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Rauschen

In einem idealen Übertragungskanal sind in Übertragungspausen außer dem Ruhepegel keinerlei elektrische Signale festzustellen. In der Praxis stahlen jedoch mannigfache elektromagnetische Wellen auf das Kabel ein. Quellen solcher Störsignale sind alle elektrischen Geräte und Maschinen in der Umgebung der Leitung und nicht zuletzt auch die natürliche Strahlung von Erde und Atmosphäre. Die Freqenzen und Feldstärken sind von zufälligen Faktoren abhängig. Alle diese auf das Übertragungsmedium einwirkenden zufälligen Signale nennt man 'Rauschen'. Dieses Rauschen läßt sich durch keinerlei Maßnahmen vollständig beseitigen, sondern nur mildern, z. B. durch abgeschirmte Kabel.

Aber auch innerhalb der Übertragungsstrecke, etwa durch die Bewegung der Elektronen im Leiter wird ein, wenn auch sehr schwaches, zusätzliches Signal erzeugt. In den Übertragungsweg geschaltete Verstärker, z. B. Repeater, verstärken natürlich nicht nur das Nutzsignal, sondern auch den Rauschanteil. Wenn das Rauschen einen gewissen Pegel übersteigt, kann dies zu empfängerseitigen Fehlern führen.

Von besonderem Interesse ist das Verhältnis von Nutzsignal zum Störsignal, da dieses 'Signal-Rauschverhältnis' wie schon die vorher erwähnte Bandbreite die maximale Übertragungsrate beeinflußt. Speziell bei der modulierten Übertragung spielt dieser Faktor eine wichtige Rolle. Das Signal-Rauschverhältnis wird meist in Dezibel angegeben:

      SR = 10 * log(Signalpegel/Rauschpegel) dB

Ein hoher Wert für SR impliziert einen weiten Abstand zwischen Signalpegel und Rauschpegel ein niedriger Wert steht für 'schlechte' Leitungen. Ein schlechter Wert läßt sich immer auf zwei Wegen verbessern; entweder durch Anheben des Signalpegels oder durch reduzieren des Rauschpegels. Das theoretische Maximum der Datenübertragungsrate C abhängig von SR und der Bandbreite B wird durch das Gesetz von Shannon-Hartley definiert:

      C = B * ld(1 + SN) bps
							
	

Maßnahmen zur Senkung des Rauschpegels sind einerseits Abschirmung (beim Koaxkabel), im Einstreuung von Störsignalen zu verhindern, und andererseits Differenzsignale (bei Twisted Pair), bei denen sich die eingestreuten Störungen auf den beiden Leitungen kompensieren.

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