Λύσεις ερωτήσεων και ασκήσεων κεφ. 3 (σελ. 97-101) – ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Γ΄ ΕΠΑΛ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Γ΄ ΕΠΑΛ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Γ΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις ερωτήσεων και ασκήσεων κεφ. 3 (σελ. 97-101) – ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις ερωτήσεων και ασκήσεων κεφ. 3

Πλήρεις λύσεις και των σαράντα μία ερωτήσεων του κεφαλαίου 3 — ενσύρματα και ασύρματα μέσα μετάδοσης, χάλκινο και ομοαξονικό καλώδιο, οπτικές ίνες, επίγειες και δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις και κυψελοειδής τηλεφωνία, τα πέντε προβλήματα φυσικής μετάδοσης, η προσαρμογή σύνθετης αντίστασης και το θεώρημα μέγιστης μεταφοράς ισχύος, οι παραμορφώσεις πλάτους και φάσης, τα είδη του θορύβου, η διαφωνία και η ηχώ, και τα κριτήρια επιλογής του μέσου μετάδοσης.

Ερώτηση 1 — Οι κατηγορίες των μέσων μετάδοσης

Ερώτηση: Ερωτήσεις – Ασκήσεις: 1. Σε ποιες κατηγορίες διακρίνουμε τα μέσα μετάδοσης;

Απάντηση:

Η απάντηση (σελ. 72): τα μέσα μετάδοσης διακρίνονται σε ενσύρματα και ασύρματα.

Το κριτήριο της διάκρισης (σελ. 72): τα ενσύρματα σχηματίζονται από μεταλλικούς αγωγούς, ενώ στα ασύρματα το μέσο μετάδοσης είναι ο ελεύθερος χώρος μεταξύ του πομπού και του δέκτη.
```
Μέσα μετάδοσης
 ├── ενσύρματα  → μεταλλικοί αγωγοί (και οπτικές ίνες)
 └── ασύρματα   → ο ελεύθερος χώρος
```
Το περιεχόμενο κάθε κατηγορίας (σελ. 72): στα ενσύρματα μέσα μετάδοσης συμπεριλαμβάνονται τα χάλκινα, τα ομοαξονικά καλώδια και οι οπτικές ίνες και στα ασύρματα οι επίγειες και δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις. Τα τελευταία χρόνια με την εξέλιξη της τεχνολογίας χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση δεδομένων και τα συστήματα κυψελωειδούς τηλεφωνίας. | Ενσύρματα | Ασύρματα | |---|---| | χάλκινα καλώδια | επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις | | ομοαξονικά καλώδια | δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις | | οπτικές ίνες | συστήματα κυψελοειδούς τηλεφωνίας |

Ο ορισμός του μέσου μετάδοσης (σελ. 71): το μέσο μετάδοσης αποτελεί τη φυσική σύνδεση μεταξύ του αποστολέα και του παραλήπτη της πληροφορίας σε οποιοδήποτε σύστημα επικοινωνίας. Είναι ο δρόμος, από τον οποίο περνάει το σήμα, που στέλνει ο πομπός, μέχρι να το λάβει ο δέκτης. Οι εναλλακτικοί όροι (σελ. 71): στην βιβλιογραφία το συναντούμε πολλές φορές και ως γραμμή ή κανάλι μετάδοσης.

Η ίδια διάκριση στην Ανακεφαλαίωση (σελ. 97): τα μέσα μετάδοσης διακρίνονται σε ενσύρματα και ασύρματα. Στα ενσύρματα ανήκουν τα χάλκινα καλώδια, τα ομοαξονικά και οι οπτικές ίνες, ενώ στα ασύρματα οι επίγειες και δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις και τα συστήματα κυψελοειδούς τηλεφωνίας.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα μέσα μετάδοσης διακρίνονται σε δύο κατηγορίες, στα ενσύρματα και στα ασύρματα. Το κριτήριο της διάκρισης είναι ότι τα ενσύρματα σχηματίζονται από μεταλλικούς αγωγούς, ενώ στα ασύρματα το μέσο μετάδοσης είναι ο ελεύθερος χώρος μεταξύ του πομπού και του δέκτη. Στα ενσύρματα μέσα ανήκουν τα χάλκινα καλώδια, τα ομοαξονικά καλώδια και οι οπτικές ίνες, ενώ στα ασύρματα οι επίγειες και οι δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις, καθώς και τα συστήματα κυψελοειδούς τηλεφωνίας, τα οποία τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιούνται και για τη μετάδοση δεδομένων. Υπενθυμίζεται ότι το μέσο μετάδοσης αποτελεί τη φυσική σύνδεση μεταξύ του αποστολέα και του παραλήπτη της πληροφορίας και συναντάται στη βιβλιογραφία και ως γραμμή ή κανάλι μετάδοσης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 2 — Τα ενσύρματα μέσα μετάδοσης

Ερώτηση: 2. Ποια είναι τα ενσύρματα μέσα μετάδοσης;

Απάντηση:

Η απάντηση (σελ. 72): στα ενσύρματα μέσα μετάδοσης συμπεριλαμβάνονται τα χάλκινα, τα ομοαξονικά καλώδια και οι οπτικές ίνες. | # | Μέσο | Βασικό χαρακτηριστικό | |---|---|---| | 1 | χάλκινο καλώδιο | ο τεχνικός όρος… είναι συνεστραμμένο ζεύγος καλωδίων και αποτελείται είτε από συμπαγές χάλκινο σύρμα, είτε από νήματα χάλκινου σύρματος, τοποθετημένα σε πλαστικό περίβλημα (σελ. 73) | | 2 | ομοαξονικό καλώδιο | αποτελείται από δύο αγωγούς. Ο κεντρικός αγωγός περιβάλλεται από τον εξωτερικό… έχουν τον ίδιο άξονα (σελ. 74) | | 3 | οπτική ίνα | χρήση της οπτικής ίνας, ως μέσο μετάδοσης και του φωτός ως φορέα μετάδοσης της πληροφορίας (σελ. 75) |

Η ιστορική εξέλιξη (σελ. 72-73): παλαιότερα, το δισύρματο καλώδιο ήταν το μοναδικό μέσο για τη μετάδοση πληροφορίας. Έτσι, οι πρώτες γραμμές μεταφοράς ήταν απλά χάλκινα σύρματα χωρίς μόνωση, στηριγμένα σε μονωτήρες πορσελάνης πάνω σε ξύλινους στύλους. Η δημιουργία των καλωδίων (σελ. 73): με την αύξηση των γραμμών, ήταν απαραίτητη η συγκέντρωσή τους σε δέσμες, με συνέπεια τη δημιουργία των καλωδίων. Στα καλώδια οι γραμμές είναι κατάλληλα διαμορφωμένες (πλεγμένες μεταξύ τους), για να αποφεύγονται οι συνακροάσεις.

Η σειρά αντικατάστασης (σελ. 73): στις αρτηρίες με πολύ μεγάλη κίνηση και στις υποβρύχιες ζεύξεις, παλαιότερα, χρησιμοποιήθηκαν σχεδόν αποκλειστικά ομοαξονικά καλώδια, ενώ τα τελευταία χρόνια αντικαταστάθηκαν από καλώδια οπτικών ινών.
```
χάλκινο  →  ομοαξονικό  →  οπτική ίνα
(φωνή)      (υπεραστικά,    (δι-ηπειρωτικά,
             CATV)           Gbps)
```
Η σημερινή διάδοση του χαλκού (σελ. 73): υπάρχουν, σήμερα, χιλιάδες χιλιόμετρα χάλκινου καλωδίου στο τηλεφωνικό δίκτυο και να αποτελεί το πιο διαδεδομένο μέσο μετάδοσης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα ενσύρματα μέσα μετάδοσης είναι τρία: τα χάλκινα καλώδια, τα ομοαξονικά καλώδια και οι οπτικές ίνες. Το χάλκινο καλώδιο, του οποίου ο τεχνικός όρος είναι συνεστραμμένο ζεύγος καλωδίων, αποτελείται είτε από συμπαγές χάλκινο σύρμα είτε από νήματα χάλκινου σύρματος τοποθετημένα σε πλαστικό περίβλημα και είναι σήμερα το πιο διαδεδομένο μέσο μετάδοσης. Το ομοαξονικό καλώδιο αποτελείται από δύο αγωγούς με κοινό άξονα, εκ των οποίων ο κεντρικός περιβάλλεται από τον εξωτερικό, με διηλεκτρικό ανάμεσά τους. Η οπτική ίνα χρησιμοποιεί την ίδια την ίνα από γυαλί ή πλαστικό ως μέσο μετάδοσης και το φως ως φορέα της πληροφορίας. Ιστορικά, πρώτο χρησιμοποιήθηκε το δισύρματο χάλκινο καλώδιο, στη συνέχεια τα ομοαξονικά στις αρτηρίες μεγάλης κίνησης και στις υποβρύχιες ζεύξεις, και τα τελευταία χρόνια τα ομοαξονικά αντικαταστάθηκαν από καλώδια οπτικών ινών.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 3 — Τα ασύρματα μέσα μετάδοσης

Ερώτηση: 3. Ποια είναι τα ασύρματα μέσα μετάδοσης;

Απάντηση:

Η απάντηση (σελ. 77): στα ασύρματα μέσα μετάδοσης ανήκουν οι επίγειες και δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις και τα συστήματα κυψελοειδούς τηλεφωνίας. | # | Μέσο | Χαρακτηριστικά | |---|---|---| | 1 | επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις | στηρίζονται στην κατευθυντική μετάδοση μικροκυμάτων στην περιοχή πολύ υψηλών συχνοτήτων (GHz)… από 2 μέχρι 40 GHz (σελ. 77) | | 2 | δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις | χρησιμοποιούν διαστημικούς σταθμούς αναμετάδοσης (δορυφόρους), οι οποίοι μπορούν να αναμεταδίδουν σήμα σε πολύ μεγάλες αποστάσεις (σελ. 78) | | 3 | συστήματα κυψελοειδούς τηλεφωνίας | οι αστικές περιοχές διαιρούνται σε εξάγωνα (κυψέλες)… συχνότητες… στην περιοχή των 900 και 1800 ΜHz (σελ. 79-80) |

Ο κοινός τους ορισμός (σελ. 76): οι ασύρματες ζεύξεις είναι ένας από τους σημαντικότερους τρόπους μετάδοσης, ο οποίος αναπτύχθηκε, αρχικά, για μετάδοση φωνής και τηλεοπτικών σημάτων, ενώ σήμερα χρησιμοποιείται και για την μετάδοση δεδομένων, ιδιαίτερα μέσω μικροκυματικών και δορυφορικών συνδέσεων.

Η προϋπόθεση της εκπομπής (σελ. 77): επειδή το φάσμα συχνοτήτων είναι περιορισμένο και, επομένως, οι συχνότητες αποτελούν σπάνιο εθνικό πόρο, για να γίνει εκπομπή σε κάποια συχνότητα, θα πρέπει πρώτα η συχνότητα να έχει ανατεθεί από τις αρμόδιες αρχές στον φορέα, που θα κάνει χρήση της. Ο εξοπλισμός (σελ. 77): η μετάδοση και η λήψη των μεταδιδόμενων σημάτων γίνεται από ειδικές κεραίες, οι οποίες συνδέονται με τον σταθμό λήψης και μετάδοσης. Η ολοκατευθυντική εκπομπή (σελ. 77): στην περίπτωση, που το σήμα μεταδίδεται προς όλες τις κατευθύνσεις, τότε μπορεί να ληφθεί από οποιαδήποτε κεραία (παράδειγμα το ραδιόφωνο, η τηλεόραση και τα συστήματα κυψελωειδούς τηλεφωνίας).

Η κατηγορίες των δορυφορικών ζεύξεων (σελ. 78): οι δορυφορικές ζεύξεις χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, στις ανοδικές (uplink) και καθοδικές (downlink). Οι ανοδικές ζεύξεις χρησιμοποιούνται για την αποστολή σημάτων από τους επίγειους σταθμούς στους δορυφόρους, ενώ οι δορυφόροι αναμεταδίδουν τα σήματα, που λαμβάνουν, στις καθοδικές ζεύξεις.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Στα ασύρματα μέσα μετάδοσης ανήκουν οι επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις, οι δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις και τα συστήματα κυψελοειδούς τηλεφωνίας. Οι επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις στηρίζονται στην κατευθυντική μετάδοση μικροκυμάτων στην περιοχή των gigahertz, συγκεκριμένα από δύο μέχρι σαράντα gigahertz. Οι δορυφορικές ζεύξεις χρησιμοποιούν διαστημικούς σταθμούς αναμετάδοσης, δηλαδή δορυφόρους, που αναμεταδίδουν σήμα σε πολύ μεγάλες αποστάσεις, και χωρίζονται σε ανοδικές και καθοδικές. Τα συστήματα κυψελοειδούς τηλεφωνίας διαιρούν τις αστικές περιοχές σε εξαγωνικές κυψέλες και λειτουργούν στις περιοχές των εννιακοσίων και των χιλίων οκτακοσίων megahertz. Κοινό χαρακτηριστικό όλων είναι ότι χρησιμοποιούν ως μέσο τον ελεύθερο χώρο και ότι, επειδή το φάσμα συχνοτήτων είναι περιορισμένο και αποτελεί σπάνιο εθνικό πόρο, η εκπομπή απαιτεί προηγούμενη ανάθεση της συχνότητας από τις αρμόδιες αρχές.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 4 — Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των ασύρματων μέσων

Ερώτηση: 4. Ποια τα βασικότερα μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα, που παρουσιάζουν τα ασύρματα μέσα;

Απάντηση:

Το βασικότερο πλεονέκτημα (σελ. 76): το βασικότερο πλεονέκτημα, που παρουσιάζουν τα ασύρματα μέσα μετάδοσης, είναι η έλλειψη εξάρτησής τους από τα υλικά μέσα, αφού δεν χρειάζεται η φυσική / υλική σύνδεση πομπού και δέκτη, επειδή ως μέσο μετάδοσης χρησιμοποιείται ο ελεύθερος χώρος.

Τα μειονεκτήματα (σελ. 77): ναι μεν η χρησιμοποίηση του ελεύθερου χώρου τούς προσδίδει ένα σημαντικό πλεονέκτημα, είναι, όμως, και πηγή ορισμένων αρκετά σημαντικών αδυναμιών και μειονεκτημάτων. Μεταξύ αυτών συμπεριλαμβάνονται η μεγάλη ισχύς, που απαιτούν οι πομποί για τη μετάδοση, η ευαισθησία στο θόρυβο και ο χαμηλός βαθμός ασφάλειας, που παρέχεται, αφού ο οποιοσδήποτε μπορεί να λαμβάνει τα εκπεμπόμενα σήματα χρησιμοποιώντας απλά μία κεραία και ένα δέκτη.

Πλεονεκτήματα	Μειονεκτήματα
έλλειψη εξάρτησης από τα υλικά μέσα — δεν χρειάζεται καλωδίωση (σελ. 94)	μεγάλη ισχύς, που απαιτούν οι πομποί
μεγάλη χωρητικότητα (σελ. 94)	ευαισθησία στο θόρυβο
μετάδοση πολλαπλών καναλιών (σελ. 94)	χαμηλός βαθμός ασφάλειας — εύκολη υποκλοπή
καλύπτουν μεγάλη γεωγραφική περιοχή (δορυφορικές, σελ. 95)	απαιτείται οπτική επαφή (επίγειες)
είναι ανεξάρτητες από την απόσταση των σημείων, που θέλουμε να διασυνδέσουμε (δορυφορικές)	ακριβοί πύργοι και αναμεταδότες / μεγάλο αρχικό κόστος
είναι φθηνές για επικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων (δορυφορικές)	παρεμβολές από διερχόμενα αεροπλάνα και βροχή
παρακάμπτουν τα προβλήματα δικαιωμάτων διέλευσης, ανοίγματος φρεατίων, τοποθέτησης καλωδίων (σελ. 94)	καθυστέρηση μετάδοσης (δορυφορικές)

Η ευαισθησία στην κακοκαιρία (σελ. 94): οι μικροκυματικές ζεύξεις παρουσιάζουν μεγάλη ευαισθησία στο περιβαντολλογικό θόρυβο και ιδιαίτερα στην κακοκαιρία. Αξίζει να αναφερθεί, ότι μία καταιγίδα είναι ικανή ακόμα και να διακόψει τη ζεύξη. Η ανάγκη κρυπτογράφησης (σελ. 94): σχετικά με την ασφάλεια μετάδοσης, όπως και όλα τα άλλα ασύρματα μέσα, προσφέρουν χαμηλή ασφάλεια, με συνέπεια να είναι αναγκαία η κρυπτογράφηση της μεταδιδόμενης πληροφορίας. Το επιχείρημα υπέρ τους (σελ. 94): συγκρινόμενες με τα ενσύρματα μέσα μετάδοσης, πολλές φορές αποδεικνύονται ελκυστικότερες αν αναλογιστούμε τα προβλήματα, που παρουσιάζονται στα ενσύρματα μέσα μετάδοσης και αφορούν δικαιώματα διέλευσης, άνοιγμα φρεατίων, τοποθέτηση καλωδίων και συνδέσεων. Άλλος παράγοντας… είναι η μορφολογία του εδάφους των περιοχών, που θέλουμε να συνδέσουμε.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το βασικότερο πλεονέκτημα των ασύρματων μέσων είναι η έλλειψη εξάρτησής τους από τα υλικά μέσα, αφού δεν χρειάζεται φυσική σύνδεση πομπού και δέκτη, επειδή ως μέσο μετάδοσης χρησιμοποιείται ο ελεύθερος χώρος. Έτσι δεν απαιτείται καλωδίωση, προσφέρουν μεγάλη χωρητικότητα και μετάδοση πολλαπλών καναλιών, ενώ οι δορυφορικές ζεύξεις ειδικότερα καλύπτουν μεγάλη γεωγραφική περιοχή, είναι ανεξάρτητες από την απόσταση και άρα φθηνές για επικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων. Παρακάμπτουν επίσης τα προβλήματα των ενσύρματων μέσων που αφορούν δικαιώματα διέλευσης, άνοιγμα φρεατίων και τοποθέτηση καλωδίων. Τα μειονεκτήματά τους πηγάζουν από τον ίδιο τον ελεύθερο χώρο: η μεγάλη ισχύς που απαιτούν οι πομποί για τη μετάδοση, η ευαισθησία στον θόρυβο και ιδιαίτερα στην κακοκαιρία, αφού μια καταιγίδα μπορεί ακόμη και να διακόψει τη ζεύξη, και ο χαμηλός βαθμός ασφάλειας, αφού οποιοσδήποτε μπορεί να λαμβάνει τα εκπεμπόμενα σήματα με μια απλή κεραία και έναν δέκτη, γεγονός που καθιστά αναγκαία την κρυπτογράφηση. Προστίθενται η απαίτηση οπτικής επαφής και οι ακριβοί πύργοι και αναμεταδότες στις επίγειες ζεύξεις, καθώς και το μεγάλο αρχικό κόστος και η καθυστέρηση μετάδοσης στις δορυφορικές.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 5 — Τα προβλήματα μετάδοσης

Ερώτηση: 5. Ποια είναι τα προβλήματα μετάδοσης;

Απάντηση:

Η απάντηση (Επισήμανση, σελ. 82): τα σημαντικότερα προβλήματα, που συναντώνται στα μέσα μετάδοσης και προκαλούν την αλλοίωση του μεταδιδόμενου σήματος, είναι τα εξής: | # | Πρόβλημα | |---|---| | 1 | Έλλειψη προσαρμογής στη γραμμή | | 2 | Παραμορφώσεις | | 3 | Θόρυβος | | 4 | Διαφωνία | | 5 | Ηχώ |

Η ίδια λίστα στην Ανακεφαλαίωση (σελ. 97): τα βασικότερα προβλήματα, που παρουσιάζονται, στα μέσα μετάδοσης είναι: Έλλειψη προσαρμογής στη γραμμή, Παραμορφώσεις, Διαφωνία, Θόρυβος, Ηχώ.

Σύντομη περιγραφή του καθενός | Πρόβλημα | Τι είναι | |---|---| | έλλειψη προσαρμογής | η ενέργεια, που φθάνει στο τέρμα της γραμμής, δεν απορροφάται όλη από το δέκτη. Έτσι, τμήμα της ενέργειας ανακλάται στο τέρμα της γραμμής, με αποτέλεσμα να δημιουργείται ανακλώμενο κύμα (σελ. 85) | | παραμορφώσεις | παραμόρφωση πλάτους (διαφορετική εξασθένηση ανά συχνότητα) και παραμόρφωση φάσης (διαφορετική καθυστέρηση ανά συχνότητα), σελ. 86 | | θόρυβος | οποιοδήποτε σήμα σε ένα τηλεπικοινωνιακό κανάλι εκτός από το σήμα, που μεταφέρει την πληροφορία (σελ. 87) | | διαφωνία | η ανεπιθύμητη μεταβίβαση ενέργειας από ένα κανάλι σε άλλο (σελ. 88) | | ηχώ | η επιστροφή τμήματος του σήματος στη πηγή δημιουργίας του (σελ. 90) |

Το συνολικό αποτέλεσμα (σελ. 85-86): στα αναλογικά σήματα τα προβλήματα μεταφράζονται σε τυχαίες εξασθενήσεις, που μειώνουν την ποιότητα του σήματος, ενώ στα ψηφιακά σε λανθασμένα bits (bit errors), τα οποία μπορούν να ανιχνευθούν ή και να διορθωθούν.

