Volkmar Brückner gibt einen Überblick über die Datenübertragung im Festnetz, durch Mobilfunk oder Satelliten sowie über globale mobile und optische Netze. Grenzen und Fehlerquellen für das Festnetz und die Übertragung bei der mobilen Kommunikation sowie Problemfelder in Technik und Ökologie werden angesprochen.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Volkmar Brückner gibt einen Überblick über die Datenübertragung im Festnetz, durch Mobilfunk oder Satelliten sowie über globale mobile und optische Netze. Grenzen und Fehlerquellen für das Festnetz und die Übertragung bei der mobilen Kommunikation sowie Problemfelder in Technik und Ökologie werden angesprochen.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Volkmar Brückner gibt einen Überblick über die Datenübertragung im Festnetz, durch Mobilfunk oder Satelliten sowie über globale mobile und optische Netze. Grenzen und Fehlerquellen für das Festnetz und die Übertragung bei der mobilen Kommunikation sowie Problemfelder in Technik und Ökologie werden angesprochen.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Aufbauend auf gymnasialen Kenntnissen werden die Zusammenhänge zwischen Glasfaser-Festnetz als Grundlage für schnelle Datenübertragung und mobilen Geräten wie Smartphones als Zugang zu Informationen immer und von überall geschildert. Dabei werden vorrangig Methoden der digitalen Informationsübertragung behandelt. Besonderer Wert wird anhand von Beispielen auf die Entwicklung von Fähigkeiten gelegt, technische Probleme in eine „Ingenieurssprache“ zu übertragen. Zudem werden Probleme der Datensicherheit und deren mögliche Lösungen in der Zukunft an Beispielen erläutert.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Aufbauend auf gymnasialen Kenntnissen werden die Zusammenhänge zwischen Glasfaser-Festnetz als Grundlage für schnelle Datenübertragung und mobilen Geräten wie Smartphones als Zugang zu Informationen immer und von überall geschildert. Dabei werden vorrangig Methoden der digitalen Informationsübertragung behandelt. Besonderer Wert wird anhand von Beispielen auf die Entwicklung von Fähigkeiten gelegt, technische Probleme in eine „Ingenieurssprache“ zu übertragen. Zudem werden Probleme der Datensicherheit und deren mögliche Lösungen in der Zukunft an Beispielen erläutert.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Die Planarisierung von Lichtwellenleitern ist ein aktuelles Forschungsthema und stellt den nächsten Schritt in Richtung hochintegrierter optischer Lösungen dar. Optische Lichtwellenleiter ermöglichen im Vergleich zu elektrischen Leitern eine höhere Datenübertragungsrate sowie Bandbreite und sind unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störfeldern. Ihre Integration in Substratoberflächen ermöglicht ihren kombinierten Einsatz für die Kommunikation und für messtechnische Aufgaben. In dieser Arbeit wird ihr Einsatz im Maschinenbau im Allgemeinen und auf der Oberfläche einfacher metallischer Bauteile im Besonderen erforscht. Eine Integrationsstrategie hierfür wird vorgestellt und untersucht. Basierend auf den Ergebnissen der Untersuchungen wird ein aufbau- und verbindungstechnisches Modul nach der Entwicklungsmethodik von mechatronischen Systemen entworfen. Das Modul lässt sich in Standardmaschinen der Produktionstechnik, wie Portal- oder Industrieroboter, implementieren. Dadurch können bestehende Fertigungslinien im Maschinenbau um den neuem Arbeitsschritt der Oberflächenintegration von Lichtwellenleitern ergänzt werden. In modernen Maschinen und im Rahmen von Industrie 4.0 werden zunehmend mechanische Bauteile mit Sensorelementen ausgestattet. Die Sensorik befähigt das Bauteil, im Einsatz relevante Prozessdaten aus seiner Umgebung zu erfassen und an die Maschinenperipherie weiterzuleiten. Die Daten dienen zur Optimierung der Bauteile und der Prozesse sowie zur Veranlassung einer vorausschauenden Wartung (engl. predictive maintenance). Die mit dem Modul hergestellten oberflächenintegrierten Lichtwellenleiter übernehmen in diesem Zusammenhang die Aufgabe der Datenübertragung zwischen den Sensorelementen auf dem Bauteil und der Peripherie.
