τηλεπικοινωνύεσ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Β ΛΤΚΕΙΟΤ Αντρϋασ Ζαντόσ Τειεπνηθνηλσλίεο Β Λπθείνπ, Αληξεαο Ζαληεο 1

Transcript

1 τηλεπικοινωνύεσ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Β ΛΤΚΕΙΟΤ Αντρϋασ Ζαντόσ Ζαληεο 1

2 τηλεπικοινωνύεσ O όροσ τηλεπικοινωνύεσ αναφϋρεται ςτην ανταλλαγό πληροφοριών και μηνυμϊτων μεταξύ δύο τόπων που βρύςκονται ςε απόςταςη, με τη βοόθεια τεχνολογικών μϋςων και εξοπλιςμού. Εύναι φανερό ότι οι τηλεπικοινωνύεσ ικανοποιούν ςόμερα τη ςημαντικό ανϊγκη και επιθυμύα του ανθρώπου να επικοινωνεύ ςε μεγϊλεσ αποςτϊςεισ. Με τισ τηλεπικοινωνύεσ για να επιτευχθεύ η μετϊδοςη και λόψη των πληροφοριών εύναι απαραύτητο να υπϊρχει ο πομπόσ που θα εκπϋμπει το ςόμα με τισ πληροφορύασ και ο δϋκτησ ο οπούοσ θα λαμβϊνει τισ πληροφορύεσ Ζαληεο 2

3 ύςτημα επικοινωνιών Ϋνα ςύςτημα επικοινωνιών μπορεύ να εύναι μονόδρομο. Παραδεύγματα μονόδρομησ επικοινωνύασ εύναι το ςύςτημα τηλεόραςησ και ραδιόφωνου. το μονόδρομο ςύςτημα υπϊρχει ο πομπόσ και ϋνασ ό περιςςότεροι δϋκτεσ που δϋχονται τα μηνύματα του πομπού. Ζαληεο 3

4 αμφύδρομο ςύςτημα το αμφύδρομο ςύςτημα υπϊρχει αμφύδρομη επικοινωνύα μεταξύ των διαφόρων χρηςτών Ενώ αμφύδρομη επικοινωνύα ϋχουμε ςτην ενςύρματη ό κινητό τηλεφωνύα Ζαληεο 4

5 Ιςτορικό αναδρομό Η επικοινωνύα μεταξύ των δύο τόπων γινόταν με καλώδιο, όπου με το πϊτημα ενόσ κουμπιού από το χειριςτό ςτο τόπο εκπομπόσ, παρϊγονταν μικρϋσ δονόςεισ ηλεκτρικού ρεύματοσ που ϋδιναν πϊνω ςε ϋνα χαρτύ, ςτη μεριϊ του παραλόπτη, τελεύεσ ό παύλεσ κωδικοποιημϋνεσ με βϊςη τον κώδικα Μορσ ( Morse Code ) Ζαληεο 5

6 τεχνολογικϊ επιτεύγματα Δύο ϊλλα ςημαντικϊ τεχνολογικϊ επιτεύγματα μϋςα μη αμφύδρομησ επικοινωνύασ, εύναι το ραδιόφωνο και η τηλεόραςη. Σο πρώτο ραδιόφωνο καταςκευϊςτηκε από τον Μαρκόνι και χρηςιμοποιούςε λυχνύεσ για τη λειτουργύα του. Με την πϊροδο του χρόνου η ποιότητα λόψησ του και το μϋγεθοσ του μειώθηκε δραςτικϊ μϋχρι του ςημεύου ςόμερα να κυκλοφορούν ραδιόφωνα που περιϋχονται ςε πϋννα. Ζαληεο 6

7 Plasma και LCD Σα τελευταύα πϋντε χρόνια ο γνωςτόσ καθοδικόσ ςωλόνασ που αποτελούςε τη βϊςη λειτουργύασ των πρώτων τηλεορϊςεων αντικαταςτϊθηκε από οθόνεσ πλϊςματοσ (Plasma) και υγρών κρυςτϊλλων (LCD),μειώνοντασ ταυτόχρονα και το βϊθοσ τησ ςυςκευόσ. Ζαληεο 7

8 Plasma ΗPlasma χρηςιμοποιεύ μια μότρα των μικροςκοπικών κυττϊρων πλϊςματοσ αερύου που ανατύθενται από τισ ακριβεύσ ηλεκτρικϋσ τϊςεισ για να εκπϋμψουν το φωσ και ωσ εκ τούτου για να δημιουργόςουν την εικόνα. Με ϊλλα λόγια, κϊθε ςτοιχεύο εικόνων ςε μια επύδειξη TV πλϊςματοσ ενεργεύ ωσ μικροςκοπικό πηγό φωτόσ. ε μια TV πλϊςματοσ, κϊθε εικονοκύτταρο αποτελεύται από τρεισ φωςφόρουσ ϋνα κόκκινο, ϋνα μπλε, και ϋνα πρϊςινο. Αυτού οι φωςφόροι εκπϋμπουν το φωσ όταν κτυπιϋται από τισ ακτύνεσ των ηλεκτρονύων. Η ϋνταςη τησ δϋςμησ ηλεκτρονύων καθορύζει το ποςό φωτόσ που εκπϋμπεται. Εύναι οι φωςφόροι οι ύδιοι που δημιουργούν το φωσ ςε μια οθόνη πλϊςματοσ Ζαληεο 8

9 χαρακτηριςτικϊ Πλϊςμα LCD Μϋγεθοσ Μεγαλύτερησ οθόνησ. Περιοριςμόσ τησ μικρότερησ >32 inch Τπϊρχει από 1 τετραγωνικό εκατοςτό ( οθόνη του κινητού ςασ) Response time (Χρόνοσ ανταπόκριςησ) καταδύωξη κινόςεων 0.1ms 6-8ms 3ms ςτα ακριβϊ μοντϋλα ( 2500 ό 4300 ) θερμότητα Μεγαλύτερη Μικρότερη Οπτικό γωνιϊ 180 μούρεσ (90º+90º) 90 (45º+45º) 175 º ςτα ακριβϊ μοντϋλα Αντανϊκλαςη (αν υπϊρχει μεγϊλη ποςότητα φωτόσ) ΝΑΙ (αν και ϋχει λυθεύ ςε ικανοποιητικϊ ςε ακριβϊ μοντϋλα) ΟΧΙ ευαιςθηςύα καψύματοσ ΝΑΙ ΌΧΙ Κϊψιμο Εικονοκύτταρων (pixels) ΧΡΩΜΑΣΑ ΌΧΙ Η απόχρωςη του μαύρου ςτα φτηνϊ μοντϋλα εύναι γκρύζα ΝΑΙ Η απόχρωςη του μαύρου ςτα φτηνϊ μοντϋλα εύναι γκρύζα ΣΙΜΗ Γενικϊ πιο φθηνϋσ ( πχ Pioneer 1390 ό 2390 ) Panasonic 42PV71/PX71 ( 980) Tα καλϊ μοντϋλα εύναι ακριβϊ Philips 42PFL9900D ( 2500 ό 4300 ) Ζαληεο 9

10 Πηγϋσ : Ζαληεο 10

11 Ζαληεο 11

12 τεχνολογύα των τηλεπικοινωνιών Πολύ ςημαντικό ώθηςη ςτην τεχνολογύα των τηλεπικοινωνιών ϋδωςε η χρόςη των τηλεπικοινωνιακών δορυφόρων και των οπτικών ινών. Οι δορυφόροι επϋτρεψαν την μετϊδοςη πληροφοριών καλύπτοντασ όλο το πλανότη Ζαληεο 12

13 Ανϊλυςη τηλεπικοινωνιακού ςυςτόματοσ Ο πομπός είλαη ην κέξνο ηνπ ζπζηήκαηνο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ εθπνκπή ηνπ ζήκαηνο ησλ πιεξνθνξηώλ. Ο δέκτης είλαη ην κέξνο ηνπ ζπζηήκαηνο πνπ ιακβάλεη ην ζήκα, πνπ ζπλήζσο είλαη αδύλαην,ην εληζρύεη θαη δίλεη ηελ αξρηθή πιεξνθνξία πνπ ζηάιεθε από ηνλ πνκπό. Η πιεξνθνξία πνπ κπνξεί λα κεηαδνζεί κε ηε βνήζεηα ελόο ηειεπηθνηλσληαθνύ ζπζηήκαηνο,κπνξεί λα είλαη ήχος, εικόνα θαη δεδομένα (Σρ. 2/12). Ζαληεο 13

