Rádió diófrekvenciá frekvenciás átvitel
∆f << 1 f
Vezeték nélküli adatátvitel Mihalik Gá Gáspá spár
Keskeny frekvenciasá frekvenciasávú (sok watt / Hz)
Frekvenciaugrá Frekvenciaugrásos szó szórt spektrumú spektrumú átvitel (FHSS)
Szé Széles frekvenciasá frekvenciasávú
Frekvenciaugrá Frekvenciaugrásos szó szórt spektrumú spektrumú átvitel (FHSS)
Hedy Lamarr
Tová További szé széles sá sávú átviteli megoldá megoldások Szó Szórt spektrum (FHSS, DSSS) Ortogoná Ortogonális Frekvenciaosztá Frekvenciaosztásos Multiplexelé Multiplexelés (OFDM) Ultraszé Ultraszélessá lessávú Modulá Moduláció ció (UWB)
Rádió diófrekvenciá frekvenciás átvitel Miért rádiófrekvencia?
Egyszerő Egyszerően elı elıállí llítható thatók Nagy tá távolsá volságokra jutnak el Könnyen áthatolnak az épületek falain Minden irá irányban terjednek – ezé ezért nem kell fizikailag precí precízen illeszteni a vevı vevıt és az adó adót (1970 GM - Ohio)
1
Rádió dióhullá hullámok tulajdonsá tulajdonságainak frekvenciafü frekvenciafüggé ggése
Alacsony fr.fr.-án: áthatolnak minden akadá akadályon, az adó adótól tá távolodva a teljesí teljesítmé tményü nyük gyorsan csö csökken Nagy fr.fr.-án: egyenes vonal menté mentén terjednek, visszaverı visszaverıdnek a tá tárgyakró rgyakról
Mikrohullá Mikrohullámú átvitel 100 MHz felett a hullá hullámok szinte teljesen egyenes vonalban terjednek Jól fókuszálhatók!
•Jó jel/zaj viszony •Egymás mellett elhelyezett adók interferencia nélkül kommunikálhatnak
Megoldandó Megoldandó problé problémák Az egyenes vonalban való való terjedé terjedés miatt problé probléma (adó (adótornyok tá távolsá volsága: 100m magas, 80 km tá táv.) A hullá hullámok egy ré része megtö megtörik az alacsonyabb lé légré grétegekben (ké (késıbb érnek célba – többutas jelgyengü jelgyengülés) Az elhalkulá elhalkulás fü függ az idı idıjárástó stól és a frekvenciá frekvenciától: 4 GHz fölött a ví víz elnyeli a sugarakat
Mikrohullá Mikrohullám haszná használata Nagytá Nagytávolsá volságú távbeszé vbeszélırendszerekben MobiltelefonMobiltelefon-hálózatokban Televí Televízió ziós mő mősorszó sorszórásban Stb.
Frekvenciahiány!
Elektromá Elektromágneses spektrum politikai vonatkozá vonatkozásai
Mivel sokan akarjá akarják haszná használni informá információ ció tová továbbí bbításra, szabá szabályozni kell
A vilá világon jó jó lenne egysé egységesí gesíteni: ITUITU-R (International Telecommunication Union Radiocommunication) Radiocommunication) egyik ügynö gynöksé ksége csiná csinálja a WARC – javaslataik nem kötelezı telezık Milyen szé szép is lenne… lenne… a vilá világon mindenhol mő mőködı készü szülékek.
Nem kell útvonal Nem tú túl drá drága
Szolgá Szolgáltató ltatók kö közötti szé szétosztá tosztás
Mikor megvan, hogy melyik sá sávot mire, felmerü felmerül a KI kérdé rdése… se… Straté é Strat giá giák: 1. 2. 3.