Η σχέση ηχούς και θορύβου (σελ. 81-82): η ηχώ μπορεί να θεωρηθεί είδος ενδογενούς θορύβου, που οφείλεται σε ατελή συμπεριφορά των διατάξεων μετάδοσης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα σημαντικότερα προβλήματα που συναντώνται στα μέσα μετάδοσης και προκαλούν την αλλοίωση του μεταδιδόμενου σήματος είναι πέντε: η έλλειψη προσαρμογής στη γραμμή, οι παραμορφώσεις, ο θόρυβος, η διαφωνία και η ηχώ. Η έλλειψη προσαρμογής σημαίνει ότι η ενέργεια που φθάνει στο τέρμα της γραμμής δεν απορροφάται όλη από τον δέκτη και δημιουργείται ανακλώμενο κύμα. Οι παραμορφώσεις διακρίνονται σε παραμόρφωση πλάτους, λόγω διαφορετικής εξασθένησης των συχνοτήτων, και σε παραμόρφωση φάσης, λόγω διαφορετικής καθυστέρησής τους. Θόρυβος χαρακτηρίζεται οποιοδήποτε σήμα σε ένα τηλεπικοινωνιακό κανάλι εκτός από το σήμα που μεταφέρει την πληροφορία. Διαφωνία είναι η ανεπιθύμητη μεταβίβαση ενέργειας από ένα κανάλι σε άλλο, ενώ ηχώ είναι η επιστροφή τμήματος του σήματος στην πηγή δημιουργίας του. Στα αναλογικά σήματα τα προβλήματα αυτά μεταφράζονται σε τυχαίες εξασθενήσεις που μειώνουν την ποιότητα, ενώ στα ψηφιακά σε λανθασμένα bits, τα οποία μπορούν να ανιχνευθούν ή και να διορθωθούν.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 6 — Τι εννοούμε με τον όρο προσαρμογή στη γραμμή

Ερώτηση: 6. Τι εννοούμε, όταν λέμε προσαρμογή στη γραμμή;

Απάντηση:

Ο ορισμός (Επισήμανση, σελ. 85): όταν η γραμμή κλείνει σε σύνθετη αντίσταση ίση με τη σύνθετη αντίσταση της γραμμής και η εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας, που τροφοδοτεί τη γραμμή, έχει την ίδια τιμή, λέμε, ότι έχουμε προσαρμογή στη γραμμή. Στην περίπτωση αυτή, μεταφέρεται η μέγιστη δυνατή ισχύς από τη γεννήτρια στην είσοδο της γραμμής και από τη γραμμή στο φορτίο.
```
Ζ(γεννήτριας) = Ζ(γραμμής) = Ζ(φορτίου/δέκτη)
        ↓
μέγιστη μεταφορά ισχύος:
  γεννήτρια → είσοδος γραμμής
  γραμμή    → φορτίο
```
Το θεώρημα μέγιστης μεταφοράς ισχύος (σελ. 84): στα συστήματα μετάδοσης, τόσο η έξοδος του πομπού όσο και η είσοδος του δέκτη χαρακτηρίζονται από μια σύνθετη αντίσταση. Για να έχουμε τη μέγιστη μεταφορά ισχύος, πρέπει η σύνθετη αντίσταση της εξόδου του πομπού να είναι ίση με τη σύνθετη αντίσταση της εισόδου του δέκτη. Κατά αναλογία, στην περίπτωση γραμμής μεταφοράς, για να έχουμε τη μέγιστη μεταφορά ισχύος στον δέκτη, θα πρέπει η σύνθετη αντίσταση της γραμμής να είναι ίση με τη σύνθετη αντίσταση του δέκτη. Όταν ισχύει αυτό, λέμε ότι έχουμε προσαρμογή σύνθετων αντιστάσεων.

Η σύνθετη αντίσταση (σελ. 83-84): ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά των δισύρματων καλωδίων είναι η σύνθετη αντίσταση (ωμική, επαγωγική και χωρητική) ή εμπέδηση, όπως αλλιώς ονομάζεται.
```
Ζ² = R² + (Rl – Rc)²
```
Η παρατήρηση (σελ. 84): η μικρότερη τιμή της Ζ εμφανίζεται, όταν η επαγωγική και χωρητική αντίσταση είναι ίσες· και όταν αναφερόμαστε στην σύνθετη αντίσταση, πρέπει να αναφέρουμε και τη συχνότητα για την οποία μιλάμε.

Η αριθμητική απόδειξη του βιβλίου (σελ. 84-85) — κύκλωμα Σχήματος 3-8 με Ε = 3 V και Ri = 300 Ω | Τερματική R | Τάση U(R) | Ισχύς Ρ | |---|---|---| | 300 Ω (προσαρμογή) | UR = ER / (R+ Ri) = 3 x 300/600 = 1,5 V | Ρ = Ur²/R = 7,5 mW | | 150 Ω | UR = ER/(R + Ri) = 3 x 150/450 = 1 V | P = Ur²/R = 6,6 mW | | 600 Ω | UR = ER/(R + Ri) = 3 x 600/900 = 2 V | Ρ = Ur²/R = 6,6 mW | Το συμπέρασμα (σελ. 85): είτε αυξήσουμε είτε μειώσουμε τη τερματική αντίσταση του δέκτη μιας γραμμής, η ισχύς στο δέκτη είναι μικρότερη από τη τιμή που έχει, όταν η αντίσταση της γραμμής και η τερματική αντίσταση του δέκτη είναι ίσες.

Η σημασία (σελ. 85): η προσαρμογή είναι η κατάσταση, που επιδιώκεται πάντα σε μια γραμμή.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Προσαρμογή στη γραμμή έχουμε όταν η γραμμή κλείνει σε σύνθετη αντίσταση ίση με τη σύνθετη αντίσταση της γραμμής και ταυτόχρονα η εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας που τροφοδοτεί τη γραμμή έχει την ίδια τιμή. Στην περίπτωση αυτή μεταφέρεται η μέγιστη δυνατή ισχύς τόσο από τη γεννήτρια στην είσοδο της γραμμής όσο και από τη γραμμή στο φορτίο. Η αρχή στηρίζεται στο θεώρημα μέγιστης μεταφοράς ισχύος, σύμφωνα με το οποίο για μέγιστη μεταφορά ισχύος πρέπει η σύνθετη αντίσταση της εξόδου του πομπού να είναι ίση με τη σύνθετη αντίσταση της εισόδου του δέκτη, και κατ' αναλογία η σύνθετη αντίσταση της γραμμής ίση με εκείνη του δέκτη. Το βιβλίο το αποδεικνύει αριθμητικά με κύκλωμα τριών βολτ και αντίστασης γραμμής τριακοσίων ohm: όταν η τερματική αντίσταση είναι επίσης τριακόσια ohm η ισχύς στον δέκτη είναι επτάμισι milliwatt, ενώ και στα εκατόν πενήντα και στα εξακόσια ohm πέφτει στα έξι κόμμα έξι milliwatt. Επομένως, είτε αυξήσουμε είτε μειώσουμε την τερματική αντίσταση, η ισχύς είναι μικρότερη από την τιμή που έχει στην προσαρμογή, γι' αυτό και η προσαρμογή είναι η κατάσταση που επιδιώκεται πάντα σε μια γραμμή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 7 — Η φυσική ερμηνεία του φαινομένου της προσαρμογής

Ερώτηση: 7. Δώστε τη φυσική ερμηνεία του φαινομένου προσαρμογής στη γραμμή;

Απάντηση:

Η φυσική ερμηνεία (σελ. 85): στην περίπτωση που δεν έχουμε προσαρμογή αντιστάσεων, η ενέργεια, που φθάνει στο τέρμα της γραμμής, δεν απορροφάται όλη από το δέκτη. Έτσι, τμήμα της ενέργειας ανακλάται στο τέρμα της γραμμής, με αποτέλεσμα να δημιουργείται ανακλώμενο κύμα. Όταν το κύμα, που ανακλάστηκε στο τέρμα της γραμμής, φθάσει στην είσοδο, συναντά τη σύνθετη αντίσταση του πομπού. Εάν αυτή δεν είναι ίση με τη σύνθετη αντίσταση της γραμμής, δημιουργείται πάλι ένα νέο ανακλώμενο κύμα και το φαινόμενο επαναλαμβάνεται.
```
ΧΩΡΙΣ προσαρμογή:
  πομπός ═══════════════════► δέκτης
         ◄─── ανακλώμενο κύμα ──┘   (μέρος της ενέργειας)
  └─► νέο ανακλώμενο κύμα ────►      (το φαινόμενο επαναλαμβάνεται)

ΜΕ προσαρμογή:
  πομπός ═══════════════════► δέκτης
                      όλη η ενέργεια απορροφάται
```
Το συμπέρασμα (σελ. 85): επομένως, για να έχουμε τη μέγιστη μεταφορά ισχύος, θα πρέπει η σύνθετη αντίσταση της γραμμής να είναι ίση με τη σύνθετη αντίσταση τερματισμού (δέκτη). Η προσαρμογή είναι η κατάσταση, που επιδιώκεται πάντα σε μια γραμμή.

Τα δύο σκέλη της ερμηνείας | # | Τι συμβαίνει | |---|---| | 1 | η ενέργεια… δεν απορροφάται όλη από το δέκτη — άρα χάνεται ωφέλιμη ισχύς | | 2 | τμήμα της ενέργειας ανακλάται… δημιουργείται ανακλώμενο κύμα που επιστρέφει και ξανα-ανακλάται στον πομπό — άρα αλλοιώνεται το σήμα |

Η σύνδεση με την ηχώ (σελ. 91): συνήθως δημιουργείται, όταν έχουμε αλλαγές στη σύνθετη αντίσταση μιας γραμμής, όπως στις περιπτώσεις κακής προσαρμογής μεταξύ γραμμών. Περίπτωση κακής προσαρμογής, που δημιουργεί ηχώ, είναι η σύνδεση δύο γραμμών διαφορετικής σύνθετης αντίστασης, για παράδειγμα ενός ομοαξονικού και ενός συνεστραμμένου καλωδίου ή μίας δισύρματης με μία τετρασύρματη γραμμή.

Η αριθμητική επιβεβαίωση (σελ. 84-85): με Ε = 3 V, Ri = 300 Ω
```
R = 300 Ω  →  UR = 1,5 V  →  P = 7,5 mW   ← ΜΕΓΙΣΤΟ (προσαρμογή)
R = 150 Ω  →  UR = 1,0 V  →  P = 6,6 mW
R = 600 Ω  →  UR = 2,0 V  →  P = 6,6 mW
```
Παρατηρούμε ότι στα 600 Ω η τάση στον δέκτη είναι μεγαλύτερη (2 V), αλλά η ισχύς είναι μικρότερη — γιατί η ισχύς εξαρτάται και από την ίδια την τιμή της αντίστασης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η φυσική ερμηνεία είναι η εξής. Όταν δεν έχουμε προσαρμογή αντιστάσεων, η ενέργεια που φθάνει στο τέρμα της γραμμής δεν απορροφάται όλη από τον δέκτη. Έτσι, τμήμα της ενέργειας ανακλάται στο τέρμα της γραμμής και δημιουργείται ανακλώμενο κύμα. Όταν το κύμα αυτό φθάσει στην είσοδο της γραμμής, συναντά τη σύνθετη αντίσταση του πομπού και, εάν αυτή δεν είναι ίση με τη σύνθετη αντίσταση της γραμμής, δημιουργείται πάλι νέο ανακλώμενο κύμα, οπότε το φαινόμενο επαναλαμβάνεται. Το αποτέλεσμα είναι διπλό: αφενός χάνεται ωφέλιμη ισχύς, αφού δεν φθάνει όλη στον δέκτη, και αφετέρου αλλοιώνεται το σήμα από τα διαδοχικά ανακλώμενα κύματα, φαινόμενο που είναι και η βασική αιτία της ηχούς. Επομένως, για να έχουμε τη μέγιστη μεταφορά ισχύος, θα πρέπει η σύνθετη αντίσταση της γραμμής να είναι ίση με τη σύνθετη αντίσταση τερματισμού, δηλαδή του δέκτη. Χαρακτηριστικά, στο παράδειγμα του βιβλίου με τερματική αντίσταση εξακοσίων ohm η τάση στον δέκτη είναι μεγαλύτερη, δύο βολτ, αλλά η ισχύς είναι μικρότερη από ό,τι στην προσαρμογή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 8 — Τι είναι ο θόρυβος και πού οφείλεται

Ερώτηση: 8. Τι είναι ο θόρυβος και που οφείλεται;

Απάντηση:

Ο ορισμός (σελ. 87): θόρυβος χαρακτηρίζεται γενικά οποιοδήποτε σήμα σε ένα τηλεπικοινωνιακό κανάλι εκτός από το σήμα, που μεταφέρει την πληροφορία.

Οι κυριότερες πηγές (σελ. 87): οι κυριότερες πηγές θορύβου είναι: | # | Πηγή | |---|---| | 1 | ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, που δημιουργούνται από γραμμές τροφοδοσίας συσκευών, όπως κινητήρες, ψυγεία, λυχνίες φθορισμού | | 2 | παρεμβολές ραδιοσυχνοτήτων, που προέρχονται από έντονα ηλεκτρομαγνητικά πεδία κεραιών εκπομπής, π.χ. ραδιοφωνίας και τηλεόρασης | | 3 | ενδογενής θόρυβος, που προέρχεται από ατελή συμπεριφορά των διατάξεων μετάδοσης |

Η σύνθεση (σελ. 88): τα διάφορα παρασιτικά σήματα προσθέτονται στατιστικά, και αποτελούν τον ολικό θόρυβο του σήματος.

Η μέτρηση (σελ. 88): η απόλυτη στάθμη του θορύβου μετράται σε dBm, όπως και η στάθμη του χρήσιμου σήματος. Στην πράξη, αυτό που έχει σημασία είναι η στάθμη του θορύβου σε σχέση με τη στάθμη του χρήσιμου σήματος. Η παράμετρος αυτή ονομάζεται «λόγος σήματος προς θόρυβο» και μετράται σε dB. Τα όρια ποιότητας (σελ. 88): σε συνήθεις τηλεφωνικές γραμμές, λόγος σήματος προς θόρυβο μικρότερος από 20 dB θεωρείται κακός για μετάδοση δεδομένων, ενώ πάνω από 30 dΒ ικανοποιητικός.
```
SNR < 20 dB  →  κακός για μετάδοση δεδομένων
SNR > 30 dB  →  ικανοποιητικός
```
Η επίδραση του θορύβου (σελ. 85-86): στα αναλογικά σήματα προκαλεί τυχαίες εξασθενήσεις, που μειώνουν την ποιότητα του σήματος, ενώ στα ψηφιακά λανθασμένα bits (bit errors), τα οποία μπορούν να ανιχνευθούν ή και να διορθωθούν.

Η σύνδεση με το κεφάλαιο 2 (σελ. 65): το κανάλι «λερώνεται» από ανεπιθύμητα, απρόβλεπτα ηλεκτρικά σήματα, που αναφέρονται ως θόρυβος (noise)· και ο λόγος SNR είναι ένδειξη της ποιότητας του καναλιού που καθορίζει τη χωρητικότητά του μέσω του τύπου C = B·log₂(1 + S/N).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Θόρυβος χαρακτηρίζεται γενικά οποιοδήποτε σήμα σε ένα τηλεπικοινωνιακό κανάλι εκτός από το σήμα που μεταφέρει την πληροφορία. Οι κυριότερες πηγές του είναι τρεις. Πρώτον, οι ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές που δημιουργούνται από γραμμές τροφοδοσίας συσκευών, όπως κινητήρες, ψυγεία και λυχνίες φθορισμού. Δεύτερον, οι παρεμβολές ραδιοσυχνοτήτων, που προέρχονται από έντονα ηλεκτρομαγνητικά πεδία κεραιών εκπομπής, για παράδειγμα ραδιοφωνίας και τηλεόρασης. Και τρίτον, ο ενδογενής θόρυβος, που προέρχεται από την ατελή συμπεριφορά των ίδιων των διατάξεων μετάδοσης. Τα διάφορα παρασιτικά σήματα προστίθενται στατιστικά και αποτελούν τον ολικό θόρυβο του σήματος. Η απόλυτη στάθμη του θορύβου μετράται σε dBm, στην πράξη όμως σημασία έχει η σχέση της με τη στάθμη του χρήσιμου σήματος, δηλαδή ο λόγος σήματος προς θόρυβο, που μετράται σε dB. Σε συνήθεις τηλεφωνικές γραμμές λόγος μικρότερος από είκοσι dB θεωρείται κακός για μετάδοση δεδομένων, ενώ πάνω από τριάντα dB ικανοποιητικός.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 9 — Τα είδη του θορύβου

Ερώτηση: 9. Ποια είδη θορύβου γνωρίζετε;

Απάντηση:

Η κατάταξη (σελ. 87-88): το θόρυβο μπορούμε να τον κατατάξουμε σε πολλές κατηγορίες, οι σπουδαιότερες των οποίων είναι: | Είδος | Ορισμός (αυτολεξεί) | |---|---| | θερμικός θόρυβος | οφείλεται στη θερμική κίνηση των ηλεκτρονίων. Είναι συνάρτηση της θερμοκρασίας και υπάρχει σε όλες τις συσκευές και μέσα μετάδοσης. Αναφέρεται επίσης και ως λευκός θόρυβος, γιατί είναι ομοιόμορφα κατανεμημένος στο φάσμα συχνοτήτων | | θόρυβος ενδοδιαμόρφωσης | είναι ο θόρυβος, που παράγεται, όταν σήματα διαφορετικών συχνοτήτων μοιράζονται το ίδιο φυσικό μέσο μετάδοσης | | θόρυβος συνακρόασης | οφείλεται σε μη επιθυμητή σύζευξη μεταξύ σημάτων, που ακολουθούν διαφορετικούς διαύλους (διαφωνία) | | κρουστικός θόρυβος | είναι ο ασυνεχής, μη προβλέψιμος θόρυβος, που τυπικά χαρακτηρίζεται από μικρή διάρκεια και υψηλές τιμές. Πηγές κρουστικού θορύβου είναι οι αστραπές και οι ηλεκτρικές μηχανές (βιομηχανικά παράσιτα) | | θόρυβος κβαντοποίησης | προέρχεται από τη μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό και το αντίστροφο |

Ο ενδογενής θόρυβος (σελ. 87): αναφέρεται ως πηγή — προέρχεται από ατελή συμπεριφορά των διατάξεων μετάδοσης· σε αυτόν ανήκει και η ηχώ (σελ. 82): η ηχώ μπορεί να θεωρηθεί είδος ενδογενούς θορύβου, που οφείλεται σε ατελή συμπεριφορά των διατάξεων μετάδοσης.

Τα διακριτικά χαρακτηριστικά
```
θερμικός       → πάντα παρών, ομοιόμορφος στο φάσμα (λευκός)
ενδοδιαμόρφωσης → πολλά σήματα, ΕΝΑ μέσο
συνακρόασης     → σύζευξη ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ διαύλων = διαφωνία
κρουστικός      → σύντομος, απρόβλεπτος, μεγάλο πλάτος (αστραπές)
κβαντοποίησης   → σφάλμα της A/D και D/A μετατροπής
```
Η σύνδεση με την PCM (σελ. 58): ο θόρυβος κβαντοποίησης γεννιέται ακριβώς στη διαδικασία όπου τα αναλογικά δεδομένα δειγματοληπτούνται περιοδικά, κβαντίζονται σε τιμή μέσα από καθορισμένο σύνολο τιμών και κωδικοποιούνται σε σειρά bits.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι σπουδαιότερες κατηγορίες θορύβου είναι πέντε. Ο θερμικός θόρυβος οφείλεται στη θερμική κίνηση των ηλεκτρονίων, είναι συνάρτηση της θερμοκρασίας, υπάρχει σε όλες τις συσκευές και τα μέσα μετάδοσης και αναφέρεται και ως λευκός θόρυβος, επειδή είναι ομοιόμορφα κατανεμημένος στο φάσμα συχνοτήτων. Ο θόρυβος ενδοδιαμόρφωσης παράγεται όταν σήματα διαφορετικών συχνοτήτων μοιράζονται το ίδιο φυσικό μέσο μετάδοσης. Ο θόρυβος συνακρόασης οφείλεται σε μη επιθυμητή σύζευξη μεταξύ σημάτων που ακολουθούν διαφορετικούς διαύλους και ταυτίζεται με τη διαφωνία. Ο κρουστικός θόρυβος είναι ο ασυνεχής, μη προβλέψιμος θόρυβος, με μικρή διάρκεια και υψηλές τιμές, και οφείλεται σε αστραπές και ηλεκτρικές μηχανές. Και ο θόρυβος κβαντοποίησης προέρχεται από τη μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό και το αντίστροφο. Ξεχωριστά αναφέρεται και ο ενδογενής θόρυβος, που προέρχεται από την ατελή συμπεριφορά των διατάξεων μετάδοσης και στον οποίο μπορεί να θεωρηθεί ότι ανήκει και η ηχώ.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 10 — Πού οφείλονται και πόσα είδη παραμορφώσεων υπάρχουν

Ερώτηση: 10. Που οφείλονται και πόσα είδη παραμορφώσεων γνωρίζετε;

Απάντηση:

Η γενική διαπίστωση (σελ. 85): παραμορφώσεις συμβαίνουν σε όλα τα μέσα μετάδοσης. Στα αναλογικά σήματα μεταφράζονται σε τυχαίες εξασθενήσεις, που μειώνουν την ποιότητα του σήματος, ενώ στα ψηφιακά σε λανθασμένα bits (bit errors), τα οποία μπορούν να ανιχνευθούν ή και να διορθωθούν.