Aktualisiert: 2021-05-12
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Die Planarisierung von Lichtwellenleitern ist ein aktuelles Forschungsthema und stellt den nächsten Schritt in Richtung hochintegrierter optischer Lösungen dar. Optische Lichtwellenleiter ermöglichen im Vergleich zu elektrischen Leitern eine höhere Datenübertragungsrate sowie Bandbreite und sind unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störfeldern. Ihre Integration in Substratoberflächen ermöglicht ihren kombinierten Einsatz für die Kommunikation und für messtechnische Aufgaben. In dieser Arbeit wird ihr Einsatz im Maschinenbau im Allgemeinen und auf der Oberfläche einfacher metallischer Bauteile im Besonderen erforscht. Eine Integrationsstrategie hierfür wird vorgestellt und untersucht. Basierend auf den Ergebnissen der Untersuchungen wird ein aufbau- und verbindungstechnisches Modul nach der Entwicklungsmethodik von mechatronischen Systemen entworfen. Das Modul lässt sich in Standardmaschinen der Produktionstechnik, wie Portal- oder Industrieroboter, implementieren. Dadurch können bestehende Fertigungslinien im Maschinenbau um den neuem Arbeitsschritt der Oberflächenintegration von Lichtwellenleitern ergänzt werden. In modernen Maschinen und im Rahmen von Industrie 4.0 werden zunehmend mechanische Bauteile mit Sensorelementen ausgestattet. Die Sensorik befähigt das Bauteil, im Einsatz relevante Prozessdaten aus seiner Umgebung zu erfassen und an die Maschinenperipherie weiterzuleiten. Die Daten dienen zur Optimierung der Bauteile und der Prozesse sowie zur Veranlassung einer vorausschauenden Wartung (engl. predictive maintenance). Die mit dem Modul hergestellten oberflächenintegrierten Lichtwellenleiter übernehmen in diesem Zusammenhang die Aufgabe der Datenübertragung zwischen den Sensorelementen auf dem Bauteil und der Peripherie.
Aktualisiert: 2021-09-09
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Das POF-Symposium fasst die deutschlandweiten POF-Aktivitäten zusammen und bildet so die vielfältigen Kompetenzen im Bereich der Optischen Technologien in Deutschland ab.
Lichtwellenleiter aus hochtransparentem Kunststoff, die auf dem Prinzip der Totalreflexion basieren, werden aufgrund ihrer einfachen Ausführung als Alternative zu konventionellen optischen Glasfasern betrachtet. Geringe Produktionskosten, hohe Flexibilität, Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Einflüssen sowie eine generell höhere Widerstandsfähigkeit im Vergleich zu konventionellen optischen Glasfasern führen die Liste der Vorteile an. Weitere Merkmale sind eine wesentlich einfachere Handhabung und ein geringes Gewicht. So finden optische Polymerfasern vor allem Anwendung in der Datenübertragung über kurze bis mittlere Strecken, im Bereich der Beleuchtung in der Automobil– undLuftfahrttechnik, aber auch in der Sensorik.
Die Veranstaltung ist im Allgemeinen auf optische Polymerfasern fokussiert und beschäftigt sich im Speziellen mit den Anwendungsfeldern aktive Fasern, Sensorik und Produktion. Im Rahmen der zweitägigen Veranstaltung wurden neueste nnovationen und Trends aus Forschung und Entwicklung vorgestellt und diskutiert. Die Vorträge und Zusammenfassungen bilden den Inhalt dieses Tagungsbandes.
