Pˇrenosov´e m´edium
Pˇrenosov´a m´edia PV 169 Z´aklady pˇrenosu dat Jan Staudek http://www.fi.muni.cz/usr/staudek/vyuka/
}
w A| y < 5 4 23 1 0 / -. , )+ ( %&' $ # !"
Æ
Verze : podzim 2016 Jan Staudek, FI MU Brno
M´edia vodiˇcov´eho typu
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
1
Kroucen´a dvoulinka, twist pair, twist
X Jeden vodiˇc pˇren´aˇs´ı sign´al, druh´y slouˇz´ı jako referenˇcn´ı „zem”, pˇrij´ımaˇc detekuje rozd´ıl napˇet´ı mezi nimi.
2 twist / kroucen´ a dvoulinka a koaxi´al X X X X
X X X
m´edia vhodn´a pro audio i video pˇrenosy poskytuj´ı sluˇsnou, nikoli vˇsak extr´emnˇe velkou ˇs´ıˇrku p´asma sign´al se v nich pˇrenosem amplitudovˇe a f´azovˇe zkresluje twist je nav´ıc n´achyln´ y na pˇreslechy ze sousedn´ıch kan´al˚ u
2 optick´ e vl´akno
X Nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ı m´edium pro pˇrenos v z´akladn´ım p´asmu (napˇr. LAN) X Minim´aln´ı indukˇcn´ı odpor, maxim´aln´ı kapacitn´ı odpor,
X o nˇekolik ˇr´ad˚ u vˇetˇs´ı ˇs´ıˇrka p´asma neˇz twist a koaxi´al X velmi n´ızk´e zkreslen´ı a u´tlum X aplikovateln´e jak pro dom´ac´ı tak i pro transatlantick´e pˇrenosy Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
Kaˇzd´ y vodiˇc je samostatnˇe izolov´an. ˇ Sum a pˇreslechy mohou ovlivˇ novat oba vodiˇce ˇ ım v´ıce z´avit˚ C´ u na jednotku d´elky m´edia, t´ım vyˇsˇs´ı je jeho pˇrenosov´a kvalita m´edia, neˇz´adouc´ı efekty „ jdou proti sobˇe”
sign´aly s vysokou frekvenc´ı se silnˇe utlumuj´ı
2
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
3
Kroucen´a dvoulinka, twist pair, twist
Kroucen´a dvoulinka, twist pair, twist X X X X X X X
V telefonn´ı s´ıti tzv. m´ıstn´ı smyˇcka, u ´ˇcastn´ık–m´ıstn´ı u ´stˇredna V budovˇe spoj do poboˇckov´e u ´stˇredny LAN spoj pro rychlosti pˇrenosu dat 10 Mb/s aˇz 100 Mb/s ˇ Casto je instalov´ana do budovy uˇz pˇri v´ ystavbˇe. ˇ Casto se sluˇcuje v´ıce kroucen´ ych dvoulinek do 1 kabelu. Klady – levn´e m´edium, snadn´a manipulace Negativa – mal´e rychlosti pˇrenosu dat (do 100 Mb/s), – mal´a ˇs´ıˇrka p´asma (cca 1 MHz), kr´atk´ y dosah
X Analogov´y pˇrenos – zesilovaˇce po 5–6 km X Digit´aln´ı pˇrenos – opakovaˇce po 2–3 km
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
4
Kroucen´a dvoulinka, twist pair, twist
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
5
Kroucen´a dvoulinka a UTP konektor RJ45
2 nest´ınˇ en´a, Unshielded Twisted Pair (UTP) X norm´aln´ı telefonn´ı vodiˇc X nejlevnˇejˇs´ı X snadno instalovateln´e m´edium X snadn´a moˇznost pˇreslech˚ u 2 st´ınˇ en´a, Shielded Twisted Pair (STP) – produkt IBM X kovov´y u´plet redukuj´ıc´ı interference – ochrana proti penetraci elektronick´ ym ˇsumem X draˇzˇs´ı X obt´ıˇznˇej´ı manipulovateln´e (hmotnˇejˇs´ı, tˇeˇzˇs´ı) m´edium
