Quarta Esercitazione- Mezzi Trasissivi Cordeschi, Patriarca, Polli 1
Fibra Ottica- Alcune Forule (1/3) n 2 n 1 n n 1 2 n n 2 arcsin( ) c v 1 c v 2 1 Condizione di riflessione Totale Indice di rifrazione del cuore Indice di rifrazione del antello Cordeschi, Patriarca, Polli 2
Fibra Ottica- Alcune Forule (2/3) c 8 3x10 / s Velocità della luce nel vuoto v 1 v 2 a b Velocità della luce nel cuore Velocità della luce nel antello Raggio del cuore ( ) Raggio del antello ( ). Cordeschi, Patriarca, Polli 3
Fibra Ottica- Alcune Forule (3/3) (sec) Dispersione teporale 2 d 0.06nsec/ k ( Laser) Dispersione croatica 2.5nsec/ K ( Led) 1 1 fb Massia frequenza binaria ( Gbit / sec) 2 d T K ns / k k bit Cordeschi, Patriarca, Polli 4
Prio esercizio (1/2) Si consideri una fibra ottica onoodale operante in terza finestra (A 0 =0.25 db/k) con rapporto n / n pari a 0.5. 2 1 Si supponga di utilizzare in trasissione un diodo Laser con Potenza W s db Di avere in ricezione un fotorivelatore con una Sensibilità S 20 db Di dover coprire una tratta lunga 88 K. Cordeschi, Patriarca, Polli 5
Prio esercizio (2/2) Calcolare il valore inio dell angolo di incidenza θ del fascio luinoso perché vi sia riflessione totale. W s db Calcolare per il raggiungiento delle specifiche richieste e la frequenza binaria f Gbit ottenibile. b ( / sec) Cordeschi, Patriarca, Polli 6
Svolgiento (1/2) Condizione di riflessione totale: n n 2 arcsin( ) arcsin(0.5) / 6. 1 Calcolo del valore inio di W s db : W A d S W s db 0 db / k k db s db 20 (0.25)88 2dB Cordeschi, Patriarca, Polli 7
Svolgiento (2/2) Calcolo della assia frequenza binaria : 1 1 fb ( Gbit / sec) 0.095( Gbit / sec) 95 Mbit / sec. 2 d 2(0.06)(88) ns / k k Cordeschi, Patriarca, Polli 8
Secondo esercizio (1/2) Si consideri una fibra ottica onoodale operante in terza finestra (A 0 =0.25 db/k) con indice di rifrazione del cuore n 1 =1.52. Si supponga di utilizzare in trasissione un diodo Led con Potenza W S (μw)=5 posizionato in odo tale da aver un angolo di incidenza del fascio θ=82 gradi. Si abbia in ricezione un fotorivelatore con Sensibilità S(μW)=1 Si supponga di voler raggiungere una velocità di trasissione di 50Mbit/sec. Cordeschi, Patriarca, Polli 9
Secondo Esercizio (2/2) Calcolare il valore assio di n 2 per garantire riflessione totale. Calcolare il valore assio della tratta della fibra che soddisfi le specifiche richieste. Cordeschi, Patriarca, Polli 10
Svolgiento (1/4) Condizione di riflessione totale: n 2 n n 2 o arcsin( ) 82 1 0 (1.52)sin(82 ) 1.50. Cordeschi, Patriarca, Polli 11
Svolgiento (2/4) Calcolo del valore assio della tratta : W A d S s db 0 db / k k db d ( W S ) / A ( prio vincolo) k s db db 0 db / k W 5W 0.005W W s sdb 10log (0.005) 23 db. 10 d k Cordeschi, Patriarca, Polli 12
Svolgiento (3/4) S( W ) 1W 0.001W S db 10log (0.001) 30 db. 10 dk 28 k. f d b k 2 1 nsec/ k k 2 1 d f nsec/ k b ( Gbit / sec) ( secondo vincolo). Cordeschi, Patriarca, Polli 13
Svolgiento (4/4) f 50 Mbit / sec 0.05 Gbit / sec d b k 1 4k 2(2.5)(0.05) La lunghezza della tratta è la inore tra quelle calcolate dk 4 Cordeschi, Patriarca, Polli 14
Collegaento radio (1/2) Attenuazione dello Spazio libero: A( f ) W ( db ) W ( db ) db T R 32.4 20log d 20log f G G. 10 k 10 MHz T db RdB Cordeschi, Patriarca, Polli 15
Collegaento radio (2/2) W ( db ) Potenza dell ' antenna trasittente dk fmhz distanza frequenza tra le due antenne portante G ( db) Guadagno dell ' antenna trasittente T G ( db) Guadagno dell ' antenna ricevente R T W ( db ) Potenza giunta all ' antenna ricevente R Cordeschi, Patriarca, Polli 16
Prio esercizio (1/2) Si consideri un collegaento Radioobile tra una stazione radio-base (SRB) e un terinale obile (TM ) con le seguenti caratteristiche: Potenza trasessa da TM : 20dB Sensibilità della SRB Frequenza portante : -100dBw : 900Mhz Guadagno d antenna del TM: 0dB (antenna isotropa ) Guadagno d antenna della SRB :12dB Cordeschi, Patriarca, Polli 17