14 ΗΛΕΚΣΡΟΜΑΓΝΗΣΙΚΑ ΚΤΜΑΣΑ Ζαληεο 14

15 Ζαληεο 15

16 Ζαληεο 16

17 Ζαληεο 17

18 Η ςυχνότητα μετριϋται ςε Hertz. Όπου ϋνα Hertz ιςοδυναμεύ με ταλϊντωςη που κϊμνει ϋνα κύκλο το δευτερόλεπτο. Πολλαπλϊςια : 1KHz=1000Hz, 1MHz=10 6 Hz, 1GHz=10 9 Hz Επύςησ f=1/t, όπου Σ η περύοδοσ δηλαδό ο χρόνοσ που χρειϊζεται να κϊμει μια πλόρη περιςτροφό (ό ταλϊντωςη). Ζαληεο 18

19 τη χρονικό ςτιγμό t οι τιμϋσ των Ε και Η εύναι: E=E0ημωt, H= H0ημωt Όπου ω η γωνιακό ταχύτητα τησ ταλϊντωςησ που ιςούται με: ω=2πf Ιςχύει η ςχϋςη f=1/t, όπου Σ εύναι η περύοδοσ, δηλαδό ο χρόνοσ που χρειϊζεται να γύνει ϋνασ πλόρησ κύκλοσ ταλϊντωςησ Ζαληεο 19

20 Ζαληεο 20

21 υμπύεςη 1. Η φωνό (300 Hz 3100 Hz) 2. Η μουςικό (20 Hz 20 khz) 3. υμπύεςη με απώλειεσ (lossy) 1. JPEG standard κωδικοπούηςησ εικόνων 2. MPEG-1 standard κωδικοπούηςησ video (1.5 Mb/s) 3. MPEG-1 standard κωδικοπούηςησ audio (μϋχρι 16 kb/s) 4. MP3 = MPEG-1 Layer 3 (128 kb/s) 5. MPEG-2 (DVD, SVCD) 6. MPEG-4 (Divx, Xdiv, quick time) 7. MPEG-7 Ζαληεο 21

22 Μόκοσ κύματοσ λ Μόκοσ κύματοσ λ εύναι η απόςταςη που διανύει διαδιδόμενο κύμα ςτο χρονικό διϊςτημα τησ περιόδου Σ του ηλεκτρικού ςόματοσ από το οπούο προόλθε. Δηλαδό: λ = c.t (εφόςον f=1/t) Ζαληεο 22

23 Θεμελιώδησ εξύςωςη κυμϊτων c=λ f όπου λ μόκοσ κύματοσ και c η ταχύτητα του φωτόσ ςτο κενό ( Km/sec) Μόκοσ κύματοσ λ εύναι η απόςταςη που διανύει διαδιδόμενο κύμα ςτο χρονικό διϊςτημα τησ περιόδου Σ του ηλεκτρικού ςόματοσ από το οπούο προόλθε. Δηλαδό: λ = c.t (εφόςον f=1/t) Ζαληεο 23

24 Ραδιοκύματα και διϊδοςη τουσ Σα ΗΜΚ κατϊ την πορεύα τουσ από τον πομπό προσ το δϋκτη ακολουθούν διϊφορεσ διαδρομϋσ και η μϋγιςτη απόςταςη (εμβϋλεια του κύματοσ) που μπορούν να φτϊςουν θα εξαρτηθεύ από: Ση ςυχνότητα του κύματοσ. Σα χαρακτηριςτικϊ του εδϊφουσ και γενικϊ τησ ατμόςφαιρασ κατϊ τη διϊρκεια τησ διϊδοςόσ τουσ. Σην ιςχύ του πομπού. Ζαληεο 24

25 Κύμα εδϊφουσ Ακολούθουν την καμπυλότητα τησ Γησ. Σαξιδεύουν αρκετϋσ χιλιϊδεσ χιλιόμετρα πριν εξαςθενύςουν Ζαληεο 25

26 Ϊμεςο κύμα Σαξιδεύον ςε ευθεύεσ γραμμϋσ από ςημειο ςε ςημεύο. Οι πομπού κυμϊτων εύναι παρϊδειγμα ϊμεςων κυμϊτων Ζαληεο 26

27 Ιονο-ςφαιρικό κύμα Κινούνται προσ το διϊςτημα. Ανακλώνται προσ την κατεύθυνςη τησ Γησ από την ιονοςφαιρα. Εξαρτώνται από τισ καιρικϋσ ςυνθόκεσ. Αν εύναι καλϋσ, κϊνουν τον γύρο του κόςμου. Ζαληεο 27

28 ΣΜΗΜΑ ΕΚΠΟΜΠΗ ( ΠΟΜΠΟ ) ε αρκετϊ ςυςτόματα το μϋςο μετϊδοςησ εύναι ςυνόθωσ ϋνασ αγωγόσ (ϋνα ςύρμα) ό κϊποιο ϊλλο υλικό (π.χ οπτικϋσ ύνεσ και κυματοδηγόσ). Σϋτοια ςυςτόματα βρύςκουν εφαρμογό ςτην τηλεφωνύα. ε πολλϋσ όμωσ ϊλλεσ περιπτώςεισ, το μϋςο μετϊδοςησ τησ πληροφορύασ εύναι η ατμόςφαιρα μϋςα από την οπούα διαδύδονται τα ηλεκτρομαγνητικϊ κύματα. (ΗΜΚ) Ζαληεο 28

29 ΠΟΜΠΟ Ζαληεο 29

30 Σο φϋρον ςόμα ϋχει αρκετϊ μεγαλύτερη ςυχνότητα από ότι το ςόμα τησ πληροφορύασ. Για παρϊδειγμα: την τηλεφωνύα Hz Σο εύροσ των ακουςτικών ςυχνοτότων για τον ϊνθρωπο εύναι 20Hz-20KHz ενώ οι ςυχνότητεσ του φϋροντοσ για τα μεςαύα ραδιοφωνικϊ κύματα AM εύναι 535KHz ϋωσ 1605KHz και για τα FM 88ΜΗz- 108MHz Ζαληεο 30

31 Γιατύ ςε ψηλϋσ ςυχνότητεσ; Η μετϊδοςη τησ πληροφορύασ γύνεται ςε ψηλϋσ ςυχνότητεσ 1. Σα ΗΜΚ ακτινοβολούνται εντονότερα ςε ψηλϋσ ςυχνότητεσ από ότι ςε χαμηλϋσ. Επομϋνωσ για εκπομπό ΗΜΚ ύδιασ ιςχύοσ, χαμηλότερησ όμωσ ςυχνότητασ απαιτεύται και ιςχυρότεροσ πομπόσ. 2. Σο γεωμετρικό μόκοσ των κεραιών εκπομπόσ εύναι λ/2 ό λ/4. υνεπώσ οι διαςτϊςεισ των κεραιών θα όςαν τερϊςτιεσ με βϊςη τη ςχϋςη c=λ.f. Ζαληεο 31

32 Γιατύ ςε ψηλϋσ ςυχνότητεσ; 3. Η ακτινοβολύα παρατηρεύται ςε αποςτϊςεισ από την κεραύα μεγαλύτερεσ από 10λ. τισ χαμηλϋσ επομϋνωσ ςυχνότητεσ οι αποςτϊςεισ αυτϋσ εύναι πολύ μεγϊλεσ και ωσ εκ τούτου δεν ϋχουμε ικανοποιητικό λόψη κοντϊ ςτο ςταθμό εκπομπόσ. 4. Οι χαμηλϋσ ςυχνότητεσ εύναι ευαύςθητεσ ςε επύγειεσ πηγϋσ θορύβου. 5. Αν όλοι οι ςταθμού εξϋπεμπαν ςτην ύδια ςυχνότητα ομιλύασ ό μουςικόσ δεν θα μπορούςαν να λειτουργόςουν γιατύ θα υπόρχε αλληλοεπικϊλυψη Ζαληεο 32

33 Διϊγραμμα δόμηςησ πομπού Ζαληεο 33

34 Μετατροπϋασ Η πληροφορύα (ομιλύα, μουςικό, εικόνα ) μετατρϋπεται ςε ηλεκτρικό ςόμα. Ζαληεο 34

35 Σαλαντωτόσ: το μϋροσ αυτό του πομπού παρϊγεται το υψηλόσ ςυχνότητασ φϋρον ςόμα. Ο ταλαντωτόσ, εύναι κύκλωμα L-C που παρϊγει ημιτονοειδϋσ ςόμα. H ςυχνότητα ταλϊντωςησ δύδεται από τη γνωςτό ςχϋςη: Ζαληεο 35