Δύο είδη παραμορφώσεων | Είδος | Πού οφείλεται | |---|---| | παραμόρφωση πλάτους (amplitude distortion) | κατά τη μετάδοση του σήματος στο φυσικό μέσο παρατηρούμε, ότι κάθε ξεχωριστή συχνότητα του σήματος υφίσταται διαφορετική εξασθένηση από τις άλλες… σε γραμμές, που παρουσιάζουν ανομοιόμορφη απόσβεση στις διάφορες συχνότητες, το σήμα λαμβάνεται στο δέκτη παραμορφωμένο (σελ. 86) | | παραμόρφωση φάσης (group delay) | στην περίπτωση, που η καθυστέρηση αυτή είναι διαφορετική για τις διάφορες συχνότητες του σήματος… κάθε συχνότητα χρειάζεται διαφορετικό χρόνο, για να φθάσει από την είσοδο της γραμμής στο τέρμα (άλλες συχνότητες φθάνουν νωρίτερα και άλλες αργότερα) (σελ. 86) |

Η κοινή ρίζα: τα σήματα μετάδοσης, που εισάγουμε στο μέσο μετάδοσης, αποτελούνται από πολλές συχνότητες (σελ. 86) — και το μέσο δεν συμπεριφέρεται ίδια σε όλες.
```
παραμόρφωση πλάτους  →  διαφορετική ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ανά συχνότητα
παραμόρφωση φάσης    →  διαφορετική ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΗ ανά συχνότητα
```
Πού φαίνεται καθεμιά (σελ. 86) | Σχήμα | Τι δείχνει | |---|---| | 3-9 | μία τυπική καμπύλη εξασθένησης τηλεφωνικής γραμμής (σε dB ανά χιλιόμετρο) σε σχέση με τη συχνότητα — στις τηλεφωνικές γραμμές η μεγαλύτερη εξασθένηση, παρουσιάζεται, συνήθως στις δύο ακραίες περιοχές συχνοτήτων | | 3-10 | η διαφορετική συμπεριφορά της γραμμής στην καθυστέρηση μετάδοσης της κάθε συχνότητας· σα βάση μέτρησης χρησιμοποιείται, συνήθως, ο χρόνος άφιξης της συχνότητας των 1800 Hz |

Η συνέπεια για το εύρος ζώνης (σελ. 86): η παραμόρφωση, η οποία παρουσιάζεται στις διάφορες συχνότητες, είναι αυτή, που καθορίζει και το εύρος ζώνης του μέσου.

Το τελικό αποτέλεσμα στους παλμούς (σελ. 87): τα προς μετάδοση δεδομένα παριστάνονται από μία σειρά από ορθογωνικούς παλμούς σε διαφορετικούς συνδυασμούς. Καθώς αυτοί οι παλμοί περνούν από το σύστημα μετάδοσης, υφίστανται παραμορφώσεις πλάτους και φάσης, με αποτέλεσμα στην έξοδο του συστήματος μετάδοσης να παίρνουμε ένα παραμορφωμένο παλμό μη ορθογωνικό και με μεγαλύτερη διάρκεια από τον αρχικό.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι παραμορφώσεις συμβαίνουν σε όλα τα μέσα μετάδοσης και οφείλονται στο ότι τα σήματα που εισάγουμε στο μέσο αποτελούνται από πολλές συχνότητες, τις οποίες το μέσο δεν μεταχειρίζεται με τον ίδιο τρόπο. Υπάρχουν δύο είδη. Η παραμόρφωση πλάτους οφείλεται στο ότι κάθε ξεχωριστή συχνότητα του σήματος υφίσταται διαφορετική εξασθένηση από τις άλλες, οπότε σε γραμμές με ανομοιόμορφη απόσβεση το σήμα λαμβάνεται στον δέκτη παραμορφωμένο· στις τηλεφωνικές γραμμές η μεγαλύτερη εξασθένηση παρουσιάζεται συνήθως στις δύο ακραίες περιοχές συχνοτήτων. Η παραμόρφωση φάσης οφείλεται στο ότι κάθε συχνότητα χρειάζεται διαφορετικό χρόνο για να φθάσει από την είσοδο της γραμμής στο τέρμα, οπότε άλλες συχνότητες φθάνουν νωρίτερα και άλλες αργότερα· ως βάση μέτρησης χρησιμοποιείται συνήθως ο χρόνος άφιξης της συχνότητας των χιλίων οκτακοσίων hertz. Η παραμόρφωση που παρουσιάζεται στις διάφορες συχνότητες είναι αυτή που καθορίζει και το εύρος ζώνης του μέσου. Τελικό αποτέλεσμα και των δύο είναι ότι οι ορθογωνικοί παλμοί των δεδομένων φτάνουν παραμορφωμένοι, μη ορθογωνικοί και με μεγαλύτερη διάρκεια από τον αρχικό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 11 — Τι είναι η διαφωνία και τι η ηχώ

Ερώτηση: 11. Τι είναι η διαφωνία και τι η ηχώ;

Απάντηση:

Διαφωνία (σελ. 88): η διαφωνία αποτελεί ιδιαίτερο είδος θορύβου. Είναι η ανεπιθύμητη μεταβίβαση ενέργειας από ένα κανάλι σε άλλο, λόγω ηλεκτρικών, μαγνητικών ή γαλβανικών συζεύξεων μεταξύ των καναλιών. Η ορολογία (σελ. 88): το κανάλι, το οποίο μεταβιβάζει την ενέργεια, ονομάζεται παρενοχλόν κανάλι, ενώ το κανάλι, στο οποίο μεταβιβάζεται η ενέργεια, παρενοχλούμενο. Αποτέλεσμα της διαφωνίας είναι η μείωση της ποιότητας μετάδοσης τόσο στο παρενοχλόν όσο και στο παρενοχλούμενο κανάλι.

Τα είδη σύζευξης (σελ. 88): μεταξύ δύο κυκλωμάτων υπάρχει ηλεκτρική ή μαγνητική σύζευξη, όταν το ηλεκτρικό ή μαγνητικό πεδίο του ενός κυκλώματος επιδρά στο άλλο κύκλωμα. Γαλβανική σύζευξη υπάρχει, όταν ρεύματα του ενός κυκλώματος ρέουν σε κανονική λειτουργία μέσω του άλλου κυκλώματος. Το παράδειγμα (σελ. 88-89): δύο συνδρομητές Α και Β με γειτονικά ζεύγη καλωδίων x και y στο ίδιο καλώδιο — κατά τη μετάδοση του σήματος στο συνεστραμμένο ζεύγος x από τον συνδρομητή Α, τμήμα της ενέργειας συλλαμβάνεται από το συνεστραμμένο ζεύγος y του συνδρομητή Β.

Ηχώ (σελ. 90): ηχώ είναι η επιστροφή τμήματος του σήματος στη πηγή δημιουργίας του. Στην περίπτωση φωνητικής τηλεφωνίας, εκφράζεται σαν την επιστροφή φωνής στον ομιλούντα, λόγω ανακλάσεως σε ορισμένα σημεία της γραμμής. Η αιτία (σελ. 90): η ανάκλαση του μεταδιδόμενου σήματος, είτε στη διακλάδωση του συνδρομητή είτε στη διακλάδωση του τηλεφωνικού κέντρου, έχει ως αποτέλεσμα την επιστροφή τμήματος του σήματος πίσω στον εκπομπό.

Η βασική διαφορά τους

ΔΙΑΦΩΝΙΑ:  κανάλι Α  ══►══  κανάλι Β      (ενέργεια σε ΑΛΛΟ κανάλι)
ΗΧΩ:       πομπός  ══►══╗
                   ◄════╝                 (ενέργεια ΠΙΣΩ στην πηγή)

	Διαφωνία	Ηχώ
τι μεταφέρεται	ενέργεια από ένα κανάλι σε άλλο	τμήμα του σήματος πίσω στην πηγή
αιτία	ηλεκτρικές, μαγνητικές ή γαλβανικές συζεύξεις	ανάκλαση λόγω κακής προσαρμογής
ποιον ενοχλεί	και το παρενοχλόν και το παρενοχλούμενο κανάλι	τον ίδιο τον ομιλούντα
από τι εξαρτάται	από τη γειτνίαση των ζευγών και το μήκος (σελ. 89)	από το μήκος της γραμμής… τόσο περισσότερο ενοχλητική όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος της (σελ. 91)

Το κοινό τους σημείο: και τα δύο είναι είδη θορύβου — η διαφωνία ρητά (αποτελεί ιδιαίτερο είδος θορύβου) και η ηχώ ως είδος ενδογενούς θορύβου, που οφείλεται σε ατελή συμπεριφορά των διατάξεων μετάδοσης (σελ. 82).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η διαφωνία αποτελεί ιδιαίτερο είδος θορύβου και είναι η ανεπιθύμητη μεταβίβαση ενέργειας από ένα κανάλι σε άλλο, λόγω ηλεκτρικών, μαγνητικών ή γαλβανικών συζεύξεων μεταξύ των καναλιών. Το κανάλι που μεταβιβάζει την ενέργεια ονομάζεται παρενοχλόν και εκείνο στο οποίο μεταβιβάζεται παρενοχλούμενο, ενώ αποτέλεσμα είναι η μείωση της ποιότητας μετάδοσης και στα δύο. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι δύο γειτονικά συνεστραμμένα ζεύγη του ίδιου καλωδίου, όπου τμήμα της ενέργειας του ενός συλλαμβάνεται από το άλλο. Η ηχώ, αντίθετα, είναι η επιστροφή τμήματος του σήματος στην πηγή δημιουργίας του και στη φωνητική τηλεφωνία εκφράζεται ως επιστροφή της φωνής στον ομιλούντα, λόγω ανακλάσεως σε ορισμένα σημεία της γραμμής. Η βασική διαφορά τους είναι λοιπόν ότι στη διαφωνία η ενέργεια πηγαίνει σε άλλο κανάλι, ενώ στην ηχώ επιστρέφει στον ίδιο τον εκπομπό. Η ηχώ εξαρτάται από το μήκος της γραμμής και γίνεται τόσο πιο ενοχλητική όσο μεγαλύτερο είναι αυτό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 12 — Οι κατηγορίες της διαφωνίας

Ερώτηση: 12. Σε ποιες κατηγορίες κατατάσσεται η διαφωνία;

Απάντηση:

Η απάντηση (σελ. 89): η διαφωνία διακρίνεται σε καταληπτή και μη καταληπτή. | Κατηγορία | Ορισμός (αυτολεξεί) | |---|---| | καταληπτή | η συνδιάλεξη, που διεξάγεται στην παρενοχλούσα γραμμή, είναι ολικά ή μερικά ευδιάκριτη στην παρενοχλούμενη γραμμή | | μη καταληπτή | ακούγονται μόνο ασυνάρτητοι φθόγγοι και παρασιτικοί ήχοι |

Το κριτήριο: το αν αναγνωρίζεται το περιεχόμενο της παρενοχλούσας συνδιάλεξης.
```
καταληπτή      →  ακούς ΤΙ λένε (ολικά ή μερικά)
μη καταληπτή   →  ακούς μόνο ήχους, όχι λόγο
```
Γιατί έχει σημασία η διάκριση: η καταληπτή διαφωνία θέτει και θέμα απορρήτου της επικοινωνίας, πέρα από το θέμα ποιότητας.

Η κατάταξη του ίδιου του φαινομένου (σελ. 88): η διαφωνία αποτελεί ιδιαίτερο είδος θορύβου· και ως θόρυβος συνακρόασης (σελ. 88) οφείλεται σε μη επιθυμητή σύζευξη μεταξύ σημάτων, που ακολουθούν διαφορετικούς διαύλους (διαφωνία).

Οι τρεις μηχανισμοί που τη δημιουργούν (σελ. 88) | Σύζευξη | Πότε υπάρχει | |---|---| | ηλεκτρική | όταν το ηλεκτρικό… πεδίο του ενός κυκλώματος επιδρά στο άλλο κύκλωμα | | μαγνητική | όταν το… μαγνητικό πεδίο του ενός κυκλώματος επιδρά στο άλλο κύκλωμα | | γαλβανική | όταν ρεύματα του ενός κυκλώματος ρέουν σε κανονική λειτουργία μέσω του άλλου κυκλώματος· χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι κυκλώματα, που χρησιμοποιούν τη γη σαν αγωγό επιστροφής των ρευμάτων |

Η ποσοτική επίδραση (σελ. 89): σε καλώδιο 50 ζευγών όπου τα 49 ζεύγη γραμμών επιδρούν ταυτόχρονα στο ζεύγος αναφοράς, καθώς το μήκος της γραμμής αυξάνει από ένα 1 σε τρία 3 χιλιόμετρα, σε περιβάλλον διαφωνίας, η μέγιστη χωρητικότητα της γραμμής μειώνεται από 30 σε 3 Mbps.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η διαφωνία διακρίνεται σε δύο κατηγορίες, την καταληπτή και τη μη καταληπτή. Στην καταληπτή διαφωνία η συνδιάλεξη που διεξάγεται στην παρενοχλούσα γραμμή είναι ολικά ή μερικά ευδιάκριτη στην παρενοχλούμενη γραμμή, ενώ στη μη καταληπτή διαφωνία ακούγονται μόνο ασυνάρτητοι φθόγγοι και παρασιτικοί ήχοι. Το κριτήριο της διάκρισης είναι δηλαδή το αν αναγνωρίζεται το περιεχόμενο της παρενοχλούσας συνδιάλεξης, κάτι που στην καταληπτή διαφωνία θέτει και θέμα απορρήτου της επικοινωνίας, πέρα από το θέμα της ποιότητας. Ανεξάρτητα από την κατηγορία, η διαφωνία δημιουργείται από ηλεκτρικές, μαγνητικές ή γαλβανικές συζεύξεις μεταξύ των καναλιών και η επίδρασή της είναι σημαντική: όπως δείχνει το βιβλίο, σε καλώδιο πενήντα ζευγών όπου τα σαράντα εννέα επιδρούν στο ζεύγος αναφοράς, καθώς το μήκος αυξάνει από ένα σε τρία χιλιόμετρα η μέγιστη χωρητικότητα μειώνεται από τριάντα σε τρία Mbps.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 13 — Τα βασικά χαρακτηριστικά των μέσων μετάδοσης

Ερώτηση: 13. Ποια είναι τα βασικά χαρακτηριστικά των μέσων μετάδοσης;

Απάντηση:

Η απάντηση (σελ. 92): τα βασικά χαρακτηριστικά, που χαρακτηρίζουν τα μέσα μετάδοσης, είναι τα ακόλουθα: | # | Χαρακτηριστικό | Τι προσδιορίζει (αυτολεξεί) | |---|---|---| | 1 | Εύρος ζώνης συχνοτήτων | κάθε μέσο μετάδοσης επιτρέπει τη μετάδοση σε ορισμένη περιοχή συχνοτήτων… από την ζώνη συχνοτήτων, που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση, εξαρτάται και ο ρυθμός μετάδοσης (ταχύτητες) και, επομένως, ο όγκος της πληροφορίας, που μπορεί να μεταφέρεται | | 2 | Μέγιστο μήκος μέσου μετάδοσης | προσδιορίζει τη μέγιστη απόσταση, στην οποία μπορεί να μεταφερθεί η πληροφορία, χωρίς να γίνει χρήση αναμεταδοτών ή άλλων ενεργών στοιχείων που ενισχύουν το σήμα | | 3 | Ευαισθησία στο θόρυβο | προσδιορίζει την ευαισθησία, την οποία παρουσιάζει το μέσο σε θορύβους (οποιοδήποτε σήμα πλην του μεταδιδόμενου), που παρενοχλούν το προς μετάδοση σήμα | | 4 | Ευκολία χρήσης | η ευκολία με την οποία επιτυγχάνεται η εγκατάσταση του μέσου, οι διάφορες διασυνδέσεις, οι έλεγχοι και η συντήρησή του | | 5 | Ασφάλεια | προσδιορίζει το πόσο ασφαλές είναι το μέσο μετάδοσης από ανεπιθύμητες παρεμβολές και υποκλοπές |

Η κρίσιμη επισήμανση (σελ. 93): από τα παραπάνω χαρακτηριστικά των μέσων μετάδοσης το εύρος ζώνης, η ευαισθησία στο θόρυβο και το μέγιστο μήκος δεν είναι ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, αλλά υπάρχει ισχυρή αλληλεξάρτηση μεταξύ τους. Το παράδειγμα (σελ. 93): για να επιτευχθούν υψηλοί ρυθμοί μετάδοσης, θα πρέπει η μετάδοση να γίνει στην περιοχή υψηλών συχνοτήτων. Στο χάλκινο καλώδιο, όμως, οι υψηλές συχνότητες παρουσιάζουν μεγαλύτερη ευαισθησία και εξασθενίζουν πολύ πιο γρήγορα από ό,τι οι χαμηλές συχνότητες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μειώνεται το μέγιστο μήκος του μέσου μετάδοσης και να απαιτείται η χρήση αναμεταδοτών σε μικρότερες αποστάσεις.
```
υψηλός ρυθμός → υψηλές συχνότητες → μεγαλύτερη εξασθένηση
              → μικρότερο μέγιστο μήκος → περισσότεροι αναμεταδότες
```
Ο τελικός στόχος (σελ. 91): ο τελικός στόχος σε κάθε τηλεπικοινωνιακή ζεύξη είναι η μετάδοση της πληροφορίας από το ένα σημείο στο άλλο με τις λιγότερες δυνατές αλλοιώσεις και το χαμηλότερο κόστος. Και η προσθήκη της Ανακεφαλαίωσης (σελ. 97): στην επιλογή του μέσου μετάδοσης σημαντικό παράγοντα παίζει και το κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα βασικά χαρακτηριστικά των μέσων μετάδοσης είναι πέντε. Πρώτον, το εύρος ζώνης συχνοτήτων: κάθε μέσο επιτρέπει τη μετάδοση σε ορισμένη περιοχή συχνοτήτων και από τη ζώνη που χρησιμοποιείται εξαρτάται ο ρυθμός μετάδοσης και επομένως ο όγκος της πληροφορίας που μπορεί να μεταφέρεται. Δεύτερον, το μέγιστο μήκος του μέσου, δηλαδή η μέγιστη απόσταση στην οποία μπορεί να μεταφερθεί η πληροφορία χωρίς χρήση αναμεταδοτών ή άλλων ενεργών στοιχείων. Τρίτον, η ευαισθησία στον θόρυβο, δηλαδή η ευαισθησία που παρουσιάζει το μέσο σε σήματα που παρενοχλούν το προς μετάδοση σήμα. Τέταρτον, η ευκολία χρήσης, δηλαδή η ευκολία εγκατάστασης, διασυνδέσεων, ελέγχων και συντήρησης. Και πέμπτον, η ασφάλεια, δηλαδή το πόσο ασφαλές είναι το μέσο από ανεπιθύμητες παρεμβολές και υποκλοπές. Σημαντικό είναι ότι τα τρία πρώτα δεν είναι ανεξάρτητα μεταξύ τους: για υψηλούς ρυθμούς απαιτούνται υψηλές συχνότητες, οι οποίες όμως εξασθενούν γρηγορότερα, οπότε μειώνεται το μέγιστο μήκος και απαιτούνται περισσότεροι αναμεταδότες. Τέλος, στην επιλογή του μέσου παίζει σημαντικό ρόλο και το κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 14 — Σχέση ρυθμού μετάδοσης και περιοχής συχνοτήτων

Ερώτηση: 14. Πως σχετίζεται ο ρυθμός μετάδοσης με την περιοχή συχνοτήτων, που γίνεται η εκπομπή;

Απάντηση:

Η βασική σχέση (σελ. 92): από την ζώνη συχνοτήτων, που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση, εξαρτάται και ο ρυθμός μετάδοσης (ταχύτητες) και, επομένως, ο όγκος της πληροφορίας, που μπορεί να μεταφέρεται.

Η διατύπωση στην επιλογή μέσου (σελ. 93): συνήθως, για την επιλογή του μέσου μετάδοσης πρωτεύοντα ρόλο παίζει η ποσότητα πληροφορίας, που μπορεί να μεταδοθεί, δηλαδή ο απαιτούμενος ρυθμός μετάδοσης. Ο ρυθμός αυτός, όπως έχει ήδη αναφερθεί, εξαρτάται από τις συχνότητες διέλευσης του μέσου. Επομένως, η γνώση της περιοχής συχνοτήτων, στην οποία είναι δυνατή η μετάδοση σε καθένα από τα παραπάνω μέσα, δίνει πολύτιμες πληροφορίες και δικαιολογεί τις διαφορές, που παρουσιάζονται στις επιτευχθήσες ταχύτητες μετάδοσης.
```
όσο υψηλότερη / ευρύτερη η περιοχή συχνοτήτων
        ↓
τόσο μεγαλύτερος ο ρυθμός μετάδοσης
```
Το αποφασιστικό παράδειγμα (σελ. 93): ο σημαντικότερος λόγος για τον οποίο τα καλώδια οπτικών ινών έχουν πολύ μεγαλύτερη χωρητικότητα από τα άλλα μέσα, είναι ότι χρησιμοποιούν ως μέσο μετάδοσης το φως, η συχνότητα του οποίου βρίσκεται στην περιοχή των TeraHertz (10¹² Hertz). Αυτό σημαίνει, ότι η οπτική ίνα μπορεί να μεταφέρει τρισεκατομμύρια bit ανά δευτερόλεπτο.

