Már az is nagy dolognak számít, hogy képesek vagyunk egy egyszerû kábel segítségével adatokat továbbítani, de az még nagyobb esemény, hogy ugyanezeket az adatokat akár elektromágneses hullámok által is elküldhetjük.
A rádiófrekvencia kifejezés olyan tulajdonságú váltóáramra utal, amelyet ha antennába vezetünk, akkor elektromágneses tér keletkezik, amely alkalmas vezeték nélküli sugárzásra és\vagy kommunikációra. Ezek a rezgésszámok az elektromágneses spektrum nagy részét lefedik kilenc kilohertztõl, ami még az emberi hallásküszöbön belül van, egészen három gigahertzig. Rengeteg készülék hasznát veszi a rádiófrekvenciás térnek: vezeték nélküli telefonok, mobiltelefonok, mûholdas sugárzórendszerek, CB rádiók. Magyarországon a rádióhullámon történõ adatátvitel fõképp a mobil szolgáltatókra korlátozódik. Eleinte szenzációnak számított a vezeték nélküli vonal, majd elterjedt a rövid szöveges üzenet, s most már akár képet is küldhetünk ugyanazon a készüléken.
A vezeték nélküli átviteli mód az elektromágneses hullámokkal mutat szoros összefüggést. Ezt azért részletezem egy kicsit, mert ennek megértéséhez fel kell elevenítenünk fizikai tanulmányainkat.
Az elektronok mozgásukkor elektromágneses hullámokat keltenek maguk körül, amelyek a szabad térben tovaterjednek. Ilyen hullámokat elsõként Heinrich Hertz német fizikus állított elõ. Ezért róla kapta a mértékegységének nevét. Az elektromágneses hullám másodpercenkénti rezgésszáma a frekvencia. Ha egy elektronikus áramkörhöz megfelelõ méretû antennát csatlakoztatunk, akkor az elektromágneses hullámokat szét lehet úgy szórni, hogy kicsivel arrébb venni lehessen õket. Az összes vezeték nélküli átviteli mód ezen az elven alapul. A vákuumban minden hullám a frekvenciájától függetlenül ugyanazzal a sebességgel terjed, ami a fénysebesség, amelynek értéke 3*108 m/s.
A teljes elektromágneses spektrum öt fõ hullámsávjai:
röntgensugarak, gamma sugarak, ultraibolya sugarak, látható
fény, infravörös sugarak, mikrohullámok és rádióhullámok.
Ebben a sorrendben növekszik a hullámhossz és fordítottan
arányos a frekvencia. A rádióhullám, a mikrohullám,
az infravörös hullám és a látható fény
a spektrumnak az a része, amely alkalmas információtovábbításra.
Az ultraibolya, a röntgen- és a gamma sugarak a nagyobb frekvencia
miatt még jobbak lennének az információtovábbításra,
hiszen minél szélesebb a frekvenciatartomány, annál
nagyobb az adatátviteli sebesség, de ezeket nehéz elõállítani,
és nem terjednek jól az épületekben és veszélyesek
az élõvilágra.
Egyes adóegységek meghatározott sorrend szerint frekvenciáról frekvenciára ugrálnak, vagy az átvitelt szándékosan szétszórják valamilyen széles frekvenciasáv mentén. Ezt az eljárást szórt spektrumnak nevezik. Ez a technika különösen a hadseregben közkedvelt, mivel az ilyen adásokat igen nehéz fogni.
Ezt az átviteli technikát kistávolságú adatátvitel során használják elõszeretettel. A televíziók, videomagnók és hifik távirányítóiban infravörös adóegység található. Jellemzõje, hogy viszonylag jól irányítható, olcsó és könnyen elõállítható. Hátránya, hogy szilárd testeken nem képes áthatolni. Erre jó példa, hogy az egyik szobában lévõ infravörös rendszer nem zavarja a szomszédos szobában lévõ másik ilyen rendszert. Elõnye viszont, hogy nincs szükség hivatalos engedélyeztetésre. Ez az átviteli technika jó eséllyel pályázhat egy épületen belüli vezeték nélküli lokális hálózatok átviteli rendszerének betöltött szerepére.
