8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
1/68
nvmntul profesional i tehnic n domeniul TIC
Proiect cofinanat din Fondul Social European n cadrul POS DRU 2007-2013
Beneficiar-Centrul Naional de Dezvoltare a nvmntului Profesional i Tehnic
Str.Spiru Haret nr.10-12, sector 1, Bucureti-010176, tel 021-3111162, fax. 021- 3125498, [email protected]
MEDII DE COMUNICAII
Material de predare
Domeniul: Informatic
Calificarea: Tehnician infrastructur reele de telecomunicaii
Nivel 3 avansat
2009
mailto:[email protected]:[email protected]8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
2/68
AUTOR:
Andonie Silviu profesor grad didactic I, Grup colar de Pot i Telecomunicaii
Timioara
COORDONATOR:
Florin Iordache profesor Colegiul Tehnic de Telecomunicaii Nicolae Vasilescu Karpen
CONSULTAN:
IOANA CRSTEA expert CNDIPT
ZOICA VLDU expert CNDIPT
ANGELA POPESCU expert CNDIPT
DANA STROIE expert CNDIPT
Acest material a fost elaborate n cadrul proiectului nvmntul profesional i tehnic n domeniul TIC,
proiect cofinanat din Fondul Social European n cadrul POS DRU 2007-2013
2
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
3/68
Cuprins
I.Introducere ............................................................................................................................4
II. Documente necesare pentru activitatea de predare .......................................................... 9
III.Resurse .............................................................................................................................10Tema 1. Suporturi clasice i moderne de transmitere a informaiilor ....................... 10
Fia suport 1.1. Tipuri de cabluri de cupru utilizate n reelele de comunicaii......10
UTP: Unshielded Twisted Pair (Cablu cu perechi rsucite neecranat) ..................... 11
FTP: Foiled Twisted Pair (Cablu cu perechi rsucite n folie) ................................... 11
S/UTP: Screened Unshielded Twisted Pair (cablu cu perechi rsucite neecranat, cutres) ...................................................................................................................... 11
S/FTP: Screened Foiled Twisted Pair (cablu cu perechi rsucite cu folie i tres) . . .12
Fia suport 1.2. Caracteristicile cablurilor de telecomunicaii................................. 18
Fia suport 1.3. Tipuri de cabluri cu fibr optic n reelele de telecomunicaii................................................................................................................................ 25
Tema 2. Principiile transmisiilor radio .......................................................................... 28
Fia suport 2.1. Semnale radio i propagarea undelor ............................................ 28
Fia suport 2.2. Sisteme de transmisie radio .......................................................... 33
Fia suport 2.3 Aplicaii ale transmisiei radio ..........................................................36
Tema 3. Tehnici de comunicaie n reele wireless ...................................................... 40
Fia suport 3.1. Principii de funcionare n reele wireless Ethernet 802.11 ............40
Fia suport 3.2 Punctul de acces al reelelor wireless .............................................43
Reelele fr fir transport informaia ntre dispozitive de calcul. Informaia sepoate prezenta sub forma mesajelor e-mail, a paginilor Web, a nregistrrilor dinbazele de date sau a fiierelor audio ori video. n majoritatea cazurilor reelele frfir transfer date, cum ar fi mesajele e-mail sau fiierele dar i comunicaii audio ivideo....................................................................................................................... 43
Mediul invizibil - reelele fr fir, folosesc att undele radio ct i cele infraroii camediu de comunicare ntre utilizatori, servere i baze de date.............................. 43
Fia suport 3.3 Servicii oferite de reelele wireless ................................................. 49
Tema 4. Tehnici de comunicaie n telefonia mobil ................................................... 54
3
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
4/68
Fia suport 4.1. Celule ale sistemelor de radio telefonie mobil ............................ 54
Fia suport 4.2. Conceptul de celul ...................................................................... 56
Fia suport 4.3 Echipamente i servicii n telefonia mobil ..................................... 59
IV. Fia rezumat.................................................................................................................... 63
V. Bibliografie ........................................................................................................................ 66
I.IntroducereMaterialul de predare este o resurs suport pentru activitatea de predare - nvare
- evaluare. Se adreseaz cadrelor didactice care predau la clasele din nvmntul
postliceal din domeniul informatic. Structurarea informaiilor oferite ca sugestii pentru
cadrul didactic este generat de programa colar elaborat pe baza Standardului de
Pregtire Profesional, care stau la baza Sistemului Naional de Calificri Profesionale.
Standardul de pregtire profesional este un document structurat pe uniti de competene,
care descrie n termeni de rezultate ale nvrii ceea ce un participant la un program de
pregtire trebuie s demonstreze la finalul acestuia. n afara unitii de competen pentru
care se utilizeaz explicit sunt vizate i abiliti cheie prin modul de organizare a activitilor
- individual, n grup, frontal.
Pentru centrarea procesului instructiveducativ pe elev i reuita demersului
didactic, se recomand profesorului s dein ct mai multe informaii referitoare la
particularitile colectivului de elevi i stilurile de nvare ale acestora.
Sugerez ca informaiile s fie structurate i formulate n limbajul adecvat i accesibil
categoriei de vrst i nivelului de pregtire a elevilor, susinute prin exemple / aplicaii
sugestive i imagini atractive. Modulul Medii de comunicaii este prevzut n documentelecare stau la baza Sistemului Naional de Calificri Profesionale, n Curriculum-ul pentru
nivel 3 avansat coal Postliceal, pentru domeniu Informatic, calificarea Tehnician
Infrastructur Reele de Telecomunicaii.
Calificarea dobndit presupune:
4
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
5/68
- coordonarea lucrrilor de realizare, dezvoltare i ntreinere a
reelelor de date, voce i cablu pentru televiziune
- desfurarea lucrrilor de cablare structurat, efectuarea reglajelor,
msurarea parametrilor, identificare / depanare deranjamente,
instalare reele i terminale, optimizarea acestora
Modulul Medii de comunicaii se studiaz la nivelul 3 avansat i are n vedere
asigurarea dobndirii competenelor tehnice n domeniul de activitate, dezvoltnd
competene de utilizarea a mediilor de comunicaii.
Coninuturile sunt propuse pe principiul subordonrii la competenele ce trebuie
dobndite de elev i la criteriile de performan ale fiecrei competene, astfel nct s
ofere un rspuns adecvat cerinelor socio-profesionale, rspuns exprimat n termeni deachiziii finale uor evaluabile la ncheierea parcursului colar de formare prin coala
postliceal. Aici ne referim la ceea ce cunoate nelege i este capabil s fac persoana
care nva.
Materialul de predare va fi utilizat, conform curriculum-ului, pentru 70 de ore din care
35 ore pregtire de specialitate i 35 ore laborator tehnologic.
Gradul de achiziionare a competenelor individuale va fi msurat continuu isistematic n cadrul evalurii formative, pe parcursul procesului didactic, atunci cnd se
consider c elevii individual sau n grup dein o anumit competen din cele patru
care compun Unitatea de competen. Evaluarea se realizeaz n vederea certificrii
competenei. n acest sens se utilizeaz instrumente i probe care se refer explicit la
criteriile de performan i la condiiile de aplicabilitate din SPP-uri. Recomand observarea
atitudinii i activitii elevilor, investigaia, autoevaluarea, lucrri practice, materializate n:
fie de observaie, fie de lucru, chestionare, fie de autoevaluare, proiecte i portofolii.
O competen se evalueaz o singur dat. Se evalueaz numai competenele
specificate.
Instrumentele de evaluare constituie un aspect esenial. Acestea trebuie s aib un
caracter unitar. Este recomandabil ca toate cadrele didactice s dein cunotine generale
5
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
6/68
despre instrumentele de evaluare. Calitile instrumentelor de evaluare sunt: validitatea,
fidelitatea, obiectivitatea, aplicabilitatea.
Alegei activiti care sunt orientate spre cel care nva, spre disponibilitile sale i
ofer maximul de deschidere.
Procedai astfel nct s fie posibil diferenierea sarcinilor de lucru i a timpului alocat.
Elevii nva cel mai bine cnd consider c nvarea corespunde nevoilor lor.
Pregtirea n aceast calificare ofer absolvenilor posibilitatea de a ocupa un loc de
munc n cadrul firmelor care furnizeaz servicii de telecomunicaii, instaleaz reele i
asigur mentenana acestora.
6
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
7/68
1 2 3
Unitatea de competenCompetena
individualConinuturi tematice
Utilizarea
mediilor de
comunicaii
C1. Utilizeaz cabluri
de telecomunicaii
Tipuri de cabluri de cupru
utilizate n reelele de
telecomunicaii:
Cabluri cu perechi de
conductoare torsadate (UTP,
FTP, STP), cabluri coaxiale
Caracteristicile cablurilor:
impedan, lungime maxim de
transmisie, band, categorie
Tipuri de cabluri cu fibr optic:
monomod i multimod
Tehnologii de joncionare acablurilor optice
7
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
8/68
C2. Explic principiul
transmisiilor radio
Semnale radio, unde lungi, medii,
scurte, ultrascurte, microunde.
Propagarea undelor radio
Componentele unui sistem de
transmisie radio: emitor, anten
emisie, anten recepie, receptor
Domeniile de aplicaie ale
transmisiei radio: radio,
televiziune terestr, telefonie
mobil, GPS, wireless
C3. Aplic tehnicile
de comunicaie ntr-o
reea wireless
Specificaii pentru reele wireless:Ethernet 802.11
Instalarea routerelor, access
pointurilor, plcilor wireless n
reelele wireless
Servicii n reelele wireless: DNS,
DHCP, criptare, securizareconexiune
C4. Aplic tehnicile
de comunicaie n
telefonia mobil
Elementele structurale ale unui
sistem de radiotelefonie mobil
celular: staii de baz radio
(RBS), staii de comutaie mobil
(MSC)
Conceptul celular - reutilizarea
frecvenei, divizarea celulelor,
localizarea, transferul
Echipamente pentru telefonia
mobil
8
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
9/68
Servicii i faciliti n sistemul
GSM
II. Documente necesare pentru activitatea de predarePentru predarea la clas a coninuturilor abordate n materialul de predare, cadrul
didactic are obligaia s studieze urmtoarele documente:
Standardul de Pregtire Profesional pentru calificarea Tehnician infrastructur reele
de telecomunicaii nivel trei avansat www.tret.ro, seciunea SPP sau www.edu.ro
seciunea nvmnt preuniversitar.
Curriculum pentru calificarea Tehnician infrastructur reele de telecomunicaii nivel trei
avansat - www.tret.ro seciunea Curriculum sau www.edu.ro seciunea nvmnt
preuniversitar.