36 Διαμορφωτόσ Εδώ το ςόμα χαμηλόσ ςυχνότητασ ενιςχυμϋνο φορτώνεται ςτο ςόμα υψηλόσ ςυχνότητασ (φϋρον). Οι βαςικού τύποι διαμόρφωςησ παύρνουν το όνομϊ τουσ από το χαρακτηριςτικό του φϋροντοσ που μεταβϊλλεται. Ϋτςι ϋχουμε: Διαμόρφωςη πλϊτουσ ΑΜ (Amplitude Modulation). Διαμόρφωςη ςυχνότητασ FM (Frequency Modulation). Ζαληεο 36

37 Ενιςχυτόσ Ο ρόλοσ του ενιςχυτό εύναι να ενδυναμώνει (ενιςχύει) ϋνα αδύνατο ηλεκτρικό ςόμα, ώςτε να το καταςτόςει ικανό για περαιτϋρω χρόςη. τον πομπό ενιςχύεται τόςο το ςόμα πληροφορύασ (χαμηλόσ ςυχνότητασ), όςο και το διαμορφωμϋνο (ψηλόσ ςυχνότητασ) πριν την εκπομπό του από την κεραύα. Ζαληεο 37

38 Κεραύα εκπομπόσ Σο διαμορφωμϋνο ςόμα ακολούθωσ ενιςχύεται και οδηγεύται ςτην κεραύα εκπομπόσ όπου και ακτινοβολεύται ςτον χώρο ωσ ΗΜΚ. Ζαληεο 38

39 Διαμόρφωςη (modulation) Όταν δεν επεμβαύνουμε ςτα ραδιοκύματα αυτϊ ϋχουν ςταθερό πλϊτοσ και ςυχνότητα. Θα ηχούν ςαν θόρυβοι αν τα ακούσ ςτο ραδιόφωνο. Για να μπορούμε να ςτϋλλουμε μηνύματα με τα ραδιοκύματα επεμβαύνουμε ςε αυτϊ. Αυτό ονομϊζεται διαμόρφωςη (modulation). Μπορούμε να αλλϊξουμε την διαμόρφωςη Α) Πλϊτουσ (AM, Amplitude modulation) Β) υχνότητασ (FM, Frequency Modulation) Ζαληεο 39

40 Πλϊτουσ (AM, Amplitude modulation) Εύναι το πλϊτοσ ό η δύναμη του κύματοσ. Σο ςόμα αυτό μπορεύ να το ςυλλϊβει ϋνα ραδιόφωνα ςτισ ςυχνότητεσ ΑΜ Ζαληεο 40

41 Ζαληεο 41

42 π.χ. αν φϋρον ςόμα 1000ΚΗz διαμορφώνεται από ακουςτικό ςόμα 2KΗz τότε το εκπεμπόμενο διαμορφωμϋνο ςόμα θα περιλαμβϊνει τισ ςυχνότητεσ 1000KΗz (fc), 1002 KHz (fc+fm) και 998 KHz(fc-fm). Ζαληεο 42

43 υχνότητασ (FM, Frequency Modulation) Κατϊ την διϊρκεια τησ διαμόρφωςησ τησ ςυχνότητασ τα κύματα ςυνωςτύζονται ό ςκορπύζουν μακρύτερα το ϋνα από το ϊλλο. Σα ςόματα αυτϊ τα λαμβϊνονται από το ραδιόφωνο ςτισ ςυχνότητεσ FM. Ζαληεο 43

44 Ζαληεο 44

45 τη ραδιοφωνύα FM, ϋχει διεθνώσ καθιερωθεύ ϋνα εύροσ ςυχνοτότων BW=180KΗz το οπούο περιϋχει το μεγαλύτερο ποςοςτό τησ εκπεμπόμενησ ενϋργειασ (περύπου 98% ). Για να υπϊρχει δε ϋνα μικρό περιθώριο και να μην επικαλύπτεται ο ϋνασ ραδιοφωνικόσ ςταθμόσ από τον ϊλλο, το εύροσ αυτό των ςυχνοτότων επεκτεύνεται ςτα 200ΚΗz. Η ζώνη ραδιοφωνύασ FM εύναι διεθνώσ από 88MHz 108MHz. RDS means "Radio Data System." It contains call sign, station, and frequency information. Ζαληεο 45

46 ύγκριςη των διαμορφώςεων ΑΜ και FM Ο πομπόσ FM χρειϊζεται περιοχό ςυχνοτότων 200 KHz, ενώ ο πομπόσ ΑΜ 10 ΚΗz. Αυτό ςημαύνει ότι ςε μύα ςυγκεκριμϋνη περιοχό ςυχνοτότων χωρϊνε περιςςότεροι ςταθμού ΑΜ παρϊ FM. Η εκπομπό ςτα FM δεν επηρεϊζεται από παρϊςιτα, ανεπιθύμητα δηλαδό ΗΜΚ τα οπούα επικολλώνται ςτο εκπεμπόμενο ςόμα. Σα παρϊςιτα αυτϊ μπορούν να αποκοπούν περιορύζοντασ το πλϊτοσ του εκπεμπόμενου ςόματοσ. ςτα FM, απαλλϊςςει το ςόμα από τα παρϊςιτα χωρύσ να ενοχλεύται η πληροφορύα. Ζαληεο 46

47 ύγκριςη των διαμορφώςεων ΑΜ και FM την διαμόρφωςη ΑΜ τα 2/3 τησ ολικόσ ιςχύοσ του διαμορφωμϋνου ςόματοσ «απορροφούνται» από το φϋρον και μόνο το υπόλοιπο 1/3 από τισ πλευρικϋσ ςυχνότητεσ που μεταφϋρουν την πληροφορύα Ϋχουμε δηλαδό ςπατϊλη ιςχύοσ. Η ιςχύσ του πομπού ςτη διαδικαςύα ΑΜ εύναι μεταβαλλόμενη αφού εξαρτϊται από το πλϊτοσ του ςόματοσ διαμόρφωςησ. Αυτό ςημαύνει ότι ο πομπόσ ΑΜ λειτουργεύ κϊτω από την μϋγιςτη ιςχύ που μπορεύ να αποδώςει. ο πομπόσ FM λειτουργεύ με ςταθερό ιςχύ εκπομπόσ. Η διαδικαςύα FM γενικϊ ςτοιχύζει περιςςότερο από την ΑM. Ζαληεο 47

48 ΜΕΣΑΔΟΗ ΡΑΔΙΟΥΨΝΙΚΨΝ ΣΗΛΕΟΠΣΙΚΨΝ ΡΑΔΙΟΚΤΜΑΣΨΝ την FM ραδιοφωνύα που εύναι ςτην ζώνη των υπερβραχϋων. καθώσ απαιτεύται οπτικό επαφό των κεραιών πομπού και δϋκτη η κεραύα εκπομπόσ πρϋπει να τοποθετηθεύ ςε υψόμετρο, ςε κϊποιο βουνό, λόφο ό ψηλό πύργο ώςτε ο οπτικόσ ορύζοντασ να εύναι μεγϊλοσ. Σο ύδιο ιςχύει, για τισ εκπομπϋσ τησ τηλεόραςησ που πραγματοποιούνται ςτισ ζώνεσ των VHF και ςτισ ζώνεσ των UHF κυμϊτων. Ζαληεο 48

49 ΑΝΑΜΕΣΑΔΟΗ ΜΙΚΡΟΚΤΜΑΣΨΝ Καθώσ ςτην περύπτωςη των μικροκυματικών ζεύξεων εύναι απαραύτητη η οπτικό επαφό των κεραιών η εμβϋλεια των ςυςτημϊτων εύναι περιοριςμϋνη. Χρηςιμοποιεύται ςυχνϊ η τεχνικό τησ πολλαπλόσ αναμετϊδοςησ του ςόματοσ, όπωσ φαύνεται πιο πϊνω. Οι μικροκυματικϋσ ζεύξεισ (γνωςτϋσ και με τον όρο Radio Link) χρηςιμοποιούνται ευρύτατα από τηλεπικοινωνιακούσ οργανιςμούσ και όχι μόνο Ζαληεο 49

50 ΜΕΑ ΜΕΣΑΔΟΗ ΗΜΑΣΨΝ Α. ΦΑΛΚΙΝΑ ΚΑΛΨΔΙΑ 1.Διςύρματη γραμμό Ομοαξονικό καλώδιο Καλώδια πολλαπλών γραμμών (υπόγεια) Τποβρύχια καλώδια Ζαληεο 50

