Kommunikationstechnologie
Technologien zur effizienten, zuverlässigen und sicheren Übertragung und Verarbeitung von Informationen bilden die Grundlage der digitalisierten Gesellschaft und stehen bei dieser Vertiefungsrichtung im Mittelpunkt. Moderne leistungsfähige Kommunikationssysteme nutzen wir alle jeden Tag, um Nachrichten mit Freunden auszutauschen, uns im Internet schnell über Dinge zu informieren, die uns gerade interessieren oder unsere Lieblingsserien anzuschauen. Zumeist verwenden wir dazu kleine, leichte und kabellose Geräte. Und nicht nur wir als Privatpersonen, sondern alle Teile der Gesellschaft, wie z.B. die Industrieproduktion, die Energiewirtschaft, die Medizin oder das Verkehrswesen sind zunehmend auf schnelle, zuverlässige und sichere Kommunikation angewiesen und stellen immer höhere Ansprüche an die Technologie, die das ermöglichen soll. Als Studierende der Kommunikationstechnologie erhalten Sie Einblick in die interessante und vielfältige Welt der Kommunikationstechnologien. Sie lernen die Methoden kennen und verstehen, die uns moderne Kommunikation ermöglichen, aber auch deren Grenzen und Probleme, die es zu überwinden gilt. Als Expertin oder Experte für Kommunikationstechnologie werden Sie nach Ihrem Abschluss alle Hände voll zu tun haben - und die Digitalisierung steht ja erst am Anfang ihrer Entwicklung!
Schwerpunkte
In der Vertiefungsrichtung studieren Sie ab dem 4. Semester Pflichtmodule, die Ihnen die grundlegenden Verfahren der Kommunikationstechnologie theoretisch und praktisch vermitteln. Außerdem gibt es Wahlpflichtmodule, die einen Katalog von Lehrveranstaltungen enthalten, aus dem Sie je nach aktuellem Angebot frei wählen können. Für Studierende, die sich über die Vertiefungsrichtung hinaus noch weiter spezialisieren möchten, haben wir spezielle Wahlpflichtkataloge zusammengestellt. Wählen Sie alle Lehrveranstaltungen aus einem dieser Kataloge und fertigen Ihre Bachelorarbeit außerdem zu einem passenden Thema an, können Sie sich auf Ihrem Zeugnis einen der nachfolgend vorgestellten Schwerpunkte ausweisen lassen.
Im Schwerpunkt Daten- und Multimediatechnik werden die Grundlagen der Verarbeitung und Übertragung von Informationen in Form von Daten und Multimedia (Sprache, Musik, Bilder und Video/Film) geforscht und gelehrt.
Es geht also um Informations- und Kommunikationstechnologie. Heutzutage kann man in keiner Branche darauf verzichten. Die Technologien werden hauptsächlich in folgenden Bereichen eingesetzt:
- Unterhaltungselektronik (Rundfunk, Fernsehen, Spiele etc.)
- Internet, Mobilfunk und Satellitenkommunikation
- Moderne Energienetze (Smart Grid)
- Vernetzte Produktion (Industry 4.0, Smart Factory)
- Gesundheitswesen (eHealth)
- Verkehr (Car2x)
- Zuhause (Smart Home)
Konkret handelt es sich dabei um den Einsatz von effizienten Verfahren: zur Verarbeitung von Informationen (A/D-Umwandlung, Komprimierung, Quellencodierung) und zur sicheren Übertragung der Informationen (Modulation, Kanalcodierung, drahtlose und drahtgebundene Übertragung).
In den Vorlesungen und Laborübungen werden die Grundkenntnisse der entsprechenden Bereiche vermittelt:
- Grundlagen der Nachrichtentechnik
- Modulation und Codierung
- Übertragungstechnik
- Kommunikationsnetze
Der Schwerpunkt Energieinformationsnetze beinhaltet Themen der klassischen Nachrichtentechnik und Datenübertragung inklusive der Netze basierend auf dem Internet-Protokoll. Zusätzlich werden neue Inhalte für zukünftige intelligente Energienetze (Smart Grids) gelehrt und es besteht die Möglichkeit Fächer aus den Bereichen der Energietechnik und erneuerbarer Energien zu wählen.
Labore
In den Laboren können Sie das theoretisch Erlernte praktisch anwenden.
Der AEL Forschungsfokus liegt im Bereich der Radartechnologie und der Entwicklung von Prototypen‑Hardware für energieeffiziente Gebäudestrukturen und Smart Homes. Durch Sensoren wie beispielsweise Temperatur- und Ultraschall-Sensoren, können ohne große Umstände Hardware Prototypen für neue Funktionen realisiert werden. Insbesondere preiswerte Radar-Front-Ends bieten neue Möglichkeiten für Indoor und Outdoor Anwendungen. Alle Sensoren benötigen eine elektronische Nachbearbeitung und eine zugeschnittene Signalverarbeitung.