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
6
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
7
Koaxi´aln´ı kabel
Kroucen´a dvoulinka, twist pair, UTP, kategorie EIA
X ˇreˇs´ı probl´em twistu – pˇren´aˇs´ı vyˇsˇs´ı frekvence X minim´alnˇe vyzaˇruje a absorbuje energii X rychlost ˇs´ıˇren´ı elmag sign´alu je pro koaxi´al a twist shodn´a, cca 2/3 rychlosti ˇs´ıˇren´ı ve vakuu (tj. cca 200 000 km/s) |
Jan Staudek, FI MU Brno
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
8
Koaxi´aln´ı kabel
|
Jan Staudek, FI MU Brno
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
9
Koaxi´aln´ı kabel, BNC Konektor / Aplikace 2 BNC – Bayone-Neil-Concelman
2 pˇrenosov´ e m´edium vyuˇziteln´e v ˇsirok´e ˇsk´ale sf´er X LAN X kr´atk´e poˇc´ıtaˇcov´e spoje X d´alkov´e telefonn´ı veden´ı (desetitis´ıce soubˇeˇzn´ych hovor˚ u) (zde postupnˇe nahrazovan´ y optick´ ymi vl´akny)
2 Aplikace
X distribuce TV sign´alu
X analogov´e telefonn´ı s´ıtˇe – pˇrenos aˇz 10 000 hlasov´ych sign´al˚ u X digit´aln´ı telefonn´ı s´ıtˇe – pˇrenos digit´aln´ıch dat aˇz do 600 Mb/s X v souˇcasnosti v telefonn´ıch s´ıt´ıch m´edium
2 Analogov´ e vys´ıl´an´ı – aˇz do 500 MHz X zesilovaˇce po kilometrech, pˇri vyˇsˇs´ıch frekvenc´ıch bl´ıˇze sobˇe 2 Digit´ aln´ı vys´ıl´an´ı –
ˇcasto nahrazovan´e optick´ ym kabelem
X LAN (10 Mb/s, dosah jednotky km), kabelov´a TV
X zesilovaˇce po 1 km, pˇri vyˇsˇs´ıch rychlostech pˇrenosu dat bl´ıˇze sobˇe Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
10
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
11
Optick´e vl´akno
Jan Staudek, FI MU Brno
Optick´e vl´akno, konstrukce
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
12
Optick´e vl´akno
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
13
Optick´e vl´akno
2 vˇ etˇs´ı pˇrenosov´a kapacita – rychlosti pˇrenosu dat aˇz 102 Gb/s
2 pˇrenosov´ e charakteristiky
X ˇs´ıˇrka p´asma rozsahu vln 1 000–1 200 nm, (pˇripom. f = c/λ, rychlost ˇs´ıˇren´ı svˇetla vl´aknem 2 × 108 m/s) je B = (2×108)/(1000×10−9)−(2×108)/1200×10−9 = 33 T Hz X a ˇs´ıˇrka p´asma rozsahu vln 1 000–1 400 nm je B = (2×108)/(1000×10−9)−(2×108)/1400×10−9 = 57 T Hz 2 mal´ y rozmˇer, n´ızk´a v´aha
X vede vlny s frekvencemi 1014 aˇz 1015 Hz – infraˇcerven´e svˇetlo aˇz viditeln´e svˇetlo X zdroj svˇetla – LED, Light Emitting Diode – levnˇejˇs´ı
X zdroj svˇetla – ILD, Injection Laser Diode – draˇzˇs´ı, vyˇsˇs´ı rychlosti 2 reˇ zimy ˇs´ıˇren´ı sign´alu, vys´ıl´an´ı X multimode step-index X multimode graded-index X single-mode
2 mal´ yu ´tlum 2 elektromanegick´ a izolovanost 2 vˇ etˇs´ı mezery mezi opakovaˇci — des´ıtky km 2 aplikace – d´ alkov´a veden´ı, MAN, LAN, u ´ˇcastnick´e smyˇcky, . . .