Szé Szépsé pségverseny Sorsolá Sorsolás Árverezé rverezés
2
A nem szabá szabályozá lyozás
Mindenkit hagynak úgy adni, ahogy akar, de korlá korlátozzá tozzák a teljesí teljesítmé tményt
ISM-sávok (Industrial, Scientific, Medical) 900 MHz: MHz: legjobban mő mőködik, de zsú zsúfolt, és nem mindenhol elé elérhetı rhetı 2,4 GHz: GHz: szinte mindenhol elé elérhetı rhetı, de a mikrohullá mikrohullámú sütık és a radará radarállomá llomások interferenciá interferenciát okoznak 5,7 GHz: GHz: új, drá drága
Infravö Infravörös és millimé milliméteres hullá hullámú átvitel
Látható tható fényhullá nyhullámú átvitel
Paul Revere már a XVIII. szá században küldö ldött biná bináris jeleket az Old North Church tornyá tornyából Bostonban
19501950-19601960-as években: fé fémborí mborítású meteoroló meteorológiai lé léggö ggömbö mbök Nem sokkal ké késıbb az amerikai haditengeré haditengerészet felfedezte, hogy van egy állandó llandó gömb… mb… Mőholdak
távirányítóiban
Rövid tá távolsá volságú hálózatok (pl. Laptop nyomtató nyomtató) PontPont-pont kapcsolatokná kapcsolatoknál Jól irá irányí nyítható tható Olcsó Olcsó Könnyen elı elıállí llítható tható Nincs interferencia
Mai alkalmazá alkalmazások - lézer Viszonylag rö rövid Nagy sá sávszé vszélessé lesség Nehé Nehéz irá irányí nyítható thatóság
Kommuniká Kommunikáció ciós mő mőholdak
Televí Televízió ziók HIFI berendezé berendezések videomagnó videomagnók
Mőholdak
Tulajdonké Tulajdonképpen hatalmas mikrohullá mikrohullámú jelismé jelismétlı tlık Van rajtuk tö több transzponder Nyalá Nyaláb: szé széles vagy keskeny
Hajlított csı
3
Mőholdak tí típusai
Geoszinkron mőholdak 19451945-ben Arthur C. Clarke szá számításai ~35800 kmkm-es magassá magasságban keringı keringı mőhold a Fö Földrı ldrıl né nézve mozdulatlan Röppá ppályá lyákkal, napelemekkel, rádió diófrekvenciá frekvenciákkal, kilö kilövési eljá eljárással A nagy energiaigényő, törékeny vákuumcsövek miatt lehetetlen
Science-fiction
Megvaló Megvalósításuk a gyakorlatban 1947. december 16: megé megépítetté tették az elsı elsı tranzisztort 1962. jú júliusban fellı fellıtté tték az elsı elsı kommuniká kommunikáció ciós mő mőholdat: a Telstart 2 fokná foknál kisebb tá távolsá volságot nem lehet tartani a GEO mő mőholdak kö között: 180 ilyen mőhold lehet az egyenlí egyenlítı körül
Pályakorrekció lyakorrekció Az égitestek gravitá gravitáció ciós mezeje elmozdí elmozdíthatja pá pályá lyájukró jukról a mő mőholdakat Ezt raké rakétahajtó tahajtómővekkel ellensú ellensúlyozzá lyozzák: pozicioná pozicionálás Mikor az üzemanyag elfogy (kb. 10 év) instabillá instabillá válik a mő mőhold: kikapcsoljá kikapcsolják Belé Belép a lé légté gtérbe és vagy elé elég, vagy a felszí felszínre esik
Az ITU osztja ki a pályák (orbit) egyes állásait (slot) – politikai vonzatok…
Frekvenciasá Frekvenciasávok
Interferencia a fö földi adá adásokkal ITU szabá szabályozza
Alkalmazá Alkalmazás Egy mő mőholdon kb. 40 transzponder van (statikus, dinamikus sá sávhozzá vhozzárendelé rendelés), ma má már van né némi feldolgozá feldolgozási ké képessé pességük Transzponderek mőködése: frekvenciaosztá frekvenciaosztásos és idı idıosztá osztásos multiplexelé multiplexelés Mőhold nyalá ), nyalábok: lá lábnyom (footprint (footprint), pontnyalá pontnyalábok (spot beam) beam)
4
VSAT rendszer
Very Small Aperture Terminal – nagyon kis nyí nyílásszö sszögő terminá terminál A legtö legtöbb rendszerben a mikroá mikroállomá llomások nem képesek egymá egymással közvetlenü zvetlenül kommuniká kommunikálni a kis teljesí teljesítmé tmény miatt
VSAT alkalmazá alkalmazás A Fö Föld né népessé pességének nagyjá nagyjából a fele több mint egy órányi tá távolsá volságra lakik a legkö legközelebbi telefontó telefontól… Ezekre a helyekre telefonká telefonkábelt kihú kihúzni nagyon kö ö ltsé é ges volna k lts
Megoldás: napelemes, 1m átmérıjő VSAT antenna Hátrány: késleltetés (GEO mőholdaknál ~270 ms, hubos VSAT rendszerekben ~540 ms)
MEO mő mőholdak
Mőholdas rendszerek tulajdonsá tulajdonságai Késlelteté sleltetés Adatszó Adatszórás (titkosí (titkosítás) Az üzenet átviteli kö költsé ltsége nem fü függ a távolsá á gtó ó l vols gt Kivá Kiváló hibaará hibaarány Azonnali telepí telepíthetı thetıség
LEO mő mőholdak Low Earth Orbit (alacsony rö röppá ppályá lyás) mőholdak Gyors mozgá mozgásúak: egy teljes rendszerhez sok kell Az adó adó állomá llomások teljesí teljesítmé tménye mé még kisebb lehet, kisebb a ké késlelteté sleltetés is