Η σύγκριση των μέσων (σελ. 74-75): ενώ η μετάδοση σε χαλκό εκμεταλλεύεται συχνότητες στην περιοχή των MHz, η μετάδοση σε οπτικές ίνες αξιοποιεί συχνότητες ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερες. Η περιοχή συχνοτήτων μετάδοσης αποτελεί την κύρια διαφορά μεταξύ ηλεκτρομαγνητικών και οπτικών κυμάτων και σε αυτήν οφείλεται η επίτευξη πολύ υψηλών ταχυτήτων μετάδοσης στις οπτικές ίνες. | Μέσο | Περιοχή συχνοτήτων | Τυπικός ρυθμός | |---|---|---| | χάλκινο καλώδιο | εύρος ζώνης μερικών εκατοντάδων KHz (σελ. 93) | Χαμηλοί / Μέτριοι | | ομοαξονικό | υψηλό εύρος ζώνης (σελ. 74) | Μέτριοι / Υψηλοί | | επίγειες μικροκυματικές | 2 έως 40 GHz (σελ. 77) | δεκάδες έως εκατοντάδες Mbps | | οπτική ίνα | περιοχή των TeraHertz | Gbps έως Tbps |

Ο περιοριστικός παράγοντας (σελ. 93): η αύξηση της συχνότητας έχει τίμημα — στο χάλκινο καλώδιο… οι υψηλές συχνότητες παρουσιάζουν μεγαλύτερη ευαισθησία και εξασθενίζουν πολύ πιο γρήγορα από ό,τι οι χαμηλές συχνότητες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μειώνεται το μέγιστο μήκος του μέσου μετάδοσης.

Η θεωρητική βάση από το κεφάλαιο 2 (σελ. 66-67): ο τύπος του Nyquist C = 2B·log₂M δείχνει ρητά ότι η χωρητικότητα είναι ανάλογη του εύρους ζώνης Β.

Και το τεχνικό όριο του χαλκού (σελ. 73): τα χάλκινα καλώδια του τηλεφωνικού δικτύου λειτουργούν ως κατω-διαβατά φίλτρα, γεγονός που είχε καταστροφικά αποτελέσματα για τη μετάδοση δεδομένων, γιατί… η επίτευξη μεγάλων ταχυτήτων εξαρτάται από τη μετάδοση σε υψηλές συχνότητες.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο ρυθμός μετάδοσης εξαρτάται άμεσα από τη ζώνη συχνοτήτων που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση: όσο υψηλότερη και ευρύτερη είναι η περιοχή συχνοτήτων στην οποία γίνεται η εκπομπή, τόσο μεγαλύτερος είναι ο ρυθμός μετάδοσης και επομένως ο όγκος της πληροφορίας που μπορεί να μεταφέρεται. Γι' αυτό, όπως σημειώνει το βιβλίο, η γνώση της περιοχής συχνοτήτων στην οποία είναι δυνατή η μετάδοση σε κάθε μέσο δικαιολογεί τις διαφορές που παρουσιάζονται στις επιτυγχανόμενες ταχύτητες. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι οι οπτικές ίνες: ο σημαντικότερος λόγος για τον οποίο έχουν πολύ μεγαλύτερη χωρητικότητα από τα άλλα μέσα είναι ότι χρησιμοποιούν ως μέσο μετάδοσης το φως, η συχνότητα του οποίου βρίσκεται στην περιοχή των terahertz, δηλαδή δέκα στην δωδέκατη hertz, οπότε μπορούν να μεταφέρουν τρισεκατομμύρια bit ανά δευτερόλεπτο. Αντίθετα, η μετάδοση σε χαλκό εκμεταλλεύεται συχνότητες στην περιοχή των megahertz. Η αύξηση της συχνότητας έχει όμως και τίμημα, αφού οι υψηλές συχνότητες εξασθενούν γρηγορότερα, με αποτέλεσμα να μειώνεται το μέγιστο μήκος του μέσου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 15 — Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των πέντε μέσων

Ερώτηση: 15. Αναφέρετε τα βασικότερα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των: Οπτικών ινών Χάλκινων καλωδίων Ομοαξονικών Δορυφορικών μικροκυματικών ζεύξεων Επίγειων μικροκυματικών ζεύξεων

Απάντηση:

Οπτικές ίνες (σελ. 94) | Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα | |---|---| | 1. Μεγάλη χωρητικότητα της τάξης των Gbps | 1. Δυσκολία στη σύνδεση, με συνέπεια την ανάγκη ύπαρξης επιδέξιων εγκαταστατών | | 2. Με νέες τεχνικές πολυπλεξίας με διαίρεση μήκους κύματος (Wave division Multiplexing) επιτυγχάνονται ταχύτητες της τάξης των Tbps | 2. Δυσκολία διασύνδεσης πολλών χρηστών πάνω σε ένα καλώδιο | | 3. Μικρό μέγεθος και βάρος | 3. Ακριβές για μικρές αποστάσεις | | 4. Χαμηλή εξασθένηση | | | 5. Απρόσβλητη σε περιβαντολλογικές παρεμβολές | | | 6. Υψηλή ασφάλεια – δυσκολία στις υποκλοπές | | | 7. Μεγάλες εγκαταστάσεις μειώνουν το κόστος | |

Χάλκινο καλώδιο (σελ. 93) | Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα | |---|---| | 1. Εύκολο στη χρήση και εγκατάσταση | 1. Ευαισθησία στο θόρυβο | | 2. Μειωμένο Κόστος | 2. Μικρότερη χωρητικότητα από το ομοαξονικό καλώδιο | | 3. Ευρέως διαδεδομένο | |

Ομοαξονικό καλώδιο (σελ. 94) | Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα | |---|---| | 1. Μεγαλύτερη χωρητικότητα από ό,τι τα χάλκινα καλώδια | 1. Υψηλοί ρυθμοί εξασθένησης το καθιστούν ακριβό για μεγάλες αποστάσεις | | 2. Μικρότερη ευαισθησία στις παρεμβολές από ό,τι το χάλκινο καλώδιο | 2. Περισσότερο ογκώδες και πιο ακριβό από το χάλκινο καλώδιο | | 3. Μεγαλύτερη ασφάλεια από ό,τι τα χάλκινα καλώδια | 3. Μηχανική δυσκαμψία και δυσκολία συνδέσεων |

Δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις (σελ. 95) | Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα | |---|---| | 1. Καλύπτουν μεγάλη γεωγραφική περιοχή | 1. Μεγάλο αρχικό κόστος | | 2. Προσφέρουν μεγάλη χωρητικότητα της τάξης των 45 Mbps, η οποία όμως συγκρινόμενη με τη χωρητικότητα των οπτικών ινών είναι μικρή | 2. Ευαισθησία στο θόρυβο και παρεμβολές | | 3. Είναι ανεξάρτητες από την απόσταση των σημείων, που θέλουμε να διασυνδέσουμε | 3. Καθυστέρηση μετάδοσης με αποτέλεσμα να δημιουργούνται σημαντικές καθυστερήσεις στις επικοινωνίες υπολογιστών | | 4. Είναι φθηνές για επικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων, αφού είναι ανεξάρτητες της απόστασης | 4. Χαμηλή ασφάλεια |

Επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις (σελ. 94) | Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα | |---|---| | 1. Δεν χρειάζεται καλωδίωση | 1. Απαιτείται οπτική επαφή | | 2. Μεγάλη χωρητικότητα | 2. Ακριβοί πύργοι και αναμεταδότες | | 3. Μετάδοση πολλαπλών καναλιών | 3. Παρεμβολές από διερχόμενα αεροπλάνα και βροχή | | | 4. Μικρή ασφάλεια, εύκολη υποκλοπή |

Η εντυπωσιακή σύγκριση βάρους (σελ. 94): χάλκινο καλώδιο με 1000 ζεύγη και μήκος 500 μέτρων ζυγίζει περίπου 4000 κιλά, ενώ οπτική ίνα του ίδιου μήκους, που περιέχει τον ίδιο αριθμό καναλιών, ζυγίζει μόνο 45 κιλά.

Το συνολικό συμπέρασμα για τις οπτικές ίνες (σελ. 94): οι οπτικές ίνες φαίνεται να είναι σήμερα η καλύτερη λύση στα μέσα μετάδοσης και αυτό γιατί τα πλεονεκτήματα, που παρουσιάζουν, σε σχέση με τα άλλα μέσα είναι ιδιαίτερα σημαντικά.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι οπτικές ίνες έχουν ως πλεονεκτήματα τη μεγάλη χωρητικότητα της τάξης των Gbps, που με πολυπλεξία διαίρεσης μήκους κύματος φτάνει τα Tbps, το μικρό μέγεθος και βάρος, τη χαμηλή εξασθένηση, το ότι είναι απρόσβλητες σε περιβαλλοντικές παρεμβολές, την υψηλή ασφάλεια και δυσκολία υποκλοπών, καθώς και το ότι οι μεγάλες εγκαταστάσεις μειώνουν το κόστος· μειονεκτήματά τους είναι η δυσκολία στη σύνδεση, η δυσκολία διασύνδεσης πολλών χρηστών πάνω σε ένα καλώδιο και το ότι είναι ακριβές για μικρές αποστάσεις. Το χάλκινο καλώδιο είναι εύκολο στη χρήση και εγκατάσταση, έχει μειωμένο κόστος και είναι ευρέως διαδεδομένο, αλλά παρουσιάζει ευαισθησία στον θόρυβο και μικρότερη χωρητικότητα από το ομοαξονικό. Το ομοαξονικό έχει μεγαλύτερη χωρητικότητα, μικρότερη ευαισθησία στις παρεμβολές και μεγαλύτερη ασφάλεια από το χάλκινο, όμως οι υψηλοί ρυθμοί εξασθένησης το καθιστούν ακριβό για μεγάλες αποστάσεις, είναι ογκωδέστερο και ακριβότερο από το χάλκινο και παρουσιάζει μηχανική δυσκαμψία και δυσκολία συνδέσεων. Οι δορυφορικές ζεύξεις καλύπτουν μεγάλη γεωγραφική περιοχή, προσφέρουν χωρητικότητα της τάξης των σαράντα πέντε Mbps, είναι ανεξάρτητες από την απόσταση και άρα φθηνές για μεγάλες αποστάσεις, αλλά έχουν μεγάλο αρχικό κόστος, ευαισθησία στον θόρυβο και τις παρεμβολές, καθυστέρηση μετάδοσης και χαμηλή ασφάλεια. Τέλος, οι επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις δεν χρειάζονται καλωδίωση, έχουν μεγάλη χωρητικότητα και επιτρέπουν μετάδοση πολλαπλών καναλιών, όμως απαιτούν οπτική επαφή και ακριβούς πύργους και αναμεταδότες, υφίστανται παρεμβολές από διερχόμενα αεροπλάνα και βροχή και προσφέρουν μικρή ασφάλεια με εύκολη υποκλοπή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 16 — Ζώνη συχνοτήτων του χάλκινου τηλεφωνικού καλωδίου

Ερώτηση: 16. Ποια ζώνη συχνοτήτων επιτρέπει να περνά το χάλκινο καλώδιο του τηλεφωνικού δικτύου; α. Μικροκύματα β. Ραδιοκύματα γ. Φωνητικές συχνότητες

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ. Φωνητικές συχνότητες.

Η τεκμηρίωση (σελ. 73): τα χάλκινα καλώδια, που έχουν εγκατασταθεί στο τηλεφωνικό δίκτυο, ήταν σχεδιασμένα, έτσι ώστε να λειτουργούν ως κατω-διαβατά φίλτρα. Να περνούν, δηλαδή, χωρίς εξασθένηση όλες οι συχνότητες φωνής, αλλά να εμποδίζεται η διέλευση συχνοτήτων έξω από τη ζώνη των φωνητικών.
```
     |‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾|
     |  φωνητικές |╲
     |  συχνότητες| ╲___________  (αποκοπή)
     |___________|  ╲
     0                     f
        κατω-διαβατό φίλτρο
```
Η συνέπεια (σελ. 73): αυτό όμως είχε καταστροφικά αποτελέσματα για τη μετάδοση δεδομένων, γιατί… η επίτευξη μεγάλων ταχυτήτων εξαρτάται από τη μετάδοση σε υψηλές συχνότητες.

Ποια είναι η ζώνη φωνής (σελ. 56): στις τηλεφωνικές επικοινωνίες αρκεί η μετάδοση της περιοχής 100 Hz έως 3400 Hz του φάσματος της ανθρώπινης ομιλίας. Το εύρος ζώνης του χαλκού (σελ. 93): τα χάλκινα καλώδια έχουν εύρος ζώνης μερικών εκατοντάδων KHz και μέγεθος, που εξαρτάται από τη διάμετρο των συρμάτων. Όσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος, τόσο αυξάνει και το εύρος ζώνης.

Γιατί όχι οι άλλες | Επιλογή | Πού ανήκει | |---|---| | α. μικροκύματα | στις επίγειες και δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις — 2 μέχρι 40 GHz (σελ. 77) | | β. ραδιοκύματα | στην κινητή ραδιοτηλεφωνία — 30 έως 900 ΜHz (σελ. 79) και στα ασύρματα μέσα γενικά |

Ο ιστορικός λόγος (σελ. 73): παλαιότερα, το πλέξιμο των ζευγών του χάλκινου σύρματος στο καλώδιο γίνονταν με τέτοιο τρόπο, ώστε να αναγνωρίζεται πιο καλώδιο ανήκει σε πιο ζεύγος και όχι για να αντιμετωπισθούν προβλήματα μετάδοσης. Παρόλα αυτά, για τη μετάδοση φωνής το χάλκινο καλώδιο ήταν αρκετά αξιόπιστο μέσο.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή είναι η επιλογή γ, δηλαδή οι φωνητικές συχνότητες. Τα χάλκινα καλώδια που έχουν εγκατασταθεί στο τηλεφωνικό δίκτυο ήταν σχεδιασμένα ώστε να λειτουργούν ως κατωδιαβατά φίλτρα, δηλαδή να περνούν χωρίς εξασθένηση όλες οι συχνότητες φωνής, αλλά να εμποδίζεται η διέλευση συχνοτήτων έξω από τη ζώνη των φωνητικών. Στις τηλεφωνικές επικοινωνίες, όπως αναφέρει το βιβλίο στο δεύτερο κεφάλαιο, αρκεί η μετάδοση της περιοχής από εκατό έως τρεις χιλιάδες τετρακόσια hertz του φάσματος της ανθρώπινης ομιλίας. Ο σχεδιασμός αυτός είχε όμως καταστροφικά αποτελέσματα για τη μετάδοση δεδομένων, γιατί η επίτευξη μεγάλων ταχυτήτων εξαρτάται από τη μετάδοση σε υψηλές συχνότητες. Τα μικροκύματα αντίθετα αφορούν τις επίγειες και δορυφορικές ζεύξεις, από δύο έως σαράντα gigahertz, και τα ραδιοκύματα την κινητή ραδιοτηλεφωνία, από τριάντα έως εννιακόσια megahertz.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 17 — Το μέσο μετάδοσης στις οπτικές ίνες

Ερώτηση: 17. Ποιο είναι το μέσο μετάδοσης στις οπτικές ίνες; α. Νήμα χάλκινου σύρματος β. Οπτική ίνα από γυαλί ή πλαστικό γ. Ηλεκτρικό ρεύμα δ. Φως

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: β. Οπτική ίνα από γυαλί ή πλαστικό.

Η τεκμηρίωση (σελ. 75): η αρχή λειτουργίας των οπτικών ινών βασίζεται στην ιδέα χρήσης της οπτικής ίνας, ως μέσο μετάδοσης και του φωτός ως φορέα μετάδοσης της πληροφορίας. Οι οπτικές ίνες κατασκευάζονται από γυαλί ή πλαστικό.
```
ΜΕΣΟ μετάδοσης   = η οπτική ίνα (γυαλί ή πλαστικό)
ΦΟΡΕΑΣ μετάδοσης = το φως
```
Προσοχή στη διάκριση: η επόμενη ερώτηση (18) ρωτά για τον φορέα — εκεί η απάντηση είναι το φως. Οι δύο ερωτήσεις είναι σκόπιμα «καθρέφτης» η μία της άλλης.

Γιατί όχι οι άλλες | Επιλογή | Γιατί είναι λάθος | |---|---| | α. νήμα χάλκινου σύρματος | αυτό είναι το μέσο στο χάλκινο καλώδιο — αποτελείται είτε από συμπαγές χάλκινο σύρμα, είτε από νήματα χάλκινου σύρματος (σελ. 73) | | γ. ηλεκτρικό ρεύμα | στις οπτικές ίνες δεν ταξιδεύει ηλεκτρικό ρεύμα — επειδή η οπτική ίνα δεν μεταφέρει ηλεκτρικό σήμα, προτιμάται σε περιοχές υψηλού κίνδυνου εκρήξεων (σελ. 94) | | δ. φως | το φως είναι ο φορέας, όχι το μέσο |

Η δομή της ίνας (σελ. 75): οι ίνες αποτελούνται από τρεις ομόκεντρες κυλινδρικές οντότητες διηλεκτρικού υλικού: την κεντρική ίνα (πυρήνα), την επίστρωση και το κάλυμμα. Η ιδιότητα που την κάνει μέσο (σελ. 75): έχουν την ιδιότητα να εγκλωβίζουν τη δέσμη φωτός (οπτικές ακτίνες) και να την οδηγούν στο τέρμα της οπτικής ίνας. Ο μηχανισμός (σελ. 76): η φωτεινή δέσμη, που μεταφέρει την πληροφορία, μεταδίδεται μέσω της κεντρικής ίνας και οδεύει με διαδοχικές ανακλάσεις στα τοιχώματα της. Επειδή η μετάδοση γίνεται με ολικές ανακλάσεις, η ενέργεια της φωτεινής δέσμης παραμένει εγκλωβισμένη στην οπτική ίνα.
```
╔═══ κάλυμμα ═══════════════════════════════╗
║  ┌── επίστρωση ────────────────────────┐  ║
║  │ ╱‾╲    ╱‾╲    ╱‾╲   πυρήνας         │  ║
║  │╱   ╲__╱   ╲__╱   ╲  (ολικές         │  ║
║  │                      ανακλάσεις)    │  ║
║  └─────────────────────────────────────┘  ║
╚═══════════════════════════════════════════╝
```

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή είναι η επιλογή β, δηλαδή η οπτική ίνα από γυαλί ή πλαστικό. Η αρχή λειτουργίας των οπτικών ινών βασίζεται στην ιδέα χρήσης της οπτικής ίνας ως μέσου μετάδοσης και του φωτός ως φορέα μετάδοσης της πληροφορίας. Πρέπει δηλαδή να διακρίνουμε το μέσο, που είναι η ίδια η ίνα, από τον φορέα, που είναι το φως. Οι ίνες κατασκευάζονται από γυαλί ή πλαστικό, αποτελούνται από τρεις ομόκεντρες κυλινδρικές οντότητες διηλεκτρικού υλικού, την κεντρική ίνα ή πυρήνα, την επίστρωση και το κάλυμμα, και έχουν την ιδιότητα να εγκλωβίζουν τη δέσμη φωτός και να την οδηγούν στο τέρμα τους με διαδοχικές ολικές ανακλάσεις. Το νήμα χάλκινου σύρματος αντιστοιχεί στο χάλκινο καλώδιο, ενώ ηλεκτρικό ρεύμα δεν υπάρχει καθόλου στην οπτική ίνα, γεγονός που την κάνει κατάλληλη για περιοχές υψηλού κινδύνου εκρήξεων.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 18 — Ο φορέας μετάδοσης στις οπτικές ίνες

Ερώτηση: 18. Ποιος είναι ο φορέας μετάδοσης στις οπτικές ίνες; α. Ηλεκτρικό ρεύμα β. Ηλεκτρική τάση γ. Οπτική ίνα από γυαλί ή πλαστικό δ. Φως

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: δ. Φως.

Η τεκμηρίωση (σελ. 75): η αρχή λειτουργίας των οπτικών ινών βασίζεται στην ιδέα χρήσης της οπτικής ίνας, ως μέσο μετάδοσης και του φωτός ως φορέα μετάδοσης της πληροφορίας.

Το ζεύγος των δύο ερωτήσεων | Ερώτηση | Ζητούμενο | Απάντηση | |---|---|---| | 17 | μέσο μετάδοσης | η οπτική ίνα από γυαλί ή πλαστικό | | 18 | φορέας μετάδοσης | το φως |

Γιατί όχι οι άλλες | Επιλογή | Γιατί είναι λάθος | |---|---| | α. ηλεκτρικό ρεύμα | επειδή η οπτική ίνα δεν μεταφέρει ηλεκτρικό σήμα, προτιμάται σε περιοχές υψηλού κίνδυνου εκρήξεων από σπινθήρες (χώροι καυσίμων, εύφλεκτων αερίων κλπ.) (σελ. 94) | | β. ηλεκτρική τάση | ίδιος λόγος — στην ίνα ταξιδεύει φωτεινή δέσμη, όχι ηλεκτρικό μέγεθος | | γ. οπτική ίνα | αυτή είναι το μέσο (ερώτηση 17), όχι ο φορέας |

Τι μεταφέρει το φως (σελ. 76): η φωτεινή δέσμη, που μεταφέρει την πληροφορία, μεταδίδεται μέσω της κεντρικής ίνας και οδεύει με διαδοχικές ανακλάσεις στα τοιχώματα της.

Γιατί το φως δίνει τεράστιες ταχύτητες (σελ. 74-75): ενώ η μετάδοση σε χαλκό εκμεταλλεύεται συχνότητες στην περιοχή των MHz, η μετάδοση σε οπτικές ίνες αξιοποιεί συχνότητες ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερες. Η περιοχή συχνοτήτων μετάδοσης αποτελεί την κύρια διαφορά μεταξύ ηλεκτρομαγνητικών και οπτικών κυμάτων και σε αυτήν οφείλεται η επίτευξη πολύ υψηλών ταχυτήτων μετάδοσης στις οπτικές ίνες. Το μέγεθος (σελ. 93): χρησιμοποιούν ως μέσο μετάδοσης το φως, η συχνότητα του οποίου βρίσκεται στην περιοχή των TeraHertz (10¹² Hertz). Αυτό σημαίνει, ότι η οπτική ίνα μπορεί να μεταφέρει τρισεκατομμύρια bit ανά δευτερόλεπτο. Το εντυπωσιακό παράδειγμα (σελ. 75): ταχύτητες της τάξης των 9.9 Gbps έχουν γίνει κοινός τόπος σήμερα, ενώ αξίζει να αναφερθεί σαν παράδειγμα, ότι με αυτή τη ταχύτητα η εγκυκλοπαίδεια Britannica μπορεί να μεταδοθεί σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο.