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
14
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
15
Optick´e vl´akno
Optick´e vl´akno, reˇzimy vys´ıl´an´ı
2 multimode step-index X konstantn´ı hustota j´adra X v´ıce paprsk˚ u z jednoho zdroje se ˇs´ıˇr´ı j´adrem r˚ uzn´ ymi cestami X na pˇr´ıjmov´em rozhran´ı neurˇcit´y v´ysledek, vˇetˇs´ı disperze 2 multimode grade-index X X X X
hustota j´adra je v centru j´adra vyˇsˇs´ı neˇz na okraj´ıch v´ıce paprsk˚ u z jednoho zdroje se ˇs´ıˇr´ı j´adrem stojat´ ym vlnˇen´ım na pˇr´ıjmov´em rozhran´ı urˇcit´ y v´ ysledek, menˇs´ı disperze rychlosti pˇrenosu dat des´ıtky aˇz stovky Mb/s i na des´ıtky km
2 single-mode X X X X
konstantn´ı mal´a hustota j´adra, j´adro velmi tenk´e, mal´ y index lomu, paprsky ze zdroje se ˇs´ıˇr´ı t´emˇeˇr rovnobˇeˇznˇe na pˇr´ıjmov´em rozhran´ı velmi pˇresn´ y v´ ysledek, ˇz´adn´a disperze rychlosti pˇrenosu dat des´ıtky aˇz stovky Gb/s Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
16
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
17
Optick´e vl´akno, konektory / Kategorie optick´ ych vl´aken
Optick´e vl´akno, reˇzimy vys´ıl´an´ı
Jan Staudek, FI MU Brno
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
18
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
19
Optick´e vl´akno, aplikace
Optick´e vl´akno, multiplexov´an´ı
2 m´ edium p´ateˇrn´ıch s´ıt´ı, p´ateˇre s´ıt´ı kabelov´e TV
2 lze aplikovat multiplexov´ an´ı typu WDM, Wavelength Division Multiplexing
X velk´a ˇs´ıˇrka p´asma, cenov´a efektivita X pˇri aplikaci WDM aˇz 1 600 Gb/s
X logick´y ekvivalent FDM pro optick´a vl´akna X data jsou modulovan´a do r˚ uzn´ ych ˇc´ast´ı svˇeteln´eho spektra
2 LAN – 100Base-FX (Fast Ethernet) a 1000Base-X
2 pouˇ z´ıv´a se rovnˇeˇz DWDM, Dense Wavelength Division Multiplexing
2 V´ yhody X velk´a ˇs´ıˇrka p´asma (souˇcasn´e gener´atory sign´alu ji nevyuˇzij´ı) X mal´y u´tlum, odolnost v˚ uˇci elmag interferenc´ım, nerezav´ı,
X X X X
n´ızk´a v´aha, odolnost v˚ uˇci„nap´ıchnut´ı”
2 Nev´ yhody X obt´ıˇznˇejˇs´ı instalace a u´drˇzba X jednosmˇernost ˇs´ıˇren´ı sign´alu, pro duplex jsou nutn´a 2 vl´akna X vyˇsˇs´ı cena neˇz jin´e vodiˇce Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
protokolovˇe nez´avisl´a technologie rychlosti pˇrenosu dat aˇz do 200 Gb/s typicky 80 paraleln´ıch kan´al˚ u ve frekvenˇcn´ım spektru v kaˇzd´em kan´alu lze uplatnit jin´e pˇrenosov´e mechanismy – (napˇr. TDM, resp. ATM, SONET/SDH, Ethernet , . . . )