51 ΜΕΑ ΜΕΣΑΔΟΗ ΗΜΑΣΨΝ Β. ΟΠΣΙΚΕ ΙΝΕ Εύναι εύκαμπτα νόματα, καταςκευαςμϋνα από γυαλύ ό πλαςτικό μϋςα από τα οπούα διαδύδονται οι πληροφορύεσ Ζαληεο 51

52 Οπτικϋσ ύνεσ Σο 1966 όταν κατϊλληλοσ κυματοδηγόσ φωτεινόσ ακτινοβολύασ Σο 1970 καταςκευϊζονται τα πρώτα καλώδια οπτικών ινών για πρακτικϋσ εφαρμογϋσ. Η οπτικό ύνα εύναι ϋνα εύκαμπτο νόμα, καταςκευαςμϋνο από γυαλύ ό πλαςτικό. Σο ηλεκτρικό ςόμα που εκπϋμπεται ςτην αρχό τησ γραμμόσ, μετατρϋπεται ςε φωσ, ϋτςι η μετϊδοςη τησ πληροφορύασ γύνεται με παλμούσ φωτόσ. Σο φωσ μεταδύδεται μϋςα ςτον πυρόνα τησ οπτικόσ ύνασ, ο οπούοσ εύναι από γυαλύ, και οδηγεύται με ςυνεχεύσ ολικϋσ ανακλϊςεισ. το τϋλοσ τησ γραμμόσ οι παλμού φωτόσ μετατρϋπονται πύςω ςε ηλεκτρικό ςόμα. Ζαληεο 52

53 Καταςκευό καλωδύων οπτικών ινών Η βαςικό καταςκευό καλωδύου οπτικόσ ύνασ φαύνεται ςτο πιο κϊτω. ο πυρόνασ (οπτικό ύνα) ο οπούοσ καταςκευϊζεται από γυαλύ ό πλαςτικό. Ζαληεο 53

54 Η επϋνδυςη καταςκευϊζεται από καθαρό πυρύτιο. Σο υλικό αυτό βοηθϊ ςτη ςυνεχό ανϊκλαςη τησ φωτεινόσ δϋςμησ η οπούα πϋφτει μϋςα ςτην οπτικό ύνα (τον πυρόνα), με γωνύα πρόςπτωςησ μεγαλύτερη τησ οριακόσ, ϋτςι ώςτε η δϋςμη φωτόσ εγκλωβύζεται μϋςα ςτην οπτικό ύνα και οδηγεύται με ςυνεχεύσ ολικϋσ ανακλϊςεισ ςτην ϊκρη του καλωδύου Ζαληεο 54

55 το εξωτερικό μϋροσ του καλωδύου υπϊρχει το πλαςτικό περύβλημα το οπούο προςτατεύει την ύνα από μηχανικϋσ καταπονόςεισ και την κϊνει εύχρηςτη, δύδοντϊσ τησ όψη καλωδύου. Ζαληεο 55

56 Οπτικϋσ ινεσ Οπτικϋσ ύνεσ Δυνατότητα για τερϊςτιο εύροσ φϊςματοσ (μϋχρι 2x10^13 Ηz) Μικρό απόςβεςη επικοινωνύεσ μεγϊλων αποςτϊςεων Αποτελεύται από ϋνα υϊλινο κεντρικό πυρόνα περιβαλλόμενο από επϋνδυςη με διαφορετικό διηλεκτρικό ςταθερϊ και ϋνα προςτατευτικό εξωτερικό ςτρώμα Αναιςθηςύα ςτισ ηλεκτρομαγνητικϋσ παρεμβολϋσ Μικρό μϋγεθοσ και βϊροσ, ανθεκτικότητα, ευελιξύα Ανεξϊντλητη πρώτη ύλη (ϊμμοσ) Ζαληεο 56

57 Πλεονεκτόματα οπτικών ινών Μεγϊλο εύροσ ζώνησ ςυχνοτότων. Ϋτςι με τισ οπτικϋσ ύνεσ επιτυγχϊνονται υψηλϋσ ταχύτητεσ μετϊδοςησ. 2 Gbps 4 και 10 Gbps, 20 Gbps, 40 Gbps και 50 Gbps Δεν επηρεϊζονται από ηλεκτρικϊ και μαγνητικϊ πεδύα. Η υποκλοπό πληροφορύασ εύναι πολύ δύςκολο να επιτευχθεύ, με αποτϋλεςμα οι οπτικϋσ ύνεσ να ςυνιςτούν πολύ αςφαλϋσ μϋςο μετϊδοςησ. Ζαληεο 57

58 Πλεονεκτόματα οπτικών ινών Σο βϊροσ και ο όγκοσ τουσ εύναι ςημαντικϊ μικρότερα από αντύςτοιχα μεγϋθη ϊλλων καλωδύων. Η εξαςθϋνηςη των ςημϊτων εύναι μικρότερη το καλώδιο οπτικόσ ύνασ δε μεταφϋρει ηλεκτρικό ςόμα, προτιμϊται ςε περιοχϋσ υψηλού κινδύνου εκρόξεων που μπορεύ να προκληθούν από ςπινθόρεσ. Διακρύνονται για τη μηχανικό και χημικό αντοχό τουσ. Ϋχουν μικρότερο κόςτοσ καταςκευόσ και για μεγϊλεσ εγκαταςτϊςεισ μειώνεται το κόςτοσ. Ζαληεο 58

59 Πλεονεκτόματα οπτικών ινών Χρηςιμοποιούνται, κυρύωσ, από τηλεπικοινωνιακούσ οργανιςμούσ για επύγειεσ και υποθαλϊςςιεσ διαςυνδϋςεισ μεγϊλων αποςτϊςεων. Για παρϊδειγμα: Σο καλωδιακό ςύςτημα που ςυνδϋει την Ελλϊδα (Κϋρκυρα), και την Ιταλύα. Σο μεγϊλο καλωδιακό ςύςτημα που ςυνδϋει την Ευρώπη, Αςύα, Αυςτραλύα και Ιαπωνύα. Ζαληεο 59

60 Μειονεκτόματα οπτικών ινών Εύναι δύςκολη η υλοπούηςη ςυνδϋςεων μεταξύ καλωδύων οπτικόσ ύνασ. Σα δύκτυα οπτικών ινών εύναι μονόδρομα και οι διαςυνδϋςεισ τουσ εύναι ακριβότερεσ από τισ αντύςτοιχεσ ηλεκτρικϋσ. Ζαληεο 60

61 Σα μϋρη ενόσ οπτικό-τηλεπικοινωνιακού ςυςτόματοσ Ζαληεο 61

62 ΜΕΑ ΜΕΣΑΔΟΗ ΗΜΑΣΨΝ Γ. Ατμόςφαιρα: την περύπτωςη αυτό για τη μετϊδοςη των πληροφοριών μπορούν να χρηςιμοποιηθούν κεραύεσ και δορυφόροι Ζαληεο 62

63 ΣΜΗΜΑ ΛΗΧΗ (ΔΕΚΣΗ) Ο δϋκτησ εύναι εκεύνο το τμόμα του τηλεπικοινωνιακού ςυςτόματοσ, το οπούο αφού επιλϋξει ϋνα, ανϊμεςα ςε πολλϊ ΗΜΚ που διαδύδονται ςτο χώρο. Σο επεξεργϊζεται και αποδύδει ςτην ϋξοδό του την πληροφορύα που μεταφϋρει. Ζαληεο 63

64 ΔΕΚΣΗ Προφανώσ, τα προηγούμενα ςόματα δεν μπορούν να εφαρμοςθούν κατευθεύαν ςε κεραύα το απαιτούμενο μόκοσ εύναι τερϊςτιο Για να υπερνικόςουμε αυτόν τον περιοριςμό μπορούμε να χρηςιμοποιόςουμε το ςόμα πληροφορύασ m(t) για να διαμορφώςουμε ϋνα φϋρον υψηλόσ ςυχνότητασ face (Radio Frequency), ϋτςι ώςτε οι απαιτούμενεσ διαςτϊςεισ τισ κεραύασ (λ/4) να εύναι λογικϋσ. Σην λειτουργύα αυτό την εκτελεύ ο διαμορφωτόσ Ζαληεο 64

65 Ζαληεο 65

66 Κύρια χαρακτηριςτικϊ ενόσ δϋκτη Ευαιςθηςύα (sensitivity): η ικανότητα του δϋκτη να εξαςφαλύζει κανονικό λόψη όταν ςτην κεραύα λαμβϊνεται αδύνατο ςόμα. Επιλεκτικότητα (selectivity): η ικανότητα του δϋκτη να απορρύπτει τα ανεπιθύμητα γειτονικϊ ςόματα που διεγεύρουν την κεραύα και να επιλϋγει το ςόμα του επιθυμητού ςταθμού. Ζαληεο 66

