Definition

Modulation

Mitarbeiter: Wai Yin Lam

Modulation bezeichnet das Hinzufügen von Informationen (oder des Signals) zu einem elektrischen oder optischen Trägersignal. Modulation kann auf Gleichstrom (in erster Linie durch Ein- oder Ausschalten), auf Wechselstrom und auch auf optische Signale angewendet werden. Man kann sie sich in etwa vorstellen wie das Senden von Rauchzeichen, wobei das Schwenken der Decke eine Form der Modulation darstellt; die Leitung wäre in diesem Beispiel der stetige Strom von Rauch. Morse-Code, erfunden für die Telegrafie und noch heute im Amateurfunk in Gebrauch, verwendet ein binäres Digital-Signal (mit zwei Zuständen), das dem Code, der zwischen modernen Computern verwendet wird, gar nicht so unähnlich ist. In den meisten Fällen der Funk- und Telekommunikation dient Wechselstrom innerhalb eines gegebenen Frequenz-Intervalls als Träger. Zu den gebräuchlichen Modulationsmethoden gehören:

  • Amplitudenmodulation (AM), bei der sich die Spannung, die dem Träger zugeführt wird, im Zeitverlauf ändert
  • Frequenzmodulation (FM), bei der die Frequenz der Träger-Wellenform in geringem, aber dennoch aussagekräftigem Maß verändert wird
  • Phasenmodulation (PM), bei welcher der natürliche Fluss der Wechselstrom-Schwingung vorübergehend verzögert wird.

Diese Verfahren werden manchmal auch als Modulationmethoden kontinuierlicher Schwingungen (continuous wave) bezeichnet, um sie von der Puls-Code-Modulation (PCM) abzugrenzen, die zur Codierung von digitalen und analogen Informationen in binärer Form verwendet wird. Funk- und Fernseh-Sendestationen verwenden üblicherweise AM oder FM. Die meisten bidirektionalen Funknetze arbeiten mit FM, einige auch mit einem Modus namens Einseitenband-Modulation (SSB - Single Sideband).

Zu den komplexeren Modulationsformen gehören Phase Shift Keying (PSK) und die Quadratur-Amplitudenmodulation (QAM). Optische Signale werden moduliert, indem ein elektromagnetischer Strom die Intensität eines Laserstrahls variiert.

Modulation und Demodulation in Modems

Ein Computer, der eine Online- oder Internet-Verbindung über eine normale analoge Telefonleitung aufbaut, verfügt über ein Modem. Dieser Begriff leitet sich aus den Anfangsbuchstaben der Wörter Modulator und Demodulator her. In einem Modem betrifft der Modulationsprozess die Konvertierung des digitalen Computer-Signals (hohe und tiefe Zustände, bzw. logisch 1 und 0) in analoge Audio-Frequenzen. Digitale Hochs werden in einen Ton mit einer bestimmten konstanten Höhe umgewandelt, Tiefs in einen anderen konstanten Ton. Diese Zustände variieren in einer so schnellen Abfolge, dass sich das Ausgangssignal eines Computer-Modems wie ein Zischen oder Knurren anhört. Bei der Demodulation werden die Audiotöne zurück in Digital-Signale konvertiert, die der Computer  verstehen kann.

Multiplexing

Eine höhere Informationsmenge kann übertragen werden, indem man die Bandbreite des Trägersignals weiter unterteilt, sodass mehr als ein moduliertes Signal zur selben Zeit über denselben Träger gesendet werden kann. Dies ist unter der Bezeichnung Multiplexing bekannt. Dabei wird der Träger manchmal auch als Kanal bezeichnet und die einzelnen Signale, die über diesen übertragen werden, als Subkanäle (manchmal wird auch jeder Subkanal als Kanal bezeichnet). Das Gerät, das die verschiedenen Signale auf den Träger legt und den empfangenen Übertragungen wieder entnimmt, ist der Multiplexer.

Zu den häufigsten Formen des Multiplexing gehören Frequency Division Multiplexing (FDM) und Time Division Multiplexing (TDM). FDM wird normalerweise für die analoge Kommunikation verwendet und teilt die Hauptfrequenz des Trägers in separate Unterkanäle auf, von denen jeder sein eigenes Frequenzband innerhalb der gesamten Bandbreite besitzt. TDM wird für die digitale Kommunikation verwendet und teilt das Hauptsignal in Zeitscheiben auf, von denen jede ein separates Signal transportiert.

Diese Definition wurde zuletzt im Juli 2005 aktualisiert

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