20
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
21
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
23
ˇıˇren´ı sign´alu ´eterem S´
Nevodˇen´a m´edia 2 2 2
Bezdr´atov´e vys´ıl´an´ı (Wireless Transmission) ˇıˇren´ı elektromagnetick´ S´ ych vln bez pouˇzit´ı fyzick´eho vodiˇce Sign´aly se ˇs´ıˇr´ı ´eterem a jsou dostupn´e komukoliv, kdo provozuje zaˇr´ızen´ı schopn´e je pˇrij´ımat 2 Pro bezdr´ atov´e komunikace se pouˇz´ıvaj´ı tato spektra elektromagnetick´ ych vln:
X Pro komunikace se nevyuˇz´ıv´a elmag vlnˇen´ı z p´asem frekvenc´ı: sˇ ´ırˇ en´ı energie a {ultrafialov´e svˇetlo, X, gama a kosmick´e zaˇ ´ ren´ı} Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
22
Jan Staudek, FI MU Brno
P´asma r´adiov´ ych vln a mikrovln a jejich vyuˇz´ıv´an´ı
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
Tˇri skupiny vln pro bezdr´atov´e pˇrenosy
24
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
25
Typy bezdr´atov´eho vys´ıl´an´ı
Typick´e aplikace bezdr´atov´ ych pˇrenos˚ u
2 R´ adiov´e vys´ıl´an´ı
2 r´ adio, TV – stovky KHz aˇz stovky MHz
X R´adiov´e vlny: 3 KHz – 1 GHz, vˇsesmˇerov´e vys´ıl´an´ı
2 pozemn´ı mikrovlny –
jeden vys´ılaˇc, mnoho pˇrij´ımaˇc˚ u
2 aˇz 40 GHz, pˇredevˇs´ım p´asma 4–12 GHz, d´alkov´e telefonn´ı spoje a spoje datov´ ych s´ıt´ı, pˇr´ım´a viditelnost vys´ılaˇc–pˇrij´ımaˇc, opakovaˇce po 10 – 100 km 2 satelity – 4/6 GHz, 12/14 GHz (up/down) 2 buˇ nkov´e s´ıtˇe mobil˚ u – 1 aˇz 2 GHz 2 bezdr´ atov´e LANy – jednotky GHz 2 infraˇ cerven´e svˇetlo – pˇr´ım´a/odraˇzen´a radiace na kr´atkou
vzd´alenost X AM a FM r´adio, televize, bezdr´atov´a telefonie, paging, . . . Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
26
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
27
Typy bezdr´atov´eho vys´ıl´an´ı
Mikrovlnn´e ant´eny
2 Mikrovlnn´ e vys´ıl´an´ı X X X X X
2 Smˇ erov´e ˇs´ıˇren´ı vln
Mikrovlny: 1 GHz – 300 GHz smˇerov´e vys´ıl´an´ı, vys´ılac´ı a pˇr´ıjmov´a ant´ena v l´ınii paraleln´ı vys´ıl´an´ı se vz´ajemnˇe neruˇs´ı jeden vys´ılaˇc, jeden pˇrij´ımaˇc LOS – smˇerov´e ant´eny mus´ı b´ yt um´ıst’ovan´e „vysoko” vliv zakˇriven´ı zemˇe, st´ınˇen´ı pˇrek´aˇzkami, . . .
X Velmi vysok´e frekvence neproch´azej´ı zdmi X ˇsirok´e p´asmo kmitoˇct˚ u (aˇz 299 GHz), lze pˇridˇelovat velk´e ˇs´ıˇrky p´asma, lze vys´ılat vysok´ ymi rychlostmi
X Aplikace: P2P komunikace, mobiln´ı telefonie, satelitn´ı pˇrenosy, bezdr´atov´e LAN, . . .