Prio Esercizio (2/2) Si calcoli la assia copertura (in k 2 ) del collegaento perché giunga alla SRB una potenza non inferiore alla sua Sensibilità. Cordeschi, Patriarca, Polli 18
Svolgiento (1/3) Calcolo della Massia copertura: W A S TdB db db S 100dB S 70dB w db w db Cordeschi, Patriarca, Polli 19
Svolgiento (2/3) Osservare che: x ( W ) (10 x)( W ) 3 x( db ) (30 x) ( db ) w Cordeschi, Patriarca, Polli 20
Svolgiento (3/3) 20 (32.4 20log ( d ) 20log (900 ) 0 12 ) 70 db 10 k 10 MHz db db db 20log ( d ) 10.51 d k 10 k 10.51 20 10 3.35k 2 k Area di copertura ( d ) 35.37k Cordeschi, Patriarca, Polli 21 2
Secondo esercizio (1/2) Si consideri un collegaento Radio tra una stazione terrestre (STR) e un satellite (SAT ) con le seguenti caratteristiche: Potenza trasessa da STR : x db Sensibilità del SAT Frequenza portante : -98dBw : 6Ghz Guadagno d antenna del STR: 30dB Guadagno d antenna del SAT :30dB Distanza tra STR e SAT : 36000k Cordeschi, Patriarca, Polli 22
Secondo esercizio (2/2) Si calcoli la inia Potenza trasessa (in Watt) dalla STR perché giunga al SAT una potenza non inferiore alla sua Sensibilità. Cordeschi, Patriarca, Polli 23
Svolgiento (1/2) Calcolo della Massia Potenza della STR: W A S TdB db db f 6Ghz 6x(10) 3 Mhz Cordeschi, Patriarca, Polli 24
Svolgiento (2/2) W (32.4 20log (6(10 ) ) TdB 20log (36000 ) 30 30 ) 68 10 10 3 k db db W 72 42 TdB db db w 42 ( ) 10 Mhz W ( w) 10 15.85 KWatt. T db Cordeschi, Patriarca, Polli 25
Cavo Coassiale (1/2) A( f ) A f ( db / K) 0 db / K 0 MHz A 2.3 db / K per f 1MHz Cordeschi, Patriarca, Polli 26
Cavo Coassiale (2/2) SNR W W W A( f ) d F 174 10log B W SdB db / K K db db / Hz 10 Hz SdB W Potenza di ruore del ricevitore ( W ( W) KT FB) F B NdB db Hz RdB NdB Potenza del segnale trasesso Figura di ruore del ricevitore Banda del segnale trasesso K costante di Bolzann J Kelvin 23 0 (1.38x10 / ) 0 T0 Teperatura di lavoro del ricevitore 290 Kelvin Cordeschi, Patriarca, Polli 27 N. 0
Prio esercizio (1/2) Si consideri un collegaento in cavo coassiale con le seguenti caratteristiche: B = MHz 5 MHz = ( banda del segnale trasesso ) F 1 db ( fattore di ruore del ricevitore ) d db 10 K lunghezza del collegaento f =20 MHz ( frequenza centrale del segnale trasesso ) MHz Cordeschi, Patriarca, Polli 28
Prio esercizio (2/2) Si calcoli il valore di Potenza del segnale trasesso in odo da ottenere in ricezione un rapporto segnale-ruore (SNR) di 15dB. Si utilizzi per la forula dell attenuazione la frequenza centrale del segnale trasesso. Cordeschi, Patriarca, Polli 29
Svolgiento Attenuazione introdotta dalcavo A( f ) A f 2.3 20 10.28 db / K db / K 0 db RdB NdB MHz SNR W W W A( f ) d F 174 10log B. SdB db / K K db db / Hz 10 Hz W 11.84 db W ( W ) 15.3 W. SdB S Cordeschi, Patriarca, Polli 30 :
Secondo esercizio (1/2) Si consideri un collegaento in cavo coassiale con le seguenti caratteristiche: f =10 MHz ( frequenza centrale del segnale trasesso ) MHz W ( W ) 0.5 ( Potenza del segnaletrasesso ) s d 11K distanza del collegaento BMHz 1( banda del segnale trasesso ) Cordeschi, Patriarca, Polli 31
Secondo esercizio (2/2) Si calcoli il valore del Fattore di ruore del ricevitore in odo da ottenere in ricezione un rapporto segnale-ruore (SNR) di 28dB. Si utilizzi per la forula dell attenuazione la frequenza centrale del segnale trasesso. Cordeschi, Patriarca, Polli 32
Svolgiento (1/2) Attenuazione introdotta dalcavo : A( f ) A f 2.3 10 7.27 db / K db / K 0 MHz W ( W ) 0.5 W 10log (0.5) 3 S SdB 10 db Cordeschi, Patriarca, Polli 33
Svolgiento (2/2) SNR W W W A( f ) d F 174 10log B. SdB db / K K db db / Hz 10 Hz RdB NdB FdB 2.99 2.99 /10 F 10 Cordeschi, Patriarca, Polli 34