Projektowanie Sieci Lokalnych i Rozległych wykład 1: fale i kanał radiowy Dr inż. Jacek Mazurkiewicz Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki e-mail: Jacek.Mazurkiewicz@pwr.wroc.pl
Sprawy formalne (1) konsultacje, p. 225 C-3: WT: 13-15, PT: 9-11 trochę slajdy: www.zsk.ict.pwr.wroc.pl trochę Wiktor Zinn kolokwium zaliczeniowe: 08.06.2010 na wykładzie - PSLiR to ino wykład - zadania stwierdzające co w głowie zostało - pytanie bonusowe!
Sprawy formalne (2) a może na Ślężę? zapewne w maju dzień roboczy, może sobota dojazd na własny koszt reszta zdarma wizyta w RTCN wykład okolicznościowy alternatywa zaliczeniowa
PSLiR o czym będzie Charakterystyka bezprzewodowych mediów transmisyjnych: fale radiowe i mikrofale, światło laserowe i podczerwień Struktura i własności radiowego oraz optycznego systemu transmisyjnego Protokoły dostępu do łącza w sieciach bezprzewodowych, ocena efektywności protokołów Transmisja danych w systemach cyfrowej telefonii bezprzewodowej: GSM, UMTS, DECT Transmisja danych w satelitarnych systemach cyfrowej radiokomunikacji: IRIDIUM, GLOBALSTAR, ICO, Teledesic, Skybridge Transmisja danych cyfrowych w systemach przywoławczych i systemie RDS Bezprzewodowe sieci rozległe: Aloha, Packet Radio, CDPD, Mobitex, sieci trankingowe - TETRA, EDACS Bezprzewodowe sieci lokalne: IEEE 802.11, HiPeRLAN, IrDA, BlueTooth Styk sieci lokalnych z przemysłowymi i pomiarowymi protokołami transmisji danych: PROFIBUS, I2C, IEC 625, RS 485 Współpraca sieci komputerowej bezprzewodowej i przewodowej: metody integracji sieci, konwertery protokołów Zarządzanie sieciami, elementy bezpieczeństwa sieci Instalatorstwo sieciowe: procedury instalacyjne, urządzenia sieciowe, analizatory, testery infrastruktury sieciowej
PSLiR - literatura Zieliński B., Bezprzewodowe sieci komputerowe, Wydawnictwo Helion, Gliwice Wesołowski K., Systemy radiokomunikacji ruchomej, WKŁ, Warszawa Hołubowicz W., Płóciennik P., Cyfrowe systemy telefonii komórkowej GSM 900, GSM 1800, UMTS, HOLKOM, Poznań Tanenbaum A. S., Computer Networks, Prentice-Hall International Inc. Sheldon T., Lan Times Encyclopedia of Networking, McGraw - Hill Inc. Kasprzak A., Rozległe sieci komputerowe z komutacją pakietów, Oficyna Wydawnicza PWr Vademecum teleinformatyka, praca zbiorowa, IDG Poland S.A., Warszawa Katalogi i inne materiały firm: Cisco, 3 Com, Echelon, Hewlett Packard, Motorola masz kontakt z wykładem dasz radę!