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
Jan Staudek, FI MU Brno
28
Typy bezdr´atov´eho vys´ıl´an´ı
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
29
Ant´eny
2 Vys´ıl´ an´ı infraˇcerven´eho vlnˇen´ı
2 bezdr´ atov´a m´edia – (atmosf´era, voda, vakuum) –
X Infraˇcerven´e vlny: 300 GHz – 400 THz (1mm aˇz 720 nm) X vys´ıl´an´ı pouze na kr´atk´e vzd´alenosti X velmi vysok´e frekvence neproch´azej´ı zdmi
X hlavn´ı roli hraje ˇs´ıˇrka p´asma vytv´aˇren´a ant´enou, X ant´enou se do m´edia pˇred´av´a pˇren´aˇsen´a energie (sign´al) X ant´ena funguje jako z´aˇriˇc i absorber energie
syst´emy um´ıstˇen´e ve vedlejˇs´ıch m´ıstnostech se neruˇs´ı
2 vyzaˇrov´ an´ı je u ´ˇcinn´e,
X na velk´e vzd´alenosti nepouˇziteln´e, ruˇs´ı infraˇcerven´e z´aˇren´ı ze slunce X ˇsirok´e p´asmo kmitoˇct˚ u (aˇz 400 THz), lze pˇridˇelovat velk´e ˇs´ıˇrky p´asma,
kdyˇz je ant´ena delˇs´ı neˇz 1/10 vlnov´e d´elky
lze vys´ılat vysok´ ymi rychlostmi
X r´adiov´e vys´ıl´an´ı v p´asmu frekevenc´ı AM, napˇr. na 1 MHz,
X Aplikace:
tj. na vlnov´e d´elce 300 m poˇzaduje alespoˇ n 30 m ant´enu
pˇripojen´ı kl´avesnice, myˇsi, tisk´arny, . . .
X Konzorcium podporuj´ıc´ı tuto technologii – IrDA (Infrared Data Association) – X standard IrDA: LOS, 75 Kb/s aˇz 4 Mb/s na vzd´alenost 8 m Jan Staudek, FI MU Brno
|
————————————————————————
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
30 Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
31
Ant´eny
Ant´eny
2 ant´ ena
2 vyzaˇrovac´ı / pˇrij´ımac´ı vzor
X elektrick´y vodiˇc nebo syst´em vodiˇc˚ u X vys´ılan´ ´ ı - vyzaˇruje elektromagnetickou energii do prostoru X pˇrij´ıman´ ´ ı - sb´ır´a elektromagnetickou energii z prostoru
X grafick´a reprezentace vyzaˇrovac´ı charakteristiky ant´eny 2 ˇs´ıˇrka paprsku X m´ıra smˇerovosti, paprsek poloviˇcn´ıho v´ykonu
2 isotropick´ y vyzaˇrovaˇc
2 typy ant´ en
X ve vˇsech smˇerech (3 dimenze) shodn´e vyzaˇrov´an´ı X pouze referenˇcn´ı teoretick´a ant´ena X re´aln´e ant´eny nejsou isotropick´ymi vyzaˇrovaˇci
X dip´ol – t´emˇeˇr izotropn´ı X parabolick´a ant´ena – v´yraznˇe smˇerov´a
vˇzdy maj´ı smˇerov´e efekty (svisle a/nebo vodorovnˇe)
2 antenn´ı zisk X m´ıra smˇerovosti, pomˇer v´ykonu v jist´em smˇeru v˚ uˇci isotropn´ı ant´enˇe X mˇeˇr´ı se v dB
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
32
Typy ant´en – dip´oly a jejich vyzaˇrovac´ı vzorky
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
33
Typy ant´en – dip´ oly, parabola
34
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
35
Typy ant´en – diskov´e (paraboly) a trycht´ yˇrov´e ant´eny
Parabolick´a (diskov´a) ant´ena