A rádióhullámok egyszerûen elõállíthatók, nagy távolságra jutnak el és könnyen áthatolnak az épületek falain. Érdemes tisztázni a rádióhullám fogalmát, mit is jelent. Olyan elektromágneses hullámok, amelyek úgy keletkeznek, hogy az antenna szabad elektronjait a változó elektromos mezõ rezgése kényszeríti, gyorsítja. A kisugárzott hullámok frekvenciája széles tartományban mozoghat és a látható fény sebességével terjednek.
A hullámok minden irányba terjednek, terjedési tulajdonságai
viszont frekvenciafüggõek. Ez azt jelenti, hogy alacsony frekvencián
a rádióhullámok minden akadályon áthatolnak,
viszont teljesítményük a forrástól távolodva
fokozatosan csökken. A nagyfrekvenciás rádióhullámok
egyenes vonal mentén terjednek, és a tárgyakról
visszaverõdnek. A villamos motorok és más elektronikus
berendezések minden frekvenciatartományban zavarják az
átvitelt.
A rövidhullámú rádióhullámok képesek
áthatolni az ionoszférán - a földfelszín felett
100 és 500 km közötti magasságban található
légréteg, amelyben elektromosan töltött részecskék
mozognak - és így mûholddal nagy távolságra
lehet információkat továbbítani. Ezzel szemben a
hosszúhullámok megtörnek, és visszaverõdnek
az ionoszférán, ezért a földfelszín közelében
nagy távolságra is hordozzák az információt.
A mikrohullám az az elektromágneses spektrum, amely 3 GHz-tõl 300 GHz-ig terjed. Az adatátvitelben a nagyobb sávszélességet kívánó vezeték nélküli helyeken alkalmazzák. Az optikai kábelek megjelenése elõtt évtizedeken keresztül ilyen mikrohullámú rendszerek jelentették a nagytávolságú távbeszélõrendszerek alapját. 100 MHz felett az elektromágneses hullámok egyenes vonal mentén terjednek, és jól fókuszálhatók. Viszont a földfelszín görbülete problémát jelent, ha az adótornyok túlságosan messze vannak egymástól, ezért meghatározott távolságonként ismétlõkre van szükség. Minél magasabbak az adótornyok, annál messzebbre lehetnek egymástól. Ez a technológia viszonylag olcsóbb lehet, mint 50 km-nyi fényvezetõ kábel lefektetése.
A világûrben lévõ mikrohullámú ismétlõknek foghatjuk fel a távközlési mûholdakat. A mûhold alapvetõen és eredendõen kommunikációs eszköz, de arra is jó, hogy átjátszóállomásként vegye a Föld egyik pontjáról kiinduló rádióadást, felerõsítse, majd adóként tovább sugározza a Földnek egy másik helyére. Ezen a felismerésen alapul a mûholdas adattovábbítás, a mûholdas mûsorszórás és a mûholdas telefonálás.
A mûhold, akárcsak az igazi, a Föld körül kering,
idõrõl idõre visszatérve ugyanarra a helyre. Az
út, amit megtesz, a pályája, amit az alakja, az a szög,
amit az Egyenlítõ síkjával bezár és
a magassága jellemez. Ezeket a paramétereket aszerint választják
meg, hogy mi a mûhold feladata. A legtöbb mesterséges égitestet
körpályára helyezik, de elõfordul ellipszis alakú
is. Az, hogy a mûhold mennyi idõ alatt kerüli meg a Földet,
a repülési magasságtól függ, akárcsak
az, hogy a Földnek mekkora része látható róla
egyszerre. Attól függõen, hogy milyen szöget zár
be a mûhold pályája az Egyenlítõ síkjával,
halad el a mûhold az északi, illetve a déli félteke
egyes részei fölött. Vannak pontosan az Egyenlítõ
fölött repülõ mûholdak is.