67 Πιςτότητα (fidelity, reliability ) : η ικανότητα του δϋκτη να αποδύδει ςτην ϋξοδό του τη μορφό του διαμορφώνοντοσ ςόματοσ που περιϋχει την πληροφορύα χωρύσ παραμορφώςεισ. Ζαληεο 67

68 Κεραύα Λόψησ εύναι ϋνασ αγωγόσ ό ςύνολο αγωγών ςτον οπούο το ΗΜΚ παρϊγει ηλεκτρικό ρεύμα πολύ μικρόσ ϋνταςησ. Η μορφό και οι διαςτϊςεισ τησ καθορύζονται από την περιοχό ςυχνοτότων ςτην οπούα λειτουργεύ. Ζαληεο 68

69 Κεραύα Λόψησ κεραύα λ/2 του Hertz ό δύπολο η κεραύα λ/4 του Marconi (λ εύναι το μόκοσ κύματοσ). Για τουσ τηλεοπτικούσ δϋκτεσ χρηςιμοποιεύται η κεραύα Yagi (2/33). Ζαληεο 69

70 Κεραύα Λόψησ Οι δορυφορικϋσ κεραύεσ εύναι τύπου κατόπτρου ό παραβολικϋσ ό «πιϊτου» (dish antenna το ςχ. 2/35 φαύνεται μετωπικό κεραύα η οπούα βαςικϊ φϋρει ςυρμϊτινο πλϋγμα για ανακλαςτόρα, τα δε δύπολα ϋχουν διχαλωτό μορφό για αύξηςη του εύρουσ ςυχνοτότων λειτουργύασ τησ. Ζαληεο 70

71 Γιατύ Ψηφιακϊ υςτόματα? INPUT AMP AMP Αλαινγηθνί επαλαιεπηεο: Ο ζόξπβνο ζπζζσξεύεηε AMP OUTPUT INPUT Repeater Repeater Repeater Ψεθηαθνί επαλαιεπηεο: Τειεία αλαπαξαγσγή ηνπ ζήκαηνο Ζαληεο 71

72 Σηλεπικοινωνιακού δορυφόροι Ιςτορικό Πρώτη επιτυχημϋνη εκτόξευςησ δορυφόρου ϋγινε από τουσ Ρώςουσ το Ο δορυφόροσ ονομαζόταν Sputnik και εύχε τη δυνατότητα να δϋχεται πληροφορύεσ από ϋνα μϋροσ τησ γησ και να τισ εκπϋμπει πύςω ςε ϊλλο μϋροσ τησ γησ. Η λειτουργύα διϊρκεςε για 92 μϋρεσ. Ζαληεο 72

73 Σηλεπικοινωνιακού δορυφόροι Σο 1960 οι Αμερικϊνοι εκτόξευςαν το πρώτο παθητικό τηλεπικοινωνιακό δορυφόρο, τον Echo I, ο οπούοσ αναμετϊδιδε το ςόμα χωρύσ οποιαδόποτε επεξεργαςύα. Σην ύδια χρονιϊ εκτοξεύτηκε ο Courier I, ο πρώτοσ ενεργόσ δορυφόροσ ο οπούοσ εύχε τη δυνατότητα να δεχτεύ ϋνα ςόμα, να το ενιςχύςει και να το ςτεύλει πύςω ςτη γη. Ζαληεο 73

74 Σηλεπικοινωνιακού δορυφόροι Σο 1962, εκτοξεύτηκε ο ενεργόσ δορυφόροσ Telstar Σο 1964 ιδρύθηκε προκαταρκτικϊ ο διεθνόσ οργανιςμόσ INTELSAT (International Telecommunications Satellite consortium) με ςκοπό τη δημιουργύα και την εκμετϊλλευςη ενόσ παγκόςμιου τηλεπικοινωνιακού ςυςτόματοσ με τεχνητούσ δορυφόρουσ. Ζαληεο 74

75 Σηλεπικοινωνιακού δορυφόροι Σο 1965 ο οργανιςμόσ ϋθεςε ςε τροχιϊ τον πρώτο τηλεπικοινωνιακό δορυφόρο πϊνω από τον Ατλαντικό Ωκεανό. Σο 1973 ο οργανιςμόσ ιδρύθηκε επύςημα, μϋλοσ του οπούου ϋγινε και η Κύπροσ από τον Μϊρτιο του Ίδρυςη του Ευρωπαώκού Οργανιςμού Σηλεπικοινωνιών Δορυφόρων (EUTELSAT). Η Κύπροσ εύναι μϋλοσ του οργανιςμού αυτού από το Ζαληεο 75

76 Σηλεπικοινωνιακό ςύνδεςη Για την πραγματοπούηςη τηλεπικοινωνιακόσ ςύνδεςησ χρειϊζονται εκτόσ από το δορυφόρο και οι ςταθμού εδϊφουσ. Ζαληεο 76

77 Ϋνασ δορυφόροσ μπορεύ να καλύψει ϋνα μεγϊλο τμόμα τησ γησ Κύριο χαρακτηριςτικό των εκπομπών μϋςω δορυφόρου εύναι η χρόςη πολύ ψηλών ςυχνοτότων, ςτα GHz (μικροκύματα), οι οπούεσ διαπερνούν την ιονόςφαιρα, αλλϊ εύναι χαμηλότερεσ από τισ ςυχνότητεσ που απορροφούνται από τα ςύννεφα, τη βροχό Έλαο δνξπθόξνο κπνξεί λα θαιύςεη έλα κεγάιν ηκήκα ηεο γεο Τξεηο γεσζηαηηθνί δνξπθόξνη εμαζθαιίδνπλ ηελ ηειεπηθνηλσληαθή ζύλδεζε όισλ ησλ ζεκείσλ ηνπ πιαλήηε. Ζαληεο 77

78 Σροχιϊ δορυφόρων α) ύγχρονεσ τροχιϋσ Σο επύπεδο τησ τροχιϊσ ςυμπύπτει με το επύπεδο του ιςημερινού τησ γησ και η περύοδοσ και φορϊ περιςτροφόσ του δορυφόρου εύναι η ύδια με την περύοδο και φορϊ περιςτροφόσ τησ γησ γύρω από τον ϊξονϊ τησ. Για αυτό και οι δορυφόροι με ςύγχρονη τροχιϊ εύναι γνωςτού και ωσ γεωςτατικού. β) Φαμηλού ύψουσ τροχιϋσ εύναι αυτϋσ που το επύπεδο τησ τροχιϊσ ςχηματύζει γωνύα με το επύπεδο του ιςημερινού τοποθετούνται ευκολότερα ςε τροχιϊ και μπορούν να ϋχουν μεγαλύτερο βϊροσ ςε ςύγκριςη με τουσ ςύγχρονουσ δορυφόρουσ. Ϋχουν όμωσ το μειονϋκτημα ότι δεν εύναι ορατού από ϋνα ςταθμό εδϊφουσ όλο το 24ωρο. Τειεπηθνηλσλίεο Β Λπθείνπ, Αληξέαο Ζαληεο 78

79 Σο μϋλλον των δορυφορικών επικοινωνιών Η ανϊπτυξό τουσ θα ςυνεχύςει να εύναι ραγδαύα. Οι δορυφορικϋσ κεραύεσ γύνονται όλο και πιο μικρϋσ ςε μϋγεθοσ, πρϊγμα που διευκολύνει την εγκατϊςταςη και χρόςη τουσ ακόμη και για οικιακούσ ςκοπούσ. αυξϊνονται τόςο η χωρητικότητϊ τουσ ςε τηλεφωνικϊ/τηλεοπτικϊ κανϊλια, όςο και η διϊρκεια ζωόσ τουσ. Ο αριθμόσ των δορυφόρων ςτο διϊςτημα αναμϋνεται να αυξηθεύ τόςο πολύ κατϊ τισ επόμενεσ δεκαετύεσ, που η κυκλικό τροχιϊ ςτην οπούα τοποθετούνται θα γύνει πραγματικόσ δακτύλιοσ γύρω από τη γη. Ζαληεο 79