2 pouˇ z´ıvaj´ı se pro pˇrenosy v oblasti pozemn´ıch a satelitn´ıch
2 pouˇ z´ıv´a se pro pˇrenosy v oblasti pozemn´ıch a satelitn´ıch mikrovln
mikrovln
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
36
Defekty bezdr´atov´eho vys´ıl´an´ı
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
37
V´ıcecestn´e interference pˇri vys´ıl´an´ı typu LOS
2 Ztr´ aty ve voln´em prostoru X pro isotropn´ı ant´enu plat´ı ztraty ´ = Pv /Pp = (4πd)2/λ2 (Pv /Pp je vyzaˇrovan´ y/pˇrij´ıman´ y v´ ykon, λ je vlnov´a d´elka) X obecnˇe plat´ı, ˇze energie sign´alu se vzd´alenost´ı kles´a, na niˇzˇs´ıch frekvenc´ıch rychleji
2 Atmosf´ erick´e absorbce X opar ovlivˇnuje od p´asma 22 GHz X d´eˇst’ a mlha rozptyluje radiov´e vlny 2 L´ am´an´ı, oh´ yb´an´ı X na hran´ach a rozhran´ıch m´edi´ı s r˚ uzn´ ymi pˇrenosov´ ymi vlastnostmi 2 V´ıcecestn´ı interference X k pˇrij´ımaˇci dor´aˇz´ı v´ıce stejn´ych sign´al˚ u r˚ uzn´ ymi cestami, tud´ıˇz v ˇcase posunut´ ych Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
38
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
39
Elektromagnetick´e spektrum – bezdr´atov´e vyuˇzit´ı
Elektromagnetick´e spektrum – bezdr´atov´e vyuˇzit´ı, 2
2 ELF–VLF, audiopasmo, lodn´ı navigace z pobˇreˇz´ı ´ – – – – –
2 VHF/UHF – pasmo FM radiov´eho vys´ılan´ ´ ´ ı, UHV/VHF TV
velmi dlouh´e vlny, 10 km – 1000 km, Hz – 30 kHz ˇs´ıˇren´ı pozemn´ı vlnou velmi mal´a ˇs´ıˇrka p´asma (1–10 %), pomal´e rychlosti pˇrenosu dat siln´e interference mnoha uˇzivatel˚ u pro digit´aln´ı vys´ıl´an´ı nepouˇziteln´e p´asmo
– metrov´e vlny, 30 MHz – 1 GHz – LOS ˇs´ıˇren´ı – jednoduch´e mal´e ant´eny do automobil˚ u, mobiln´ı telefonie (GSM, 3G), DAB, DVB, dig. TV, DECT, obˇcansk´e radiostanice
2 LF–MF, pasmo AM radiov´eho vys´ılan´ rn´ı radio majaky ´ ´ ı, namoˇ ´ ´ ,
– deterministick´e charakteristiky ˇs´ıˇren´ı, spolehliv´e spojen´ı
2 UHF/SHF – mikrovlny,
– dlouh´e a stˇredn´ı vlny, 100 m – 1 km, 30 kHz – 3 MHz – ˇs´ıˇren´ı pozemn´ı vlnou (do 2 MHz), dosah aˇz stovek km – ruˇsen´ı atmosf´erick´ ymi poruchami hlavnˇe za denn´ıho svˇetla a ˇsumem z lidsk´e ˇcinnosti na stranˇe pˇrij´ımaˇce
– metrov´e aˇz centimetrov´e vlny, 1 GHz – des´ıtky GHz – LOS ˇs´ıˇren´ı
2 HF
– bezdr´atov´e LAN , satelitn´ı spojen´ı
– kr´atk´e vlny, 10 m – 100 m, 3 MHz – 30 MHz – ˇs´ıˇren´ı odrazem od ionosf´ery – arm´adn´ı komunikace, komunikace na dlouh´e vzd´alenosti (lodˇe, letadla) Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
– omezen´ı je dan´e absorbc´ı vln vodou a molekulami kysl´ıku – sl´abnut´ı sign´alu z´avisl´e na poˇcas´ı, ztr´ata sign´alu pˇri velk´em deˇsti, . . .
