Híradástechnika I. 3.ea

Híradástechnika Intézet

}

Híradástechnika I. 3.ea

Dr.Varga Péter János 2016


A jelátvitel fizikai közegei

2016

2


A jelátvitel fizikai közegei

2016

3


Réz alapú kábelek

2016

4


Csavart érpáras átviteli közeg (STP – Shilded Twisted Pair)

A zavarvédelmet az árnyékolás és az érpárok összecsavarása jelenti. STP – Shilded Twisted Pair (Árnyékolt csavart érpár) 2016

5


2016

6


Kábel csatlakozások, csatlakozók

2016

7


Kábelek fizikai osztályozása 

„Fali” (Solid) kábel  Fix

telepítésre tervezték

 Rézvezetők

tömörek

 Merev

szerkezetű

 Sokkal

jobb elektronikai paraméterek

A

teljes csatornában maximum 100m hosszban telepíthető

2016

8


Kábelek fizikai osztályozása 

„Patch” (Strainded) kábel  Mobil

használatra

 Jobban

ellenáll a hajlító igénybevételnek

 Rézvezetők  Gyakori

csatlakoztatásra kifejlesztett elemek

 Puhább,

könnyebb

 Maximum

2016

elemi szálakból sodrottak

10m hosszan telepíthető a csatornába

9


Üvegszál alapú kábelek

2016

10


Üvegszál alapú kábelek előnyei 

Magas fokú zavarvédettség



„Jövőálló”



Magas végpont sűrűségben telepíthető



Csekély fizikai méret és súly

2016

11


Optikai kábel ötlete 

Az optikai szál egy olyan hengeres, szigetelt, könnyen hajlítható szál, amely fényt továbbít az üvegmag belsejében, a teljes fényvisszaverődés elve alapján. Az üvegmagos optikai szálakat majdnem mindig szilíciumdioxidból készíti



Ahhoz, hogy az optikai jel teljes fényvisszaverődéssel a magban terjedjen tovább, a mag törésmutatójának nagyobbnak kell lennie, mint a héjnak

2016

12


2016

13


Optikai kábel szerkezete A mag/köpeny viszonya: • multimodusú szálban • 50/125 μm, • 62.5/125 μm, • 100/140 μm • monomódusú szálban • 9 or 10 / 125 μm

2016

14


Kábel típusok 

SM (Single Mode)



MM (Multi Mode)

2016

15


Optikai szál gyártása 





2016

előforma készítése 

szál szerkezetének előállítása



külső kémiai gőzlecsapatás



belső kémiai gőzlecsapatás



növesztéses eljárás

szálhúzás 

szál átmérő



primer védelem (esetleg festés)

kábelgyártás 

több szál összefogása



különböző védelmek kialakítása 16


Előforma készítése 

2016

Belső kémiai gőzlecsapatás 

tisztítás



hordozócső készítés



mag növesztése (lecsapatása)



zsugorítás

17


Szálhúzás

2016

18


2016

19


Kábelgyártás

2016

20


2016

21


LAN optikai kábelek fajtái 1. Single 2. Zipcord 3. Tight-buffered 4. Unitube glass armoured 5. Unitube standard with spl 6. Multitube glass armoured

2016

22


Optikai kábel csatlakozók

2016

23


Strukturált kábelezés

2016

24


Épületek összekötése

2016

25


Függőleges kábelezés

2016

26


Vízszintes kábelezés

2016

27


Szerelési szabályok

2016

28


2016

29


Vezeték nélküli átvitel

2016

30


Optikai átvitel - Lézer átvitel 

pont-pont közötti adatátvitel, láthatóság



átvitel lézerrel



néhány km távolság



sávszélesség akár 2500Mbit/s



időjárási viszonyok zavarják (sűrű eső, hó, köd, légköri szennyeződés)

2016

31


Mobile eszközök napjainkban

2016

32


Mi az a WLAN? A WLAN az angol Wireless Local Area Network szó rövidítése, melynek jelentése vezeték nélküli helyi hálózat, amit leginkább a „vezeték nélküli hálózat”, WiFi és a WLAN névvel illetnek. A WLAN működése hasonló a LAN hálózatokéhoz, csak a jelek más közegben terjednek. Míg a LAN vezetéket használ (hálózati kábel), addig a WLAN a levegőben továbbítja az információt.

2016

33


A WLAN előnyei 

Nincs szükség kábelezésre



Az internetkapcsolatot meg lehet osztani



Mobil eszközök kényelmes használata



Egyszerűen telepíthető

2016

34


A WLAN hátrányai 

A rádiójeleket nem állítja meg a fal



Illetéktelenek rácsatlakozhatnak hálózatunkra

2016

35


Vezeték nélküli adatátvitel IEEE 802.11

2016

36


WLAN frekvenciasávok 

Rendszerint állami és nemzetközi szabályozás



Mikrohullám



ISM – Industrial, Scientific and Medical 

2.4 GHz (λ ≈ 12 cm)



engedély általában nem szükséges



sok zavaró jel  DECT,

2016

mikrohullámú sütő, játékok, stb. 37


WLAN frekvenciasávok 

U-NII – Unlicensed National Information Infrastructure 5

GHz (λ ≈ 6 cm)

 kevés

2016

zavaró jel

38


WLAN frekvenciasávok

2016

39


Egy tipikus rádiós hálózat

2016

40


A WLAN hálózatok csoportosítása 

Működésük szerint

Az ad-hoc mód

Az infrastruktúra mód

2016

41



2016

Kiépítés szerint 

SOHO



Enterprise

42


A WLAN hálózatok csoportosítása

2016

43



2016

Antennák szerint 

Kör sugárzó



Szegmens sugárzó



Iránysugárzó

44



2016

Védelem szerint 

Nyilvános WLAN



Jól védett WLAN



Prompt WLAN

45


Antennák

2016

46


Antennák kicsitől a nagyig

WLAN antenna Arecibo Telescope 2016

47


Mi az antenna 

Az antenna elektromágneses hullámok egy tartományának, a rádióhullámoknak a sugárzására vagy vételére alkalmas elektrotechnikai eszköze.