80 Απαντόςεισ Ερωτόςεων ςελ Βιβλύου Β Λυκεύου. ( Σηλεπικοινωνύεσ ) 1. Η ραδιοφωνύα μεςαύων κυμϊτων χρηςιμοποιεύ τισ ςυχνότητεσ από 535KHz ϋωσ 1605KHz. Οι ςυχνότητεσ αυτϋσ ονομϊζονται Μεςαύεσ υχνότητεσ ( MF = Medium Frequency ). 2. Για τα FM η ραδιοφωνύα χρηςιμοποιεύ τισ ςυχνότητεσ 88ΜΗz- 108MHz. Οι ςυχνότητεσ αυτϋσ ονομϊζονται Πολύ Τψηλϋσ ( VHF = Very High Frequency ). 3. Οι τηλεοπτικϋσ εκπομπϋσ γύνονται μεταξύ 30ΜΗz-3Gz. Αυτϋσ οι ςυχνότητεσ ανόκουν ςτην περιοχό ςυχνοτότων VHF και UHF ( UHF = Ultra High Frequency / Τπερυψηλϋσ υχνότητεσ). 4. Η κινητό τηλεφωνύα λειτουργεύ ςτα 900ΜHZ ( τώρα με την κινητό τηλεφωνύα 3ησ γενιϊσ λειτουργεύ και ςτα 2100MHz ). Οι ςυχνότητεσ αυτϋσ εύναι ςτην περιοχό των UHF. Ζαληεο 80

81 5. Σα κύματα ονομϊζονται μικροκύματα για ςυχνότητεσ πϊνω από το όριο των 3hGHz. 6. Κύματα εδϊφουσ ( ονομϊζονται και επιφανεύασ ) εύναι τα κύματα που κατϊ τη διϊδοςό τουσ ακολουθούν το ανϊγλυφο του εδϊφουσ. 7. Σα βραχϋα κύματα χρηςιμοποιούν την ιονόςφαιρα για τη διϊδοςό τουσ. Σα κύματα αυτϊ κϊμπτονται ςε ϋνα ηλεκτρικϊ φορτιςμϋνο ςτρώμα τησ ανώτερησ ατμόςφαιρασ που ονομϊζεται ιονόςφαιρα και τελικϊ ανακλώνται πύςω ςτη γη. Ζαληεο 81

82 8. Σα κύματα χώρου αρχύζουν από τα 30MHz. Σο κύμα χώρου αποτελεύται κυρύωσ από: Σο απ ευθεύασ κύμα, χρειϊζεται οπτικό επαφό μεταξύ των κεραιών του πομπού και του δϋκτη. Σο ανακλώμενο κύμα, ςτην επιφϊνεια τησ γησ. Σο διαθλώμενο ςτην ατμόςφαιρα κύμα, ϋτςι η λόψη επεκτεύνεται πϋρα από τα ςημεύα οπτικόσ επαφόσ. Η εμβϋλεια του κύματοσ χώρου μπορεύ να φτϊςει μϋχρι τα 100Km και εξαρτϊται από τουσ παρϊγοντεσ που επηρεϊζουν την εμβϋλεια των ΗΜΚ γενικϊ. υγκεκριμϋνα : Ση ςυχνότητα του κύματοσ. Σα χαρακτηριςτικϊ του εδϊφουσ και γενικϊ τησ ατμόςφαιρασ κατϊ τη διϊρκεια τησ διϊδοςόσ τουσ. Σην ιςχύ του πομπού. 9. Ϋνασ ραδιοφωνικόσ ςταθμόσ που εκπϋμπει ςτα AM χρηςιμοποιεύ ϋνα εύροσ ζώνησ 10KHz. Αυτό καθορύζεται από τον τρόπο που γύνεται η διαμόρφωςη ΑΜ (Διαμόρφωςη Πλϊτουσ) και από το γεγονόσ ότι η πληροφορύα που μεταδύδεται (φωνό) χρειϊζεται για τη κωδικοπούηςό τησ ςυχνότητεσ από 300Hz 3000Hz. 10. Ϋνασ ραδιοφωνικόσ ςταθμόσ που εκπϋμπει ςτα FM (Διαμόρφωςη υχνότητασ) χρηςιμοποιεύ ϋνα εύροσ ςυχνοτότων 180KHz το οπούο για να εύναι βϋβαιο ότι δεν επικαλύπτεται ο ϋνασ ςταθμόσ από τον ϊλλο επεκτεύνεται ςτα 200KHz. Ζαληεο 82

83 11. Σα πλεονεκτόματα τησ διαμόρφωςησ AM ςε ςχϋςη με τη διαμόρφωςη FM εύναι τα πιο κϊτω : Η διαδικαςύα εκπομπόσ ςτα AΜ ςτοιχύζει λιγότερο από ότι ςτα FM. Ο πομπόσ FM χρειϊζεται περιοχό ςυχνοτότων 200 KHz, ενώ ο πομπόσ ΑΜ 10 ΚΗz. Αυτό ςημαύνει ότι ςε μύα ςυγκεκριμϋνη περιοχό ςυχνοτότων χωρϊνε περιςςότεροι ςταθμού ΑΜ παρϊ FM. Η εκπομπό ςτα ΑΜ ϋχει μεγαλύτερη εμβϋλεια από αυτό ςτα FM. τα ΑΜ δεν εύναι απαραύτητο να υπϊρχει οπτικό επαφό πομπού-δϋκτη. τα FM αυτό εύναι απαραύτητο. Σα μειονεκτόματα τησ διαμόρφωςησ AM ςε ςχϋςη με τη διαμόρφωςη FM εύναι τα πιο κϊτω : Η εκπομπό ςτα FM δεν επηρεϊζεται από παρϊςιτα. τα AM αυτό δεν μπορεύ να επιτευχθεύ πλόρωσ. τα FM ϋχουμε καλύτερη αξιοπούηςη τησ εκπεμπόμενησ ιςχύοσ. Ο πομπόσ FM λειτουργεύ πιο αποδοτικϊ παρϊ ϋνασ πομπόσ ΑΜ. Σϋλοσ μπορούμε να πούμε ότι η διαμόρφωςη FM εύναι ποιοτικϊ καλύτερη από την αντύςτοιχη ΑΜ και μπορούμε να απολαύςουμε μουςικό πολύ πιο καλόσ ποιότητασ ςτα FM από ότι ςτα ΑΜ. Ζαληεο 83

84 12. Οι λόγοι για τουσ οπούουσ η μετϊδοςη τησ πληροφορύασ γύνεται ςε ψηλϋσ ςυχνότητεσ εύναι οι ακόλουθοι: Σα ΗΜΚ ακτινοβολούνται εντονότερα ςε ψηλϋσ ςυχνότητεσ από ότι ςε χαμηλϋσ. Σο γεωμετρικό μόκοσ των κεραιών εκπομπόσ εύναι λ/2 ό λ/4. υνεπώσ οι διαςτϊςεισ των κεραιών θα όςαν τερϊςτιεσ με βϊςη τη ςχϋςη c=λ.f. Η ακτινοβολύα παρατηρεύται ςε αποςτϊςεισ από την κεραύα μεγαλύτερεσ από 10λ. τισ χαμηλϋσ επομϋνωσ ςυχνότητεσ οι αποςτϊςεισ αυτϋσ εύναι πολύ μεγϊλεσ και ωσ εκ τούτου δεν ϋχουμε ικανοποιητικό λόψη κοντϊ ςτο ςταθμό εκπομπόσ. Οι χαμηλϋσ ςυχνότητεσ εύναι ευαύςθητεσ ςε επύγειεσ πηγϋσ θορύβου. Αν όλοι οι ςταθμού εξϋπεμπαν ςτην ύδια ςυχνότητα ομιλύασ ό μουςικόσ δεν θα μπορούςαν να λειτουργόςουν γιατύ θα υπόρχε αλληλοεπικϊλυψη. 13. Ο ρόλοσ του ταλαντωτό υψηλόσ ςυχνότητασ ( RF ) ςτο κύκλωμα του πομπού AM εύναι να παρϊγει το υψηλόσ ςυχνότητασ ημιτονοειδϋσ φϋρον κύμα. Σο φϋρον ςόμα εύναι αυτό που θα «κουβαλόςει» αργότερα το ςόμα που περιϋχει την πληροφορύα (διαμορφώνων ςόμα). Ζαληεο 84