40
Elektromagnetick´e spektrum – bezdr´atov´e vyuˇzit´ı, 3
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
41
R´adiov´e frekvence v p´asmu 30 MHz – 1 GHz , metrov´e vlny
2 SHF a vyˇssˇ ´ı – orientovan´e radiov´ e spoje, satelitn´ı spojen´ı, ´
Pozn.: za r´adiov´e frekvence se genericky oznaˇcuje cel´e p´asmo 3kHz – 300 GHz
2 vhodn´ e pro vˇsesmˇerov´e vys´ıl´an´ı (na rozd´ıl od mikrovln) 2 pouˇ zit´ı X r´adiov´e vys´ıl´an´ı v p´asmu VHF a ˇc´asteˇcnˇe v UHF X FM r´adio a UHF a VHF televize X DECT, mobiln´ı telefonie (GSM, 3G), DAB, DVB, dig. TV X obˇcansk´e radiostanice
– centimetrov´e aˇz milimetrov´e vlny, des´ıtky GHz – stovky GHz – LOS ˇs´ıˇren´ı – mal´a ant´ena, koncentrace sign´alu do paprsku – jsou pl´anovan´e syst´emy LAN i pro spektrum EHF – milimetrov´e vlny – jsou dostupn´e velk´e ˇs´ıˇrky p´asma
LOS ˇs´ıˇren´ı
2 charakteristiky ant´ eny – vˇsesmˇerov´a X nemus´ı b´yt tal´ıˇrov´a X nemus´ı b´yt um´ıstˇen´a pevnˇe a nastaven´a pˇresnˇe smˇerovˇe
m´ıstn´ı 2-bodov´e / v´ıcebodov´e spoje, m´ıstn´ı = v m´ıstnosti apod.
2 LOS ˇs´ıˇren´ı – mus´ı b´ yt pˇr´ım´a viditelnost mezi vys´ılaˇcem a
nutn´a pˇr´ım´a viditelnost vys´ılaˇc-pˇrij´ımaˇc, lze pˇrij´ımat i odrazy od stropu apod.
2 metrov´ e vlny se neodr´aˇz´ı od ionosf´ery (m´enˇe poruch), nejsou tak
2 Infraˇcerven´e svˇetlo X X X X
Jan Staudek, FI MU Brno
mili- aˇz nanometrov´e vlny, p´asmo 300 GHz – 200 THz
pˇrij´ımaˇcem citliv´e na poˇcas´ı jako mikrovlny
X na rozd´ıl od mikrovln neproch´az´ı stˇenou, snazˇs´ı udrˇzen´ı soukrom´ı Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
42
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
43
Mikrovlny, p´asmo 1GHz - 40 GHz, centimetrov´e vlny, 2
Mikrovlny, p´asmo 1GHz - 40 GHz, centimetrov´e vlny
2 opakovaˇ ce mohou b´ yt od sebe vzd´aleny des´ıtky aˇz stovky km 2 charakteristiky mikrovlnn´ e ant´eny
2 vhodn´ e pro smˇerov´e vys´ıl´an´ı, 2-bodov´e spoje,
pozemn´ı i satelitn´ı pˇrenosy
X X X X
2 LOS ˇs´ıˇren´ı 2 pozemn´ı mikrovlnn´ e vys´ıl´an´ı – cel´e spektrum 1GHz – 40 GHz 2 satelitn´ı mikrovlnn´ e vys´ıl´an´ı – 1 GHz aˇz 10 GHz,
v´ yˇse doch´az´ı k rychl´emu u ´tlumu, nad 10 GHz vyvol´av´a d´eˇst’ poruchy (ˇsum)
2 pouˇ zit´ı X d´alkov´e telekomunikaˇcn´ı sluˇzby v oblasti hlasu a TV
2 plat´ı – ˇ c´ım je vyˇsˇs´ı pouˇzit´e p´asmo frekvenc´ı,
(pomoc´ı mezilehl´ ych stoˇz´arov´ ych vys´ılaˇc˚ u),
t´ım je vˇetˇs´ı potenci´aln´ı ˇs´ıˇrka p´asma, a t´ım je potenci´alnˇe vyˇsˇs´ı rychlost pˇrenosu dat