Elvileg bármelyik antenna lehet adó vagy vevő.

2016


Adó és vevő 

Adó: 



adatot, hangot, képet átalakítja elektromos jellé és ezekkel változtatják az összeköttetést létesítő hullám jellemzőit, amplitúdóját, frekvenciáját, fázisát.

Vevő:  jeleket

leválasztják a rádióhullámról felerősítik és visszaalakítják az eredeti jellé, adattá, hanggá, képpé.

2016


Pont-pont antennák

2016

50


Elektromágneses hullámok

2016



VLF- Very Low Frequency



VHF – Very High Frequency



LF – Low Frequency



UHF – Ultra High Frequency



MF- Medium Frequency



SHF – Super High Frequency



HF – High Frequency



EHF – Extra High Frequency


2016


2016

53


Az elektromágneses hullámok terjedése 

2016

Az elektromágneses hullámok terjedésében jelentős szerepe van a föld légkörének, az atmoszférának. Az atmoszféra mintegy 2.000-3.000 km magasságig terjed, nitrogénből, oxigénből, szén-dioxidból és vízgőzből áll. Három fő részére szokás osztani: troposzféra, sztratoszféra, ionoszféra.


Rádióhullám terjedés 

a mikrohullámú sugarak levegőben közel egyenesen haladnak



a pontszerű sugárzó jele fokozatosan gyengül az adótól távolodva, a távolsággal négyzetes arányban



iránya megváltozik különböző tereptárgyak miatt

2016



visszaverődés (reflexió): λ-nál jóval nagyobb felület visszaverheti a hullámot



elhajlás (diffrakció): λ-hoz hasonló nagyságú élek mögé „bekanyarodik” a hullám



törés (refrakció): közeghatárokon a terjedés iránya megváltozik, ha a két közegben más a terjedési sebesség


Rádióhullám terjedés 

elnyelődés (abszorpció)



néhány km adó-vevő távolság felett a Föld görbülete is jelentős (9,7 km felett)

D0 – optikai látóhatár r0 – földsugár

D0  2r0 h 2016


Fresnel zóna 

ellipszoid, fókuszai az antennák 



Fresnel zóna rmax = 0.5 *√( λ * D)

0.6 * rmax maximális sugarú üres ellipszoid szükséges a jó mikrohullámú átvitelhez

AC

2016


2016

58


Antenna jellemzők 

izotropikus antenna: hipotetikus ideális gömbsugárzó



karakterisztika: sugárzás, érzékenység irányonként más 



2016

– irányított vagy omni

nyereség: adott irányba sugárzott teljesítmény (vagy vételi érzékenység) aránya az izotropikus antennához képest 

dBi: nyereség dB-ben az izotropikus antennához képest



dBd: nyereség dB-ben a dipólus antennához képest (0 dBd = 2.14 dBi)


Antenna jellemzők 

polarizáció: az elektromos tér rezgésének módja 

lineáris  függőleges

2016

vagy vízszintes síkban



elliptikus, cirkuláris



az adó és a vevő polarizációjának egyeznie kell


Antenna jellemzők

2016


Antenna karakterisztika 

a valós antennák sugárzása/érzékenysége irányonként változik, ezt írja le az antenna karakterisztika oldalnézet / függőleges minta

2016

felülnézet / vízszintes minta


Antenna típusok 

2016

Omni 

Dipólus



co-linear



2016

Irányított 

Panel, patch



Helix



Yagi



Parabola


Antenna típusok 

Panel, patch



Helix

2016



Yagi



Parabola

2016


WLAN hőtérkép

2016


WLAN hőtérkép

2016


DIY antennák

2016


Reflektor

2016


Cantenna

2016


Rekordok 

124 mile 

2016

201 km


Hazai mérések 

2016

21 kilométeres távot 54 Mbps

73


Forrás           

2016

Lukács-Mágel-Wührl: Híradástechnika I. (prezentáció) Lukács-Wührl: Híradástechnika I. (könyv) Pletl Szilveszter-Magyar Attila: Jelek és rendszerek példatár Távközlő hálózatok és informatikai szolgáltatások – online könyv Rick Graziani: Antennas, Cabrillo College Mohó László: Rádióhullámok és antennák Dér Balázs: Passzív hálózati elemek telepítése Antók Péter: Fényvezető hálózat – Fényvezető hálózati kábelek Antók Péter: Szélessávú optikai hálózatok tervezése Antók Péter: Fényvezető hálózat – Fényvezető hálózati szerelvények Antók Péter: Fényvezető hálózat – Fényvezető hálózati anyagok 74

Híradástechnika I. 3.ea

Recommend Documents