85 Ζαληεο 85

86 15. Σα κύρια χαρακτηριςτικϊ ενόσ δϋκτη από τα οπούα κρύνεται η ποιότητα του εύναι: Ευαιςθηςύα (sensitivity): η ικανότητα του δϋκτη να εξαςφαλύζει κανονικό λόψη όταν ςτην κεραύα λαμβϊνεται αδύνατο ςόμα (ςόμα μικρόσ τϊςησ ό ιςχύοσ). Επιλεκτικότητα (selectivity): η ικανότητα του δϋκτη να απορρύπτει τα ανεπιθύμητα γειτονικϊ ςόματα που διεγεύρουν την κεραύα και να επιλϋγει το ςόμα του επιθυμητού ςταθμού. Πιςτότητα (fidelity, reliability ) : η ικανότητα του δϋκτη να αποδύδει ςτην ϋξοδό του τη μορφό του διαμορφώνοντοσ ςόματοσ που περιϋχει την πληροφορύα χωρύσ παραμορφώςεισ. 16. Η ύπαρξη ςυντονιςμϋνου κυκλώματοσ επιβϊλλεται για να ςυντονύζεται ο δϋκτησ με τη ςυχνότητα του ςταθμού που θϋλουμε να επιλϋξουμε. υγκεκριμϋνα ςυντονιςμόσ ςυμβαύνει, όταν η ςυχνότητα του ςταθμού εκπομπόσ ςυμπϋςει με την ιδιοςυχνότητα του κυκλώματοσ ςυντονιςμού του δϋκτη. Ζαληεο 86

87 17 Η ςυχνότητα του τοπικού ταλαντωτό ( ftt ) εύναι πϊντα υψηλότερη τησ ςυχνότητασ του διαμορφωμϋνου ςόματοσ ( fc ) για να μπορεύ από τη διαφορϊ τουσ ftt - fc να προκύπτει η ενδιϊμεςη ςυχνότητα fιf : ftt - fc = fιf 18 Σα κυκλώματα ενόσ ραδιοδϋκτη πρϋπει να αποδύδουν εξύςου καλϊ για όλεσ τισ ςυχνότητεσ τησ περιοχόσ λειτουργύασ π.χ MW, FM, VHF κλπ. Πρακτικϊ όμωσ εύναι αδύνατο τα ηλεκτρικϊ κυκλώματα να ϋχουν την ύδια ενύςχυςη και επιλεκτικότητα για τόςο μεγϊλο εύροσ ςυχνοτότων. Για να αντιμετωπιςτεύ η αδυναμύα αυτό επινοόθηκε η αλλαγό ςυχνότητασ ό ετεροδύνωςη η οπούα δύνει την ύδια ςυχνότητα, ανεξϊρτητα από την φϋρουςα ςυχνότητα του λαμβανομϋνου καναλιού. Η ςυχνότητα αυτό ονομϊζεται ενδιϊμεςη ςυχνότητα ό Intermediate Frequency ( IF ). 19 Ο δϋκτησ με ευαιςθηςύα 1μV εύναι υψηλότερησ ποιότητασ από τον δϋκτη με ευαιςθηςύα 300μV. Αυτό ςυμβαύνει γιατύ ϋνα ςόμα τϊςησ 1μV που φτϊνει ςτην κεραύα του πρώτου δϋκτη εύναι αρκετό για να εξαςφαλύςει κανονικό λόψη του ενώ ςτον δεύτερο δϋκτη το ςόμα πρϋπει τουλϊχιςτον να εύναι 300μV. Ζαληεο 87

88 20. Σο μόκοσ των κεραιών πρϋπει να εύναι λ/2 ( αν πρόκειται για κεραύεσ Hertz ) ό λ/4 (αν πρόκειται για κεραύεσ Marconi). Σο λ εύναι το μόκοσ κύματοσ του ςόματοσ. Ζαληεο 88

89 22. Ποια εύναι τα απαραύτητα τεχνικϊ χαρακτηριςτικϊ ςε ϋνα ραδιοφωνικό δϋκτη; ( Ποια εύναι τα κυριότερα μϋρη ενόσ δϋκτη ); Σα κύρια μϋρη του δϋκτη εύναι τα ακόλουθα Κεραύα λόψησ Ενιςχυτόσ υψηλών ςυχνοτότων (φϋροντοσ ςόματοσ) Επιλογϋασ ςυχνότητασ Μύκτησ (Ετεροδύνωςη) Ενιςχυτόσ ενδιϊμεςησ ςυχνότητασ Αποδιαμορφωτόσ Ενιςχυτόσ χαμηλών ςυχνοτότων (ςόμα πληροφορύασ) Μετατροπϋασ ςόματοσ (π.χ. μεγϊφωνο) 23. Η κεραύα Yagi χρηςιμοποιεύται ςτουσ τηλεοπτικούσ δϋκτεσ. 24. Οι δορυφορικϋσ κεραύεσ εύναι τύπου κατόπτρου ό παραβολικϋσ ό «πιϊτου» (dish antenna ). Αυτϋσ ςυλλϋγουν ϋνα μϋροσ του δορυφορικού ςόματοσ που ανακλϊται ςτα τοιχώματα του κατόπτρου και ακολούθωσ ςυγκεντρώνεται ςε ϋνα ςημεύο που ονομϊζεται εςτύα. την εςτύα εύναι ςυνδεδεμϋνο το δύπολο ςτο οπούο δημιουργεύται το ηλεκτρικό ρεύμα. Ζαληεο 89

90 25. Οι λόγοι που οδόγηςαν ςτη χρόςη των τεχνικών δορυφόρων εύναι οι πιο κϊτω: α) Η καμπυλότητα τησ γησ β) Σα φυςικϊ εμπόδια ( π.χ. οροςειρϋσ ) που εμποδύζουν την οπτικό επαφό γ) Σο ψηλό κόςτοσ καταςκευόσ και ςυντόρηςησ των καλωδύων δ) Σα καλώδια εύναι εκτεθειμϋνα ςτισ φυςικϋσ καταςτροφϋσ και τισ δολιοφθορϋσ 26. INTELSAT (International Telecommunications Satellite consortium) εύναι διεθνόσ οργανιςμόσ με ςκοπό τη δημιουργύα και την εκμετϊλλευςη ενόσ παγκόςμιου τηλεπικοινωνιακού ςυςτόματοσ με τεχνητούσ δορυφόρουσ. Ιδρύθηκε το Σο 1965 ο οργανιςμόσ ϋθεςε ςε τροχιϊ τον πρώτο τηλεπικοινωνιακό δορυφόρο πϊνω από τον Ατλαντικό Ωκεανό. Ζαληεο 90

91 27 Οι δορυφόροι μπορούν να εκτελϋςουν δύο διαφορετικϋσ τροχιϋσ : α) ύγχρονη Σροχιϊ : Η περύοδοσ και η φορϊ περιςτροφόσ του δορυφόρου εύναι η ύδια με την περύοδο και φορϊ τησ περιςτροφόσ τησ γησ. Η περύοδοσ του δορυφόρου δηλ. εύναι περύπου 24 ώρεσ και η τροχιϊ του εύναι ϋνασ κύκλοσ. Σο ύψοσ του δορυφόρου εύναι 3600Km πϊνω από την επιφϊνεια τησ γησ. Δορυφόροι που εκτελούν αυτού του εύδουσ την τροχιϊ ονομϊζονται γεωςτατικού. β) Φαμηλού Ύψουσ Σροχιϊ : Η τροχιϊ τουσ ςχηματύζει γωνιϊ με το επύπεδο του ιςημερινού. Εκτελούν ελλειπτικό τροχιϊ με μεγϊλη εκκεντρότητα. Σοποθετούνται πιο εύκολα ςε τροχιϊ, όμωσ δεν εύναι ορατού από ϋνα ςταθμό καθ όλο το 24ωρο. 28. Η τηλεπικοινωνιακό ςύνδεςη όλων των ςημεύων του πλανότη εξαςφαλύζεται με 3 γεωςτατικούσ δορυφόρουσ πϊνω από τον Ατλαντικό, τον Ειρηνικό και τον Ινδικό ωκεανό. Αν αυτού βρύςκονται ςτισ κορυφϋσ ιςόπλευρου τριγώνου πϊνω από τη γη μπορούν να εξαςφαλύςουν ςυνεχό τηλεπικοινωνιακό ςύνδεςη. 29. Ϋνασ δορυφόροσ λαμβϊνει ςόματα ςτισ ούπερ Τψηλϋσ υχνότητεσ (SHF = Super High Frequency). ( Εύναι γνωςτό ότι τα κύματα ςε αυτϋσ τισ ςυχνότητεσ ονομϊζονται Μικροκύματα ). Πιο ςυγκεκριμϋνα λαμβϊνει από το ϋδαφοσ ςόματα ςτα 6 ό 14GHz και εκπϋμπει ςτο ϋδαφοσ ςτα 4 ό 11GHz. Ζαληεο 91