Η πρακτική συνέπεια (σελ. 94): επειδή φορέας είναι το φως και όχι το ρεύμα, οι ίνες δεν επηρεάζονται από ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, με αποτέλεσμα να συνιστάται η χρήση τους σε βιομηχανικό περιβάλλον και σε χώρους με υψηλό θόρυβο, ενώ δεν είναι ευαίσθητη σε υγρό περιβάλλον, όπου τα χάλκινα καλώδια μπορεί να δημιουργήσουν βραχυκυκλώματα και διαφωνίες.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή είναι η επιλογή δ, δηλαδή το φως. Η αρχή λειτουργίας των οπτικών ινών βασίζεται στη χρήση της οπτικής ίνας ως μέσου μετάδοσης και του φωτός ως φορέα μετάδοσης της πληροφορίας. Η φωτεινή δέσμη, που μεταφέρει την πληροφορία, μεταδίδεται μέσω της κεντρικής ίνας και οδεύει με διαδοχικές ανακλάσεις στα τοιχώματά της. Ηλεκτρικό ρεύμα ή ηλεκτρική τάση δεν υπάρχουν στην οπτική ίνα, γι' αυτό άλλωστε προτιμάται σε περιοχές υψηλού κινδύνου εκρήξεων από σπινθήρες, ενώ η ίδια η οπτική ίνα είναι το μέσο και όχι ο φορέας. Στο φως οφείλονται και οι πολύ υψηλές ταχύτητες: η συχνότητά του βρίσκεται στην περιοχή των terahertz, ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από τις συχνότητες που εκμεταλλεύεται ο χαλκός, οπότε η ίνα μπορεί να μεταφέρει τρισεκατομμύρια bit ανά δευτερόλεπτο. Επειδή επίσης δεν ταξιδεύει ηλεκτρικό σήμα, οι ίνες δεν επηρεάζονται από ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία και δεν είναι ευαίσθητες σε υγρό περιβάλλον.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 19 — Από τι αποτελούνται οι οπτικές ίνες

Ερώτηση: 19. Από τι αποτελούνται οι οπτικές ίνες; α. Από δύο ομόκεντρους μεταλλικούς αγωγούς β. Από δύο ομόκεντρες οπτικές ίνες γ. Από την κεντρική ίνα, την επίστρωση και το κάλυμμα

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ. Από την κεντρική ίνα, την επίστρωση και το κάλυμμα.

Η τεκμηρίωση (σελ. 75): οι ίνες αποτελούνται από τρεις ομόκεντρες κυλινδρικές οντότητες διηλεκτρικού υλικού: την κεντρική ίνα (πυρήνα), την επίστρωση και το κάλυμμα.
```
╔═══════ κάλυμμα ════════╗
║ ┌───── επίστρωση ────┐ ║
║ │   ● κεντρική ίνα   │ ║
║ │     (πυρήνας)      │ ║
║ └────────────────────┘ ║
╚════════════════════════╝
  τρεις ομόκεντρες κυλινδρικές οντότητες
  διηλεκτρικού υλικού
```
Ο ρόλος κάθε στρώματος (σελ. 75-76) | Στρώμα | Ρόλος | |---|---| | κεντρική ίνα (πυρήνας) | εκεί μεταδίδεται η φωτεινή δέσμη, που μεταφέρει την πληροφορία | | επίστρωση | το όριο πάνω στο οποίο γίνονται οι ολικές ανακλάσεις — οδεύει με διαδοχικές ανακλάσεις στα τοιχώματα της | | κάλυμμα | εξωτερική προστασία της ίνας |

Γιατί όχι οι άλλες | Επιλογή | Τι περιγράφει στην πραγματικότητα | |---|---| | α. δύο ομόκεντροι μεταλλικοί αγωγοί | το ομοαξονικό καλώδιο — αποτελείται από δύο αγωγούς. Ο κεντρικός αγωγός περιβάλλεται από τον εξωτερικό… έχουν τον ίδιο άξονα (σελ. 74) | | β. δύο ομόκεντρες οπτικές ίνες | δεν αντιστοιχεί σε τίποτε — τα στρώματα είναι τρία και μόνο ο πυρήνας μεταφέρει φως |

Το υλικό (σελ. 75): οι οπτικές ίνες κατασκευάζονται από γυαλί ή πλαστικό και έχουν την ιδιότητα να εγκλωβίζουν τη δέσμη φωτός (οπτικές ακτίνες) και να την οδηγούν στο τέρμα της οπτικής ίνας. Η φυσική αρχή (σελ. 76): επειδή η μετάδοση γίνεται με ολικές ανακλάσεις, η ενέργεια της φωτεινής δέσμης παραμένει εγκλωβισμένη στην οπτική ίνα.

Τι είναι το καλώδιο οπτικών ινών (σελ. 76): τα καλώδια οπτικών ινών… συνήθως περιέχουν δεσμίδες οπτικών ινών — δηλαδή πολλές τέτοιες τρίστρωτες ίνες μαζί.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή είναι η επιλογή γ. Οι οπτικές ίνες αποτελούνται από τρεις ομόκεντρες κυλινδρικές οντότητες διηλεκτρικού υλικού: την κεντρική ίνα, δηλαδή τον πυρήνα, την επίστρωση και το κάλυμμα. Στην κεντρική ίνα μεταδίδεται η φωτεινή δέσμη που μεταφέρει την πληροφορία, στην επίστρωση γίνονται οι διαδοχικές ολικές ανακλάσεις που κρατούν την ενέργεια εγκλωβισμένη μέσα στην ίνα, και το κάλυμμα προσφέρει την εξωτερική προστασία. Οι ίνες κατασκευάζονται από γυαλί ή πλαστικό. Η επιλογή των δύο ομόκεντρων μεταλλικών αγωγών περιγράφει το ομοαξονικό καλώδιο και όχι την οπτική ίνα, ενώ τα ομόκεντρα στρώματα δεν είναι δύο αλλά τρία και μόνο ο πυρήνας μεταφέρει το φως. Σημειώνεται ότι τα καλώδια οπτικών ινών περιέχουν συνήθως δεσμίδες τέτοιων ινών.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 20 — Το μέσο των δι-ηπειρωτικών ζεύξεων

Ερώτηση: 20. Ποιο μέσο μετάδοσης χρησιμοποιείται ευρέως σε δι-ηπειρωτικές ζεύξεις; α. Ομοαξονικό καλώδιο β. Οπτική ίνα γ. Χάλκινο καλώδιο

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: β. Οπτική ίνα.

Η τεκμηρίωση (σελ. 76): τα καλώδια οπτικών ινών, τα οποία, συνήθως περιέχουν δεσμίδες οπτικών ινών, χρησιμοποιούνται, κυρίως, από τους τηλεπικοινωνιακούς οργανισμούς για επίγειες και υποθαλάσσιες συνδέσεις μεγάλων αποστάσεων, αντικαθιστώντας τόσο τις γραμμές ομοαξονικών καλωδίων, όσο και τις επίγειες και δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις. Και ρητά (σελ. 76): τα τελευταία χρόνια έχουν ποντισθεί πολλά καλώδια οπτικών ινών, με χωρητικότητα, η οποία ξεπερνά τα 30.000 κυκλώματα φωνής, για τη διασύνδεση ηπείρων.

Τα παραδείγματα που δίνει το βιβλίο (σελ. 76-77) | Καλώδιο | Διαδρομή | |---|---| | BSFOCS | εκτείνεται στην περιοχή της Μαύρης θάλασσας και συνδέει τη Βουλγαρία, Ουκρανία και Ρωσία | | SEA - ΜΕ - WE 3 (South East Asia - Middle East - West Europe) | ξεκινά από τη Δυτική Ευρώπη (Γερμανία, Μεγ. Βρετανία), περνά από τα στενά του Γιβραλτάρ στη Μεσόγειο (Ιταλία, Ελλάδα, Κύπρο) συνεχίζει από τα στενά του Σουέζ προς την Ασία (Ινδία, Σιγκαπούρη) και χωρίζεται σε δύο μέρη, με το ένα άκρο να καταλήγει στην Ιαπωνία και το άλλο στην Αυστραλία | | ADRIA-1 | συνδέει την Ελλάδα (Κέρκυρα), την Αλβανία (Durres) και την Κροατία (Dubrovnik) |

Γιατί όχι το ομοαξονικό (σελ. 73): ήταν η παλαιότερη λύση — στις αρτηρίες με πολύ μεγάλη κίνηση και στις υποβρύχιες ζεύξεις, παλαιότερα, χρησιμοποιήθηκαν σχεδόν αποκλειστικά ομοαξονικά καλώδια, ενώ τα τελευταία χρόνια αντικαταστάθηκαν από καλώδια οπτικών ινών. Και ο τεχνικός λόγος (σελ. 94): στο ομοαξονικό υψηλοί ρυθμοί εξασθένησης το καθιστούν ακριβό για μεγάλες αποστάσεις.

Γιατί όχι το χάλκινο (σελ. 93): χρησιμοποιούνται, κυρίως, για συνδέσεις κοντινών αποστάσεων· στο χάλκινο καλώδιο υπάρχουν σημαντικοί περιορισμοί όσον αφορά το μήκος της γραμμής και αυτό επειδή, όταν αυξάνεται το μήκος της γραμμής, αυξάνει η εξασθένηση του σήματος.

Τα δύο πλεονεκτήματα που κάνουν την ίνα κατάλληλη (σελ. 94) | Πλεονέκτημα | Σημασία για δι-ηπειρωτική ζεύξη | |---|---| | χαμηλή εξασθένηση | οι αποστάσεις μεταξύ ενισχυτών ή άλλων ενεργών στοιχείων… κυμαίνονται από μερικά μέχρι και μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα | | μεγάλη χωρητικότητα | ξεπερνά τα 30.000 κυκλώματα φωνής ανά καλώδιο | Και ένα τρίτο (σελ. 94): δεν είναι ευαίσθητη σε υγρό περιβάλλον, όπου τα χάλκινα καλώδια μπορεί να δημιουργήσουν βραχυκυκλώματα και διαφωνίες — κρίσιμο για υποθαλάσσια πόντιση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή είναι η επιλογή β, η οπτική ίνα. Τα καλώδια οπτικών ινών χρησιμοποιούνται κυρίως από τους τηλεπικοινωνιακούς οργανισμούς για επίγειες και υποθαλάσσιες συνδέσεις μεγάλων αποστάσεων, αντικαθιστώντας τόσο τις γραμμές ομοαξονικών καλωδίων όσο και τις επίγειες και δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις. Τα τελευταία χρόνια έχουν ποντισθεί πολλά καλώδια οπτικών ινών με χωρητικότητα που ξεπερνά τα τριάντα χιλιάδες κυκλώματα φωνής για τη διασύνδεση ηπείρων· χαρακτηριστικά παραδείγματα που αναφέρει το βιβλίο είναι το BSFOCS στη Μαύρη Θάλασσα, το SEA-ME-WE 3 από τη Δυτική Ευρώπη ως την Ιαπωνία και την Αυστραλία, και το ADRIA-1 που συνδέει Ελλάδα, Αλβανία και Κροατία. Τα ομοαξονικά καλώδια χρησιμοποιούνταν παλαιότερα σχεδόν αποκλειστικά στις υποβρύχιες ζεύξεις, αντικαταστάθηκαν όμως από τις οπτικές ίνες, ενώ το χάλκινο καλώδιο χρησιμοποιείται κυρίως για συνδέσεις κοντινών αποστάσεων λόγω των περιορισμών του στο μήκος της γραμμής.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 21 — Χαρακτηριστικά των ασύρματων μέσων

Ερώτηση: 21. Ποια από τα παρακάτω χαρακτηρίζουν τα ασύρματα μέσα μετάδοσης; α. Ευαισθησία στο θόρυβο β. Χαμηλός βαθμός ασφάλειας γ. Χαμηλές ταχύτητες μετάδοσης δ. Προβλήματα συνδέσεων

Απάντηση:

Σωστές απαντήσεις: α. Ευαισθησία στο θόρυβο και β. Χαμηλός βαθμός ασφάλειας.

Η τεκμηρίωση (σελ. 77): τα μειονεκτήματα των ασύρματων μέσων είναι η μεγάλη ισχύς, που απαιτούν οι πομποί για τη μετάδοση, η ευαισθησία στο θόρυβο και ο χαμηλός βαθμός ασφάλειας, που παρέχεται, αφού ο οποιοσδήποτε μπορεί να λαμβάνει τα εκπεμπόμενα σήματα χρησιμοποιώντας απλά μία κεραία και ένα δέκτη.

Επιλογή	Ισχύει;	Γιατί
α. ευαισθησία στο θόρυβο	ΝΑΙ	οι μικροκυματικές ζεύξεις παρουσιάζουν μεγάλη ευαισθησία στο περιβαντολλογικό θόρυβο και ιδιαίτερα στην κακοκαιρία (σελ. 94)· ευαισθησία στο θόρυβο και παρεμβολές (δορυφορικές, σελ. 95)
β. χαμηλός βαθμός ασφάλειας	ΝΑΙ	προσφέρουν χαμηλή ασφάλεια, με συνέπεια να είναι αναγκαία η κρυπτογράφηση της μεταδιδόμενης πληροφορίας (σελ. 94)· Μικρή ασφάλεια, εύκολη υποκλοπή
γ. χαμηλές ταχύτητες μετάδοσης	ΟΧΙ	ισχύει το αντίθετο — μεγάλη χωρητικότητα (σελ. 94)· οι μικροκυματικές ζεύξεις προσφέρουν αξιόλογη χωρητικότητα μετάδοσης, που συνήθως ξεπερνά τα 6 Gbps (σελ. 94)
δ. προβλήματα συνδέσεων	ΟΧΙ	αυτό είναι μειονέκτημα των ενσύρματων — δυσκολία στη σύνδεση (οπτικές ίνες, σελ. 94) και μηχανική δυσκαμψία και δυσκολία συνδέσεων (ομοαξονικό, σελ. 94)· στα ασύρματα δεν χρειάζεται καλωδίωση

Η αιτία και των δύο σωστών επιλογών (σελ. 77): ναι μεν η χρησιμοποίηση του ελεύθερου χώρου τούς προσδίδει ένα σημαντικό πλεονέκτημα, είναι, όμως, και πηγή ορισμένων αρκετά σημαντικών αδυναμιών και μειονεκτημάτων.

ελεύθερος χώρος ─┬─► κανείς δεν εμποδίζει τον θόρυβο  → ευαισθησία
                 └─► κανείς δεν εμποδίζει τη λήψη     → χαμηλή ασφάλεια

Οι τυπικοί ρυθμοί (σελ. 77-78): οι ρυθμοί μετάδοσης ξεκινούν από μερικές δεκάδες Mbps (περιοχή 2 GHz) και μπορεί να φθάσουν τις μερικές εκατοντάδες Mbps (περιοχή 20 GHz)· οι δορυφορικές προσφέρουν μεγάλη χωρητικότητα της τάξης των 45 Mbps (σελ. 95).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστές είναι οι επιλογές α και β, δηλαδή η ευαισθησία στον θόρυβο και ο χαμηλός βαθμός ασφάλειας. Και τα δύο πηγάζουν από το ίδιο γεγονός, ότι ως μέσο χρησιμοποιείται ο ελεύθερος χώρος: κανείς δεν εμποδίζει τον θόρυβο να εισέλθει, ούτε κάποιον τρίτο να λαμβάνει τα εκπεμπόμενα σήματα με μια απλή κεραία και έναν δέκτη, γι' αυτό και είναι αναγκαία η κρυπτογράφηση της πληροφορίας. Η επιλογή γ δεν ισχύει, γιατί τα ασύρματα μέσα προσφέρουν αντίθετα μεγάλη χωρητικότητα, με τις μικροκυματικές ζεύξεις να ξεπερνούν τα έξι Gbps και τις δορυφορικές να φτάνουν τα σαράντα πέντε Mbps. Ούτε η επιλογή δ ισχύει, αφού τα προβλήματα συνδέσεων χαρακτηρίζουν τα ενσύρματα μέσα, δηλαδή τις οπτικές ίνες και τα ομοαξονικά καλώδια, ενώ στα ασύρματα δεν χρειάζεται καθόλου καλωδίωση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 22 — Περιοχή συχνοτήτων των επίγειων μικροκυματικών ζεύξεων

Ερώτηση: 22. Ποιες περιοχές συχνοτήτων χρησιμοποιούνται από τα συστήματα επίγειων μικροκυματικών ζεύξεων; α. 2-40 KHz β. 2-40 ΜHz γ. 2-40 GHz δ. 2-40 THz

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ. 2-40 GHz.

Η τεκμηρίωση (σελ. 77): οι επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις στηρίζονται στην κατευθυντική μετάδοση μικροκυμάτων στην περιοχή πολύ υψηλών συχνοτήτων (GHz). Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούν συχνότητες από 2 μέχρι 40 GHz, αν και τα περισσότερα συστήματα λειτουργούν στην περιοχή των 2 έως 18 GHz.

Οι αντίστοιχοι ρυθμοί (σελ. 78): από πλευράς δεδομένων, οι ρυθμοί μετάδοσης ξεκινούν από μερικές δεκάδες Mbps (περιοχή 2 GHz) και μπορεί να φθάσουν τις μερικές εκατοντάδες Mbps (περιοχή 20 GHz).
```
2 – 40 GHz        →  όλο το εύρος των επίγειων μικροκυματικών
2 – 18 GHz        →  τα περισσότερα συστήματα
περιοχή 2 GHz     →  δεκάδες Mbps
περιοχή 20 GHz    →  εκατοντάδες Mbps
```
Πού ανήκουν οι άλλες περιοχές του βιβλίου | Περιοχή | Σε τι αντιστοιχεί | |---|---| | 100 Hz – 3400 Hz | φωνητικές συχνότητες στις τηλεφωνικές επικοινωνίες (σελ. 56) | | 30 έως 900 ΜHz | κινητή ραδιοτηλεφωνία (σελ. 79) | | 900 και 1800 ΜHz | κυψελοειδής τηλεφωνία (σελ. 80) | | 2 – 40 GHz | επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις | | 4-6 GHz, 12-14 GHz και 19-29 GHz | ζώνες μετάδοσης γεωστατικών δορυφόρων (σελ. 79) | | ~10¹² Hz (TeraHertz) | το φως στις οπτικές ίνες (σελ. 93) |

Η συνέπεια της συχνότητας (σελ. 78): επειδή πρόκειται για κατευθυντική μετάδοση σε πολύ υψηλές συχνότητες, για να είναι δυνατή η μεταφορά δεδομένων, απαιτείται οπτική επαφή μεταξύ πομπού και δέκτη. Λόγω της απαιτούμενης οπτικής επαφής και της καμπυλότητας της γης απαιτούνται σταθμοί αναμετάδοσης κάθε 40-50 χιλιόμετρα περίπου. Ο εξοπλισμός (σελ. 78): οι πομποί και οι δέκτες είναι παραβολικά πιάτα και χρησιμοποιούνται κυρίως από τηλεπικοινωνιακούς οργανισμούς και ιδιωτικά δίκτυα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή είναι η επιλογή γ, δηλαδή δύο έως σαράντα gigahertz. Οι επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις στηρίζονται στην κατευθυντική μετάδοση μικροκυμάτων στην περιοχή πολύ υψηλών συχνοτήτων και συγκεκριμένα χρησιμοποιούν συχνότητες από δύο μέχρι σαράντα gigahertz, αν και τα περισσότερα συστήματα λειτουργούν στην περιοχή των δύο έως δεκαοκτώ gigahertz. Αντίστοιχα, οι ρυθμοί μετάδοσης ξεκινούν από μερικές δεκάδες Mbps στην περιοχή των δύο gigahertz και μπορεί να φτάσουν τις μερικές εκατοντάδες Mbps στην περιοχή των είκοσι gigahertz. Οι υπόλοιπες περιοχές που αναφέρει το βιβλίο αφορούν άλλα μέσα: οι φωνητικές συχνότητες βρίσκονται στα εκατό έως τρεις χιλιάδες τετρακόσια hertz, η κινητή ραδιοτηλεφωνία στα τριάντα έως εννιακόσια megahertz, η κυψελοειδής τηλεφωνία στα εννιακόσια και χίλια οκτακόσια megahertz, και το φως των οπτικών ινών στην περιοχή των terahertz.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 23 — Χαρακτηριστικά των επίγειων μικροκυματικών ζεύξεων

Ερώτηση: 23. Ποια από τα παρακάτω χαρακτηρίζουν τις επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις; α. Είναι ανεξάρτητες της απόστασης β. Απαιτούν την οπτική επαφή πομπού και δέκτη γ. Απαιτούν τη χρήση αναμεταδοτών δ. Παρέχουν μεγάλη ασφάλεια

Απάντηση:

Σωστές απαντήσεις: β. Απαιτούν την οπτική επαφή πομπού και δέκτη και γ. Απαιτούν τη χρήση αναμεταδοτών.

