UFSM-CTISM. Comunicação de Dados Meios de transmissão - Exemplos práticos Aula-05. Professor: Andrei Piccinini Legg.

Transcrição

1 UFSM-CTISM Comunicação de Dados - Exemplos práticos Aula-05 Professor: Andrei Piccinini Legg Santa Maria, 2012

2 Meio de é o caminho físico entre o transmissor e o receptor. Como visto numa aula anterior ele pode ser guiado ou não guiado.

3 Transmissão sem-fio Em uma sem-fio (wireless), o meio é não guiado, a e recepção do sinal ocorre via antena. Na a antena irradia energia eletromagnética no meio e na recepção a antena capta energia eletromagnética do meio.

4 Transmissão sem-fio Há basicamente dois tipos de configurações para wireless: Direcional: Antena foca o feixe de ondas eletromagnéticas. Assim antenas de e recepção devem estar cuidadosamente alinhadas; Omnidirecional: Antena espalha o sinal em todas as direções. Esse sinal pode ser recebido por várias antenas.

5 Frequências de Em geral, quanto mais alta a freqüência do sinal, mais é possível focá-lo em um feixe direcional. Na discussão sobre wireless está-se interessado, basicamente, em 3 faixas de frequências: 1 Frequências 2GHz a 40GHz 2 Frequências 30MHz to 1GHz 3 Frequências a Hz

6 Primeira faixa de frequência Primeira faixa de frequência: 2GHz a 40GHz Antenas para microondas (parabólica 3m diâmetro) Radiação altamente direcional Enlace é ponto a ponto Utilizada em comunicações: terrestres, de voz, enlaces para televisão, comunicações via satélites.

7 Satélite No satélite a antena funciona como em uma estação retransmissora. Recebe em uma frequência, amplifica ou repete o sinal e transmite em outra frequência. Em geral utilizado para: televisão, telefonia de longa distância e redes de negócios privadas.

8 Segunda faixa de frequência Segunda faixa de frequência: 30MHz to 1GHz Radiação omnidirecional Comunicação Broadcast, rádio FM, Televisão UHF and VHF. Nessa faixa de freqüências sofre-se por interferência multipercurso: Reflexões prédios,terra, prédios.

9 Terceira faixa de frequência Terceira faixa de frequência: a Hz Infravermelho Linha de Visada Bloqueado por paredes ou muros Um exemplo é o controle remoto da TV

10 Considerem o enlace de rádio, formado por uma antena transmissora e uma antena receptora separadas por uma distância r. PT PR Tx Rx r Figura: Transmissão sem fio rádio enlace Sejam: P T = potência transmitida = potência recebida D T = diretividade da antena transmissora D R = diretividade da antena receptora A ET = abertura efetiva da antena transmissora A ER = abertura efetiva da antena receptora

11 Considerações: As antenas são sem perdas (η = 1) η = potência total aplicada As polarizações das antenas estão casadas (Fator de Casamento de Polarização, FCP = 1) FCP = potência recebida potência máxima possível recebida (1) (2)

12 Antena isotrópica, que radia potência igualmente em todas as direções (onda esférica): Para uma antena qualquer: S = P T 4πr 2 (3) S = D T P T 4πr 2 (4) Onde D T é a diretividade da antena definida como capacidade da antena de direcionar a. Para um dipolo de meia onda D T = 1, 64

13 Da equação 4 e da equação 5, = SA ER (5) = D T A ER P T 4πr 2 (6) mas A E D = λ2 4π, (7) onde A E = é a abertura (área) efetiva da antena, razão entre a potência recebida e a densidade de potência média incidente.

14 Das equações 6 e 7 obtém-se a equação fundamental para o cálculo de rádio-enlaces no espaço livre: P r (d) = D t D r ( λ 4πd )2 P T, (8) denominada fórmula de Friis para antenas sem perdas. Ou, em termos de ganhos(g = ηd): P r (d) = G t G r ( λ 4πd )2 P T, (9) fórmula de Friis (antenas sem perda) para antenas quaisquer.

15 1 Um dipolo de meia onda sem perdas, operando em f = 100MHz, é alimentado com uma potência de 100W. Calcular: 1 A densidade de a 1 km de distância; 2 Apotência de alimentação de uma antena isotrópica que produziria a mesma densidade de potência calculada no item anterior; 3 A potência máxima recebida por um outro dipolo de meia onda a 1 km do transmissor.

16 2 Se um transmissor produz 50 Watts de potência, expresse a potência transmitida em de dbm, e dbw. Se 50 Watts é aplicado a uma antena de ganho unitário com uma freqüência de portadora de 900MHz, ache a potência recebida em dbm no espaço livre a uma distância de 100 metros da antena. Assuma o ganho da antena receptora como sendo igual a unidade.