SPP este un document structurat pe uniti de competene care descrie n termeni de
rezultate ale nvrii ceea ce un participant la un program de pregtire trebuie s
demonstreze la nivelul acestuia.
Curriculum const n proiectarea parcursului de educaie i formare profesional pe
baza unitilor de competene precizate n SPP- uri.
9
http://www.tret.ro/http://www.edu.ro/http://www.tret.ro/http://www.edu.ro/http://www.tret.ro/http://www.edu.ro/http://www.tret.ro/http://www.edu.ro/8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
10/68
III.Resurse
Tema 1. Suporturi clasice i moderne de transmitere a informaiilor
Fia suport 1.1. Tipuri de cabluri de cupru utilizate n reelele de comunicaii
Cuprul este un metal care, dup argint, are cea mai mic rezistivitate, fiind larg
utilizat n construcia cablurilor de telecomunicaii urbane i interurbane. Cuprul sub
form brut conine o serie de impuriti (Ni, Zn, Fe, Pb, 0, Ag) n proporie de 2-
3%, neputnd f i uti lizat pentru fabricarea conductoarelor cabluri lor de
telecomunicaii, deoarece coninutul de impuriti are o influen negativ asupra
conductivitii electrice.
In vederea eliminrii impurit ilor, cuprul se rafineaz pe cale termic sau electric.
Cuprul rafinat pe cale termic are o puritate de 99-99,5% i nu este indicat pentru
scopuri electrotehnice. La fabricarea conductoarelor cablurilor de telecomunicaii se
utilizeaz cuprul rafinat prin procesul de electroliz cu un grad de puritate de minimum
99,95% cupru pur.
In cazul cablurilor de telecomunicaii simetrice, frecvena maxim transmis este
de peste 500 KHz. In apropierea acestei frecvene, crete foarte mult diafonia ntre circuitele fizice ale cablului, fiind imposibil transmisia de informaii pe
l inie. Rezolvarea acestei probleme se face prin uti lizarea n reelele de
telecomunicaii interurbane a cablurilor coaxiale care au ecranri n jurul firului central.
Cablul Twisted Pair este un tip de cablu des ntlnit n care doi conductori sunt
rsucii unul n jurul celuilalt n scopul anulrii interferenei electromagnetice ce cauzeaz
10
http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Interferen%C5%A3%C4%83_electromagnetic%C4%83&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Interferen%C5%A3%C4%83_electromagnetic%C4%83&action=edit&redlink=18/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
11/68
diafonie. Numrul de rsuciri pe distana de un metru face parte din specificaiile tipurilor
de cabluri. Cu ct acest numr este mai mare, cu att diafonia este redus mai mult.
UTP: Unshielded Twisted Pair (Cablu cu perechi rsucite neecranat)
Cablul UTP, figura 1, este cea mai des ntlnit variant de cablu cu perechirsucite din reelele de date. Cablurile UTP sunt numite adesea cabluri Ethernet, dup
Ethernet, standardul cel mai rspndit (dar nu i cel mai fiabil) ce folosete cabluri UTP.
Acesta este tipul principal de cablu utilizat n bucla local a reelelor telefonice i n reelele
de date (n special drept cablu patch sau conexiune temporar la reea) datorit flexibilitii
sale deosebite i a preului de cost redus.
Spre deosebire de FTP i STP, cablul UTP nu are nici un tip de ecranare.
FTP: Foiled Twisted Pair (Cablu cu perechi rsucite n folie)
Cablul FTP, figura 2, este un cablu UTP n care conductorii sunt nvelii ntr-o folie
exterioar de ecranare n scopul protejrii mpotriva interferenelor cu cmpurile
electromagnetice externe, sau perturbatoare. Folia exterioar are rol de: ecranare,
conductor de nul sau de mpmntare, dup tipul constructiv i domeniul de utilizare.
S/UTP: Screened Unshielded Twisted Pair (cablu cu perechi rsucite neecranat, cu
tres)
11
http://ro.wikipedia.org/wiki/Diafoniehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Diafonie8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
12/68
Asemntor cu FTP, figura 3, singura diferen fiind c S/UTP are o tres mpletit
n loc de folie nvelind toate perechile. Se preteaz la terminale care necesit mobilitate,
este mai flexibil dect cel cu folie.
S/FTP: Screened Foiled Twisted Pair (cablu cu perechi rsucite cu folie i tres)
Acest tip de cablu este o combinaie a tipurilor S/UTP i FTP, fiind ecranat cu folie i
tres. mbin caracteristicile pozitive a celorlalte dou tipuri, mai puin flexibilitatea.
Fig. 6 Cabluri diferite
12
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
13/68
Cablul coaxial interurban de mic diametru (1,2/4,4 mm) a fost realizat la
sfritul anilor 1950, la finale anului 1962 se realizaser deja, pe plan mondial,
800 km din acest tip de cablu. Cablurile coaxiale au aprut ca o necesitate din
cauza creterii benzii de frecven transmise pentru a vehicula simultan un volum tot
mai ridicat de informaii (mesaje, date, etc.).
Pentru a asigura o mai bun maleabilitate conductorii se confecioneaz dinli de cupru care poate fi i argintat pentru a facilita efectul pelicular la nalt
frecven. Cablul coaxial este un cablu asimetric. n funcie de caracteristicile
constructive i frecvena de lucru au impedane specifice diferite. Pierderile
majore se datoreaz calitii dielectricului utilizat:
a. Cablu coaxial cu izolaie compact i exterior mpletit
b. Cablu coaxial cu izolaie cu dielectric celular, spaiile de aer sunt orientate ndirecie longitudinal
c. Cablu coaxial cu dielectric spongios i conductor exterior sub form de folie
Izolaia exterioar asigur stabilitatea mecanic mpotriva influenei factorilor
climatici.
Modalitate de conectare a unui cablu LAN cu perechi torsadate. Sunt de actualitate
cablurile de categoria 5 i 6, cablarea structurat UTP acoper o suprafa de 100metri i
asigur de la 10Mbps pn la 1000 Mbps i este utilizabil i la serviciile telefonice
obinuite.
13
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
14/68
In vederea realizrii conexiunilor demontabile cele mai utilizate tipuri de conectori sunt RJ
45 M, RJ 11, F, BNC, VAMPIR, ST, SCSMA. Conectorii din figura 8 realizeaz legtura
ntre cabluri.
Fig. 8 Conectori
Fig. 9 Router
Cablu: conduct electric format din mai multe fire izolate.
Reea de telecomunicaii: ansamblul liniilor, staiilor de amplificare, centralelor etc.
care realizeaz comunicaiile pe un anumit teritoriu.
Atenie la marcatorii pentru numerotarea perechilor i sensul de parcurgere. Analiznd
comparativ tipurile de cabluri rezult diferenele i asemnrile constructive precum i
codul culorilor.
Explicarea i vizualizarea modului de torsadare vin n sprijinul introducerii noiunilor de
interferen electromagnetic, diafonie, ecranare, mpmntare, tres.
Pentru nelegerea necesitii proteciei mpotriva factorilor externi, mecanici i chimici,
se vor introduce prin exemplificare noiunile: flexibilitate, cma izolatoare, armtur.
14
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
15/68
Activitile se desfoar cu elevii mprii pe grupe.
Fia de observaie este un document care sprijin cadrele didactice n selectarea
informaiilor eseniale, dintr-un coninut care urmeaz s fie predat.
Materialele elaborate n vederea evalurii vor fi axate numai pe dobndirea
competenelor specifice n condiiile de aplicabilitate din SPP-uri, de exemplu diferenele
dintre cablurile cu perechi i cablurile coaxiale.
Recomand metoda studierii practice i lucrul cu eantioane n scopul fixrii noiunilor
teoretice.
Pentru a asigura validitatea i credibilitatea evalurii, probele de evaluare se voradministra n situaii de practic n atelierul coal sau practic la agentul economic.
Instruciunile vor oferi detalii privind contextul n care se realizeaz lucrarea. Pentru a
obine ct mai multe date relevante privind nvarea, profesorii vor face apel la metode i
instrumente complementare de evaluare.
Elevul va demonstra c este capabil s utilizeze cablurile pentru telecomunicaii,
aa cum se specific n criteriile de performan menionate n SPP-uri.
Elevii vor fi capabili, la finalizarea activitilor propuse de cadrul didactic, s:
- explice importana torsadrii la cablurile destinate reelelor de telecomunicaii
- identifice cablurile n funcie de simbol, aspectul vizual i codul
culorilor
- defineasc noiunile specifice cablurilor de cupru destinate
telecomunicaiilor
- defineasc efectului pelicular
- recunoasc i descrie diferite cabluri de cupru destinate
telecomunicaiilor
15
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
16/68
16
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
17/68
SUGESTII METODOLOGICE
Pentru fixarea cunotinelor noi n ceea ce privete tipurile de cabluri pentru
telecomunicaii, elevii vor avea acces la mostre de cabluri i imagini detaliate n care s fie
simplu i clar prezentate straturile de izolaie ct i conductoarele. Identificarea
conductoarelor dup aspect i marcaje se realizeaz n orele de instruire practic. Alegei
activiti care permit individualizarea nvrii i ofer maximul de deschidere.
CU CE?
Prezentare multimedia care s cuprind imagini sugestive ale diferitelor tipuri de cabluri
utilizate n reelele de comunicaii, conform coninuturilor tematice menionate. Eantioane
de cabluri din dotarea atelierelor coal - panoplii.
CUM?
Metode de nvmnt: - prezentri informale
- modelare - prin identificarea cablurilor pe mostrele din atelier
n comparaie cu imaginile din prezentare
- observaie dirijat prin identificarea perechilor de
conductoare dup codul culorilor
- lucrri practice la agentul economic pe instalaii funcionale
- experiment frontal sau pe grupe
UNDE?
Laboratorul de informatic/ atelierul coal, agent economic n domeniu
EVALUARE
Activiti practice efectuate n atelierul coal sau la agenii economici, n timpul orelor de
instruire practic (recunoatei, descriei i explicai, realizai).
Tema 1. Suporturiclasice i moderne de transmitere a informaiilor
17
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
18/68
Fia suport 1.2. Caracteristicile cablurilor de telecomunicaii
Impedana caracteristic a cablului este o constant dependent de construcia
cablului: diametrele miezului i a cmii, sau distana dintre fire pentru cabluri panglic,
materialul i tehnologia de izolaie, alte elemente tehnologice. Impedana caracteristic
practic nu variaz n domeniul pentru care a fost conceput cablul. Productorii dau ofrecven maxim, dincolo de care parametrii nu mai sunt garantai. Unele cabluri "rezist
i mai sus", dar cu inerente compromisuri, de obicei creterea impedanei i ntotdeauna
cu pierderi semnificative.
