Híradástechnika I. 3.ea

Átírás

1 } Híradástechnika I. 3.ea Dr.Varga Péter János

2 A jelátvitel fizikai közegei 2

3 A jelátvitel fizikai közegei Híradástechnika Intézet 3

4 Réz alapú kábelek Híradástechnika Intézet 4

5 Csavart érpáras átviteli közeg (STP Shilded Twisted Pair) A zavarvédelmet az árnyékolás és az érpárok összecsavarása jelenti. STP Shilded Twisted Pair (Árnyékolt csavart érpár) 5

6 6

7 Kábel csatlakozások, csatlakozók 7

8 Kábelek fizikai osztályozása Híradástechnika Intézet Fali (Solid) kábel Fix telepítésre tervezték Rézvezetők tömörek Merev szerkezetű Sokkal jobb elektronikai paraméterek A teljes csatornában maximum 100m hosszban telepíthető 8

9 Kábelek fizikai osztályozása Híradástechnika Intézet Patch (Strainded) kábel Mobil használatra Jobban ellenáll a hajlító igénybevételnek Rézvezetők elemi szálakból sodrottak Gyakori csatlakoztatásra kifejlesztett elemek Puhább, könnyebb Maximum 10m hosszan telepíthető a csatornába 9

10 Üvegszál alapú kábelek Híradástechnika Intézet 10

11 Üvegszál alapú kábelek előnyei Magas fokú zavarvédettség Jövőálló Magas végpont sűrűségben telepíthető Csekély fizikai méret és súly 11

12 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 12

13 13

14 Optikai kábel szerkezete Híradástechnika Intézet A mag/köpeny viszonya: multimodusú szálban 50/125 μm, 62.5/125 μm, 100/140 μm monomódusú szálban 9 or 10 / 125 μm 14

15 Kábel típusok Híradástechnika Intézet SM (Single Mode) MM (Multi Mode) 15

16 Optikai szál gyártása 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

17 Előforma készítése Belső kémiai gőzlecsapatás tisztítás hordozócső készítés mag növesztése (lecsapatása) zsugorítás 17

18 Szálhúzás Híradástechnika Intézet 18

19 19

20 Kábelgyártás Híradástechnika Intézet 20

21 21

22 LAN optikai kábelek fajtái Híradástechnika Intézet 1. Single 2. Zipcord 3. Tight-buffered 4. Unitube glass armoured 5. Unitube standard with spl 6. Multitube glass armoured 22

23 Optikai kábel csatlakozók Híradástechnika Intézet 23

24 Strukturált kábelezés Híradástechnika Intézet 24

25 Épületek összekötése Híradástechnika Intézet 25

26 Függőleges kábelezés 26

27 Vízszintes kábelezés Híradástechnika Intézet 27

28 Szerelési szabályok Híradástechnika Intézet 28

29 29

30 Vezeték nélküli átvitel 30

31 Optikai átvitel - Lézer átvitel Híradástechnika Intézet pont-pont közötti adatátvitel, láthatóság átvitel lézerrel néhány km távolság sávszélesség akár 2500Mbit/s időjárási viszonyok zavarják (sűrű eső, hó, köd, légköri szennyeződés) 31

32 Mobile eszközök napjainkban 32

33 Mi az a WLAN? Híradástechnika Intézet 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. 33

34 A WLAN előnyei Nincs szükség kábelezésre Az internetkapcsolatot meg lehet osztani Mobil eszközök kényelmes használata Egyszerűen telepíthető 34

35 A WLAN hátrányai A rádiójeleket nem állítja meg a fal Illetéktelenek rácsatlakozhatnak hálózatunkra 35

36 Vezeték nélküli adatátvitel IEEE Híradástechnika Intézet 36

37 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, mikrohullámú sütő, játékok, stb. 37

38 WLAN frekvenciasávok U-NII Unlicensed National Information Infrastructure 5 GHz (λ 6 cm) kevés zavaró jel 38

39 WLAN frekvenciasávok Híradástechnika Intézet 39

40 Egy tipikus rádiós hálózat Híradástechnika Intézet 40

41 A WLAN hálózatok csoportosítása Működésük szerint Az ad-hoc mód Az infrastruktúra mód 41

42 A WLAN hálózatok csoportosítása Kiépítés szerint SOHO Enterprise 42

43 A WLAN hálózatok csoportosítása 43

44 A WLAN hálózatok csoportosítása Antennák szerint Kör sugárzó Szegmens sugárzó Iránysugárzó 44

45 A WLAN hálózatok csoportosítása Védelem szerint Nyilvános WLAN Jól védett WLAN Prompt WLAN 45

46 Antennák 46

47 Antennák kicsitől a nagyig Híradástechnika Intézet WLAN antenna Arecibo Telescope 47

48 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.

49 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.

50 Pont-pont antennák Híradástechnika Intézet 50

51 Elektromágneses hullámok Híradástechnika Intézet 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

52 Híradástechnika Intézet

53 53

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

55 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 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

56 Rádióhullám terjedés elnyelődés (abszorpció) néhány km adó-vevő távolság felett a Föld görbülete is jelentős (9,7 km felett) D 0 optikai látóhatár r 0 földsugár D0 2r0 h

57 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

58 58

59 Antenna jellemzők izotropikus antenna: hipotetikus ideális gömbsugárzó karakterisztika: sugárzás, érzékenység irányonként más 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)

60 Antenna jellemzők polarizáció: az elektromos tér rezgésének módja lineáris függőleges vagy vízszintes síkban elliptikus, cirkuláris az adó és a vevő polarizációjának egyeznie kell

61 Antenna jellemzők Híradástechnika Intézet

62 Antenna karakterisztika Híradástechnika Intézet a valós antennák sugárzása/érzékenysége irányonként változik, ezt írja le az antenna karakterisztika oldalnézet / függőleges minta felülnézet / vízszintes minta

63 Antenna típusok Omni Dipólus co-linear

64 Antenna típusok Irányított Panel, patch Helix Yagi Parabola

65 Antenna típusok Híradástechnika Intézet Panel, patch Helix

66 Antenna típusok Híradástechnika Intézet Yagi Parabola

67 WLAN hőtérkép Híradástechnika Intézet

68 WLAN hőtérkép Híradástechnika Intézet

69 DIY antennák Híradástechnika Intézet

70 Reflektor Híradástechnika Intézet

71 Cantenna Híradástechnika Intézet

72 Rekordok 124 mile 201 km

73 Hazai mérések Híradástechnika Intézet 21 kilométeres távot 54 Mbps 73

74 Forrás 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