Η τεκμηρίωση (σελ. 78): για να είναι δυνατή η μεταφορά δεδομένων, απαιτείται οπτική επαφή μεταξύ πομπού και δέκτη. Λόγω της απαιτούμενης οπτικής επαφής και της καμπυλότητας της γης απαιτούνται σταθμοί αναμετάδοσης κάθε 40-50 χιλιόμετρα περίπου. Και στα μειονεκτήματα (σελ. 94): 1. Απαιτείται οπτική επαφή. 2. Ακριβοί πύργοι και αναμεταδότες.

Επιλογή	Ισχύει;	Τεκμηρίωση
α. ανεξάρτητες της απόστασης	ΟΧΙ	αυτό ισχύει για τις δορυφορικές — είναι ανεξάρτητες από την απόσταση των σημείων, που θέλουμε να διασυνδέσουμε (σελ. 95)· οι επίγειες, αντίθετα, χρειάζονται αναμεταδότη κάθε 40-50 km
β. οπτική επαφή	ΝΑΙ	απαιτείται οπτική επαφή μεταξύ πομπού και δέκτη
γ. αναμεταδότες	ΝΑΙ	απαιτούνται σταθμοί αναμετάδοσης κάθε 40-50 χιλιόμετρα περίπου· επειδή απαιτείται η οπτική επαφή μεταξύ πομπού και δέκτη, για ζεύξεις μεγάλων αποστάσεων είναι αναπόφευκτη η χρήση αλλεπάλληλων αναμεταδοτών (σελ. 94)
δ. μεγάλη ασφάλεια	ΟΧΙ	Μικρή ασφάλεια, εύκολη υποκλοπή (σελ. 94)· προσφέρουν χαμηλή ασφάλεια, με συνέπεια να είναι αναγκαία η κρυπτογράφηση

Ο λόγος της αλυσιδωτής διάταξης

Α ●─────► ▲ ─────► ▲ ─────► ● Β
  40-50km  αναμεταδότες   (καμπυλότητα γης)

Πού χρησιμοποιούνται (σελ. 78): κυρίως, για μετάδοση τηλεοπτικού σήματος και φωνής, για μικρές από σημείο σε σημείο συνδέσεις, μεταξύ κτιρίων για κλειστό κύκλωμα τηλεόρασης ή για συνδέσεις δεδομένων μεταξύ τοπικών δικτύων. Και το άλλο μεγάλο μειονέκτημα (σελ. 94): παρεμβολές από διερχόμενα αεροπλάνα και βροχή — μία καταιγίδα είναι ικανή ακόμα και να διακόψει τη ζεύξη.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστές είναι οι επιλογές β και γ, δηλαδή ότι απαιτούν οπτική επαφή πομπού και δέκτη και ότι απαιτούν τη χρήση αναμεταδοτών. Το βιβλίο αναφέρει ρητά ότι για να είναι δυνατή η μεταφορά δεδομένων απαιτείται οπτική επαφή μεταξύ πομπού και δέκτη και ότι, λόγω αυτής και της καμπυλότητας της γης, απαιτούνται σταθμοί αναμετάδοσης κάθε σαράντα με πενήντα χιλιόμετρα περίπου. Η επιλογή α δεν ισχύει για τις επίγειες, αλλά για τις δορυφορικές ζεύξεις, οι οποίες είναι ανεξάρτητες από την απόσταση των σημείων που θέλουμε να διασυνδέσουμε. Ούτε η επιλογή δ ισχύει, αφού οι επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις παρέχουν μικρή ασφάλεια και επιδέχονται εύκολη υποκλοπή, με συνέπεια να είναι αναγκαία η κρυπτογράφηση της μεταδιδόμενης πληροφορίας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 24 — Η προϋπόθεση του γεωστατικού δορυφόρου

Ερώτηση: 24. Ποια είναι η αναγκαία προϋπόθεση, ώστε οι δορυφόροι να βρίσκονται πάντα πάνω από το ίδιο σημείο της γης; α. Να περιστρέφονται με γωνιακή ταχύτητα μεγαλύτερη της γης β. Να περιστρέφονται με γωνιακή ταχύτητα μικρότερη της γης γ. Να περιστρέφονται με γωνιακή ταχύτητα ίση με αυτήν της γης

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ. Να περιστρέφονται με γωνιακή ταχύτητα ίση με αυτήν της γης.

Η τεκμηρίωση (σελ. 79): σε εξέλιξη των συστημάτων αυτών κατασκευάσθηκαν οι γεωστατικοί δορυφόροι, που τίθενται σε τροχιά σε ύψος 35.880 Km και κινούνται με την ίδια γωνιακή ταχύτητα με την οποία περιστρέφεται η γη (11.040 χλμ/ώρα). Έτσι, φαίνονται από την γη σαν ακίνητοι, μένοντας σταθεροί πάνω από το ίδιο σημείο της γης.

Το πρόβλημα των πρώτων δορυφόρων (σελ. 79): οι πρώτοι δορυφόροι, λόγω της μειωμένης ισχύος των πυραύλων, που τους εκτόξευαν, τίθονταν σε τροχιά σε ύψος όχι μεγαλύτερο των 10 χιλιομέτρων από τη γη. Αποτέλεσμα ήταν οι δορυφόροι να κινούνται με ταχύτητα περιστροφής μεγαλύτερη από τη ταχύτητα περιστροφής της γης, με συνέπεια να μην βρίσκονται συνεχώς πάνω από το ίδιο σημείο. Το γεγονός αυτό καθιστούσε τα πρώτα δορυφορικά συστήματα προβληματικά, αφού οι γήινοι σταθμοί έπρεπε να περιστρέφονται συνεχώς, για να παρακολουθούν τους δορυφόρους.
```
γωνιακή ταχύτητα δορυφόρου  >  γης  →  «τρέχει» μπροστά, χάνεται
γωνιακή ταχύτητα δορυφόρου  <  γης  →  «μένει» πίσω, χάνεται
γωνιακή ταχύτητα δορυφόρου  =  γης  →  ΓΕΩΣΤΑΤΙΚΟΣ ✔
```
Τα τεχνικά χαρακτηριστικά του γεωστατικού | Μέγεθος | Τιμή | |---|---| | ύψος τροχιάς | 35.880 Km | | γραμμική ταχύτητα | 11.040 χλμ/ώρα | | γωνιακή ταχύτητα | ίδια με της γης | | ορίζοντας κάλυψης | 120° | | δορυφόροι για πλήρη κάλυψη | 3 — με τρεις τέτοιους δορυφόρους καλύπτεται όλη η γη (σελ. 79) | | ζώνες μετάδοσης | 4-6 GHz, 12-14 GHz και 19-29 GHz (σελ. 79) |

Το όφελος (σελ. 79): με αυτό τον τρόπο, οι επίγειοι σταθμοί δεν χρειάζεται να περιστρέφονται, καθώς οι δορυφόροι βλέπουν μόνιμα στο ίδιο σημείο. Οι επίγειοι σταθμοί, που επικοινωνούν με τους δορυφόρους αυτούς, στέλνουν προς αυτούς και δέχονται από αυτούς τηλεπικοινωνιακά σήματα ξεπερνώντας το εμπόδιο της καμπυλότητας της γης.

Το ιστορικό (σελ. 78): οι δορυφορικές επικοινωνίες ξεκίνησαν το 1958, όταν οι ΗΠΑ εκτόξευσαν το πρώτο δορυφόρο, ενώ η πρώτη μορφή εμπορικής εκμετάλλευσης εμφανίζεται με τον δορυφόρο Early Bird, που ετέθη σε τροχιά στις 6 Απριλίου του 1965.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή είναι η επιλογή γ, δηλαδή οι δορυφόροι να περιστρέφονται με γωνιακή ταχύτητα ίση με αυτήν της γης. Οι γεωστατικοί δορυφόροι τίθενται σε τροχιά σε ύψος τριάντα πέντε χιλιάδων οκτακοσίων ογδόντα χιλιομέτρων και κινούνται με την ίδια γωνιακή ταχύτητα με την οποία περιστρέφεται η γη, δηλαδή με γραμμική ταχύτητα έντεκα χιλιάδων σαράντα χιλιομέτρων την ώρα, οπότε φαίνονται από τη γη σαν ακίνητοι, μένοντας σταθεροί πάνω από το ίδιο σημείο. Αντίθετα, οι πρώτοι δορυφόροι, λόγω της μειωμένης ισχύος των πυραύλων, τίθονταν σε πολύ χαμηλή τροχιά και κινούνταν με ταχύτητα περιστροφής μεγαλύτερη από αυτήν της γης, με συνέπεια να μην βρίσκονται συνεχώς πάνω από το ίδιο σημείο και οι γήινοι σταθμοί να πρέπει να περιστρέφονται συνεχώς για να τους παρακολουθούν. Με τους γεωστατικούς αυτό δεν χρειάζεται, ενώ κάθε τέτοιος δορυφόρος καλύπτει ορίζοντα εκατόν είκοσι μοιρών, οπότε με τρεις καλύπτεται όλη η γη.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 25 — Από τι εξαρτάται η ωμική αντίσταση

Ερώτηση: 25. Από τι εξαρτάται η ωμική αντίσταση των αγωγών; α. Μήκος και διάμετρος αγωγού β. Συχνότητα σήματος γ. Διηλεκτρικό μεταξύ των αγωγών

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: α. Μήκος και διάμετρος αγωγού.

Η τεκμηρίωση (σελ. 83): η ωμική αντίσταση (R) εξαρτάται από το είδος του υλικού, το μήκος και τη διάμετρο του καλωδίου και αυξάνει, όταν αυξάνει το μήκος του καλωδίου, ενώ μειώνεται, όταν αυξάνεται η διάμετρός του.
```
R ↑  όταν  μήκος ↑
R ↓  όταν  διάμετρος ↑
```
Η επίπτωσή της (σελ. 83): κάθε καλώδιο εμφανίζει ωμική αντίσταση, που ανάλογα με το μέγεθός της, έχει άμεση επίπτωση στην εξασθένηση του μεταδιδόμενου σήματος. Η εξασθένηση οφείλεται σε απώλεια μέρους της ισχύος του σήματος πάνω στη γραμμή υπό μορφή θερμότητας.

Η σύγκριση των τριών αντιστάσεων (σελ. 83-84) — οι ερωτήσεις 25, 26 και 27 ελέγχουν ακριβώς αυτόν τον πίνακα | Αντίσταση | Εξαρτάται από | |---|---| | ωμική (R) | το είδος του υλικού, το μήκος και τη διάμετρο του καλωδίου — όχι από τη συχνότητα | | επαγωγική (RL) | ανάλογη του μήκους της γραμμής, αλλά και της συχνότητας του σήματος που εισάγεται στη γραμμή | | χωρητική (Rc) | από το μήκος και τη διάμετρο των αγωγών καθώς και από τον τύπο του μονωτικού υλικού, που τους χωρίζει· επίσης μειώνεται, όταν αυξάνεται η συχνότητα |

Γιατί όχι οι άλλες | Επιλογή | Σε ποια αντίσταση αντιστοιχεί | |---|---| | β. συχνότητα σήματος | στην επαγωγική (ερώτηση 27) — και έμμεσα στη χωρητική | | γ. διηλεκτρικό μεταξύ των αγωγών | στη χωρητική (ερώτηση 26) — του διηλεκτρικού το μεταξύ τους μονωτικό υλικό |

Η συνολική εικόνα (σελ. 84): ο συνδυασμός της ωμικής, χωρητικής και επαγωγικής αντίστασης εκφράζει τη σύνθετη αντίσταση της γραμμής (Ζ), η οποία δίνεται από τον τύπο:
```
Ζ² = R² + (Rl – Rc)²
```
Η παρατήρηση (σελ. 84): η μικρότερη τιμή της Ζ εμφανίζεται, όταν η επαγωγική και χωρητική αντίσταση είναι ίσες.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή είναι η επιλογή α, δηλαδή το μήκος και η διάμετρος του αγωγού. Η ωμική αντίσταση εξαρτάται από το είδος του υλικού, το μήκος και τη διάμετρο του καλωδίου· συγκεκριμένα αυξάνει όταν αυξάνει το μήκος του καλωδίου και μειώνεται όταν αυξάνεται η διάμετρός του. Δεν εξαρτάται από τη συχνότητα του σήματος, η οποία επηρεάζει την επαγωγική και τη χωρητική αντίσταση, ούτε από το διηλεκτρικό μεταξύ των αγωγών, το οποίο αφορά τη χωρητική αντίσταση. Η σημασία της ωμικής αντίστασης είναι ότι έχει άμεση επίπτωση στην εξασθένηση του μεταδιδόμενου σήματος, καθώς οφείλεται σε απώλεια μέρους της ισχύος του σήματος πάνω στη γραμμή υπό μορφή θερμότητας. Μαζί με τη χωρητική και την επαγωγική αντίσταση συνθέτει τη σύνθετη αντίσταση της γραμμής.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 26 — Από τι εξαρτάται η χωρητική αντίσταση

Ερώτηση: 26. Από τι εξαρτάται η χωρητική αντίσταση των αγωγών; α. Μήκος και διάμετρος αγωγού β. Συχνότητα σήματος γ. Διηλεκτρικό μεταξύ των αγωγών

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ. Διηλεκτρικό μεταξύ των αγωγών.

Η τεκμηρίωση (σελ. 83-84): η χωρητική αντίσταση (Rc) οφείλεται στη χωρητικότητα, που εμφανίζεται μεταξύ των αγωγών. Η γραμμή, δηλαδή, συμπεριφέρεται, όπως ένας πυκνωτής, όπου το ρόλο των αγώγιμων πλακών παίζουν οι δύο αγωγοί και του διηλεκτρικού το μεταξύ τους μονωτικό υλικό. Και ρητά (σελ. 84): η χωρητικότητα εξαρτάται επίσης από το μήκος και τη διάμετρο των αγωγών καθώς και από τον τύπο του μονωτικού υλικού, που τους χωρίζει.
```
   αγωγός 1  ═══════════════
              διηλεκτρικό     ← το μονωτικό υλικό
   αγωγός 2  ═══════════════
         η γραμμή = πυκνωτής
```
Το στοιχείο που ξεχωρίζει τη χωρητική από τις άλλες δύο είναι ακριβώς το διηλεκτρικό: μόνο αυτή εξαρτάται από τον τύπο του μονωτικού υλικού, γιατί μόνο αυτή γεννιέται από τη συμπεριφορά της γραμμής ως πυκνωτή.

Η εξάρτηση από τη συχνότητα (σελ. 84): η χωρητική αντίσταση μειώνεται, όταν αυξάνεται η συχνότητα. Επειδή, όμως, εμφανίζεται παράλληλα στη γραμμή, στις υψηλότερες συχνότητες του σήματος δημιουργεί μεγαλύτερες αποσβέσεις.
```
συχνότητα ↑  →  Rc ↓
αλλά η Rc είναι ΠΑΡΑΛΛΗΛΑ στη γραμμή
     →  μικρότερη Rc = μεγαλύτερη διαρροή = μεγαλύτερη απόσβεση
```
Ο συγκριτικός πίνακας (σελ. 83-84) | Αντίσταση | Κύρια εξάρτηση (κατά την ερώτηση) | |---|---| | ωμική (R) | μήκος και διάμετρος αγωγού (ερ. 25) | | χωρητική (Rc) | διηλεκτρικό μεταξύ των αγωγών (ερ. 26) | | επαγωγική (RL) | συχνότητα σήματος (ερ. 27) |

Η σημασία για τη σύνθετη αντίσταση (σελ. 84): όπως έχει ήδη ειπωθεί, η χωρητική και επαγωγική αντίσταση της γραμμής εξαρτάται από τη συχνότητα, συνεπώς, είναι επακόλουθο και η σύνθετη αντίσταση της γραμμής να εξαρτάται από τη συχνότητα· γι' αυτό όταν αναφερόμαστε στην σύνθετη αντίσταση, πρέπει να αναφέρουμε και τη συχνότητα για την οποία μιλάμε.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή είναι η επιλογή γ, δηλαδή το διηλεκτρικό μεταξύ των αγωγών. Η χωρητική αντίσταση οφείλεται στη χωρητικότητα που εμφανίζεται μεταξύ των αγωγών, αφού η γραμμή συμπεριφέρεται σαν πυκνωτής, όπου τον ρόλο των αγώγιμων πλακών παίζουν οι δύο αγωγοί και τον ρόλο του διηλεκτρικού το μεταξύ τους μονωτικό υλικό. Το βιβλίο σημειώνει ρητά ότι η χωρητικότητα εξαρτάται από το μήκος και τη διάμετρο των αγωγών, καθώς και από τον τύπο του μονωτικού υλικού που τους χωρίζει· το τελευταίο είναι και το στοιχείο που ξεχωρίζει τη χωρητική από τις άλλες δύο αντιστάσεις. Επιπλέον, η χωρητική αντίσταση μειώνεται όταν αυξάνεται η συχνότητα, επειδή όμως εμφανίζεται παράλληλα στη γραμμή, στις υψηλότερες συχνότητες δημιουργεί μεγαλύτερες αποσβέσεις.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 27 — Από τι εξαρτάται η επαγωγική αντίσταση

Ερώτηση: 27. Από τι εξαρτάται η επαγωγική αντίσταση των αγωγών; α. Μήκος και διάμετρος αγωγού β. Συχνότητα σήματος γ. Διηλεκτρικό μεταξύ των αγωγών

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: β. Συχνότητα σήματος.

Η τεκμηρίωση (σελ. 83): η επαγωγική αντίσταση (RL) εκφράζει, ουσιαστικά, την ιδιότητα του αγωγού να αντιδρά σε κάθε μεταβολή του μαγνητικού πεδίου γύρω από τον αγωγό. Είναι ανάλογη του μήκους της γραμμής, αλλά και της συχνότητας του σήματος που εισάγεται στη γραμμή.
```
RL ∝ μήκος γραμμής
RL ∝ συχνότητα σήματος     ← το διακριτικό της χαρακτηριστικό
```
Η κρίσιμη συνέπεια (σελ. 83): το γεγονός, ότι η επαγωγική αντίσταση αυξάνεται με τη συχνότητα, έχει ως αποτέλεσμα σε υψηλές συχνότητες να παρατηρείται μεγάλη εξασθένηση, με συνέπεια η μετάδοση των δεδομένων στα δισύρματα καλώδια να γίνεται προβληματική στις υψηλές ταχύτητες.
```
συχνότητα ↑ → RL ↑ → εξασθένηση ↑ → η υψηλή ταχύτητα γίνεται προβληματική
```
Αυτό εξηγεί και τη διαπίστωση της σελ. 93: στο χάλκινο καλώδιο… οι υψηλές συχνότητες παρουσιάζουν μεγαλύτερη ευαισθησία και εξασθενίζουν πολύ πιο γρήγορα από ό,τι οι χαμηλές συχνότητες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μειώνεται το μέγιστο μήκος του μέσου μετάδοσης.

Ο τριπλός πίνακας των ερωτήσεων 25-27 | # | Αντίσταση | Απάντηση | |---|---|---| | 25 | ωμική (R) | α. Μήκος και διάμετρος αγωγού | | 26 | χωρητική (Rc) | γ. Διηλεκτρικό μεταξύ των αγωγών | | 27 | επαγωγική (RL) | β. Συχνότητα σήματος |

Η αντίθετη συμπεριφορά των δύο (σελ. 83-84)
```
συχνότητα ↑  →  RL ↑   (σε σειρά με τη γραμμή)
συχνότητα ↑  →  Rc ↓   (παράλληλα στη γραμμή)
και στις δύο περιπτώσεις: μεγαλύτερη εξασθένηση στις υψηλές συχνότητες
```
Η σύνθεση (σελ. 84): Ζ² = R² + (Rl – Rc)² — η μικρότερη τιμή της Ζ εμφανίζεται, όταν η επαγωγική και χωρητική αντίσταση είναι ίσες.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή είναι η επιλογή β, δηλαδή η συχνότητα του σήματος. Η επαγωγική αντίσταση εκφράζει ουσιαστικά την ιδιότητα του αγωγού να αντιδρά σε κάθε μεταβολή του μαγνητικού πεδίου γύρω από αυτόν και είναι ανάλογη τόσο του μήκους της γραμμής όσο και της συχνότητας του σήματος που εισάγεται σε αυτήν. Το γεγονός ότι η επαγωγική αντίσταση αυξάνεται με τη συχνότητα έχει ως αποτέλεσμα σε υψηλές συχνότητες να παρατηρείται μεγάλη εξασθένηση, με συνέπεια η μετάδοση των δεδομένων στα δισύρματα καλώδια να γίνεται προβληματική στις υψηλές ταχύτητες. Αντίθετα, η χωρητική αντίσταση μειώνεται με τη συχνότητα, επειδή όμως εμφανίζεται παράλληλα στη γραμμή οδηγεί και αυτή σε μεγαλύτερες αποσβέσεις στις υψηλές συχνότητες. Ο συνδυασμός ωμικής, επαγωγικής και χωρητικής αντίστασης δίνει τη σύνθετη αντίσταση της γραμμής, της οποίας η μικρότερη τιμή εμφανίζεται όταν η επαγωγική και η χωρητική είναι ίσες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 28 — Ποιες αντιστάσεις πρέπει να είναι ίσες στην προσαρμογή

Ερώτηση: 28. Ποιες από τις παρακάτω αντιστάσεις πρέπει να είναι ίσες, για να έχουμε προσαρμογή στην γραμμή; α. Αντίσταση γραμμής β. Τερματική αντίσταση γραμμής γ. Εσωτερική αντίσταση γεννήτριας τροφοδοσίας

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: και οι τρεις — α. Αντίσταση γραμμής, β. Τερματική αντίσταση γραμμής και γ. Εσωτερική αντίσταση γεννήτριας τροφοδοσίας.