Aktualisiert: 2020-07-19
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Visible Light Communication (VLC) is an emerging wireless data transmission technology. Light is used simultaneously for illumination as well as for communication and /or positioning purposes. If fully networked, dubbed Li-Fi, VLC systems complement Wi-Fi access points. VLC is an incident of optical wireless communications (OWC). OWC systems provide high data security, are license-free, and may substitute radio systems when these either fail or are not permitted. VLC technology enhances smart lighting infrastructure and Internet-of-Things (IoT) use cases. LED-based Car-to-X communication is an enabling platform towards autonomous driving.
This workbook complements the textbook “Visible Light Communications: Theoretical and Practical Foundations” and the exercises therein. The following areas are covered: OWC applications, fundamentals of illumination engineering, channel modeling, optical intensity modulation schemes, VLC standardization efforts, the software-defined radio concept, selection criteria of photonic devices, fundamental circuit designs, and visible light positioning.
The solutions manual is written for students and lecturers in electrical and information engineering or adjacent areas, as well as for engineers, information scientists, and physicists in research and development.
Aktualisiert: 2022-10-11
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Es ist zweifelhaft, ob die in Server-Zentren für die optische Datenkommunikation eingesetzten konventionellen vertikal-emittierenden Halbleiter-Laser (VCSEL) die steigenden Anforderungen an die Modulationsgeschwindigkeit und Energieeffizienz in Zukunft erfüllen können. Eine Alternative stellen Spin-VCSEL dar, welche das Potenzial haben, mithilfe von Polarisationsmodulation konventionelle intensitätsmodulierte Laser sowohl um eine Größenordnung bei der Modulationsgeschwindigkeit zu übertreffen als auch im Energieverbrauch zu unterbieten. Markus Lindemann beschreibt die physikalischen Grundlagen des Spin-VCSELs und erarbeitet einen Vergleich zwischen konventionellem VCSEL und Spin-VCSEL. Anhand detailliert beschriebener Experimente und Simulationen demonstriert er das Potenzial des Spin-VCSELs. Er erläutert zusätzlich ein Konzept für eine effiziente elektrische Spin-Injektion für zukünftige Kommunikationssysteme.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Es ist zweifelhaft, ob die in Server-Zentren für die optische Datenkommunikation eingesetzten konventionellen vertikal-emittierenden Halbleiter-Laser (VCSEL) die steigenden Anforderungen an die Modulationsgeschwindigkeit und Energieeffizienz in Zukunft erfüllen können. Eine Alternative stellen Spin-VCSEL dar, welche das Potenzial haben, mithilfe von Polarisationsmodulation konventionelle intensitätsmodulierte Laser sowohl um eine Größenordnung bei der Modulationsgeschwindigkeit zu übertreffen als auch im Energieverbrauch zu unterbieten. Markus Lindemann beschreibt die physikalischen Grundlagen des Spin-VCSELs und erarbeitet einen Vergleich zwischen konventionellem VCSEL und Spin-VCSEL. Anhand detailliert beschriebener Experimente und Simulationen demonstriert er das Potenzial des Spin-VCSELs. Er erläutert zusätzlich ein Konzept für eine effiziente elektrische Spin-Injektion für zukünftige Kommunikationssysteme.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Die optische Datenkommunikation bildet mit den nationalen und globalen Lichtleitfaserkabeln das technologische Rückgrat der modernen Datennetze. Der vorliegende Band führt in die optische Nachrichtentechnik ein und liefert das physikalische und optische Grundlagenwissen. Besprochen werden elektromagnetische Wellen in dielektrischen Materialien, Polarisationszustände des Lichtes, Rayleighstreuung, Dispersionseffekte, die stimulierte Emission, die Doppelbrechung in anisotropen Stoffen, die Raman- und Brillouin-Streuung und der elektrooptische Effekt. Außerdem werden Bauelemente der Lichtleitertechnik wie Faser-Polarisatoren, optische Isolatoren und Richtkoppler sowie optische Übertragungssysteme erläutert.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Volkmar Brückner gibt einen Überblick über die Datenübertragung im Festnetz, durch Mobilfunk oder Satelliten sowie über globale mobile und optische Netze. Grenzen und Fehlerquellen für das Festnetz und die Übertragung bei der mobilen Kommunikation sowie Problemfelder in Technik und Ökologie werden angesprochen.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Hauptthema dieser Arbeit ist die Flexibilisierung der spektralen Effizienz in optischen Übertragungssystemen. Zentraler Ansatz ist dabei die systematische Behandlung digitaler Modulationsverfahren.
