hören”) kann. Die Arbeitsweise eines Repeaters bedarf eines guten Funkprotokolls und einer guten Planung der Vernetzung, damit eine Nachricht nicht “bis in alle Ewigkeit” im Netz kreist. Die intelligente Form des Repeaters ist ein Routing Repeater, der bereits weiß, ob er eine Nachricht weitergeben muss, oder ob die Nachricht (nach seinem Wissen) bereits angekommen sein muss.
RFID
RFID (Radio Frequency Identification) bezeichnet ein Verfahren, das per Funk mit kleinsten elektronischen Einheiten in einen bzgl. Abstand, Datenmenge und Übertragungsgeschwindigkeit stark eingeschränkten Dialog treten kann. Man unterscheidet aktive, passive und semi-passive RFID-Tags. Passive RFID-Tags haben keine eigene Versorgung und werden nur durch das abfragende Gerät per elektromagnetischer Wellen gespeist. Aktive RFID-Tags haben hingegen eine Sendeempfänger und eine eigene Batterie. Die semi-passive RFID-Tags haben eine Batterie, z.B. zur Versorgung von Messelektronik, aber keinen eigenen Sender. Bei den passiven RFID-Tag-Formen erfolgt das Senden von Datensignalen meist durch Modulation des umgebenden elektromagnetischen Feldes.
RSSI
RSSI (Received Signal Strength Indicator) ist ein analoger oder digitaler Wert, der von einem Funkempfänger bereitgestellt wird und die Signalstärke des empfangenen Signals wiedergibt; je höher der Wert, desto höher die Signalstärke. Zwischen zwei verschiedenen Anwendungen kann der RSSi i.A. nicht verglichen werden.
S
Schmalband
Als Schmalband bezeichnet man (Funk-)Systeme, die mit einer vergleichsweise niedrigen Bandbreite arbeiten. Schmalband-Systeme werden dort eingesetzt, wo die erforderliche Datenrate niedrig ist, aber die Reichweite und Zuverlässigkeit in Relation zur Versorgungsleistung hoch sein soll (Beispiel: Fernsteuer-System für Bohrinseln auf hoher See).
Im Gegensatz dazu stehen Breitband-Systeme, die auf einem vergleichsweise breiten Frequenzband arbeiten und sich durch eine hohe Datenübertragungsrate auszeichnen (Beispiel: Übertragung eines Video-Streams). Nachteilig bei Breitbandsystemen sind die hohe Störanfälligkeit und die damit einhergehende hohe benötigte Versorgungsleistung.
SDR
SDR (Software Defined Radio) bezeichnet eine Technologie, die ab vom altkonservativen Schaltungsaufbau eines Senders bzw. Empfängers vom analogen Bearbeitungspfad abweicht und die Signale soweit wie eben möglich und im Verlauf der Signalführung so früh wie möglich digital bearbeitet. Dies resultiert in Technologie wie DDS und Direktmischung durch AD-Wandlung sowie durch den Einsatz von DSP-ähnlichen Prozessoren und der dadurch möglichen digitalen Filterung sowohl im Sender als auch im Empfänger.
Sigfox
Sigfox ist eine Marke für ein proprietäres, strikt lizenzbasiertes Funksystem für den Bereich des Internet of Things. Sigfox benutzt ein Frequenzband im Bereich von 800 MHz bis 900 MHz.
Signal-Rausch-Verhältnis
Das Signal-Rausch-Verhältnis (engl. signal-to-noise-ratio, abgekürzt: S/N) ist das Verhältnis zwischen Nutzsignal und dem unvermeidlich im Empfänger vorhandenen Rauschsignal. Ab einem bestimmten S/N erreicht man je nach Modulationsart eine Übertragung mit einer passend niedrigen Bitfehlerrate.
SINAD
SINAD (Signal to Noise and Distortion) ist das Verhältnis zwischen Nutzsignal und dem unvermeidlich im Empfänger vorhandenen Rauschsignal sowie den Verzerrungen (Klirrfaktor). Ab einem bestimmten SINAD erreicht man je nach Modulationsart eine Übertragung mit einer passend niedrigen Verzerrung. Der SINAD-Wert macht nur Sinn im Bereich der analogen Modulationssignale (Audio o.ä.).
Spektrum
Aus einem gegebenen Signal kann durch die Fourier-Transformation (einem mathematischen Verfahren) das zugehörige (Frequenz-)Spektrum bestimmt werden, also die Gesamtheit der Frequenzen, aus denen sich das Signal zusammensetzt.
Spread Spectrum
Spread Spectrum ist ein Synonym für eine Aussendungsart, bei der ein Träger neben der eigentlichen Modulation noch eine weitere Bearbeitung erhält, die darin besteht, dass nicht eine feste Trägerfrequenz benutzt wird, sondern die Trägerfrequenz nach einem festgelegten Muster kontinuierlich oder in Sprüngen verändert wird. Letzteres Verfahren, das Frequenzhopping, diente erstmals im militärischen Bereich zur Sicherung und Verschleierung von Steuersignalen für Torpedos.
Streckendämpfung
Streckendämpfung ist die Abschwächung des Signal einer Funkverbindung über eine bestimmte Strecke. Für die Streckendämpfung wird die Freifelddämpfung abzüglich eines Antennengewinns und zuzüglich eventuell vorhandener Zusatzverluste (meteorologische Verluste) summiert und üblicherweise in dB angegeben.
