} Híradástechnika I. 3.ea Dr.Varga Péter János
A jelátvitel fizikai közegei 2
A jelátvitel fizikai közegei Híradástechnika Intézet 3
Réz alapú kábelek Híradástechnika Intézet 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) 5
6
Kábel csatlakozások, csatlakozók 7
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
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
Üvegszál alapú kábelek Híradástechnika Intézet 10
Üvegszál alapú kábelek előnyei Magas fokú zavarvédettség Jövőálló Magas végpont sűrűségben telepíthető Csekély fizikai méret és súly 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 12
13
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
Kábel típusok Híradástechnika Intézet SM (Single Mode) MM (Multi Mode) 15
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
Előforma készítése Belső kémiai gőzlecsapatás tisztítás hordozócső készítés mag növesztése (lecsapatása) zsugorítás 17
Szálhúzás Híradástechnika Intézet 18
19
Kábelgyártás Híradástechnika Intézet 20
21
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
Optikai kábel csatlakozók Híradástechnika Intézet 23
Strukturált kábelezés Híradástechnika Intézet 24
Épületek összekötése Híradástechnika Intézet 25
Függőleges kábelezés 26
Vízszintes kábelezés Híradástechnika Intézet 27
Szerelési szabályok Híradástechnika Intézet 28
29
Vezeték nélküli átvitel 30
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
Mobile eszközök napjainkban 32
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
A WLAN előnyei Nincs szükség kábelezésre Az internetkapcsolatot meg lehet osztani Mobil eszközök kényelmes használata Egyszerűen telepíthető 34
A WLAN hátrányai A rádiójeleket nem állítja meg a fal Illetéktelenek rácsatlakozhatnak hálózatunkra 35
Vezeték nélküli adatátvitel IEEE 802.11 Híradástechnika Intézet 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, mikrohullámú sütő, játékok, stb. 37
WLAN frekvenciasávok U-NII Unlicensed National Information Infrastructure 5 GHz (λ 6 cm) kevés zavaró jel 38
WLAN frekvenciasávok Híradástechnika Intézet 39
Egy tipikus rádiós hálózat Híradástechnika Intézet 40
A WLAN hálózatok csoportosítása Működésük szerint Az ad-hoc mód Az infrastruktúra mód 41
A WLAN hálózatok csoportosítása Kiépítés szerint SOHO Enterprise 42
A WLAN hálózatok csoportosítása 43
A WLAN hálózatok csoportosítása Antennák szerint Kör sugárzó Szegmens sugárzó Iránysugárzó 44
A WLAN hálózatok csoportosítása Védelem szerint Nyilvános WLAN Jól védett WLAN Prompt WLAN 45
Antennák 46
Antennák kicsitől a nagyig Híradástechnika Intézet WLAN antenna Arecibo Telescope 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.
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.
Pont-pont antennák Híradástechnika Intézet 50
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
Híradástechnika Intézet
53
Az elektromágneses hullámok terjedése Híradástechnika Intézet 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 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) D 0 optikai látóhatár r 0 földsugár D0 2r0 h
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
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)
Antenna jellemzők polarizáció: az elektromos tér rezgésének módja lineáris függőleges vagy vízszintes síkban elliptikus, cirkuláris az adó és a vevő polarizációjának egyeznie kell
Antenna jellemzők Híradástechnika Intézet
Antenna karakterisztika Híradástechnika Intézet a valós antennák sugárzása/érzékenysége irányonként változik, ezt írja le az antenna karakterisztika oldalnézet / függőleges minta felülnézet / vízszintes minta
Antenna típusok Omni Dipólus co-linear
Antenna típusok Irányított Panel, patch Helix Yagi Parabola
Antenna típusok Híradástechnika Intézet Panel, patch Helix
Antenna típusok Híradástechnika Intézet Yagi Parabola
WLAN hőtérkép Híradástechnika Intézet
WLAN hőtérkép Híradástechnika Intézet
DIY antennák Híradástechnika Intézet
Reflektor Híradástechnika Intézet
Cantenna Híradástechnika Intézet
Rekordok 124 mile 201 km
Hazai mérések Híradástechnika Intézet 21 kilométeres távot 54 Mbps 73
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