Impedana este o mrime complex cu caracter rezistiv i reactiv. Valoarea ei
depinde de parametrii primari ai circuitelor i de frecvena la care lucreaz circuitul dat. n
acest sens considerm util definirea parametrilor primari ai circuitelor de telecomunicaii.
Z= R+ jL +Cj
1
Rezistena n curent continuu a unui circuit format din dou conductoare de cupru
lung de 1 km este:
Rcc = 2d
k=
2
7,44
d/km Valabil pentru = 0,01754 mm/m la 20C
Rezistena ohmic a circuitului [R] [/Km]
Fie circuitul din figura 10, avnd lungimea de 1 km.
Fig. 10 Linie de telecomunicaie
Rezistena circuitului se msoar cu puntea rezistiv Wheatstone ca o rezisten
pur ohmic n curent continuu. Conectm circuitul (captul apropiat) la punte iar la captul
ndeprtat se scurtcircuiteaz circuitul (Z0). Astfel introducem noiunea de rezisten
18
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
19/68
ohmic a circuitului n bucl R0 (n curent continuu) care se raporteaz la numrul de km ai
liniei i de aceea spunem c se raporteaz ca unitate de msur [/Km].
R = 222550
4
2000
ddR
S
lCC
==
= rezistivitate ( proprietate de material) d = diametrul conductorului
Variaia rezistenei n funcie de frecven este redat n figura 11. Observm o
cretere foarte mare, n raport cu R0 (n curent continuu) la frecvene ridicate de lucru.
Rca = K1 Rcc
Observaii:
In cazul efectului pelicular scade seciunea
efectiv parcurs de curent.
Inductana circuitului L [H/Km]
Exprimm inductana circuitului L prin relaia: L= (4 ln 41 10)2
+ Kd
D [H/Km]
d- diametru conductor D- distana dintre conductoare
- permeabilitate magneticI
K1- coeficient pelicular
Capacitatea circuitului de telecomunicaii [C] [F/Km]
Plecm de la acelai principiu c prin circuit trece curentul i. La borne avem
tensiunea u. Constatm c ntre cei doi conductori apare un cmp electric E care
19
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
20/68
cumuleaz n circuit energie electric. Intre conductori fiind o distanta d, acest cmp este
definit de relaia: E=d
ku
Perditana circuitului G [mho/Km] sau [S/Km]
La o linie aerian distana ntre conductori se realizeaz prin izolatori, traverse sau
ali supori iar n cazul cablurilor prin izolamentul dintre fire.
Parametrul G numit perditan (pierderi n lungul circuitului) poate fi determinat prin
calcule i msurtori.
G = ( G0 + Af ) 10 6 [ mho/Km]
G0- constant n c.c A coeficient de pierderi n dielectric G=izR
1
Riz - este rezistena de izolament dintre cei doi conductori ai circuitului de telecomunicaii.
Acest parametru variaz foarte mult n raport cu frecvena semnalului transmis pe circuit,
conform diagramei reprezentat mai jos ( ex). Pierderile cresc cu frecvena, ca n figura12.
Perturbaiile, n liniile de comunicaii, pot fi cauzate de:
-cuplaje inductive ntre perechile cablurilor (efectul este redus prin torsadare)
-cuplaje parazite ntre subansamble electronice
-cuplaje capacitive ntre trasee imprimate i ntre componente
-diafonia introdus de dispozitivele codoare
20
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
21/68
-ctigul excesiv al repetoarelor vocale utilizate pe perechile de cablu
Putem astfel identifica patru tipuri diferite de perturbaii electromagnetice elementare:
-cuplaj prin impedan
-cuplaj inductiv
- cuplaj capacitiv
-cuplaj prin radiaie
Unul din fenomenele principale care cauzeaz perturbaii este diafonia.
Cauzele principale ale diafoniei (figura 13) sunt cuplajele capacitive parazite dintre
perechile vecine i echilibrarea imperfect fa de pmnt a circuitelor (vezi metodele de
torsadare a cablurilor).
Fig. 13 Manifestarea tele i paradiafoniei
Pentru nelegerea fenomenului de producere a perturbaiilor electromagnetice
recomandm modelul (figura 14) care const dint-o surs care determin perturbaiile, un
mecanism sau un mediu de cuplaj i echipamentul perturbat.
Fig. 14 Perturbaie electromagnetic
Printre sursele care pot contribui la apariia perturbaiilor putem enumera:
21
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
22/68
-liniile reelelor electrice
-antenele sistemelor LAN
Micorarea efectelor diafoniei se poate realiza prin mrirea impedanei mutuale i
micorarea impedanei caracteristice ntre linii, adic folosirea unor medii izolatoare ct maibune i evitarea meninerii n paralel a unor trasee apropiate pe lungime mare. A doua
condiie presupune intercalarea unor trasee de mas ntre linii de semnale utile. Ca
recomandare general se aleg echipamente bine ecranate din punct de vedere electric i
electromagnetic.
Msurai achiziiile elevilor atunci cnd considerai c acetia dein o anumit
competen individual din cele care compun unitatea de competen.
Atenuare: scderea progresiv spre captul liniei a mrimii semnalului util cauzat de
cderi de tensiune
Band de frecven: interval de frecven n care un aparat electronic i menine
caracteristicile specificate plaja de frecvene radioelectrice atribuite diferitelor servicii de
radiocomunicaii prin reglementri naionale i internaionale
Efect pelicular: adncime de ptrundere a curenilor turbionari. La nalt frecven
curentul circul numai la suprafaa conductorului printr-o seciune mic
Impedan. Mrime electric complex cu caracter rezistiv i reactiv
Paradiafonie: Trecerea nedorit a semnalelor de pe un canal pe altul, la sisteme
audio cu dou sau mai multe canale.
Telediafonie: diafonie perceput n receptor la captul opus celui de la care provine
perturbaia
22
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
23/68
Zgomot de diafonie liniar: fenomenul prin care un semnal de pe alt canal de
comunicaii apare inteligibil ntr-un circuit, perturbnd convorbirea i periclitnd
confidenialitatea mesajului.
Rezistena crete n curent alternativ datorit efectului pelicular
Revenii asupra noiunilor de cmp electromagnetic cu referire la torsadare i diafonie
Corelai soluiile tehnice constructive cu pierderile n dielectric
Competenele sunt cele care determin coninuturile i parcurgerea coninuturilor
asigur dobndirea competenelor dorite.
Elevii vor fi capabili, la finalizarea activitilor propuse de cadrul didactic, s:
- defineasc caracteristicile generale ale cablurilor de cupru utilizate n
telecomunicaii
- determine rezistena n ohm/Kmpentru diferite eantioane de cabluri
- recunoasc cablurile de telecomunicaii dup categoriile de utilizare
- realizeze msurtori pe cabluri de telecomunicaii
23
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
24/68
SUGESTII METODOLOGICE
Raportarea parametrilor primari la lungimea de un kilometru. Expunerea impedanei ca
mrime cu caracter complex: rezistiv i reactiv. Fixarea cunotinelor referitoare la
atenuare i banda de frecven. Demonstrarea pierderilor n lungul circuitului prin analogie.
La alegerea temelor se va avea n vedere corelarea lor strict cu profilul i domeniul de
specializare.
CU CE?
Cataloage de materiale cu imagini ale diferitelor tipuri de cabluri. Diagrame de variaie a
parametrilor primari ai circuitelor de telecomunicaii. Bibliotecii electronice.
Fie de lucru. Prezentare PP.
CUM?
Metode de nvmnt: - expunere
- problematizare
- demonstraie - prin exemple de calcul a parametrilor
- organizarea clasei frontal/pe grupe
- accesarea bibliotecilor electronice
- activiti practice n laboratorul colii
UNDE?
In laboratorul tehnologic sau laboratorul de informatic
EVALUAREA
Prob practic: msurarea rezistenei circuitului n bucl, msurarea capacitii pentru mai
multe tipuri de cabluri, pentru evidenierea unor mrimi
Tema 1. Platforme clasice i moderne de transmitere a informaiilor
24
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
25/68
Fia suport 1.3. Tipuri de cabluri cu fibr optic n reelele de telecomunicaii
In cazul fibrelor optice care au diametrul miezului mult mai mare dect lungimea de
und a luminii transmise, fasciculul luminos circul prin fibra prin reflexii multiple. Razele
care ptrund n fibr sub diferite unghiuri sunt reflectate de un numr variabil de ori, pe
msur ce se deplaseaz de la un capt la cellalt al fibrei i, n consecin, nu ajung lacaptul ndeprtat cu aceeai relaie de faz ca n momentul nceperii propagrii.
Unghiurile diferite de intrare sunt numite moduri de propagare (pe scurt, moduri), iar o fibr
care transport mai multe moduri se numete fibr multimod. Propagarea multimod face ca
razele care prsesc fibra s interfereze att ntr-o manier constructiv, ct i ntr-una
distructiv. Acest efect poart denumirea de dispersie modal.
Cablurile monomod au mai multe fibre de diametru mic ceea ce implic lungimi de
und a luminii utilizate de 1310 sau 1550 nm, deci surse laser mult mai scumpe.
Fibrele optice monomod au diametru miezului comparabil cu lungimea de und a
radiaiei laser incidente.
Cablurile multimod se utilizeaz pe distane relativ scurte, de la 10Mbit/secund
pn la 10Gbit/secund.
Cablurile multimod au un diametru mare al seciunii active ceea ce permite utilizarea
unor componente electronice ieftine: LED sau Laser care funcioneaz la 850 nm.
Fibrele optice multimod au diametrul miezului mult mai mare dect lungimea de
und a radiaiei incidente.
Distorsiunea multimodal de ntrziere apare prin trecerea undelor sub diferite
unghiuri, din cauza vitezei diferite de propagare a semnalelor discrete.
Fig. 15 Dispersia impulsurilor
Clasificarea fibrelor n funcie de valoarea unghiului de inciden:
25
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
26/68
- fibre monomod;
- fibre multimod.
Mijloacele de joncionare a fibrelor optice:
- prin microsudur cu arc electric
- prin conectori optici
- prin conectori multipli
Jonciunea poate fi permanent sau demontabil (figura 16).
Fig.16 Linie de transmisie optic
Avantajele fibrelor optice sunt:
-rat de transfer foarte mare n raport cu celelalte tipuri de conexiune (practic
nelimitate i nc ne folosite la maximum de ctre aplicaiile existente)
-insensibil la perturbaii electromagnetice i inaccesibil scanrilor ilegale pentru
interceptarea transmisiunilor
-posibilitate de instalare rapid i sigur n orice condiii datorit greutii reduse
Jonciune: legtur, unire locul unde se realizeaz legtura, unirea unor pri, unor
elemente.