X 2-bodov´e spoje mezi budovami pro uzavˇren´ y okruh TV a data (kr´atk´a vzd´alenost),
X ˇcasto se pouˇz´ıv´a pro obejit´ı m´ıstn´ı telefonn´ı sluˇzby X frekvenˇcn´ı z´akladna pro buˇnkov´e s´ıtˇe a
2 ant´ eny mohou b´ yt menˇs´ı (vlnov´e d´elky jsou kr´atk´e)
a tud´ıˇz levnˇejˇs´ı
bezdr´atov´e m´ıstn´ı smyˇcky Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
44
Mikrovlny, p´asmo 1GHz - 40 GHz, centimetrov´e vlny, 3
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
45
Mikrovlny, p´asmo 1GHz - 40 GHz, centimetrov´e vlny, 4
2 typick´ e digit´aln´ı v´ ykony v oblasti mikrovln X X X X
parabolick´ y tal´ıˇr, pr˚ umˇer cca 3 m pevnˇe smˇerovan´a, u ´zk´ y paprsek pˇrij´ımaj´ıc´ı ant´ena mus´ı b´ yt na dohled mus´ı b´ yt um´ıstˇen´a dostateˇcnˇe vysoko nad zem´ı (zvyˇsuje se dosah, obch´az´ı se pˇrek´aˇzky)
2 satelitn´ı mikrovlnn´ e vys´ıl´an´ı – 1 GHz aˇz 10 GHz,
p´asmo 2 GHz – ˇs´ıˇrka p´asma
7 MHz – rychlost dat
12 Mb/s
p´asmo 6 GHz – ˇs´ıˇrka p´asma
30 MHz – rychlost dat
90 Mb/s
v´ yˇse doch´az´ı k rychl´emu u ´tlumu X vyˇsˇs´ı frekvence ovlivˇnuje poˇcas´ı X komunikaˇcn´ı satelit – mikrovlnn´y pˇrij´ımaˇc/vys´ılaˇc spojuj´ıc´ı alespoˇn
p´asmo 11 GHz – ˇs´ıˇrka p´asma 40 MHz – rychlost dat 135 Mb/s
dva pozemn´ı mikrovlnn´e pˇrij´ımaˇce/vys´ılaˇce
p´asmo 18 GHz – ˇs´ıˇrka p´asma 220 MHz – rychlost dat 274 Mb/s
X transponder – pˇrij´ım´a vys´ıl´an´ı v frekvenˇcn´ım p´asmu 5,925-6,425 GHz (uplink), zesiluje nebo opakuje sign´al a vys´ıl´a ho zpˇet na zem ve frekvenˇcn´ım p´asmu 3,7–4,2 GHz (downlink) X doch´az´ı ke zpoˇzd’ov´an´ı d´ıky vzd´alenosti
2 p´ asmo 4/6 GHz: d´alkov´e telefonn´ı spoje, siln´e pˇret´ıˇzen´ı,
snaha o expanzi do p´asma 11 GHz; satelitn´ı spoje 2 p´ asmo 12/14 GHz: kabelov´a TV (CATV) – doruˇcov´an´ı sign´alu
(1/4 s pˇri 36 000 km vzd´alenosti od zemˇe),
jednotlivci pomoc´ı koaxi´alu, pokusy se satelity
X p´asma 4/6 GHz, 12/14 GHz, 19/29 GHz (ˇs.p. aˇz 2500 MHz) X ˇsirok´e pokryt´ı pozemn´ıho prostoru downlink paprskem – broadcasting! X pouˇzit´ı – distribuce televizn´ıho sign´alu,
2 p´ asmo 20/30 GHz: pˇr´ım´e 2-bodov´e spoje mezi budovami, na
kr´atkou vzd´alenost, pokusy se satelity
d´alkov´e telekomunikaˇcn´ı sluˇzby, priv´atn´ı byznys s´ıtˇe
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
46
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
47
Mikrovlny, p´asmo 1GHz - 40 GHz, centimetrov´e vlny, 5 2 satelitn´ı mikrovlnn´ e vys´ıl´an´ı – 1 GHz aˇz 10 GHz
Jan Staudek, FI MU Brno
|
PV169 – Pˇrenosov´a m´edia
48