Η τεκμηρίωση (Επισήμανση, σελ. 85): όταν η γραμμή κλείνει σε σύνθετη αντίσταση ίση με τη σύνθετη αντίσταση της γραμμής και η εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας, που τροφοδοτεί τη γραμμή, έχει την ίδια τιμή, λέμε, ότι έχουμε προσαρμογή στη γραμμή.
```
Ζ(γεννήτριας) = Ζ(γραμμής) = Ζ(τερματισμού)
     ↑             ↑              ↑
     γ             α              β
```
Τα δύο σκέλη της συνθήκης | Σκέλος | Διατύπωση του βιβλίου | |---|---| | 1 | η γραμμή κλείνει σε σύνθετη αντίσταση ίση με τη σύνθετη αντίσταση της γραμμής (α = β) | | 2 | η εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας, που τροφοδοτεί τη γραμμή, έχει την ίδια τιμή (γ = α) |

Το αποτέλεσμα (σελ. 85): στην περίπτωση αυτή, μεταφέρεται η μέγιστη δυνατή ισχύς από τη γεννήτρια στην είσοδο της γραμμής και από τη γραμμή στο φορτίο.

Γιατί χρειάζονται και τα δύο σκέλη (σελ. 85): αν λείπει το δεύτερο, εμφανίζεται αλυσιδωτή ανάκλαση — όταν το κύμα, που ανακλάστηκε στο τέρμα της γραμμής, φθάσει στην είσοδο, συναντά τη σύνθετη αντίσταση του πομπού. Εάν αυτή δεν είναι ίση με τη σύνθετη αντίσταση της γραμμής, δημιουργείται πάλι ένα νέο ανακλώμενο κύμα και το φαινόμενο επαναλαμβάνεται.

Το θεώρημα που το στηρίζει (σελ. 84): για να έχουμε τη μέγιστη μεταφορά ισχύος, πρέπει η σύνθετη αντίσταση της εξόδου του πομπού να είναι ίση με τη σύνθετη αντίσταση της εισόδου του δέκτη. Κατά αναλογία, στην περίπτωση γραμμής μεταφοράς, για να έχουμε τη μέγιστη μεταφορά ισχύος στον δέκτη, θα πρέπει η σύνθετη αντίσταση της γραμμής να είναι ίση με τη σύνθετη αντίσταση του δέκτη.

Η αριθμητική απόδειξη (σελ. 84-85) με Ε = 3 V, Ri = 300 Ω | R (τερματική) | Τάση | Ισχύς | |---|---|---| | 300 Ω | 1,5 V | 7,5 mW ← μέγιστη | | 150 Ω | 1 V | 6,6 mW | | 600 Ω | 2 V | 6,6 mW | Το συμπέρασμα (σελ. 85): είτε αυξήσουμε είτε μειώσουμε τη τερματική αντίσταση του δέκτη μιας γραμμής, η ισχύς στο δέκτη είναι μικρότερη από τη τιμή που έχει, όταν η αντίσταση της γραμμής και η τερματική αντίσταση του δέκτη είναι ίσες.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστές είναι και οι τρεις επιλογές, δηλαδή πρέπει να είναι ίσες η αντίσταση της γραμμής, η τερματική αντίσταση της γραμμής και η εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας τροφοδοσίας. Το βιβλίο ορίζει ότι έχουμε προσαρμογή στη γραμμή όταν η γραμμή κλείνει σε σύνθετη αντίσταση ίση με τη σύνθετη αντίσταση της γραμμής και ταυτόχρονα η εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας που την τροφοδοτεί έχει την ίδια τιμή. Στην περίπτωση αυτή μεταφέρεται η μέγιστη δυνατή ισχύς τόσο από τη γεννήτρια στην είσοδο της γραμμής όσο και από τη γραμμή στο φορτίο. Χρειάζονται και τα δύο σκέλη, γιατί αν η αντίσταση του πομπού δεν είναι ίση με εκείνη της γραμμής, το κύμα που ανακλάται στο τέρμα και επιστρέφει στην είσοδο δημιουργεί νέο ανακλώμενο κύμα και το φαινόμενο επαναλαμβάνεται. Το βιβλίο το αποδεικνύει και αριθμητικά, δείχνοντας ότι η ισχύς στον δέκτη είναι μέγιστη ακριβώς όταν η τερματική αντίσταση ισούται με την αντίσταση της γραμμής.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 29 — Πού επιτυγχάνεται μέγιστη μεταφορά ισχύος

Ερώτηση: 29. Κατά την προσαρμογή στη γραμμή επιτυγχάνονται μέγιστη μεταφορά ισχύος από τη: α. Γεννήτρια στην είσοδο της γραμμής β. Τη γραμμή στο φορτίο γ. Από το φορτίο στη γραμμή

Απάντηση:

Σωστές απαντήσεις: α. Γεννήτρια στην είσοδο της γραμμής και β. Τη γραμμή στο φορτίο.

Η τεκμηρίωση (Επισήμανση, σελ. 85): στην περίπτωση αυτή, μεταφέρεται η μέγιστη δυνατή ισχύς από τη γεννήτρια στην είσοδο της γραμμής και από τη γραμμή στο φορτίο.
```
[γεννήτρια] ──①──► [γραμμή] ──②──► [φορτίο/δέκτης]
     α: μέγιστη μεταφορά      β: μέγιστη μεταφορά
```
Δύο μεταφορές, δύο συνθήκες — και οι δύο εξασφαλίζονται από την ίδια ισότητα των τριών αντιστάσεων (ερώτηση 28).

Γιατί όχι η γ (από το φορτίο στη γραμμή): αυτή είναι η ανάστροφη ροή, δηλαδή ακριβώς το ανακλώμενο κύμα που η προσαρμογή εξαλείφει — στην περίπτωση που δεν έχουμε προσαρμογή αντιστάσεων, η ενέργεια, που φθάνει στο τέρμα της γραμμής, δεν απορροφάται όλη από το δέκτη. Έτσι, τμήμα της ενέργειας ανακλάται στο τέρμα της γραμμής, με αποτέλεσμα να δημιουργείται ανακλώμενο κύμα (σελ. 85).
```
ΧΩΡΙΣ προσαρμογή:  φορτίο ──► γραμμή   (ανάκλαση = απώλεια)
ΜΕ    προσαρμογή:  ουδεμία επιστροφή  ✔
```
Η θεωρητική βάση (σελ. 84): στα συστήματα μετάδοσης, τόσο η έξοδος του πομπού όσο και η είσοδος του δέκτη χαρακτηρίζονται από μια σύνθετη αντίσταση. Για να έχουμε τη μέγιστη μεταφορά ισχύος, πρέπει η σύνθετη αντίσταση της εξόδου του πομπού να είναι ίση με τη σύνθετη αντίσταση της εισόδου του δέκτη.

Η αριθμητική επιβεβαίωση (σελ. 84-85): με Ε = 3 V και Ri = 300 Ω, η ισχύς στον δέκτη είναι 7,5 mW όταν R = 300 Ω και πέφτει στα 6,6 mW και για R = 150 Ω και για R = 600 Ω.

Το συμπέρασμα (σελ. 85): η προσαρμογή είναι η κατάσταση, που επιδιώκεται πάντα σε μια γραμμή.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστές είναι οι επιλογές α και β, δηλαδή κατά την προσαρμογή επιτυγχάνεται μέγιστη μεταφορά ισχύος τόσο από τη γεννήτρια στην είσοδο της γραμμής όσο και από τη γραμμή στο φορτίο. Πρόκειται για δύο διαδοχικές μεταφορές που εξασφαλίζονται και οι δύο από την ίδια συνθήκη, δηλαδή από την ισότητα της εσωτερικής αντίστασης της γεννήτριας, της αντίστασης της γραμμής και της τερματικής αντίστασης. Η επιλογή γ, δηλαδή η μεταφορά από το φορτίο στη γραμμή, δεν ισχύει, γιατί περιγράφει ακριβώς την ανάστροφη ροή, δηλαδή το ανακλώμενο κύμα που εμφανίζεται όταν δεν υπάρχει προσαρμογή και η ενέργεια που φθάνει στο τέρμα δεν απορροφάται όλη από τον δέκτη. Η προσαρμογή είναι ακριβώς η κατάσταση που εξαλείφει αυτή την επιστροφή και γι' αυτό επιδιώκεται πάντα σε μια γραμμή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 30 — Η ενέργεια στο τέρμα της γραμμής κατά την προσαρμογή

Ερώτηση: 30. Στην προσαρμογή η ενέργεια, που φθάνει στο τέρμα της γραμμής: α. Απορροφάται όλη από το δέκτη β. Τμήμα της ανακλάται και επιστρέφει στην είσοδο της γραμμής

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: α. Απορροφάται όλη από το δέκτη.

Η τεκμηρίωση εξ αντιδιαστολής (σελ. 85): στην περίπτωση που δεν έχουμε προσαρμογή αντιστάσεων, η ενέργεια, που φθάνει στο τέρμα της γραμμής, δεν απορροφάται όλη από το δέκτη. Έτσι, τμήμα της ενέργειας ανακλάται στο τέρμα της γραμμής, με αποτέλεσμα να δημιουργείται ανακλώμενο κύμα.

Άρα στην προσαρμογή ισχύει το αντίθετο: η ενέργεια απορροφάται όλη και δεν υπάρχει ανακλώμενο κύμα.
```
ΜΕ προσαρμογή:      ═══════════════►│ δέκτης   (όλη η ενέργεια)
ΧΩΡΙΣ προσαρμογή:   ═══════════════►│ δέκτης
                    ◄──ανάκλαση─────┘        (μέρος επιστρέφει)
```
Προσοχή: η επιλογή β περιγράφει ακριβώς την περίπτωση έλλειψης προσαρμογής — είναι η παγίδα της ερώτησης.

Η αλυσιδωτή συνέπεια χωρίς προσαρμογή (σελ. 85): όταν το κύμα, που ανακλάστηκε στο τέρμα της γραμμής, φθάσει στην είσοδο, συναντά τη σύνθετη αντίσταση του πομπού. Εάν αυτή δεν είναι ίση με τη σύνθετη αντίσταση της γραμμής, δημιουργείται πάλι ένα νέο ανακλώμενο κύμα και το φαινόμενο επαναλαμβάνεται.

Η σύνδεση με την ηχώ (σελ. 91): αυτό ακριβώς το φαινόμενο δημιουργεί ηχώ — συνήθως δημιουργείται, όταν έχουμε αλλαγές στη σύνθετη αντίσταση μιας γραμμής, όπως στις περιπτώσεις κακής προσαρμογής μεταξύ γραμμών.

Το ενεργειακό συμπέρασμα (σελ. 85): επομένως, για να έχουμε τη μέγιστη μεταφορά ισχύος, θα πρέπει η σύνθετη αντίσταση της γραμμής να είναι ίση με τη σύνθετη αντίσταση τερματισμού (δέκτη). | Κατάσταση | Ενέργεια στον δέκτη | Ανακλώμενο κύμα | |---|---|---| | προσαρμογή | όλη | κανένα | | έλλειψη προσαρμογής | μέρος | υπάρχει και επαναλαμβάνεται |

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή είναι η επιλογή α, δηλαδή στην προσαρμογή η ενέργεια που φθάνει στο τέρμα της γραμμής απορροφάται όλη από τον δέκτη. Το βιβλίο το διατυπώνει εξ αντιδιαστολής, αναφέροντας ότι στην περίπτωση που δεν έχουμε προσαρμογή αντιστάσεων η ενέργεια που φθάνει στο τέρμα της γραμμής δεν απορροφάται όλη από τον δέκτη, οπότε τμήμα της ανακλάται και δημιουργείται ανακλώμενο κύμα. Η επιλογή β περιγράφει επομένως ακριβώς την περίπτωση της έλλειψης προσαρμογής και όχι της προσαρμογής. Σημειώνεται ότι όταν το ανακλώμενο κύμα φθάσει στην είσοδο της γραμμής και συναντήσει σύνθετη αντίσταση πομπού διαφορετική από εκείνη της γραμμής, δημιουργείται νέο ανακλώμενο κύμα και το φαινόμενο επαναλαμβάνεται· αυτό είναι και η βασική αιτία της ηχούς.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 31 — Σε τι συντελούν οι παραμορφώσεις

Ερώτηση: 31. Οι παραμορφώσεις του μεταδιδόμενου σήματος συντελούν στην: α. Αύξηση της αξιοπιστίας του μέσου μετάδοσης β. Εξασθένηση του σήματος γ. Αλλοίωση της πληροφορίας και εισαγωγή σφαλμάτων δ. Ενίσχυση του σήματος

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ. Αλλοίωση της πληροφορίας και εισαγωγή σφαλμάτων.

Η τεκμηρίωση (σελ. 85): παραμορφώσεις συμβαίνουν σε όλα τα μέσα μετάδοσης. Στα αναλογικά σήματα μεταφράζονται σε τυχαίες εξασθενήσεις, που μειώνουν την ποιότητα του σήματος, ενώ στα ψηφιακά σε λανθασμένα bits (bit errors), τα οποία μπορούν να ανιχνευθούν ή και να διορθωθούν.
```
παραμορφώσεις ─┬─► αναλογικά: μείωση ποιότητας
               └─► ψηφιακά:   λανθασμένα bits (bit errors)
                    = αλλοίωση πληροφορίας + σφάλματα
```
Γιατί όχι οι άλλες | Επιλογή | Γιατί είναι λάθος | |---|---| | α. αύξηση της αξιοπιστίας | ισχύει το αντίθετο — όσο περισσότερα είναι τα σφάλματα αυτά, τόσο χειρότερο είναι το σύστημα επικοινωνίας (σελ. 66) | | β. εξασθένηση του σήματος | η εξασθένηση είναι αιτία και όχι αποτέλεσμα των παραμορφώσεων — η εξασθένηση οφείλεται σε απώλεια μέρους της ισχύος του σήματος πάνω στη γραμμή υπό μορφή θερμότητας (σελ. 83) και είναι ξεχωριστός παράγοντας υποβάθμισης | | δ. ενίσχυση του σήματος | καμία διαδικασία παραμόρφωσης δεν ενισχύει το σήμα· η ενίσχυση απαιτεί ενεργά στοιχεία — αναμεταδότες ή άλλα ενεργά στοιχεία που ενισχύουν το σήμα (σελ. 92) |

Τα δύο είδη παραμόρφωσης και το κοινό τους αποτέλεσμα (σελ. 86-87) | Παραμόρφωση | Μηχανισμός | Αποτέλεσμα | |---|---|---| | πλάτους | κάθε ξεχωριστή συχνότητα του σήματος υφίσταται διαφορετική εξασθένηση από τις άλλες | το σήμα λαμβάνεται στο δέκτη παραμορφωμένο | | φάσης | κάθε συχνότητα χρειάζεται διαφορετικό χρόνο, για να φθάσει από την είσοδο της γραμμής στο τέρμα | παρατηρείται παραμόρφωση του σήματος στην έξοδο | Το τελικό αποτέλεσμα στους παλμούς (σελ. 87): καθώς αυτοί οι παλμοί περνούν από το σύστημα μετάδοσης, υφίστανται παραμορφώσεις πλάτους και φάσης, με αποτέλεσμα στην έξοδο του συστήματος μετάδοσης να παίρνουμε ένα παραμορφωμένο παλμό μη ορθογωνικό και με μεγαλύτερη διάρκεια από τον αρχικό.

Η σύνδεση με τα σφάλματα bit (σελ. 66): ειδικά, στη μετάδοση ψηφιακών σημάτων μπορεί να συμβούν σφάλματα bit (bit errors), έτσι που το 1 να λαμβάνεται σαν 0 και το 0 σαν 1.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή είναι η επιλογή γ, δηλαδή οι παραμορφώσεις συντελούν στην αλλοίωση της πληροφορίας και στην εισαγωγή σφαλμάτων. Το βιβλίο αναφέρει ότι παραμορφώσεις συμβαίνουν σε όλα τα μέσα μετάδοσης και ότι στα αναλογικά σήματα μεταφράζονται σε τυχαίες εξασθενήσεις που μειώνουν την ποιότητα του σήματος, ενώ στα ψηφιακά σε λανθασμένα bits, τα οποία μπορούν να ανιχνευθούν ή και να διορθωθούν. Η επιλογή α είναι προφανώς λανθασμένη, αφού όσο περισσότερα είναι τα σφάλματα τόσο χειρότερο είναι το σύστημα επικοινωνίας. Η επιλογή β αναφέρεται στην εξασθένηση, η οποία είναι ξεχωριστός παράγοντας υποβάθμισης και μάλιστα αιτία και όχι αποτέλεσμα της παραμόρφωσης πλάτους. Και η επιλογή δ είναι λανθασμένη, αφού καμία παραμόρφωση δεν ενισχύει το σήμα· η ενίσχυση απαιτεί αναμεταδότες ή άλλα ενεργά στοιχεία.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 32 — Τι υφίστανται οι συχνότητες ενός σήματος

Ερώτηση: 32. Κατά τη μετάδοση ενός σήματος όλες οι συχνότητες του σήματος υφίστανται: α. Την ίδια καθυστέρηση β. Διαφορετική καθυστέρηση γ. Την ίδια εξασθένηση δ. Διαφορετική εξασθένηση

Απάντηση:

Σωστές απαντήσεις: β. Διαφορετική καθυστέρηση και δ. Διαφορετική εξασθένηση.

Για την εξασθένηση (σελ. 86): τα σήματα μετάδοσης, που εισάγουμε στο μέσο μετάδοσης, αποτελούνται από πολλές συχνότητες. Κατά τη μετάδοση του σήματος στο φυσικό μέσο παρατηρούμε, ότι κάθε ξεχωριστή συχνότητα του σήματος υφίσταται διαφορετική εξασθένηση από τις άλλες. → αυτό γεννά την παραμόρφωση πλάτους (amplitude distortion).

Για την καθυστέρηση (σελ. 86): για τη μεταφορά του σήματος από τη μία άκρη του τηλεπικοινωνιακού μέσου στην άλλη απαιτείται κάποιος χρόνος μετάδοσης. Η μεταβίβαση του σήματος δεν γίνεται ακαριαία. Στην περίπτωση, που η καθυστέρηση αυτή είναι διαφορετική για τις διάφορες συχνότητες του σήματος, παρατηρείται παραμόρφωση του σήματος στην έξοδο του τηλεπικοινωνιακού μέσου, που οφείλεται στο γεγονός, ότι κάθε συχνότητα χρειάζεται διαφορετικό χρόνο, για να φθάσει από την είσοδο της γραμμής στο τέρμα (άλλες συχνότητες φθάνουν νωρίτερα και άλλες αργότερα). → αυτό γεννά την παραμόρφωση φάσης (group delay).
```
σήμα = πολλές συχνότητες
   ├── διαφορετική ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ  → παραμόρφωση πλάτους
   └── διαφορετική ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΗ → παραμόρφωση φάσης
```
Οι επιλογές α και γ (ίδια καθυστέρηση / ίδια εξασθένηση) περιγράφουν το ιδανικό μέσο, που δεν υπάρχει: εξαιτίας φυσικών περιορισμών, το κανάλι επικοινωνίας δεν έχει την ίδια συμπεριφορά σε όλες τις συχνότητες (σελ. 65).