Egy vagy több transzpondert tartalmaznak, amelyek a spektrumnak csak egy
részét figyelik, felerõsítik a vett jeleket, és
a beérkezõ mikrohullámokkal való interferencia elkerülése
érdekében más frekvencián adják újra
azokat. Azért, hogy az antennákat - amelyek a mûhold adását
veszik - ne kelljen mozgatni, ezért az Egyenlítõ fölött
keringõ mûholdakat használják, amelyek sebessége
megegyezik a Föld forgási sebességével. Az ún.
geostacionárius (GEO) pályára állított mûholdak
a Földrõl állónak látszanak. A kibocsátott
sugárnyaláb lehet akár földrészeket átfogó,
és pár száz km átmérõjû is.
A GEO mûholdak a világûri közvetlen tévéadók
és a nagy sávszélességû Internetsugárzók.
Vannak különféle megfigyelõ mûholdak - például
kémholdak -, amelyek szintén geostacionárius pályán
keringenek a Föld körül.
Már néhány éve bevonták a mûholdakat az internetelérési rendszerbe. A DirecPC és más rendszerek GEO mûholdakról sugározzák a nagy sebességû adatcsomagokat az elõfizetõnek, akitõl egy közönséges modemes telefonos kapcsolaton keresztül jutnak el a kérések a központba, ahonnan fellövik a választ a mûholdra. Az elõfizetõ tehát ebben a rendszerben két internetes kapcsolatot tart fenn. Amikor keres valamit, a modemen keresztül elküldi a kérését az Internet szolgáltatónak, ahonnan az átkerül a mûholdas szolgáltató honlapjára, s onnan a hálózati központba. A központ, miután összeállította a választ, fellövi a mûholdra, amely kisugározza azt. A rendszerhez egy kis antennára, vevõegységre, különleges modemre és számítógépre van szükség. A mûholdtól az elõfizetõig vezetõ úton 4 Mbit/s átviteli sebesség érhetõ el.
A VSAT rendszer egy speciális ûrtávközlési rendszer, amelynél a földi pontok között mûholdon keresztül létesül egy vagy kétirányú kapcsolat. Az angol elnevezés (Very Small Aperture Terminal) a felhasználóknál elhelyezett kisméretû antennákkal egybeépített egységekre, terminálokra utal. A távközlési mûholdakat ûrtávközlési szervezetek üzemeltetik, és tõlük lehet csatornakapacitást bérelni. A kisméretû földi terminálok az alábbi csoportokba sorolhatók:
Csak vételre szolgáló terminálokkal felépített rendszerek mûsor- vagy adatszórásra, ún. egyirányú összeköttetésre alkalmas rendszerek. Egy központi állomásból és csillagalakzatban elhelyezett vevõterminálokból állnak, a központ és a terminálok között mûholdon keresztül létesül egyirányú kapcsolat. A központi állomásról kisugárzott jelet a mûhold közvetítésével minden, a rendszerhez tartozó terminál egyidõben veszi.
Adó-vevõ terminálokkal kétirányú összeköttetéseket hozhatunk létre, elsõsorban adatátvitel céljából. Az adatátviteli sebesség általában 64 Kbp/s vagy ennek egész számú többszöröse. A kapcsolat mûholdon keresztül létesül a központi állomás és az egyes terminálok között, és csak ritkán két terminál között, ezért ez a rendszer is többnyire csillag felépítésû. A VSAT rendszerek elõnyei:
A VSAT rendszerek az utóbbi években jelentek meg elõször
az USA-ban, majd Európában is. Nemzetközi nagysebességû
összeköttetés Magyarország és más ország
között VSAT-tal létesíthetõ.
tart.