Propagacja radiowa (1) Nadajnik antena nadawcza Odbiornik antena odbiorcza: antena izotropowa gęstość mocy: - gęstość mocy odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości od nadajnika
Propagacja radiowa (2) Moc odbierana moc generowana i powierzchnia anteny: Antena kierunkowa koncentracja mocy:
Propagacja radiowa (3) Zysk kierunkowy rośnie z częstotliwością: Moc odbierana maleje z kwadratem odległości i kwadratem częstotliwości Moc sygnału odbieranego i zasięg systemu radiowego są ograniczone: - mocą nadajnika, - częstotliwością fali nośnej - zyskami kierunkowymi anten odbiorczej i nadawczej - odległością między antenami
Problemy propagacyjne (1) Szumy i zakłócenia: - pochodzenia naturalnego: atmosfera - działalność człowieka - Signal-to-Noise SNR w db - interferencje - Carrier-to-Interference ratio C/I Propagacja wielodrogowa: - odbicia i ugięcia - na dobre i na złe - cień radiowy
Problemy propagacyjne (2) Zaniki Rayleigha: - suma identycznych fal różniących się fazą - ta sama faza sygnał wzmocniony! - faza przeciwna sygnał zerowy! - zaniki co pól długości fali
Problemy propagacyjne (3) Dyspersja i absorpcja sygnału: - odbicia od dalekich przeszkód - dociera to samo przesunięte w czasie - symbole informacji się powielają - ograniczenie prędkości transmisji w kanale Przesunięcia Dopplera: - niebagatelne: 900 MHz, 60 km/h przesunięcie 53 Hz
Fale radiowe klasyfikacja (1)
Fale radiowe klasyfikacja (2)
Fale klasyfikacja propagacyjna troposferyczne: odbicie w troposferze jonosferyczne: powrót z jonosfery - Ziemia jonosfera jonosferyczne: powierzchniowe - przestrzenne - bezpośrednie - odbite
Wpływa Ziemi na propagację odbicie od powierzchni: fale krótkie i ultrakrótkie tłumienie: fale wnikają w powierzchnię Ziemi interferencja: fala bezpośrednia i odbita skokowe zmiany natężenia pola: - na granicy ośrodków o różnych parametrach refrakcja brzegowa: - zmiana kierunku fali na brzegu morza rozproszenie fal: - z powodu nierównej powierzchni Ziemi
Wpływ troposfery na propagację refrakcja: ujemna odchylenie fali od Ziemi - zerowa brak refrakcji - dodatnia odchylenie w stronę Ziemi - krytyczna fala równoległa do powierzchni - superrefrakcja wielokrotny powrót rozproszenie chaos mas powietrza tłumienie krótszych niż 10 cm - opady tłumienie zakresu bliskiego optyce
Wpływ jonosfery na propagację (1) załamanie powrót fal na Ziemię dyspersja różnice w szybkości - częstotliwość absorpcja zderzenia elektronów z cząsteczkami gazów Fale długie: - 15 100 khz - 1000 2000 km od nadajnika natężenie pola fali jonosferycznej większe od natężenia fali powierzchniowej - falowód kulisty ograniczony powierzchnią Ziemi i dolną granicą jonosfery - warunki propagacji małe i powolne zmiany w czasie
Wpływ jonosfery na propagację (2) Fale średnie: - 100 1500 khz - obszar bliskiego zasięgu fala powierzchniowa dominuje - strefa interferencji silne wahania natężenia pola interferencja fali powierzchniowej i jonosferycznej - obszar dalekiego zasięgu dominuje fala jonosferyczna - zjawisko luksemburskie przesłuch między sygnałami emitowanymi na oddalonych częstotliwościach rozchodzenie fal po wspólnej drodze
Wpływ jonosfery na propagację (3) Fale krótkie: - 3-30 MHz - trzy rodzaje transmisji - strefa milczenia dziura od końca zasięgu fali powierzchniowej i początkiem zasięgu fali jonosferycznej - odbicia od warstw sporadycznych poprawa zasięgu w nocy - zaburzenia jonosferyczne burze jonosferyczne pogorszenie warunków łączności - zanik powszechny wzrost absorpcji zanik odbioru na półkuli oświetlonej Słońcem - zanik interferencyjny i polaryzacyjny interferencje fal o zmienionej polaryzacji polem magnetycznym
Wpływ jonosfery na propagację (4) Fale ultrakrótkie i mikrofale: - 30 MHz - 300 GHz - podobnie do promieni widzialnych - refrakcja troposferyczna - dyfrakcja od przeszkód terenowych - rozproszenie w troposferze chwilowe dalekie odbiory - odbicie od śladów meteorów dajmy spokój kosmosowi!