Störfestigkeit
Die Störfestigkeit eines Empfängers ist dessen Fähigkeit, bestimmungsgemäß zu empfangen, auch unter dem Einfluss von Störsignalen im eigene Nutzkanal, in Nachbarkanälen oder in Frequenzbereichen weiter ab (Blocking). Eine hohe Störfestigkeit und eine gute Empfindlichkeit eines Empfängers bestimmt (bei gleicher Sendeleistung) hochgradig die Reichweite eines Funksystems.
Strahlungsdiagramm
Neben dem theoretischen isotropen Strahler haben alle anderen Antennen eine mehr oder weniger eindeutige Richtcharakteristik, indem in eine oder mehrere Richtungen besser und dafür in andere Richtungen schlechter abgestrahlt wird. Bei technischen Antennen (nicht natürlichen) legt man Wert darauf, dass die Antenne in eine oder mehrere Vorzugsrichtungen abstrahlt und somit auch empfängt. Die zwei- oder dreidimensionale Aufzeichnung der Richtcharakteristik bezeichnet man als Strahlungsdiagramm.
T
Tastverhältnis
Das Tastverhältnis bezeichnet den Quotienten aus Einschaltzeit(Dauer eines Impulses) dividiert durch die Dauer der gesamten Periode.
Bei Funksystemen ist je nach Norm definiert, welche Einschaltzeit (prozentual) für eine ebenfalls definierte Betrachtungsdauer erlaubt ist. Man will auf diese Weise das Blockieren eines Kanals durch einen Dauersender vermeiden.
TCP/IP
TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) ist das Protokoll, dass im OSI-Schichtenmodell die Netzwerk-Layer und Transport-Layer belegt. Es dient zum gesicherten Transport von Datenpaketen. Durch die im Protokoll verankerten Verfahren wird sichergestellt, dass der Empfänger alle Pakete empfangen hat und diese Pakete in der Reihenfolge korrekt sortiert sind.
Transceiver
Transceiver ist ein Kunstwort, gebildet aus dem ersten Teil des Wortes Transmitter und dem zweiten Teil des Wortes Receiver. Auf Deutsch wird damit also ein Sendeempfänger bezeichnet.
Transponder
Transponder ist ein Kunstwort, gebildet aus dem ersten Teil des Wortes Transmitter und dem zweiten Teil des Wortes Responder. Damit wird ein Sendeempfänger bezeichnet, der nur dann antwortet, wenn er durch eine Nachfragenachricht dazu aufgefordert wurde. Kommunikationssatelliten benutzen ebenfalls Transponder, um ein im Uplink gesendetes Signal dann auf einer anderen Frequenz im Downlink wieder auszusenden.
U
u-Law
u-Law (eigentlich µ-Law, ausgesprochen etwa “müh-laah”) bezeichnet ein Kompandierungsverfahren zur Übertragung von Sprache in digitalen Kanälen. Das u-Law-Verfahren wird in Amerika und Asien eingesetzt und ist vergleichbar, aber nicht kompatibel mit dem in Europa eingesetzten a-Law-Verfahren.
W
WAN
WAN (Wide Area Network) ist die Form eines Netzwerks, welches nicht wie ein LAN ein örtlich stark begrenztes Netzwerk als Basis benutzt, sondern im Gegenteil auf Verbindungen oder Vernetzung durch Weitstreckentechnik aufbaut. Als WAN bezeichnet man z.B. den Teil einer Anbindung an ein Haus oder ein Firmengebäude, der über die Grenzen des eigene Grundstücks durch einen Provider, wie z.B. die Telekommunikations-Unternehmen bereitgestellt wird. In einem WAN werden die gleichen Protokolle benutzt wie in einem LAN, mit der Ausnahme der beiden untersten Ebenen, also der Bitübertragungsschicht und dem Medium.
WLAN
WLAN (Wireless LAN) ist die drahtlose Verlängerung der Funktionalitäten eines LAN. Das WLAN wird auch häufig als WiFi bezeichnet, obwohl die Bezeichnung WiFi nur für eine Marke mit einer Lizenzierung durch die WiFi Alliance steht und im Kern WLAN nutzt.
Z
Zertifizierung
Zertifizierung ist eine Bestätigung einer Fähigkeit oder von Leistungen in Form einer Beurkundung, die neben der Beschreibung der Fähigkeiten oder der Leistung die Aussage der Verwendbarkeit beinhaltet. Es kann also sowohl ein Mensch, eine Institution als auch ein Gerät zertifiziert sein.
ZigBee
ZigBee, benannt nach dem zick-zack-förmigen Flugverhalten von Bienen, ist ein paketorientiertes Datenübertragungsnetzwerk. Obwohl die einzelnen Teilnehmer des Netzwerks nur eine kleine Leistung und damit verbunden eine kleine direkte Reichweite besitzen, werden durch die Weitergabe von Nachrichten (Forwarding) an andere Stationen des Netzwerks Verbindungen mit mittlerer Reichweite ermöglicht. Durch die kleine Leistung und die Gitter-Netzwerkstruktur ist ZigBee besonders effektiv im Bereich von IoT-Geräten einsetzbar, da hier normalerweise keine sehr kurzen Transportzeiten und keine großen Datenmengen erforderlich sind.