Viel hilft viel: Ausreichend Ressourcen sind eine notwendige Voraussetzung    

„Hubraum ist durch nichts zu ersetzen – außer durch Hubraum“. Diesen – sicher nicht mehr ganz aktuellen – Spruch kennen wir von PS-Freaks, wenn sie in Vergleichen von schnellen Fahrzeugen schwelgen. Rein technisch stimmt er aber leider und ist auch auf breitbandige Telekommunikationssysteme anwendbar, wenn wir Hubraum durch Spektrum ersetzen.    Wie wir schon wissen, ist die Glasfaser bei der Absolutbandbreite nicht zu schlagen, sie kann diese auch vollständig zur Datenübertragung nutzen. In den meisten anderen Fällen muss die knappere Ressource weiter unterteilt werden: In Kupferkabeln müssen die Daten sich den Platz mit der klassischen Sprachkommunikation teilen, in Koaxialsystemen finden wir eine Unterteilung in zahlreiche Kanäle, die teilweise für die primäre Aufgabe der Fernsehverteilung weiter genutzt werden. In funkgestützten Systemen ist die Situation bei weitem am schwierigsten: Die wertvolle Ressource Spektrum wurde im Laufe der Zeit in einen komplexen Flickenteppich von Kanälen unterteilt, viele Allokationen stammen noch aus der Zeit der Schmalbandkommunikation. Zusammengefasst kann daher nur bei der Glasfaser die Bandbreite 1:1 in Datenraten umgerechnet werden. Für alle anderen Systeme müssen wir in die Trickkiste greifen und Verfahren ersinnen, wie wir aus einem Hertz Spektrum ein Vielfaches an Bit/s herausholen können, das heißt die Spektrumseffizienz steigern. Die Funktechnik erfordert dabei die höchste Zauberkunst.   

Spektrumseffizienz: Was steckt dahinter und was ist machbar?    

Sind die Ressourcen begrenzt, brauchen wir Maßnahmen zur Effizienzsteigerung, wenn wir ein System leistungsfähiger machen wollen. Diese Binsenweisheit gilt nicht nur für Organisationen, sondern auch für die Übertragungstechnik. Wir verwenden dort Signale geeigneter Frequenz, deren Parameter wir im Takt der Information verändern – technisch heißt dies „Modulation“. Es stellt sich nun heraus, dass die Effizienz davon abhängt, wie viele Parameter mit welcher Zustandsvielfalt verwendet werden, zunächst: Je mehr desto besser. Wir wissen aber, dass im täglichen Leben derartigen Verfahren schnell Grenzen gesetzt sind. Wenn wir plötzlich vier statt zwei Jobs in der gleichen Zeit zu erledigen haben, wächst der Druck, die Fehlerwahrscheinlichkeit steigt und die Qualität sinkt. In der Technik ist das nicht anders. Es handelt sich nämlich um ganz generelle Prinzipien. Ohne hierauf näher einzugehen, lässt sich für unser Problem der Steigerung der Spektrumseffizienz folgern, dass mit wachsender Zustandsvielfalt der Modulationsparameter die Empfindlichkeit gegen Störungen überproportional ansteigt, dem Trick also durchaus enge Grenzen gesetzt sind.