Das Ziel des Labors ist die Konzeptüberprüfung der Funktionen mit Hardware durchzuführen. Dies bedeutet die Durchführung einer Systempartitionierung (z.B. Konditionierung von Sensorsignalen, A/D-Wandler und der Entwicklungseinheit), ein prototypischer Aufbau und eine schnelle Realisierung auf einer Leiterplatte. Hierzu werden Leiterplatten gefertigt, in Betrieb genommen und die zugeschnittene Signalverarbeitung entwickelt. Schnittstellen zu anderen Systeme können KNX, ZigBee oder sonstige kabelgebundene oder drahtlose Verbindungen sein. Dies bedeutet die Überprüfung der neuen Funktionen in Ihrem realen Anwendungsumfeld.
Folglich bietet das AEL Forschungs- und Design-Kompetenz in der Hardware Prototypenentwicklung für Partner aus der Industrie und Forschung, sowie eine praktische Ausbildung der Studenten an. Es bietet beiden Gruppen die Möglichkeit neue Konzept und neue Funktionen in Hardware zu prüfen.
Im Bereich der Elektromagnetischen Verträglichkeit als Querschnittstechnologie zu allen Bereichen der Elektrotechnik werden sowohl Untersuchungen zur Störaussendung (Emission) als auch zur Störempfindlichkeit (Immunität) elektrischer und elektronischer Geräte und Systeme durchgeführt. Dabei stehen leitungsgebundene Störungen und elektromagnetische Beeinflussungen durch hochfrequente Felder im Mittelpunkt. Ziel ist es, auf der Basis entwicklungsbegleitender (precompliance) Beratung, Messung und Simulation schon frühzeitig im Entwicklungsprozess Hilfe bei der Beantwortung EMV-bezogener Fragestellungen zu geben.
Das Labor verfügt über:
- Schirmkammer bis 1000 MHz
- GTEM-Zelle
- Breitbandleistungsverstärker
- Netznachbildung
- Funkstörmessempfänger
- E- und H-Feldmesssonden
- Verschiedene Spektral- und Netzwerkanalysatoren
Im Rahmen der Lehrveranstaltung Mikrowellenlabor werden Versuche zu folgenden Themen durchgeführt:
- Messleitung im X-Band (8-12GHz)
- Komplexe Netzwerkanalyse (NWA HP8752B) mit Kalibrierung
- Modulation und Kenngrößen eines Gunn-Oszillators
- Antennenmessungen im Ku-Band mit diversen Antennen
- Rauschmessungen mit SKTU und HP8970A
- Detektoren und Mischer im GHz-Bereich (X-Band)
Forschungsschwerpunkte im Bereich Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik sind:
- Entwurf von Mikrowellenkomponenten und -systemen
- Optimierung und Anwendung von numerischen Optimierungsverfahren
- Wellenausbreitungsmodelle
- Entwicklung von Messalgorithmen und Antennen (z.B. DVB-T)
Der Bereich Kommunikationsnetze arbeitet in den Bereichen Planung und Konfiguration für IP-Kommunikationsnetze sowie im Bereich der Netzwerkanalyse. Weiterhin wird der Bereich Gebäudekommunikation mit KNX und IP/Ethernet inkl. Aktoren und Server abgedeckt. Seit 2014 ist das Labor offiziell Cisco-Akademie der Hochschule Darmstadt und bereitet auf Zertifikate wie Cisco CCNA und CCNP vor.
Folgende Themen werden bearbeitet:
- Weiterentwicklung einer Software zur grafischen Visualisierung von Protokollen zu Verwendung in Lehre und Forschung
- Analyse der Qualität von LAN/MAN/WAN-Internet-Verbindungen
- Konfiguration von Switches und Routern
- Netzsicherheit und Netzmanagement
- Internet Security Gateways, Konfiguration von Firewalls, VPN-Gateways, Authentication Management System, Intrusion Protection System
- Check Point Security Gateways UTM-270, CP-2700, CP-4200
- Cisco Router und Switches
- WAN-Emulationssystem für Echtzeitnetzwerke-Simulation bis 20.000 km
- VoIP-Gateway und Messeinrichtung für MOS
- 256 GByte-Server mit VMWare und Virtualisierungsplattform
- KNX-Server mit Ethernet-Anschluss
- KNX-Aktoren und Schalter
- KNX-ETS-Programmiersystem mit Visualisierung und WLAN-Anschluss
Das Netzwerk- und Virtualisierungs-Competence Center (NVCC) wurde im Frühjahr 2012 an der Hochschule Darmstadt gegründet und beschäftigt sich aktuell mit folgenden Themenbereichen:
- Analyse und Messung der Quality of Experience (QoE) und Performance von Anwendungen in virtualisierten Umgebungen im Bereich LAN/MAN/WAN
- Messung der Qualität von VoIP im MAN/WAN
- Analyse der Invest- und Betriebskosten von Rechnernetzen im LAN- und WAN-Bereich
- Simulation von Backbone-Routern-Netzen (OSPF, IS-IS und BGP)
Die Konvergenz von Telekommunikation, Rundfunk und Internet wird zukünftig zur Ausbreitung schneller Multimedia-Dienste führen, die über Mobilfunknetze erbracht werden. Dabei werden, je nach Anbieter/Betreiber unterschiedliche Technologien (z.B. GSM, WLAN, UMTS, WiMAX, etc.) für die Übertragung zum Einsatz kommen. Für eine optimale globale Konnektivität ist es erforderlich, dass die Endgeräte diese verschiedenen Verfahren unterstützen.