Tehnologie: ansamblul proceselor, metodelor, operaiilor utilizate n scopul obinerii
unui anumit produs.
26
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
27/68
Laser:dispozitiv pentru amplificareaundelor din domeniul optic pe baza efectului de
emisiune forat a sistemelor atomice
Fibr optic: fibr de sticl cu compoziie special, folosit pentru transmiterea
informaiilor ghid de und care funcioneaz n domeniul optic
Optoelectronic: ramur a electronicii care se ocup de producerea, msurarea sifolosirea radiaiei electromagnetice din domeniul optic, precum i de conversia acestei
radiaii n semnal electric.
Recomand prezentarea pericolelor n cazul ptrunderii subcutanate a fragmentelor de
fibr optic precum i n cazul inhalrii acestora
Se analizeaz comparativ cablurile monomod i multimod la fel i conectorii optici i cei
multipli.
Elevii vor fi capabili, la finalizarea activitilor propuse de cadrul didactic, s:
- enumere tipurile de cabluri cu fibr optic
- precizeze domeniile de utilizare a diferitelor tipuri de fibre optice
- descrie aparatele de joncionare a fibrei optice
- expun etapele de pregtire a cablului n vederea joncionrii
SUGESTII METODOLOGICE
Ulterior expunerii noiunilor se vor prezenta tipuri de cabluri optice, conectori i jonciuni
realizate pe cablul optic. Se expun criteriile de recunoatere a tipurilor constructive n
27
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
28/68
paralel cu utilizarea imaginilor foto sau electronice. La agentul economic se realizeaz, cu
participarea elevilor, un film didactic de 5 -7 minute care prezint demonstrativ joncionarea
unui cablu cu fibr optic.
CU CE?
Film didactic, prezentare multimedia, catalog de firm, mostre de cabluri, panoplii, fie de
lucru i de observare a activitilor. Eantioane de fibr optic.
CUM?
Metode de nvmnt: - expunere
- problematizare, realizarea de operaii
- demonstraie - prin identificarea cablurilor de fibr optic,
opinii, puncte de vedere
- observaie dirijat prin identificarea conectorilor
- lucrri practice
UNDE?
Laborator tehnologic sau de informatic i agent economic
Evaluarea
Proiecte raportate la o situaie real parcurgnd etapele: informare, planificare, decizie,
implementare, control, evaluare
Analiza comparativ a mostrelor de cablu cu fibr optic.
Tema 2. Principiile transmisiilor radio
Fia suport 2.1. Semnale radio i propagarea undelor
28
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
29/68
Spectrul radio, figura 1 i 2, are alocate frecvene ntre 150 KHz i 108 MHz.
Pentru radiodifuziunea cu modulaie de amplitudine sunt alocate urmtoarele game de
frecvene radio:
a. gama de unde largi (UL) cu frecvene cuprinse ntre 150 KHz i 285 KHz
b. gama de unde medi i (UM) cu frecvene cuprinse ntre 525 KHz i 1605 KHz
c. gama de unde scurte (US) cu frecvene cuprinse ntre 5,9 MHz i 27 MHz
d. gama de unde ultrascurte(UUS) cu frecvene cuprinse ntre 63 MHz i 108 MHz
e. gama microundelor cu frecvene cuprinse ntre 300 MHz i 300 GHz
Fig. 1 Spectrul radio
Tabel 1 Game de frecvene
Limitele benzii Denumirea n limba Denumirea n Acro-nim Alte
29
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
30/68
romn a benzii limba englez denumiri
30 Hz - 300 Hz Extrem de joas frecvenExtremely low
frequencyELF
300 Hz - 3 kHz Frecven vocal Voice frequency VF
3 kHz - 30 kHz Foarte joas frecven Very low frequency VLF
30 kHz - 300 kHz Joas frecven Low frequency LF
300 kHz - 3 MHz Medie frecven Medium frequency MF
3 MHz - 30 MHz nalt frecven High frequency HF
30 MHz - 300 MHz Foarte nalt frecven Very high frequency VHF
300 MHz - 3 GHz Ultra-nalt frecven Ultra high frequency UHF
3 GHz - 30 GHz Supra-nalt frecven Super high frequency SHF Undecentimetrice
30 GHz - 300 GHz Extrem de nalt frecvenExtremely high
frequencyEHF
Unde
milimetrice
300 GHz - 3000 GHzUnde submili-
metrice
Fig. 2 Spectrul electromagnetic
Propagarea undelor electromagnetice: planul format de direcia unei linii de cmpelectric i direcia de propagare ntr-o und plan se numete plan de polarizare. 0
mrime a cmpului electromagnetic este intensi tatea E, exprimat prin diferena de
potenial pe unitatea de lungime, de-a lungul unei linii de cmp electric. Undele radio
au dou caracteristici importante ntr-un punct n spaiu: amplitudinea i faza. n
cazul reflexiilor multiple acestea pot duce la anularea recepiei.
30
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
31/68
Fig. 3 Modulaii n amplitudine i n frecven
Undele lungi se propag i peste obstacole. Cu creterea frecvenei, lungimea de
und se micoreaz i nu mai ocolete obstacolele. Cu ct crete frecvena
comportamentul undelor este asemntor cu al luminii.
Undele medii se propag prin reflexie. Dezavantajul lor este recepia slab n zonele
montane, n depresiuni. Necesit emitoare de puteri mari de ordinul kilowailor.
Undele scurte se propag bine pe distane mari. Sunt afectate de fenomenul fading
precum i de fenomenul de umbr.
Undele ultrascurte sunt unde de suprafa recepionabile pe linie vizual de la
emitor la receptor. Trec prin stratul ionosferic i se pierd n spaiu. Pot suferi fenomene
de reflexie pe obstacole solide aflate pe suprafaa terestr.
Microundele se aseamn n propagare cu propagarea luminii. Pentru acestdomeniu de frecvene s-au dezvoltat sisteme de radiocomunicaii prin radiorelee att
terestre precum i sisteme spaiale.
In cazul transferului de date n format digital avem doar dou stri: modulaie
maxim i modulaie minim. Acestea corespund strilor logice 1 i 0. Dac n cazul
transmisiilor analogice n telecomunicaii sunt probleme cu raportul semnal zgomot, n
cazul sistemelor digitale, chiar la o deteriorare major a semnalului util cu un circuit tip
trigger, se poate reface forma semnalului iniial. Din punct de vedere energetic este multmai rentabil transmisia sub form de impulsuri.
Undele radio au multiple utilizri n tehnica modern. Cele mai importante sunt n
domeniul telecomunicaiilor: radio, telefon, telegrafie, televiziune, att analogice ct i
digitale. Intr-o linie radio pot fi distinse cel puin trei componente: emitor, receptor i
mediul de propagare. Mediul are efect de atenuare a undelor i de distorsionare a
31
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
32/68
semnalelor transmise.
Radio: instalaie de transmitere a sunetelor prin unde electromagnetice, cuprinznd
aparatele de emisie i pe cele de recepie.
Und: propagare din aproape in aproape a unei oscilaii, cu vitez finit.
Lungime de und: distana dintre dou puncte succesive ale unei unde, n care
oscilaia are aceeai faz.
Und electromagnetic: cmp electromagnetic variabil care se propag n urma
interaciunilor dintre variaiile cmpului electric i ale celui magnetic.
Transeciver: dispozitiv care transmite i recepioneaz semnale analogice sau
digitale.
Elevii vor fi capabili, la finalizarea activitilor propuse de cadrul didactic, s:
- defineasc semnalele radio
- descrie modul de propagare a undelor radio
- calculeze lungimea de und n funcie de frecvena purttoare
- s exemplifice pe un receptor modul de selectare a unui post
SUGESTII METODOLOGICE
Elevii vor lucra pe grupe n scopul clarificrii noiunilor de und electromagnetic, lungime
de und, calculul lungii de und n funcie de frecvena de lucru. Asist la acordarea n
frecven a unui radio emitor. Recomand utilizarea osciloscopului pentru vizualizarea
undelor electromagnetice. Alegei activiti care permit diferenierea sarcinilor i a timpului
alocat.
32
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
33/68
CU CE?
Prezentare PP, lecii preluate din AEL, unde electromagnetice, plan cu lungimile de
und, experimente cu micro emitoare MP3. De un real folos este analizorul de spectru.
CUM?
Metode de nvmnt: - problematizare, pagini web
- demonstraie studierea undelor, oscilaiilor, n laboratorul
de fizic
- observaie dirijat pe un receptor radio casnic
- experimente cu oscilaii de joas frecven care prinanalogie sunt valabile i n radiofrecven
UNDE?
Laboratorul de electronic sau fizic, practic de studii la emitoare Radio Tv, mici
studiouri ale posturilor locale
EVALUAREA
Referat pe tema comparaiei ntre undele lungi , medii i scurte.
Aplicai proba de evaluare numai dup se suntei convini c elevii au dobndit
competenele specifice vizate de programa colar
Tema 2.Principiile transmisiilor radio
Fia suport 2.2. Sisteme de transmisie radio
In transmisiile radio aria de acoperire este asigurat de staii de retransmisie care
de regul sunt staiile, studiourile regionale. Mai recent s-au extins reelele digitale prin
cablu i radio, terestre i prin satelit, clasice i prin internet.
33
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
34/68
Dimensiunile antenelor variaz n funcie de lungimea de und la care se
efectueaz transmisia. Este necesar ca mcar una din dimensiunile antenei s fie suficient
de mare n comparaie cu lungimea de und. Aparatura modern lucreaz pe lungimi de
und centimetrice i milimetrice care nlesnesc directivitatea transmisiei.
O caracteristic important se refer la directivitatea spotului astfel nct s nu interfereze
cu alte antene.
Caracteristicile antenelor: randamentul, rezistena de radiaie, rezistena antenei,
caracteristica de directivitate, coeficientul de amplificare, caracteristica de frecven,
impedana caracteristic.
Elevul va demonstra c are competenele necesare utilizrii unui receptor de radio,
conform criteriilor de performan menionate n SPP-uri.
Tabel 2Tipuri de comunicaii
Fig. 4 Schema bloc a unei linii de comunicaii
Reea de radiodifuziune: ansamblu de instalaii destinate s asigure radiodifuzarea
programelor de radio.
Forma informaiei Tipul comunicaiei
Text Telegrafie
Imagine Televiziune
Sunet Telefonie, Radiodifuziune
Achiziii de date Telemetrie, GPS
Date Transmisii de date
34
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
35/68
Anten: dispozitiv destinat pentru radiaia undelor radio la emisie sau pentru
extragerea energiei din cmpul undelor radio la recepie.