Die Amplitudenumtastung wird um eine Variante erweitert, bei der die Bits auf eine Gruppe von Symbolen abgebildet werden. Die Konstellation ist bereits bei reeller Amplitudenumtastung mehrdimensional. Die erarbeitete Entwurfsmethodik liefert die Anzahl an Konstellationspunkten, ihre Positionierung im Raum und die Abbildung der zu übertragenden Bits. Durch Erweiterung der Entwurfsmethodik auf Phasenumtastung und Quadraturamplitudenmodulation entstehen einfache Ausdrücke für die Bitfehlerwahrscheinlichkeit mehrerer konkreter Modulationsformate mit einer hohen Dichte an Werten für die spektrale Effizienz. Diese Ausdrücke werden simulativ und messtechnisch überprüft.
Hiernach erfolgt die Anwendung im optischen Übertragungskanal. Die Eigenschaften des optischen Kanals erfordern diverse Signalverarbeitungsverfahren zur Kompensation der eingebrachten Störgrößen. Bei kohärenter Detektion ist eine Trägersynchronisation erforderlich. Nach einer Übersicht über die verschiedenen Verfahren werden zwei Methoden im Detail betrachtet. Weiterhin ist die Entzerrung der Eigenschaften der optischen Faser erforderlich. Es wird ein entsprechender Überblick gegeben und die grundlegendsten Verfahren werden messtechnisch angewendet.
Als Alternative zur digitalen Modulation im Zeitbereich wird OFDM diskutiert. In der Hauptsache wird die Intensitätsmodulation behandelt. Im optischen Kanal ist die Implementierung anspruchsvoll, weswegen eine detaillierte Modellierung stattfindet.
Abschließend wird die WDM-Technologie als Mittel zur flexiblen Ausnutzung der Bandbreite des optischen Kanals behandelt.
Aktualisiert: 2021-12-20
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Kommunikationstechniken mit stetig wachsenden Datenraten sind in unserer Gesellschaft nicht mehr wegzudenken. Dabei ist die optische Nachrichtenübertragung für das Basisnetz ein wichtiger Bestandteil der gesamten Telekommunikation. Um den steigenden Ansprüchen gerecht zu werden, ist es erforderlich, Bestehendes zu verbessern sowie neuartige Verfahren zu benutzen. In dieser Arbeit wird das kohärent optische orthogonale Frequenzmultiplexverfahren untersucht. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Verwirklichung der digitalen Signalverarbeitung unter Berücksichtigung von limitierten Hardwareresourcen. Es werden die Auswirkungen von begrenzten Wortlängen der digitalen Signalverarbeitung auf die Systemleistung aufgezeigt. Ebenso werden die Datenraten ermittelt, die mit diesem System erzielbar sind. Neben den theoretischen Untersuchungen wird in dieser Arbeit auch ein Übertragungsexperiment vorgestellt. Darüber hinaus wird ein Ausblick über alternative Transformationen für die Mehrträgerübertragung präsentiert und deren Eigenschaften dargestellt. Es handelt sich hierbei um die Hadamard-Transformation und diskrete Haar-Transformation.
Aktualisiert: 2021-12-20
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Volkmar Brückner gibt einen Überblick über die Datenübertragung im Festnetz, durch Mobilfunk oder Satelliten sowie über globale mobile und optische Netze. Grenzen und Fehlerquellen für das Festnetz und die Übertragung bei der mobilen Kommunikation sowie Problemfelder in Technik und Ökologie werden angesprochen.
Aktualisiert: 2023-04-04
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