Medium Earth Orbit (kö (közepes rö röppá ppályá lyás mőholdak) ~6 óránké nként megkerü megkerülik a Fö Földet Mőholdkö holdköveté vetés! Kisebb lá lábnyom, kisebb ké késlelteté sleltetés, kisebb adó adóteljesí teljesítmé tmény Nem haszná használjá lják telekommuniká telekommunikáció ciós cé célokra A GPS rendszer (General Positioning System) 24 db, kb. 18000 km magasan keringı keringı MEO mőhold
Iridium
19901990-ben a Motorola 77 LEO mő mőhold fellö fellövésére kért engedé engedélyt az FCCFCC-tıl (Federal Communication Comission) Comission) A 77. elem az Iridium – ez lett a project neve (ké (késıbb a tervet felü felülvizsgá lvizsgáltá lták: „csak” csak” 66 mőhold is elegendı elegendı – 66. elem a Diszpró Diszprózium) zium) Amint egy mő mőhold eltő eltőnik a felhaszná felhasználó látóteré terébıl, megjelenik egy má másik
5
Iridium (folyt.) 19971997-ben fellı fellıtté tték a mő mőholdakat Nem volt nagy kereslet a mő mőholdas telefonokra – a mobiltelefonok ebben az idı idıben futottak fel 19991999-ben tö tönkrement a cé cég 25 millió ó $ é rt megvette egy befektetı milli befektetı az 5 milliá á rdnyi eszkö ö zt milli eszk 20012001-ben újra indult a szolgá szolgáltatá ltatás
Iridium feladatai Hanghí Hanghívás, fax, szemé személyi hí hívó, adatszolgá adatszolgáltatá ltatás, navigá navigáció ció A vilá világon bá bárhol(!) ké képes legyen az elı elıfizetı fizetı kis ké késlelteté sleltetéssel telefonbeszé telefonbeszélgeté lgetés lebonyolí lebonyolítására A beszé beszélgeté lgetés dí díja a hí hívás tá távolsá volságától teljesen fü független (http://www.iridium.com (http://www.iridium.com))
Mőködés
A mő mőholdak 750 km magasan keringenek, kö kör alakú alakú, sarki rö röppá ppályá lyákon 32 szé szélessé lességi fokonké fokonként 6 lá láncba rendezı rendezıdve Mőholdanké holdanként 48 cella (pontnyalá (pontnyaláb), és 3840 csatorna
Globalstar
Teledesic InternetInternet-felhaszná felhasználóknak szá szántá nták 19901990-ben alapí alapítottá tották a cé céget Az akkori telefonos kapcsolatok nagyon lassú lassúak voltak Olyan VSAT rendszert akartak, ami megkerü megkerüli az összes telefontá telefontársasá rsaságot 100 Mb/s Mb/s feltö feltölté ltési, 720 Mb/s Mb/s letö letölté ltési sebessé sebesség volt a cé cél
Az Iridium alternatí alternatív megoldá megoldása 48 LEO mő mőhold Hajlí Hajlított csı csı módszer – a bonyolult dolgokat a fö földö ldön tartja A nagy fö földi antenná antennák miatt a telefonok teljesí teljesítmé tménye csö csökkenthetı kkenthetı (http://www.globalstar.com (http://www.globalstar.com))
Teledesic (folyt.)
Eredetileg 840 db, 700 kmkm-en keringı keringı LEO mőholdat akartak Ez ké késıbb 1400 kmkm-en, 288 dbdb-ra csö csökkent Megint ké késıbb 30 db, nagyobb lá lábnyomú bnyomú mőhold Az őrben tö törté rténı csomagkapcsolá csomagkapcsolásra terveztek A felhaszná felhasználók dinamikusan igé igénylik a sávszé vszélessé lességet kb. 50 ms alatt Az Iridium és a Globalstar kereskedelmi sikertelensé sikertelensége miatt 2002. októ október 11-én leá leállí llítottá tották a projektet
6
Mőholdak és fé fényvezetı nyvezetı kábelek összehasonlí sszehasonlítása Az 19801980-as évek elejé elejéig mő mőholdak: addig a telefonhá telefonhálózat keveset vá változott 19841984-ben Ameriká Amerikában, majd Euró Európában – piaci verseny ADSL, tá távolsá volsági hí hívások árának csö csökkenté kkentése
A földi, fényvezetıszálas kapcsolatoké a jövı?
Néhány mő mőholdas alkalmazá alkalmazás Szé Szélessá lessávú adatá adatátvitel (fé (fényvezetı nyvezetı szá szálakon idı idı-, frekvencia multiplexelé multiplexelés) Mobil kommuniká kommunikáció ció ott is, ahol nincs cella alapú alapú összekö sszekötteté ttetés Adatszó Adatszórási ké képessé pesség Indoné Indonézia (13677 sziget – kábel?!) A vezeté vezetékekhez szü szüksé kséges engedé engedélyek beszerzé beszerzése nehé nehéz, vagy drá drága Gyors üzembe állí llítás
Összefoglalá sszefoglalás
Szé Szélessá lessávú, keskenysá keskenysávú rádió diófr.fr.-s átvitel
Frekvenciugrá Frekvenciugrásos, sos, Közvetlen sorozat
Köszönöm a figyelmet!
Rádió diófr.fr.-ás átvitel jellemzı jellemzıi Rádió dióhullá hullámok viselkedé viselkedése (LF, HF); többutas jelgyengü jelgyengülés, ISM sá sávok Mikrohullá Mikrohullámú adatá adatátvitel - jellemzı jellemzık Infravö Infravörös és lá látható tható tartomá tartomány Mőholdak tí típusai alkalmazá alkalmazásuk - példá ldák
7