Transmitor: aparat pentru transmiterea semnalelor.
Receptor telefonic: aparat care transform oscilaiile curentului electric produs de un
microfon telefonic n vibraii sonore similare mesajului transmis.
Materialele elaborate n vederea evalurii vor fi axate numai pe dobndirea
competenelor specificate n condiiile de aplicabilitate menionate n SPP-uri
Elevii vor fi capabili, la finalizarea activitilor propuse de cadrul didactic, s:
- defineasc caracteristicile antenelor
- descrie principiile transmisiilor radio
- identifice i descrie emitoare radio
- s exemplifice modul de direcionare al antenelor
SUGESTII METODOLOGICE
Apelai la noiunile acumulate anterior, utilizai materialele din fiele suport elaborate.
Activitile pot fi elaborate pe parcursul orelor de laborator n vederea analizrii
emitoarelor, subansamblelor i componentelor. Elevii realizeaz activiti de direcionare
a antenelor n vederea studierii nivelului i claritii semnalului radio. Vizualizeaz peosciloscop un semnal complex radio preluat de pe un radioemitor casnic.
CU CE?
- radio receptoare din dotarea unitii colare, radioemitoare de la studiourile locale
teritoriale, subansamble i componente din dotarea laboratorului de electronic, osciloscop
35
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
36/68
cu dou spoturi, antene de emisie-recepie
CUM?
Metode de nvmnt: - argumente n vederea susinerii unei poziii
- oferirea de rspunsuri la ntrebri tehnice
- observaie dirijat pe o anten
- experimente cu instalare, direcionare antene
UNDE?
Laboratorul de electronic sau fizic, la emitoare Radio Tv, mici studiouri ale posturilorlocale.
EVALUAREA
Prob practic de direcionare a unei antene. Intocmirea unui jurnal de activitate.
Fia de observaie este un document care sprijin cadrele didactice n selectarea
informaiilor eseniale, dintr-un coninut care urmeaz s fie predat.
Tema 2. Principiile transmisiilor radio
Fia suport 2.3 Aplicaii ale transmisiei radio
Comunicaiile se pot realiza n mai multe moduri: sunete, voce sau muzic, imagini
fixe sau mobile, texte sau date. n acest sens n domeniul telecomunicaiilor putem include:
- telefonia - transmisia de voce
- radiocomunicaiile - transmisia de voce i muzic
- radio-telefonia mobil - transmisiile telefonice ntre terminale mobile, utiliznd
comunicaiile radio i reeaua telefonic
36
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
37/68
- videotelefonia - transmisia de voce i imagini
- televiziunea - transmisiile de imagini mobile i sunete
- teleinformatica - tratarea i transmiterea datelor la distan
Destinaia, transmisia i parametrii semnalului RDS
Sistemul RDS (Radio Data System) reprezint o mod al ita te de tra nsmis ie a
datelor cu ajutorul reelei de emitoare VHF/MF existent. In acest
scop se introduce un canal de date n banda de baz a semnalului. Acest
sistem poate fi implementat pe emitoarele MF prin adugarea unui codor RDS
i ofer faciliti suplimentare pentru diferite aplicaii:
a) acordarea automat a receptoarelor
b) transmiterea unor informaii privind traficul rutier
c) afiarea unor informaii adiionale privind programul recepionat
d) telecomanda unor echipamente de retranslaie
e) difuzarea unor informaii de alarmare
f) transmiterea de mesaje personal (radio pagin)
Modalitatea de transmisie a semnalului RDS a fost stabilit printr-un standard
elaborat de Uniunea European deRadiodifuziune (EBU 3244-E).
Specificaiile prevzute de standard se bazeaz pe urmtoarele condiii:
- datele suplimentare transmise nu trebuie s afecteze calitatea programului
radio (mono sau stereo),
- datele din Sistemul RDS nu trebuie s interfereze cu datele transmise n
aceeai band de baz n cadru l a ltor s is teme, cum sunt p rogramul de
traf ic i s is temele detelecomand,
- s nu apar o cretere a interferenei ntre canale radio adiacente,
37
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
38/68
- aria de acoperire pentru informaii adiionale s fie, dac se poate, mai mare
dect aria de recepie a programului radio monofonic.
In banda de baz a s emnalul ui multipl ex semnalul RDS este amplasat n
afara benzii semnalului multiplex stereo propriuzis (20 Hz - 5KHz) i suprapus peste
programul de trafic TP, program utilizat n prezentde unele ri europene.
Transmisiile digitale au urmtoarele avantaje:
- rezisten sporit la perturbaii
- imunitate la interferene radio fa de sistemele convenionale
- semnale de calitate mare
- utilizare mai eficient a spectrului audio
- flexibilitate, posibilitatea de dezvoltare prin adugare de coninut media complex (imagini
fixe sau n micare, tabele teletext, interconectare www)
GPS este acronimul de la Global Positioning System care este principalul sistem de
poziionare prin satelit. Se utilizeaz metoda triangulaiei pentru stabilirea poziiei unui
obiect. Prin aceast metod se poate ajunge la o precizie de 1-5 cm.
Printre principalele aplicaii ale GPS Sistem Global de poziionare (sistemul const dintr-
o reea de 24 satelii) pot fi enumerate: msurtori topografice, sisteme de navigaie.
Actual sunt disponibile echipamente ce transfer date prin cablu la 10 Gbps n timp
ce reelele realizate dup standardul Wireless 802.11n propun rata de transfer 270 Mbps.
Din punct de vedere a factorilor de mediu cum ar fi zgomote electromagnetice de la alte
dispozitive care funcioneaz n aceeai band de frecven (bluetooth, cuptoare cu
microunde), reelele Wi-Fi rmn n urma celor cablate. Totui reelele Wireless 802. 11
sunt cele mai rapide reele fr fir. Aria de acoperire depinde mult de topografia zonei. n
interiorul cldirilor aria de acoperire este de aproximativ 32 m iar n exterior pot ajunge la
peste 100m. Pentru staiile portabile consumul energetic reprezint nc o problem,
instalaiile portabile sunt prevzute cu buton de oprire a emitorului Wi-Fi.
38
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
39/68
A transmite:- a comunica ceva cu ajutorul unui post emitor de radio
- a realiza o deplasare de energie, de radiaii, de unde electromagnetice
Activitile se desfoar pe grupe.
Recomand metoda studierii practice i lucrul cu eantioane n scopul fixrii noiunilor
teoretice.
Elevii vor fi capabili, la finalizarea activitilor propuse de cadrul didactic, s:
- enumere i defineasc aplicaiile transmisiilor radio
- descrie sistemul RDS
- deduc i sintetizeze avantajele transmisiilor digitale
- explice metoda triangulaiei
SUGESTII METODOLOGICE
Activiti variate care s garanteze c toate stilurile de nvare sunt aplicate. Predominant
activiti cu caracter interactiv orientate spre formabil i disponibilitile sale. Dac este
posibil elevii s aib acces la un studio de emisie local pentru a observa aparatura n
funcionare
Activitile propuse s permit diferenierea sarcinilor de lucru i a timpului alocat.
CU CE?
Aparatur studiat la agentul economic n timpul orelor de practic. Prezentare multimedia.
39
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
40/68
CUM?
Metode de nvmnt: - evaluarea domeniilor de aplicaie ale transmisiilor radio, Tv
- studiu de caz pe sistemul GSM
- prezentarea reelelor i serviciilor Wireless
- observaie dirijat pe receptoare Tv
- lucrri practice la agentul economic pe instalaii funcionale,
plan de prezentare
UNDE?
Laboratorul de informatic/ atelierul coal, agent economic n domeniu
EVALUARE
Proiect care s respecte etapele: informare, planificare, decizie, implementare, control,
evaluare susinerea proiectului.
Nu evaluai alte competene dect cele menionate.
Tema 3. Tehnici de comunicaie n reele wireless
Fia suport 3.1. Principii de funcionare n reele wireless Ethernet 802.11
Tehnologia wireless se refer n principal la transmisii radio i ofer o serie de
avantaje. Pe departe cel mai important este costul. Pentru router-e i bridge-uri, costul
ntreinerii lor va fi similar cu cel pentru orice alt conectivitate prin cablu. Cu toate acestea,
dac se folosete un comutator bazat pe fibr, ne putem atepta s aib nevoie de maipuin ntreinere. In cazul instalaiilor externe factorii meteorologici i electromagnetici pot
cauza funcionarea defectuoas n conectivitatea wireless.
Achiziionarea i instalarea unei reele wireless se poate face ntr-un timp foarte scurt.
40
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
41/68
Cnd conectivitatea prin fibr optic se dovedete a fi prea scump pentru
instalarea iniial, conectivitatea wireless ofer o conectivitate de baz foarte bun.
La amplasarea antenelor trebuie luat n considerare topologia i modul de
propagare a undelor ceea ce depinde i de vecintatea altor antene care lucreaz pe
frecvene apropiate. Semnalele pot interfera unul cu cellalt, cauznd retransmiterea
semnalelor. Particulele de ploaie, cea, smog sau praf nu sunt destul de mari pentru a
bloca transmisia semnalelor radio. n spectrul de frecvene 902-928 MHz acest lucru este
n mare parte adevrat. Condiiile meteorologice severe pot cauza daune acestor
componente deoarece conectivitatea wireless folosete antene externe. Se va folosi
protecie mpotriva fulgerelor pentru a preveni daune echipamentelor interne ale reelei.
Produsele wireless, de la maini cu telecomand la telefoane celulare, folosesc o
form de energie cunoscut ca o radiaie electromagnetic care transport semnale. Cele
mai comune patru forme de tehnologii wireless sunt: telecomunicaii prin satelit,
telecomunicaii prin microunde, infrarou sau optic, comunicaiile radio.
Reelele de calculatoare utilizeaz sistemul de transmitere a datelor codificate sub
form de impulsuri.
Mediul invizibil: reele fr fir folosesc att unde radio ct i unde infraroii ca mediu de
comunicare ntre utilizatori, servere i baze de date.
Ethernet este denumit o familie de tehnologii de reele de calculatoare, bazate pe
transmisia cadrelor (frames) i utilizate la implementarea reelelor locale de tip LAN.
Ethernetul se definete printr-un ir de standarde pentru cablare i semnalizare aparinnd
de primul nivel din Modelul de Referin OSI - nivelul fizic (Physical Layer), asigurnd
conectivitatea la o reea pe nivelele Media Access Control (MAC) / Data Link Layer i
avnd un format de adresare comun.
Aplicaii ale wireless: sisteme de securitate care nlocuiesc sistemele antiefracie,
telecomenzi pentru aparate electrocasnice, telefonia celular, modem-uri, Wi-Fi, tehnologia
LAN, transfer de energie, interfee pentru PC.
