Datensignale

Datensignale bezeichnet Signale, die Informationen durch Veränderungen einer messbaren Größe über die Zeit darstellen. Sie dienen der Übertragung, Speicherung und Verarbeitung von Daten in Computersystemen, Netzen sowie in Mess- und Regeltechnik. Grundsätzlich lassen sich Datensignale in analoge und digitale Signale einteilen. Analoge Datensignale variieren kontinuierlich in Amplitude, Frequenz oder Phase, während digitale Signale diskret in Zeit und Amplitude sind und typischerweise als Folge von Symbolen (Bits) auftreten.

Bei der Erzeugung von Datensignalen stammen sie aus digitalen Schaltungen, Sensoren oder Computern. Sie werden durch Kodierung, Modulation oder Formatierung in geeignete Übertragungsformen gebracht und über Übertragungsmedien wie Kupferleitungen, Glasfasern, Funkkanäle oder Speichermedien transportiert. Die Übertragung kann direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindungen oder komplexe Netzwerke umfassen, in denen Multiplexing und Fehlersteuerung eine Rolle spielen.

Für die Übertragung über begrenzte Kanäle kommen Kodierung und Modulation zum Einsatz. Beispiele sind bitorientierte Line Coding wie NRZ oder Manchester, digitale Modulation wie PSK oder QAM, sowie OFDM. Analoge Signale können moduliert werden (AM, FM, PM) oder über verschiedene Multiplexverfahren übertragen werden. Fehlererkennung und -korrektur sorgen für Zuverlässigkeit der Übertragung.

Leistungskennzahlen von Datensignalen umfassen Bandbreite, Signal-Rausch-Verhältnis, Bitfehlerrate und Bitrate. Die Bandbreite begrenzt die maximale Datenrate eines Kanals; je höher das SNR, desto geringer ist die Bitfehlerrate unter gleichen Bedingungen.

Anwendungen finden sich in Telekommunikation, Computernetzen, industrieller Automatisierung, Mess- und Regeltechnik sowie in Sensornetzen. Standards und Protokolle definieren in Netzwerken die konkrete Ausprägung der Datensignale auf physikalischer Ebene.