Das Labor Telekommunikationssysteme beschäftigt sich sowohl mit Aspekten der physikalischen Schicht, wie Modulation, Demodulation, Synchronisation als auch mit der Funktionsweise und dem Aufbau moderner Mobilkommunikationssysteme mit folgenden Ausstattungen:
- Rohde & Schwarz UMTS Basisstationssimulator
- CRTU-W mit Abschirmbox CMW-Z10 und ITS-Director Software
- Signal Analyzer Agilent EXA N9010A mit VSA-Software
- Signalgenerator Agilent E4438C ESG
- Diverse digitale Speicheroszilloskope
In diesem Labor absolvieren die Studierenden in Zweier- oder Dreier-Gruppen 5 Versuche aus dem Bereich der Nachrichtenverarbeitung und der Multimediatechnik. Die Bearbeitungszeit pro Versuch ist hierbei auf vier mal 1,5 Stunden ausgelegt, die in der Regel auf zwei Termine aufgeteilt sind. Die Studierenden arbeiten hierbei mit professionellem Equipment, wie z. B. Spektral-Analysatoren, modernen Audiomessgeräten und einer Sprecherkabine.
Die Versuche sind im einzelnen:
- Audio-Messplatz
- Basisband-Datenübertragung
- Bildverarbeitung
- Hörexperimente
- Modem und DSL
Thematische Schwerpunkte auf dem Gebiet der Multimediatechnik sind die Bildverarbeitung und die Mensch-Maschine-Interaktion (MMI):
- Maschinelle Sprachausgabe (Text-to-Speech, Concept-to-Speech)
- Dialogsysteme und Systeme zur Sprachsteuerung
- Simulationssysteme zur digitalen Bildverarbeitung und Bewegtbildanalyse
Das Labor Optische Nachrichtentechnik / Photonische Netze beschäftigt sich sowohl mit dem besonderen Übertragungsmedium Lichtwellenleiter als auch mit den damit einhergehenden Möglichkeiten der Realisierung spezieller Netze mit höchsten Datenraten bzw. Bandbreiten. Dazu gehören insbesondere auch Bauelemente, wie sie speziell im Bereich der optischen Datenübertragung zum Einsatz kommen.
Im Rahmen der Lehrveranstaltung Labor Optische Nachrichtentechnik / Photonische Netze bearbeiten die Studierenden intensiv folgende Themen:
- Charakterisierung von optischen Quellen bzw. elektro-optischen Wandlern
- Bestimmung der optischen Dämpfung an LWL(Lichtwellenleiter)-Strecken und Komponenten
- Polarisation in Lichtwellenleitern in LWL-Systemen
- Einfluss der Dispersion im hochbitratigen Zeitmultiplex-System
- WDM (Wavelength Division Multiplex)-Systeme
Im Labor Softwaregestützter Systementwurf werden Algorithmen der Nachrichtentechnik implementiert. Die Studierenden erlernen außerdem Entwurf und Implementierung objektorientierter Software geringer Komplexität. Um die Software mit verschiedenen Funktionalitäten auszustatten, wie z.B. die Einbindung eines USB-Gerätes, den Zugriff auf das Netzwerk und auf eine Datenbank verwenden sie proprietäre Funktionsbibliotheken und standardisierte Schnittstellen (z.B. die Socket-API und die ODBC-API). Damit entwickeln sie Anwendungen, wie z.B. einen datenbankgestützen Messenger, mit dem sie Textnachrichten innerhalb des Labornetzwerks austauschen können.
Ansprechpartner
Haben Sie Fragen zur Vertiefungsrichtung? Sind Sie sich nicht sicher, welche Vertiefungsrichtung Sie am Ende des 3. Semesters wählen möchten? Sprechen Sie uns einfach an!