Reelele Wireless 802. 11 sunt cele mai rapide reele fr fir. Fac parte din familia
de protocoale radio standardizate 802.11 cunoscute n multe medii ca Wi-Fi (Wirewless
41
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
42/68
Fidelity) i 802.16 cunoscut ca WiMax. Standardul Wireless 802.11 se refer la tehnologia
numit Direct Sequence Spread Spectrum DSSS. Viteza este de pn la 2Mbps.
802.11b - este standardul supranumit Wi-Fi, printr-o alt codare ajunge la viteze superioare
de lucru. Nu lucreaz performant cu sistemul anterior.
802.11a lucreaz n banda de 5 GHz deci ajunge la 54 Mbps dar incompatibil cu 802.11b
Nu insistai pe noiunile care nu duc la dobndirea competenei vizate n documentele
colare
Elevii vor fi capabili, la finalizarea activitilor propuse de cadrul didactic, s:
- enumere i defineasc tehnologiile Wireless
- descrie specificaiile pentru reelele Ethernet 802.11
- evalueze soluiile tehnice pentru o telecomand, telefon celular
- explice tehnologia LAN
SUGESTII METODOLOGICE
Vezi noiunile studiate la principiile transmisiilor radio. Pentru dobndirea competenelor n
ceea ce privete reelele Wireless, elevii vor avea acces la reea, n coal sau la agentul
economic i se vor conecta. Recomand studiul literaturii de specialitate n format electronic
i realizarea d materiale pentru prezentri. Urmrii atingerea performanei n condiiile de
aplicabilitate descrise n standard.
CU CE?
Prezentri PP sau multimedia care s cuprind imagini sugestive.
Fie de lucru i fie de observare a activitilor.
42
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
43/68
CUM?
Metode de nvmnt: - prezentarea de argumente n vederea implementrii reelelor
Wireless
- realizarea de materiale rezumative referitoare la
specificaiile pentru reelele Wireless
- activiti practice de conectare la reea i accesarea
bibliotecilor electronice tematice
UNDE?
Laboratorul de informatic, agent economic n domeniu.
EVALUARE
Activiti practice de conectare la reea n coal sau la agenii economici, n timpul orelor
de instruire practic.
Probe prin care elevul s demonstreze c este capabil s aplice tehnicile de comunicaie
ntr-o reea wireless.Tema 3.Tehnici de comunicaie n reele wireless
Fia suport 3.2 Punctul de acces al reelelor wireless
Reelele fr fir transport informaia ntre dispozitive de calcul. Informaia se poate
prezenta sub forma mesajelor e-mail, a paginilor Web, a nregistrrilor din bazele de
date sau a fiierelor audio ori video. n majoritatea cazurilor reelele fr fir transfer
date, cum ar fi mesajele e-mail sau fiierele dar i comunicaii audio i video.
Mediul invizibil - reelele fr fir, folosesc att undele radio ct i cele infraroii ca mediu de
comunicare ntre utilizatori, servere i baze de date.
43
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
44/68
Fig.1
Componenta cheie al unui link al reelei wireless este un dispozitiv numit un wireless
bridge. O combinaie ntre un bridge de reea i un radio transmitor, bridge-ul este o
component a unei reele locale. Ea examineaz tot traficul de date. Transmite orice dat
legat de reea de cealalt parte a link-ului wireless ctre transmitorul radio.
Transmitorul altereaz apoi semnalul i l transmite ctre anten, unde este transmis la
antena aflat de cealalt parte a link-ului.
Un router este un dispozitiv hardware sau software care conecteaz dou sau mai
multe calculatoare sau mai multe calculatoare ntr-o reea. Routerele opereaz la nivelul
trei al modelului OSI. El folosete deci adresele IP ale pachetelor aflate n tranzit pentru a
decide ctre ce interfa de ieire trebuie s trimit pachetul respectiv. Decizia este luat
comparnd adresa calculatorului destinaie cu intrrile din tabela de rutare. Acesta poate
conine att intrri statice introduse de administrator ct i intrri dinamice, aflate de la
routerele vecine prin intermediul unor protocoale de routare.
Routerele de vrf pot conine mai multe procesoare i ASIC-uri specializate n comutarea
de pachete.
Routerele folosesc antetele IP (Internet Protocol) ale pachetelor i tebelelor de direcionare
precum i protocoalele interne pentru a determina ruta cea mai bun pentru fiecare pachet.
44
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
45/68
Routerele au dou interfee LAN i WAN.
LAN Local Area Network, sunt reele locale n care se interconecteaz calculatoarele
personale i staiile de lucru din birouri, cu scopul de a partaja resurse (de exemplu
inmprimantele) i pentru a face schimb de informaii.
Un router LAN fr fir adaug o funcie ncorporat de punct de acces la un Router
Ethernet multiport. Acet lucru combin mai multe reele ethernet cu conexiuni fr fir.
WAN Wide Area Network, se refer la o reea extins de calculatoare, ele includ linii de
telecomunicaii publice i elemente de legtur i conectare necesare. Cel mai extins WAN
este internetul. WAN urile sunt utilizate pentru interconectarea mai multor LAN-uri i alte
tipuri de reele pentru a facilita comunicarea ntre ele. Routerele de nivel distribuie sunt
deseori responsabile de asigurarea calitii serviciilor ntr-o reea WAN astfel nct potavea mai multe interfee WAN, mult memorie i putere de procesare.
Interconectri prin adres:
IP statica este o adres fix care nu se schimb niciodat fiind destinat echipamentelor
ce necesit conexiuni permanente la internet/reea.
IP dinamica este o adres care se poate schimba oricnd fiind destinat echipamentelor
care nu necesit conexiune permanent la reea. Aceast adres IP este alocat de ctre
furnizorul de acces la internet (ISP) sau de ctre un server de DHCP.
DHCP este un mediu client server utilizat pentru alocarea dinamic a adreselor de IP,
serverelor DNS,WINS i a default gateway. Clienii DHCP caut n reea servere DHCP de
la care obin pe o durat limitat o identitate (adres IP, masc de reea, adres pentru
default gateway). Un dispozitiv cu mai multe interfee (router, calculator cu mai multor NIC-
uri, etc.) trebuie s utilizeze DHCP pentru obinerea dinamic a parametrilor fiecrei
interfee.
PPPoE Point-to-Point Protocol over Ethernet reprezint o conexiune punct la punct,
client server, peste o conexiune ethernet existent. Deci PPPoE este un protocol care
permite simularea unei conexiuni de tip Dial-Up peste o conexiune ethernet. Serviciul
45
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
46/68
PPPoE sete utilizat pentru auterntificarea utilizatorilor reelei i oferirea accesului la
internet, serverele PPPoE sunt numite i concentratoare de accces.
Folosirea protocolului ofer urmtoarele avantaje:
-accesul utilizatorilor la internet folosind utilizator i parol
-alocarea dinamic a adreselor IP de ctre serverele PPPoE
-nlturarea utilizrii nelegitime a adreselor IP
-contorizarea traficului fcut de ctre utilizatori
-sistemele de operare suport pentru conectarea la reeaua PPPoE
Router: Echipament de telecomunicaii ce asigur transmiterea traficului de date ntre
reele de comunicaii. In mod normal, reeaua locala (LAN) este definit ca o reea
separat fa de cea a ISP-ului. Un router examineaz adresele IP ale pachetelor pe care
le primete i le transmite n funcie de destinaie router-ului din reeaua ISP-ului.
PAN: reea personal fr fir (n limba englez: wireless personal-area network)
LAN: reea local fr fir ( n limba englez: wireless local-area network)
MAN: reea metropolitan fr fir (n limba englez: wireless metropolitan-area
network)
WAN: reea extins fr fir (n limba englez: wireless wide-are network)
Transceiver: dispozitiv care transmite i recepioneaz semnale analogice sau digitale
Standard IEEE: Institute of Electrical and Electronic Engineers
46
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
47/68
Atenie la eficien n funcie de ariile de acoperire
Tabel 1 Comparaie ntre tipurile de reea fr fir
Tip
Arie de
acoperire Performan Standarde Aplicaii
PAN fr fir ncpere MedieBluetooth, IEEE
802.15 i IrDA
nlocuirea
cablurilor pentru
periferice
LAN fr fir
Cldire sau
complex de
cldiri
naltIEEE 802.11, Wi-
Fi i Hiper LAN
Extensii mobile
ale reelelor cu
cabluri
MAN fr fir Ora naltBrevet, IEEE
802.16 i WIMAX
Reele fr firfixe, ntre
domicilii i sedii
de companii i
internet
WAN fr fir Global SczutCDPD i celular
2G, 2,5G sau 3G
Acces mobil la
internet din zone
exterioare unor
locaii
PAN-urile fr fir au o raz de acoperire relativ scurt (pn la 17m) i sunt cele mai
eficiente pentru a satisface necesitile de transmisie pentru o ncpere relative mic. Au o
vitez de transmisie a datelor de pn la 2 Mbps, motiv pentru care este recomandat n
multe situaii pentru nlocuirea cablurilor.
Elevii vor fi capabili, la finalizarea activitilor propuse de cadrul didactic, s:
- participe la instalare unui Router
- s instaleze o plac Wireless
- enumere i descrie reelele Pan, LAN, MAN, WAN
47
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
48/68
- recunoasc comparativ tipurile de reea fr fir, n funcie de
performane i standarde
SUGESTII METODOLOGICE
Pentru fixarea cunotinelor noi n ceea ce privete routerele i plcile wireless, elevii vor
avea acces la aparatura din laboratorul de informatic i la agentul economic n timpul
orelor de practic. Sugerez parcurgerea bibliografiei n format electronic i realizarea de
materiale suport pentru susinerea activitilor practice.
CU CE?
Prezentare multimedia care s cuprind imagini sugestive ale aparaturii i plcilor,
conform coninuturilor tematice menionate. Fie de lucru.
CUM?
48
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
49/68
Metode de nvmnt: - problematizare, situaii specifice
- observaie dirijat prin identificarea plcilor
- lucrri practice la agentul economic pe instalaii funcionale
- experiment frontal sau pe grupe
Activitile se desfoar pe grupe
UNDE?
Laboratorul de informatic, agent economic n domeniu.
EVALUARE
Activiti practice de instalare i utilizare pe aparatura din coal sau la agenii economici,
n timpul orelor de instruire practic (recunoatei, descriei i explicai, realizai).
Instruciunile vor oferi detalii privind contextul n care se realizeaz lucrarea.
Msurai achiziiile elevilor atunci cnd considerai c acetia dein o anumit
competen individual din cele care compun unitatea de competen.