92 30. Σα κύρια μϋρη του τηλεπικοινωνιακού δορυφόρου εύναι τα ακόλουθα: α) Κεραύα κϊτοπτρο (Dish antenna): Για την εκπομπό και λόψη μικροκυμϊτων. β) Κεραύα ςημϊτων ελϋγχου (Command antenna): Για τον τηλεχειριςμό του δορυφόρου. Ανταλλϊζονται, δηλαδό, ςόματα με τα οπούα διαπιςτώνεται η λειτουργικό κατϊςταςη και ακριβόσ θϋςη του δορυφόρου. Αν χρειαςτεύ, μπορούν να γύνουν οι απαραύτητεσ διορθώςεισ από ςταθμούσ ελϋγχου ςτη γη. γ) Πύραυλοι (Rockets): Για τη διόρθωςη τησ θϋςησ του δορυφόρου. δ) Ηλιακϊ ςτοιχεύα (Solar cells): Για τη μετατροπό τησ ηλιακόσ ενϋργειασ ςε ηλεκτρικό, ϋτςι ώςτε να τροφοδοτούνται τα ηλεκτρικϊ/ηλεκτρονικϊ κυκλώματα του δορυφόρου. ε) Θερμικό κουβϋρτα (Thermal blanket): Για τη προςταςύα των κυκλωμϊτων από τισ μεγϊλεσ μεταβολϋσ τησ θερμοκραςύασ. 31. Ο δορυφόροσ χρειϊζεται ηλεκτρικό ιςχύ για να τροφοδοτούνται τα κυκλώματϊ του και ο αναμεταδότησ του. Η ηλεκτροδότηςη του εξαςφαλύζεται μϋςω των ηλιακών ςτοιχεύων που διαθϋτει και που μετατρϋπουν την ηλιακό ενϋργεια ςε ηλεκτρικό. Ζαληεο 92

93 32 ύγχρονη Σροχιϊ :Σο επύπεδο τροχιϊσ ςυμπύπτει με το επύπεδο του ιςημερινού τησ Γησ. (αυτό χρηςιμοποιεύται ςόμερα ) Δορυφόροι ςε τϋτοια τροχιϊ ϋχουν το πλεονϋκτημα τησ ςυνεχούσ επικοινωνύασ διότι μϋνουν ςτην ύδια θϋςη ςε ςχϋςη με τη γη. Φαμηλού Ύψουσ : Σο επύπεδο τησ τροχιϊσ ςχηματύζει γωνύα με το επύπεδο του ιςημερινού. Δορυφόροι ςε τϋτοια τροχιϊ ϋχουν τα πλεονεκτόματα ότι α) τοποθετούνται ευκολότερα ςε τροχιϊ Μειονεκτόματϊ τουσ εύναι : α) δεν εύναι ορατού από ϋνα ςταθμό εδϊφουσ όλο το 24ωρο και β) για να υπϊρχει ςυνεχόσ επικοινωνύα με τουσ ςταθμούσ εδϊφουσ χρειϊζεται επαρκόσ αριθμόσ δορυφόρων. 33. Σρεισ λόγοι για τουσ οπούουσ οι οπτικϋσ ύνεσ τα χϊλκινα καλώδια αντικαθιςτούν τα χϊλκινα ηλεκτρικϊ καλώδια εύναι οι πιο κϊτω : α) Διαθϋτουν πολύ μεγϊλο εύροσ ζώνησ ςυχνοτότων, αρα επιτυγχϊνονται υψηλϋσ ταχύτητεσ μετϊδοςησ. β) Επειδό δεν ακτινοβολούν ηλεκτρομαγνητικϊ κύματα η παρεμβολό (ό υποκλοπό) πληροφορύασ εύναι πολύ δύςκολο να επιτευχθεύ, με αποτϋλεςμα οι οπτικϋσ ύνεσ να ςυνιςτούν πολύ αςφαλϋσ μϋςο μετϊδοςησ. γ) Η εξαςθϋνηςη των ςημϊτων εύναι μικρότερη από ότι ςτα χϊλκινα και ομοαξονικϊ καλώδια, με αποτϋλεςμα οι αποςτϊςεισ μεταξύ ενιςχυτών να εύναι ςχετικϊ μεγϊλεσ. Ζαληεο 93

94 34. Πλεονεκτόματα οπτικών ινών : Διαθϋτουν πολύ μεγϊλο εύροσ ζώνησ ςυχνοτότων, το οπούο καθορύζει την ταχύτητα διϊδοςησ τησ πληροφορύασ Δεν επηρεϊζονται από ηλεκτρικϊ και μαγνητικϊ πεδύα του περιβϊλλοντοσ, ϋτςι μπορούν να χρηςιμοποιηθούν ςε βιομηχανικό περιβϊλλον και ςε χώρουσ με υψηλό θόρυβο. Επειδό δεν ακτινοβολούν ηλεκτρομαγνητικϊ κύματα η παρεμβολό (ό υποκλοπό) πληροφορύασ εύναι πολύ δύςκολο να επιτευχθεύ, με αποτϋλεςμα οι οπτικϋσ ύνεσ να ςυνιςτούν πολύ αςφαλϋσ μϋςο μετϊδοςησ. Σο βϊροσ και ο όγκοσ τουσ εύναι ςημαντικϊ μικρότερα από αντύςτοιχα μεγϋθη ϊλλων καλωδύων. Μεγϊλο πλεονϋκτημα για εγκαταςτϊςεισ όπου το βϊροσ εύναι υπολογύςιμοσ παρϊγοντασ όπωσ π.χ. τα αεροςκϊφη. Η εξαςθϋνηςη των ςημϊτων εύναι μικρότερη από ότι ςτα χϊλκινα και ομοαξονικϊ καλώδια, με αποτϋλεςμα οι αποςτϊςεισ μεταξύ ενιςχυτών να εύναι ςχετικϊ μεγϊλεσ. Δεν παρουςιϊζουν τουσ γνωςτούσ κινδύνουσ του ηλεκτρικού ρεύματοσ. Επειδό το καλώδιο οπτικόσ ύνασ δε μεταφϋρει ηλεκτρικό ςόμα, προτιμϊται ςε περιοχϋσ υψηλού κινδύνου εκρόξεων που μπορεύ να προκληθούν από ςπινθόρεσ (χώροι καυςύμων, εύφλεκτων αερύων κλπ.) Διακρύνονται για τη μηχανικό και χημικό αντοχό τουσ. Σο καλώδιο οπτικόσ ύνασ δεν εύναι ευαύςθητο ςε υγρό περιβϊλλον, όπου τα χϊλκινα καλώδια μπορεύ να προκαλϋςουν βραχυκύκλωμα. Ϋχουν μικρότερο κόςτοσ καταςκευόσ και για μεγϊλεσ εγκαταςτϊςεισ μειώνεται το κόςτοσ. Μειονεκτόματα οπτικών ινών Εύναι δύςκολη η υλοπούηςη ςυνδϋςεων μεταξύ καλωδύων οπτικόσ ύνασ. Απαιτεύται ειδικϊ εξειδικευμϋνο προςωπικό. Σα δύκτυα οπτικών ινών εύναι μονόδρομα και οι διαςυνδϋςεισ τουσ εύναι ακριβότερεσ από τισ αντύςτοιχεσ ηλεκτρικϋσ. Ζαληεο 94

95 35. Οι οπτικϋσ ύνεσ καταςκευϊζονται ςε δύο εύδη: α) Μονότροπεσ οπτικϋσ ύνεσ β) Πολύτροπεσ οπτικϋσ ύνεσ τισ μονότροπεσ οπτικϋσ ύνεσ η διϊμετροσ τησ κεντρικόσ ύνασ εύναι πολύ μικρό (διϊμετροσ 5μm μϋχρι 10μm) με αποτϋλεςμα το φωτεινό ςόμα να μεταδύδεται ςχεδόν ευθύγραμμα, κατϊ μόκοσ του ϊξονα του πυρόνα. Για την εκπομπό του οπτικού ςόματοσ χρηςιμοποιούνται ςυνόθωσ πηγϋσ LASER. 36. τισ πολύτροπεσ οπτικϋσ ύνεσ οι διϊφορεσ φωτεινϋσ ακτύνεσ του οπτικού ςόματοσ ακολουθούν πολλϋσ διαδρομϋσ. Ανϊλογα με την εύςοδο τουσ ςτο πυρόνα τησ οπτικόσ ύνασ ταξιδεύουν ανακλώμενεσ υπό διαφορετικϋσ γωνύεσ. τισ πολύτροπεσ οπτικϋσ ύνεσ χρηςιμοποιούνται χαμηλού κόςτουσ πηγϋσ, LED. Οπτικό ύνα ϋχει απόςβεςη 2dB/Km. Αυτό ςημαύνει μεύωςη τησ ιςχύοσ τησ φωτεινόσ ακτύνασ κατϊ 2dB για κϊθε χιλιόμετρο Ζαληεο 95