Tema 3. Tehnici de comunicaie n reele wireless
Fia suport 3.3 Servicii oferite de reelele wireless
Comunicaiile de mas reprezint totalitatea mijloacelor tehnice de comunicare a
informaiilor: pot, telefon, radio, televiziune, cinema, etc.
DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol
DNS: Domain Name System are rolul de a transforma numele domeniului ntr-o
adres IP, de exemplu www.modele.com transformat n 208.77.188.166. pentru a putea fi
accesate n ntreaga lume. Adresele personale rmn aceleai indiferent de locaia sau
reeaua de la care sunt accesate. Este un sistem ierarhic de denumire pentru computere,
servicii sau orice resurs conectat la internet. Ofer posibilitatea de a atribui nume de
domenii pentru grupuri de utilizatori de internet independent de locaia fizic. Are
49
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
50/68
responsabilitatea de a atribui nume de domeniu i de cartografiere, aceasta ajut la
evitarea folosirii unui singur registru central. Numele de domeniu spaiu este n structur
arborescent, utilizeaz domeniul client- server.
DNS mai are i urmtoarele funcii:
-gazd i adrese IP, la o gzduire pot corespunde mai multe adrese IP
-utilizeaz ageni de transfer Mail DNS pentru a afla de unda s livreze e-mail pentru o
anumit adres
-actualizeaz adrese astfel nct nu este necesar de fiecare dat accesarea serverelor de
actualizare
Exist trei tipuri de Frame-uri n reelele Wireless: control frame, management frame i
data frame
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol configureaz dispozitivul client pentru a fi
operat ntr-un protocol de reea. Legtura cu reeaua se realizeaz n mod automat.
Un firewall este o aplicaie sau un echipament hardware care monitorizeaz i filtreaz
permanent transmisiile de date realizate ntre PC sau reeaua local i Internet, n scopul
implementrii unei politici de filtrare. Aceast politic poate nsemna:
-protejarea resurselor reelei de restul utilizatorilor din alte reele similare
-controlul resurselor pe care le vor accesa utilizatorilor
Firewall-urile permit traficul DHCP. De exemplu, un server side firewall permite mai multe
tipuri de pachete de intrare.
In toate reelele scopul fiecrui nivel este s ofere anumite servicii nivelurilorsuperioare. Protocoalele DHCP de nivel n de pe o main converseaz cu nivelul n de pe
alt main. Conveniile utilizate sunt cunoscute sub numele de protocolul nivelului n.
Protocoalele DHCP sunt folosite n cadrul modelului TCP/IP. Prin folosirea protocolului
DHCP se simplific administrarea reelei asignndu-se automat cte o adres IP fiecrui
50
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
51/68
utilizator. Pentru c protocolul IP nu are integrat nici o component de securitate sa
introdus IPsec care confer urmtoarele faciliti de securitate:
- confidenialitate criptarea traficului
- validarea integritii datelor transmise
- autentificarea prilor
- anti replay protecia mpotriva nregistrrii traficului
IPSec este compus dintr-un set de protocoale pentru autentificarea pachetelor (AH),
criptarea i/sau autentificarea pachetelor (ESP) i mecanisme pentru stabilirea parametrilor
conexiunilor (SA-Security Associations) folosind IKE.
IPSec folosete un algoritm pentru schimbarea cheilor ntre pri, numit Internet Key
Exchange (IKE), care permite calculatoarelor s negocieze o cheie de sesiune n mod
securizat, folosind protocoalele ISAKMP pentru crearea de Security Associations i
OAKLEY bazat pe algoritmul Diffie-Hellman pentru schimbarea cheilor ntre cele dou
pri. IKE se poate folosi n conjuncie cu Kerberos, certificate X.509v3 sau cheipreshared.
Authentication Header (AH) este ataat fiecrei datagrame i conine semntura sub form
de hash HMAC cu MD5 sau HMAC cu SHA-1.
Encapsulated Security Payload (ESP) cripteaz coninutul pachetelor n dou moduri:
transport (protejeaz doar coninutul pachetului, nu i header-ul) sau tunel (ntreg pachetul
este criptat). ESP folosete de asemenea hash-uri HMAC cu MD5 sau HMAC cu SHA-1
pentru autentificare i DES-CBC pentru criptare.
WEP Wired Equivalent Privacy or Wireless Encryption Protocol - este o funcie necesar
pentru a asigura securitatea de baz a reelelor wireless IEEE 802.11 i pentru a amelioraproblema transmiterii continue a SSID ului (Service Set Identifiers) prin criptarea traficului
dintre clienii wireless i punctul de acces. Se realizeaz prin aceasta o autentificare printr-
o cheie (shared-key authentication).
Paii autentificrii WEP (figura 2)
51
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
52/68
1. Staia (STA) trimite o cerere de autentificare.
2. Punctul de acces (AP) genereaz un nonce i l trimite staiei.
3. Staia cripteaz nonce-ul cu cheia secret comun i l trimite napoi punctului de acces.
4. Punctul de acces compar datele criptate primite cu cele ateptate i apoi trimite napoi
cadrul de autentificare cu rezultatul.
Fig. 2 Paii autentificrii WEP
WPA Wi-Fi Protocted Acces a fost introdus ca o soluie intermediar la criptarea WEP
dup ce standardul IEEE 802.11i a fost ratificat. Cnd WPA este implementat, punctul de
acces permite numai accesul clienilor care dispun de fraza de trecere corect. WPA2 a
fost ratificat de ctre IEEE prin elementele de baz ale standardului 802.11i. acesta este o
certificare de produs pentru echipamentele wireless compatibile cu standardul 802.11i.
Pentru a securiza comunicaia n reea cu IPSec ntre calculatoarele Windows folosim o
colecie de reguli, politici i filtre pentru a permite n mod selectiv doar comunicaia pentruanumite protocoale.
Calculatoarele ce posed o anten i o cartel WLAN pot accesa Internetul pe o
raz de sute de metri de la emitor. n interiorul cldirilor, aria de acoperire este de circa
300 de metri, iar n exterior de circa doi km (dac nu exist bariere fizice cum ar fi
cldirile,denivelrile de teren, copacii sau ploaia).
Filtrarea adreselor MAC (Media Acces Control) pentru a sporii securitatea reeleiadministratorul de reea introduce n filtrul adreselor MAC al configuratorului router-ului
adresele MAC ale clienilor crora le este permis accesul n reea.
Band ngust: banda canalelor de 100-200 bps
52
http://ro.wikipedia.org/wiki/Fi%C5%9Fier:Wep_handshake.svg8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
53/68
Band larg: band de frecvene mai mare dect a canalelor de transmisiuni vocale
Se creaz filtre care corespund traficului de reea identificat anterior
IPSec nu face diferena ntre traficul generat de aplicaii diferite, dac acestea folosesc
acelai port.
Fia de observaie este un document care sprijin cadrele didactice n selectarea
informaiilor eseniale, dintr-un coninut care urmeaz s fie predat.
Elevii vor fi capabili, la finalizarea activitilor propuse de cadrul didactic, s:
- enumere i descrie funciile DNS
- explice traficul DHCP
- enumere facilitile IPsec
- utilizeze tehnicile de comunicaie n reele fr fir
SUGESTII METODOLOGICE
Se insist asupra serviciilor i transformarea numelui domeniului n adres IP, se
exemplific elevilor pe unitile din laborator. Activitile se vor desfura n reea urmrind
pstrarea adreselor indiferent de locaie. Stimulai elevii s i stabileasc obiective
CU CE?
Prezentare PP care s cuprind etapele utilizrii serviciilor, realizarea protocoalelor de
securizare menionate i conform coninuturilor tematice menionate.
CUM?
Metode de nvmnt: - expunere
53
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
54/68
- problematizare, evaluri de servicii i produse
- observaie dirijat
- lucrri practice la agentul economic pe instalaii funcionale
- experiment frontal sau pe grupe
UNDE?
Laboratorul de informatic, agent economic n domeniu
EVALUARE
Activiti practice referitoare la adresele IP, securizare, protecia mpotriva nregistrriitraficului.
Pentru a asigura validitatea i credibilitatea evalurii, probele de evaluare se vor administra
la agentul economic. Instruciunile vor oferi detalii privind contextul n care se realizeaz
lucrarea. Pentru a obine ct mai multe date relevante privind nvarea, profesorii vor face
apel la metode i instrumente complementare de evaluare. Elevul va fi evaluat n urma
parcurgerii tuturor etapelor de nvare.
Tema 4. Tehnici de comunicaie n telefonia mobil
Fia suport 4.1. Celule ale sistemelor de radio telefonie mobil
Tehnologia comunicrii mobile confer calitate, apropiat de cea a serviciilor prin
cablu, acoperire cvasi-universal, cost redus al echipamentelor, numr minim de staii
radio fixe. Dezvoltarea microprocesorului permite implementarea unor protocoale
sofisticate ale mesajelor vocale i de date. Structura n celule permite deplasarea
receptoarelor ntre celule fr a fi ntrerupt legtura, transferul fcndu-se automat prin
procedeul denumit "handover".
Intr-un spectru de frecvene sunt disponibile mai multe sute de canale. Pentru fiecare
conversaie este folosit un canal al unei staii de baz. In caz de necesitate staia mobil
este redirecionat pentru emisie pe un nou canal activ n noua celul. Dac fiecare
54
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
55/68
frecven ar fi asociat unei singure celule, capacitatea total a sistemului ar egala
numrul total de canale deci nu ar putea exista dect cteva mii de abonai ntr-un sistem.
Prin reutilizarea canalelor (frecvenelor) n celule multiple sistemul poate crete fr a fi
limitat.
Un sistem raionalizat de utilizare a frecvenelor celulelor de comunicaie poate fi descrisfolosind o acoperire clasic a unei zone cu celule hexagonale. Prin urmare cele apte
seturi de canale folosite, pot fi replicate n toat zona de acoperire.
Comunicaie: - mijloc de comunicaie ntre puncte diferite
- sistem tehnic folosit pentru realizarea comunicaiei
Elevii vor fi capabili, la finalizarea activitilor propuse de cadrul didactic, s:
- descrie sistemul celular
- prezinte avantajele comparativ cu telefonia clasic
- enumere serviciile spcifice telefoniei mobile
- utilizeze tehnicile de comunicaie n reele fr fir
SUGESTII METODOLOGICE
Este important de clarificat structura celular i avantajele majore pe care le are. Revenii
asupra protocoalelor. Clarificai asocierea frecvenelor cu celulele. Sugerai elevilor s
revad codurile de linie studiate la modulul Semnale i Semnalizri.
CU CE?
Prezentare PP cu protocoale, realizarea protocoalelor de securizare menionate i
conform coninuturilor tematice menionate. Hri spaiale ale distribuirii staiilor radio i
replicarea seturilor de canale n toat zona de acoperire.
CUM?
55
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
56/68
Metode de nvmnt: - expunere
- problematizare
- observaie dirijat
- lucrri practice la agentul economic pe instalaii funcionale
- accesri individuale
UNDE?
Laboratorul de informatic, agent economic n domeniu
EVALUARE
Activiti practice protocoale, accesarea hrilor spaiale.
Instruciunile vor oferi detalii privind contextul n care se realizeaz lucrarea. Pentru a
obine ct mai multe date relevante privind nvarea, profesorii vor face apel la metode i
instrumente complementare de evaluare.
Tema 4. Tehnici de comunicaie n telefonia mobil
Fia suport 4.2. Conceptul de celul
Principiul reelei celulare - fiecrei arii hexagonale marcat cu o liter i-se aloc o
frecven purttoare. Topologia reelei face s nu apar arii vecine funcionnd pe aceai
frecven. La trecerea utilizatorului mobil dintr-o celulul n alta este preluat de staia
vecin. Astfel acoperirea unei celule se poate realiza cu emitoare de putere mic i se
mbuntete calitatea convorbirilor. Crete complexitatea staiilor, a reelei i a
terminalului mobil i ntreaga infrastructur a reelei devine foarte complex.
Prin sectorizare, capacitatea sistemului crete. Sectorizarea este fcut de
operatori, de obicei pe trei ci. Aceasta nseamn c fiecare zon este echipat cu trei
seturi de antene direcionale, cu azimuturile deplasate cu 120. Sectorizarea nu duce n
56
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
57/68
practic la creterea capacitii de ncrcare. Ctigul n cazul folosirii mai multor antene
direcionale, pe diferite sectoare, const n mrirea gradului de acoperire datorat
amplificrii directe mairidicate. Apariia sistemelor de comutaie i de transmisiuni digitale
a deschis perspective considerabile pentru telecomunicaii i informatic, deoarece
acestea pot realiza un transfer rapid i sigur de informaii diverse (voce, date, texte,imagini, radio, Tv, inernet), rspunznd astfel cerinelor abonailor privind diversificarea
serviciilor.
Fig.1 Reea celular
Telefonie: transmitere, de regul bilateral, la distan a sunetelor transformate n
unde electromagnetice cu ajutorul aparatelor de telefon, legate ntre ele prin celule
conductoare.
Telefon: aparat prevzut cu un transmitor i un receptor i care, legat de o instalaie
telefonic central/celul, permite convorbiri la distan.
Elevii vor fi capabili, la finalizarea activitilor propuse de cadrul didactic, s:
- explice conceptul celular
- expun modul de direcionare al antenelor
57
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
58/68
- enumere serviciile i avantajele lor
- evalueze rolul subdivizrilor
SUGESTII METODOLOGICE
Clarificai structura celular i avantajele majore pe care le are. Revenii asupra
protocoalelor. Elevii s vad i s explice modul de amplasare a antenelor direcionale.
Realizai mpreun cu elevii conexiuni la reelele fr fir.
CU CE?
Prezentare PP cu protocoale, realizarea protocoalelor de securizare, amplasarea
antenelor menionate i conform coninuturilor tematice menionate. Hri spaiale ale
distribuirii staiilor radio i replicarea seturilor de canale n toat zona de acoperire.
CUM?
Metode de nvmnt: - expunere
58
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
59/68
- problematizare
- observaie dirijat
- lucrri practice la agentul economic pe instalaii funcionale
- accesri individuale
UNDE?
Laboratorul de informatic, agent economic n domeniu
EVALUARE
Activiti practice protocoale, accesarea hrilor spaiale.
Tema 4. Tehnici de comunicaie n telefonia mobil
Fia suport 4.3 Echipamente i servicii n telefonia mobil
Noile echipamente, destinate sistemelor celulare asigur:
1. Servicii de telefonie mobil avansat de band ngust (N-AMPS)
2. Accesul multiplu cu divizare n timp (TDMA)
3. Accesul multiplu cu divizare n timp extins (E-TDMA)
4. Spectrul mprtiat (SS) Accesul multiplu cu divizare n cod (CDMA)
Cele 3 tehnici utilizate cu precdere ntr-un sistem de comunicaii radio pentru partajarea
benzii disponibile sunt:
Accesul multiplu cu divizare n frecven (frequency division multiple access-FDMA),
Accesul multiplu cu divizare n timp (time division multiple access- TDMA)
Accesul multiplu cu divizare n cod (code division multiple access CDMA)
59
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
60/68
Aceste tehnici pot fi caracterizate n funcie de sistemele radio de band ngust sau
de band larg n care sunt folosite.
Sisteme radio de band ngust - Termenul de band ngust (narrowband) este utilizat
pentru a evidenia relaia dintre lrgimea de band a unui canal radio individual i banda lui
de coeren predictibil.
Pentru minimizarea interferenei dintre canalele directe i inverse, intervalul de
frecven dintre acestea se alege, n spectrul de frecven alocat, ct mai mare posibil,
pstrnd randamentul ridicat al sistemului de antene. In sistemele radio de band ngust
utiliznd FDMA unui utilizator i este alocat un canal propriu pe care nu-l partajeaz cu nici
un alt utilizator din vecintate, iar dac se utilizeaz i FDD (ceea ce nseamn c fiecare
canal are dou frecvene pentru emisie i recepie atunci sistemul este denumit FDMA/
FDD).
Sistemele radio de band ngust ce folosesc TDMA permit mai multor utilizatori s
mpart acelai canal dar, un interval de timp unic este alocat n mod ciclic fiecruia. In
reelele TDMA exist un numr mare de canale radio, care folosesc fie FDD sau TDD (time
division duplexing- utilizeaz timpul n loc de frecven pentru asigurarea legturii radio
directe i inverse), sistemele fiind denumite dup caz TDMA/FDD respectiv TDMA/TDD.
CDPD (Cellular Digital Packet Data) este o tehnic mai veche care permitetransmisia datelor prin sisteme analogice de telefonie celular cu viteze de transfer de
19.2Kbps.
Celula reprezint aria n interiorul creia comunicaia dintre staia mobil i staia
de baz este de calitate. Teoretic, forma unei celule se consider a fi un hexagon regulat
cu raza de ordinul kilometrilor. In mediul urban se utilizeaz divizri n microcelule cu raza
de pn la un kilometru. In fiecare celul se utilizeaz un numr de canale n funcie de
traficul estimat. In sistemul GSM, interfaa radio, aflat ntre staia mobil i staia de bazutilizeaz benzile de frecven:
890 915 MHz pentru sensul de transmisie de la mobil la baz
935 960 MHz de la baz la mobil
60
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
61/68
In fiecare din aceste benzi sunt stabilite cte 124 de frecvene purttoare distanate
ntre ele cu 200 KHz. Canalul de comunicaie este duplex.
Global System for Mobile communications (GSM) este standardul de telefonie
mobil cel mai rspndit din lume, Mai este cunoscut i sub denumirea de 2G (generaia a
2-a/ NMT este 1G, iar UMTS i standardele similare sunt 3G). Este sistemul dominant n
Europa.
GSM este o reea celular. Staiile mobile se conecteaz prin cutarea unei celule
n imediata vecintate.
Principalele servicii de utilizator oferite de reea sunt:
-serviciul telefonic cu sarcina de baz n asigurarea calitii recepiei i ainteligibilitii
-serviciul de date asigur transferul informaiei sub form de date cu viteze de
pn la 14 Kbit/secund
-telefax poate realiza servicii de telefax analogice
-servicii suplimentare sunt similare celor din reelele fixe
-servicii de mesagerie de tipul pot local, telefax i mesaje scurte text
-serviciile actuale ofer i transfer multimedia
Reea de telecomunicaii: ansamblul liniilor, staiilor de amplificare, centralelor etc.
care realizeaz comunicaiile pe un anumit teritoriu.
Fia de observaie este un document care sprijin cadrele didactice n selectareainformaiilor eseniale, dintr-un coninut care urmeaz s fie predat.
Materialele elaborate n vederea evalurii vor fi axate numai pe dobndirea
competenelor specifice n condiiile de aplicabilitate din SPP-uri, de exemplu tehnicile de
acces multiplu n comunicaiile radio.
61
http://ro.wikipedia.org/wiki/2Ghttp://ro.wikipedia.org/wiki/3Ghttp://ro.wikipedia.org/wiki/Europahttp://ro.wikipedia.org/wiki/2Ghttp://ro.wikipedia.org/wiki/3Ghttp://ro.wikipedia.org/wiki/Europa8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
62/68
Elevul va de monstra c are competenele necesare pentru a aplica tehnicile de
comunicaie n telefonia mobil.
Elevii vor fi capabili, la finalizarea activitilor propuse de cadrul didactic, s:
- enumere i explice tehnicile de acces multiplu n comunicaiile radio
- descrie sistemul FDMA/FDD
- utilizeze servicii n sistemul GSM
SUGESTII METODOLOGICE
Pentru fixarea cunotinelor noi n ceea ce privete conceptul celular, echipamentele
destinate sistemelor celulare i facilitile sistemului GSM elevii vor avea acces imagini
detaliate simplu i clar prezentate. Realizai mpreun cu elevii conexiuni la reelele fr fir.
Studiai i elaborai rezumate din literatura de specialitate. Revenii asupra protocoalelor.
Exemplificai aplicaii software uzuale din domeniul de interes.
CU CE?
Prezentare PP cu protocoale, fie de lucru, echipamente din dotarea laboratorului de
informatic.
CUM?
Metode de nvmnt: - deducere i sintetizare
- problematizare
62
8/3/2019 Andonie Silviu Medii de Comunicatii
63/68
- studiu de caz
- lucrri practice la agentul economic pe instalaii funcionale
- accesri individuale
- prezentarea unor argumente n vederea susinerii unei
poziii
UNDE?
Laboratorul de informatic, agent economic n domeniu.
EVALUARE
Proiect care s conin etapele: informare, planificare, decizie, implementare, control,
evaluare.
IV. Fia rezumatNumele elevului:
Numele profesorului:
Competene
care trebuie
dobndite
Activiti efectuate i comentariiData
activitii
Evaluare
Bine Satisfctor Refacere
C1.
Utilizeaz
cabluri de
telecom.
Activitatea 1
Torsadarea cablurilor destinate
reelelor de telecomunicaii
- se efectueaz o lucrare de
laborator de identificare elementelor
constructive i realizarea de
jonciuni pe mostre de cabluri
Activitate 2
63
Top Related