Τα διαγράμματα του βιβλίου (σελ. 86) | Σχήμα | Τι δείχνει | |---|---| | 3-9 Εξασθένηση σε σχέση με τη συχνότητα | μία τυπική καμπύλη εξασθένησης τηλεφωνικής γραμμής (σε dB ανά χιλιόμετρο)· στις τηλεφωνικές γραμμές η μεγαλύτερη εξασθένηση, παρουσιάζεται, συνήθως στις δύο ακραίες περιοχές συχνοτήτων | | 3-10 Συμπεριφορά γραμμής στην καθυστέρηση | σα βάση μέτρησης χρησιμοποιείται, συνήθως, ο χρόνος άφιξης της συχνότητας των 1800 Hz. Στον κατακόρυφο άξονα εκφράζεται η διαφορά του χρόνου άφιξης των διαφόρων συχνοτήτων σε μsec |

Η θεωρητική βάση (σελ. 55): αποδεικνύεται, ότι στην πραγματικότητα κάθε σήμα, προκύπτει από τη σύνθεση ημιτονικών σημάτων διάφορων συχνοτήτων — γι' αυτό η διαφορετική μεταχείριση κάθε συχνότητας παραμορφώνει το συνολικό σήμα. Η συνέπεια για το εύρος ζώνης (σελ. 86): η παραμόρφωση, η οποία παρουσιάζεται στις διάφορες συχνότητες, είναι αυτή, που καθορίζει και το εύρος ζώνης του μέσου.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστές είναι οι επιλογές β και δ, δηλαδή οι συχνότητες ενός σήματος υφίστανται τόσο διαφορετική καθυστέρηση όσο και διαφορετική εξασθένηση. Ως προς την εξασθένηση, το βιβλίο αναφέρει ότι κατά τη μετάδοση του σήματος στο φυσικό μέσο κάθε ξεχωριστή συχνότητα υφίσταται διαφορετική εξασθένηση από τις άλλες, γεγονός που γεννά την παραμόρφωση πλάτους. Ως προς την καθυστέρηση, αναφέρει ότι κάθε συχνότητα χρειάζεται διαφορετικό χρόνο για να φθάσει από την είσοδο της γραμμής στο τέρμα, οπότε άλλες φθάνουν νωρίτερα και άλλες αργότερα, γεγονός που γεννά την παραμόρφωση φάσης. Οι επιλογές α και γ περιγράφουν το ιδανικό μέσο, το οποίο δεν υπάρχει, αφού εξαιτίας φυσικών περιορισμών το κανάλι επικοινωνίας δεν έχει την ίδια συμπεριφορά σε όλες τις συχνότητες. Ακριβώς αυτή η παραμόρφωση στις διάφορες συχνότητες είναι που καθορίζει και το εύρος ζώνης του μέσου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 33 — Αντιστοίχιση ειδών θορύβου με τις αιτίες τους

Ερώτηση: 33. Αντιστοιχίστε τα παρακάτω: Θερμικός θόρυβος Θόρυβος ενδοδιαμόρφωσης Θόρυβος συνακρόασης Κρουστικός θόρυβος Ενδογενής θόρυβος Ατελή συμπεριφορά διατάξεων μετάδοσης Θερμική κίνηση ηλεκτρονίων Σήματα διαφορετικών συχνοτήτων, που μεταφέρονται στο ίδιο κανάλι Σύζευξη μεταξύ σημάτων, που ακολουθούν διαφορετικούς διαύλους Μη προβλέψιμος, ασυνεχής θόρυβος με μικρή διάρκεια και μεγάλες τιμές

Απάντηση:

Η σωστή αντιστοίχιση | Είδος θορύβου | Αιτία | |---|---| | Θερμικός θόρυβος | Θερμική κίνηση ηλεκτρονίων | | Θόρυβος ενδοδιαμόρφωσης | Σήματα διαφορετικών συχνοτήτων, που μεταφέρονται στο ίδιο κανάλι | | Θόρυβος συνακρόασης | Σύζευξη μεταξύ σημάτων, που ακολουθούν διαφορετικούς διαύλους | | Κρουστικός θόρυβος | Μη προβλέψιμος, ασυνεχής θόρυβος με μικρή διάρκεια και μεγάλες τιμές | | Ενδογενής θόρυβος | Ατελή συμπεριφορά διατάξεων μετάδοσης |

Η τεκμηρίωση κάθε ζεύγους (σελ. 87-88) | Ζεύγος | Χωρίο του βιβλίου | |---|---| | θερμικός → θερμική κίνηση ηλεκτρονίων | θερμικός θόρυβος, οφείλεται στη θερμική κίνηση των ηλεκτρονίων. Είναι συνάρτηση της θερμοκρασίας και υπάρχει σε όλες τις συσκευές και μέσα μετάδοσης. Αναφέρεται επίσης και ως λευκός θόρυβος, γιατί είναι ομοιόμορφα κατανεμημένος στο φάσμα συχνοτήτων | | ενδοδιαμόρφωσης → σήματα διαφορετικών συχνοτήτων στο ίδιο κανάλι | θόρυβος ενδοδιαμόρφωσης είναι ο θόρυβος, που παράγεται, όταν σήματα διαφορετικών συχνοτήτων μοιράζονται το ίδιο φυσικό μέσο μετάδοσης | | συνακρόασης → σύζευξη σε διαφορετικούς διαύλους | θόρυβος συνακρόασης, οφείλεται σε μη επιθυμητή σύζευξη μεταξύ σημάτων, που ακολουθούν διαφορετικούς διαύλους (διαφωνία) | | κρουστικός → ασυνεχής, μικρή διάρκεια, μεγάλες τιμές | κρουστικός θόρυβος είναι ο ασυνεχής, μη προβλέψιμος θόρυβος, που τυπικά χαρακτηρίζεται από μικρή διάρκεια και υψηλές τιμές. Πηγές κρουστικού θορύβου είναι οι αστραπές και οι ηλεκτρικές μηχανές (βιομηχανικά παράσιτα) | | ενδογενής → ατελή συμπεριφορά διατάξεων | ενδογενής θόρυβος, που προέρχεται από ατελή συμπεριφορά των διατάξεων μετάδοσης |

Το μνημονικό
```
θερμικός        → ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ (πάντα παρών, «λευκός»)
ενδοδιαμόρφωσης → ΠΟΛΛΑ σήματα, ΕΝΑ κανάλι
συνακρόασης     → ΕΝΑ σήμα, ΑΛΛΟ κανάλι  (= διαφωνία)
κρουστικός      → ΑΣΤΡΑΠΗ (σύντομος, μεγάλος)
ενδογενής       → η ΙΔΙΑ η διάταξη φταίει
```
Η προσοχή που χρειάζεται: οι δύο μεσαίοι μοιάζουν αλλά διαφέρουν ριζικά — στον ενδοδιαμόρφωσης τα σήματα είναι στο ίδιο κανάλι, ενώ στον συνακρόασης σε διαφορετικούς διαύλους.

Ο πέμπτος που δεν είναι στην αρχική λίστα των «σπουδαιότερων» (σελ. 88): θόρυβος κβαντοποίησης, που προέρχεται από τη μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό και το αντίστροφο. Και η σύνδεση με την ηχώ (σελ. 82): η ηχώ μπορεί να θεωρηθεί είδος ενδογενούς θορύβου, που οφείλεται σε ατελή συμπεριφορά των διατάξεων μετάδοσης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σωστή αντιστοίχιση είναι η εξής. Ο θερμικός θόρυβος αντιστοιχεί στη θερμική κίνηση των ηλεκτρονίων· είναι συνάρτηση της θερμοκρασίας, υπάρχει σε όλες τις συσκευές και τα μέσα μετάδοσης και αναφέρεται και ως λευκός θόρυβος επειδή είναι ομοιόμορφα κατανεμημένος στο φάσμα. Ο θόρυβος ενδοδιαμόρφωσης αντιστοιχεί στα σήματα διαφορετικών συχνοτήτων που μεταφέρονται στο ίδιο κανάλι, δηλαδή που μοιράζονται το ίδιο φυσικό μέσο μετάδοσης. Ο θόρυβος συνακρόασης αντιστοιχεί στη σύζευξη μεταξύ σημάτων που ακολουθούν διαφορετικούς διαύλους, δηλαδή στη διαφωνία. Ο κρουστικός θόρυβος αντιστοιχεί στον μη προβλέψιμο, ασυνεχή θόρυβο με μικρή διάρκεια και μεγάλες τιμές, με πηγές τις αστραπές και τις ηλεκτρικές μηχανές. Και ο ενδογενής θόρυβος αντιστοιχεί στην ατελή συμπεριφορά των διατάξεων μετάδοσης. Προσοχή χρειάζεται στη διάκριση των δύο μεσαίων: στον θόρυβο ενδοδιαμόρφωσης τα σήματα βρίσκονται στο ίδιο κανάλι, ενώ στον θόρυβο συνακρόασης σε διαφορετικούς διαύλους.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 34 — Αντιστοίχιση φαινομένων με τις ονομασίες τους

Ερώτηση: 34. Αντιστοιχίστε τα παρακάτω: Ανεπιθύμητη μεταφορά ενέργειας από ένα κανάλι σε ένα άλλο Επιστροφή τμήματος του σήματος στο δημιουργό του Διαφορετική εξασθένηση συχνοτήτων Διαφορετική καθυστέρηση συχνοτήτων Παραμόρφωση πλάτους Ηχώ Παραμόρφωση φάσης Διαφωνία

Απάντηση:

Η σωστή αντιστοίχιση | Περιγραφή | Ονομασία | |---|---| | Ανεπιθύμητη μεταφορά ενέργειας από ένα κανάλι σε ένα άλλο | Διαφωνία | | Επιστροφή τμήματος του σήματος στο δημιουργό του | Ηχώ | | Διαφορετική εξασθένηση συχνοτήτων | Παραμόρφωση πλάτους | | Διαφορετική καθυστέρηση συχνοτήτων | Παραμόρφωση φάσης |

Η τεκμηρίωση κάθε ζεύγους | Ζεύγος | Χωρίο του βιβλίου | |---|---| | μεταφορά ενέργειας σε άλλο κανάλι → διαφωνία | η διαφωνία αποτελεί ιδιαίτερο είδος θορύβου. Είναι η ανεπιθύμητη μεταβίβαση ενέργειας από ένα κανάλι σε άλλο, λόγω ηλεκτρικών, μαγνητικών ή γαλβανικών συζεύξεων μεταξύ των καναλιών (σελ. 88) | | επιστροφή στον δημιουργό → ηχώ | ηχώ είναι η επιστροφή τμήματος του σήματος στη πηγή δημιουργίας του (σελ. 90) | | διαφορετική εξασθένηση → παραμόρφωση πλάτους | σε γραμμές, που παρουσιάζουν ανομοιόμορφη απόσβεση στις διάφορες συχνότητες, το σήμα λαμβάνεται στο δέκτη παραμορφωμένο. Η παραμόρφωση αυτή ονομάζεται παραμόρφωση πλάτους (amplitude distortion) (σελ. 86) | | διαφορετική καθυστέρηση → παραμόρφωση φάσης | κάθε συχνότητα χρειάζεται διαφορετικό χρόνο, για να φθάσει από την είσοδο της γραμμής στο τέρμα… η παραμόρφωση αυτή ονομάζεται παραμόρφωση φάσης (group delay) (σελ. 86) |

Το σχηματικό μνημονικό
```
ΔΙΑΦΩΝΙΑ            κανάλι Α ══► κανάλι Β        (ΑΛΛΟΥ)
ΗΧΩ                 πομπός  ══►══╗
                            ◄════╝               (ΠΙΣΩ)
ΠΑΡΑΜ. ΠΛΑΤΟΥΣ      f₁ ──── f₂ ─ f₃ ──── (άνισα ΥΨΗ)
ΠΑΡΑΜ. ΦΑΣΗΣ        f₁ ──► f₂ ──►  f₃ ──► (άνισοι ΧΡΟΝΟΙ)
```
Η ομαδοποίηση σε δύο ζεύγη | Ζεύγος | Κοινό στοιχείο | |---|---| | διαφωνία + ηχώ | ανεπιθύμητη μετακίνηση ενέργειας — και τα δύο είναι είδη θορύβου: η διαφωνία αποτελεί ιδιαίτερο είδος θορύβου, η ηχώ είδος ενδογενούς θορύβου (σελ. 82) | | παραμόρφωση πλάτους + φάσης | ανομοιόμορφη συμπεριφορά του μέσου ανά συχνότητα — και τα δύο πηγάζουν από το ότι κάθε σήμα προκύπτει από τη σύνθεση ημιτονικών σημάτων διάφορων συχνοτήτων (σελ. 55) |

Οι αιτίες τους | Φαινόμενο | Αιτία | |---|---| | διαφωνία | ηλεκτρικών, μαγνητικών ή γαλβανικών συζεύξεων μεταξύ των καναλιών (σελ. 88) | | ηχώ | αλλαγές στη σύνθετη αντίσταση μιας γραμμής, όπως στις περιπτώσεις κακής προσαρμογής μεταξύ γραμμών (σελ. 91) | | παραμόρφωση πλάτους | ανομοιόμορφη απόσβεση στις διάφορες συχνότητες | | παραμόρφωση φάσης | η καθυστέρηση… είναι διαφορετική για τις διάφορες συχνότητες |

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σωστή αντιστοίχιση είναι η εξής. Η ανεπιθύμητη μεταφορά ενέργειας από ένα κανάλι σε ένα άλλο αντιστοιχεί στη διαφωνία, η οποία οφείλεται σε ηλεκτρικές, μαγνητικές ή γαλβανικές συζεύξεις μεταξύ των καναλιών. Η επιστροφή τμήματος του σήματος στον δημιουργό του αντιστοιχεί στην ηχώ, η οποία οφείλεται σε ανακλάσεις λόγω κακής προσαρμογής της σύνθετης αντίστασης. Η διαφορετική εξασθένηση των συχνοτήτων αντιστοιχεί στην παραμόρφωση πλάτους, αφού σε γραμμές με ανομοιόμορφη απόσβεση στις διάφορες συχνότητες το σήμα λαμβάνεται παραμορφωμένο. Και η διαφορετική καθυστέρηση των συχνοτήτων αντιστοιχεί στην παραμόρφωση φάσης, αφού κάθε συχνότητα χρειάζεται διαφορετικό χρόνο για να φθάσει από την είσοδο της γραμμής στο τέρμα. Παρατηρούμε ότι τα τέσσερα φαινόμενα σχηματίζουν δύο ζεύγη: η διαφωνία και η ηχώ αφορούν ανεπιθύμητη μετακίνηση ενέργειας και είναι είδη θορύβου, ενώ οι δύο παραμορφώσεις αφορούν την ανομοιόμορφη συμπεριφορά του μέσου ανά συχνότητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 35 — Πότε γίνεται περισσότερο αντιληπτή η ηχώ

Ερώτηση: 35. Η ηχώ γίνεται περισσότερο αντιληπτή όσο: α. Αυξάνει το μήκος της γραμμής β. Μειώνεται το μήκος της γραμμής γ. Είναι ανεξάρτητη από το μήκος της γραμμής

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: α. Αυξάνει το μήκος της γραμμής.

Η τεκμηρίωση (σελ. 91): η ηχώ γίνεται αντιληπτή, όταν μεσολαβεί ορισμένη χρονική καθυστέρηση μεταξύ του αρχικού και του ανακλώμενου σήματος. Για αυτό το λόγο, εξαρτάται από το μήκος της γραμμής και γίνεται τόσο περισσότερο ενοχλητική όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος της.
```
μήκος γραμμής ↑  →  χρόνος διαδρομής ↑  →  καθυστέρηση ηχούς ↑
                 →  η ηχώ ξεχωρίζει από το αρχικό σήμα  →  ενοχλεί
```
Ο φυσικός λόγος: αν η γραμμή είναι κοντή, η ανάκλαση επιστρέφει σχεδόν ταυτόχρονα με το αρχικό σήμα και συγχέεται μαζί του· όσο μεγαλώνει το μήκος, η επιστροφή καθυστερεί αρκετά ώστε να γίνει διακριτή ως ξεχωριστός ήχος.

Ο ορισμός (σελ. 90): ηχώ είναι η επιστροφή τμήματος του σήματος στη πηγή δημιουργίας του. Στην περίπτωση φωνητικής τηλεφωνίας, εκφράζεται σαν την επιστροφή φωνής στον ομιλούντα, λόγω ανακλάσεως σε ορισμένα σημεία της γραμμής.

Πώς δημιουργείται (σελ. 90): ο πομπός και ο δέκτης του συνδρομητή συνδέονται στη συνδρομητική γραμμή μέσω διακλάδωσης, η οποία επιτρέπει να περνούν σήματα και προς τις δύο κατευθύνσεις ταυτόχρονα. Ανάλογη διακλάδωση υπάρχει και προς την πλευρά του τηλεφωνικού κέντρου. Η ανάκλαση του μεταδιδόμενου σήματος, είτε στη διακλάδωση του συνδρομητή είτε στη διακλάδωση του τηλεφωνικού κέντρου, έχει ως αποτέλεσμα την επιστροφή τμήματος του σήματος πίσω στον εκπομπό.

Πότε εμφανίζεται (σελ. 91): συνήθως δημιουργείται, όταν έχουμε αλλαγές στη σύνθετη αντίσταση μιας γραμμής, όπως στις περιπτώσεις κακής προσαρμογής μεταξύ γραμμών. Περίπτωση κακής προσαρμογής, που δημιουργεί ηχώ, είναι η σύνδεση δύο γραμμών διαφορετικής σύνθετης αντίστασης, για παράδειγμα ενός ομοαξονικού και ενός συνεστραμμένου καλωδίου ή μίας δισύρματης με μία τετρασύρματη γραμμή.

Η κατάταξή της (σελ. 82): η ηχώ μπορεί να θεωρηθεί είδος ενδογενούς θορύβου, που οφείλεται σε ατελή συμπεριφορά των διατάξεων μετάδοσης. Η ρίζα του προβλήματος (σελ. 81-82): η έλλειψη προσαρμογής στη γραμμή μπορεί να αποτελέσει και την αιτία δημιουργίας φαινομένων ηχούς.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή είναι η επιλογή α, δηλαδή η ηχώ γίνεται περισσότερο αντιληπτή όσο αυξάνει το μήκος της γραμμής. Το βιβλίο αναφέρει ότι η ηχώ γίνεται αντιληπτή όταν μεσολαβεί ορισμένη χρονική καθυστέρηση μεταξύ του αρχικού και του ανακλώμενου σήματος και ότι, για τον λόγο αυτό, εξαρτάται από το μήκος της γραμμής και γίνεται τόσο περισσότερο ενοχλητική όσο μεγαλύτερο είναι αυτό. Ο φυσικός λόγος είναι ότι σε κοντή γραμμή η ανάκλαση επιστρέφει σχεδόν ταυτόχρονα με το αρχικό σήμα και συγχέεται μαζί του, ενώ σε μακριά γραμμή η επιστροφή καθυστερεί αρκετά ώστε να γίνει διακριτή ως ξεχωριστός ήχος. Η ηχώ δημιουργείται συνήθως όταν έχουμε αλλαγές στη σύνθετη αντίσταση της γραμμής, δηλαδή σε περιπτώσεις κακής προσαρμογής, όπως στη σύνδεση δύο γραμμών διαφορετικής σύνθετης αντίστασης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 36 — Ποια χαρακτηριστικά καθορίζουν την ταχύτητα μετάδοσης

Ερώτηση: 36. Ποια από τα παρακάτω χαρακτηριστικά καθορίζουν τη ταχύτητα μετάδοσης του μέσου: α. Εύρος ζώνης β. Ασφάλεια γ. Ευαισθησία στο θόρυβο δ. Μέγιστο μήκος του μέσου μετάδοσης ε. Ευκολία στη χρήση

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: α. Εύρος ζώνης — και, λόγω της αλληλεξάρτησης που ρητά επισημαίνει το βιβλίο, μαζί του γ. Ευαισθησία στο θόρυβο και δ. Μέγιστο μήκος του μέσου μετάδοσης.

Ο άμεσος καθοριστικός παράγοντας (σελ. 92): εύρος ζώνης συχνοτήτων: κάθε μέσο μετάδοσης επιτρέπει τη μετάδοση σε ορισμένη περιοχή συχνοτήτων, την περιοχή μετάδοσής του… Από την ζώνη συχνοτήτων, που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση, εξαρτάται και ο ρυθμός μετάδοσης (ταχύτητες) και, επομένως, ο όγκος της πληροφορίας, που μπορεί να μεταφέρεται.

Η αλληλεξάρτηση (σελ. 93): από τα παραπάνω χαρακτηριστικά των μέσων μετάδοσης το εύρος ζώνης, η ευαισθησία στο θόρυβο και το μέγιστο μήκος δεν είναι ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, αλλά υπάρχει ισχυρή αλληλεξάρτηση μεταξύ τους. Το παράδειγμα (σελ. 93): για να επιτευχθούν υψηλοί ρυθμοί μετάδοσης, θα πρέπει η μετάδοση να γίνει στην περιοχή υψηλών συχνοτήτων. Στο χάλκινο καλώδιο, όμως, οι υψηλές συχνότητες παρουσιάζουν μεγαλύτερη ευαισθησία και εξασθενίζουν πολύ πιο γρήγορα από ό,τι οι χαμηλές συχνότητες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μειώνεται το μέγιστο μήκος του μέσου μετάδοσης και να απαιτείται η χρήση αναμεταδοτών σε μικρότερες αποστάσεις.
```
εύρος ζώνης ──► ρυθμός μετάδοσης      (άμεση σχέση)
     ↕                ↕
ευαισθησία στο     μέγιστο μήκος       (αλληλεξάρτηση)
   θόρυβο
```
Γιατί όχι οι άλλες δύο | Επιλογή | Τι αφορά | |---|---| | β. ασφάλεια | προσδιορίζει το πόσο ασφαλές είναι το μέσο μετάδοσης από ανεπιθύμητες παρεμβολές και υποκλοπές (σελ. 92) — δεν σχετίζεται με την ταχύτητα | | ε. ευκολία στη χρήση | η ευκολία με την οποία επιτυγχάνεται η εγκατάσταση του μέσου, οι διάφορες διασυνδέσεις, οι έλεγχοι και η συντήρησή του (σελ. 92) — αφορά εγκατάσταση, όχι επίδοση |

Η ιεράρχηση (σελ. 93): συνήθως, για την επιλογή του μέσου μετάδοσης πρωτεύοντα ρόλο παίζει η ποσότητα πληροφορίας, που μπορεί να μεταδοθεί, δηλαδή ο απαιτούμενος ρυθμός μετάδοσης. Ο ρυθμός αυτός… εξαρτάται από τις συχνότητες διέλευσης του μέσου. Το αποφασιστικό παράδειγμα (σελ. 93): ο σημαντικότερος λόγος για τον οποίο τα καλώδια οπτικών ινών έχουν πολύ μεγαλύτερη χωρητικότητα από τα άλλα μέσα, είναι ότι χρησιμοποιούν ως μέσο μετάδοσης το φως, η συχνότητα του οποίου βρίσκεται στην περιοχή των TeraHertz.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το χαρακτηριστικό που καθορίζει άμεσα την ταχύτητα μετάδοσης είναι η επιλογή α, δηλαδή το εύρος ζώνης, αφού, όπως αναφέρει το βιβλίο, από τη ζώνη συχνοτήτων που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση εξαρτάται ο ρυθμός μετάδοσης και επομένως ο όγκος της πληροφορίας που μπορεί να μεταφέρεται. Μαζί με αυτό συνυπολογίζονται και οι επιλογές γ και δ, δηλαδή η ευαισθησία στον θόρυβο και το μέγιστο μήκος του μέσου, γιατί το βιβλίο επισημαίνει ρητά ότι τα τρία αυτά χαρακτηριστικά δεν είναι ανεξάρτητα μεταξύ τους αλλά υπάρχει ισχυρή αλληλεξάρτηση: για υψηλούς ρυθμούς απαιτούνται υψηλές συχνότητες, οι οποίες όμως παρουσιάζουν μεγαλύτερη ευαισθησία και εξασθενούν γρηγορότερα, με αποτέλεσμα να μειώνεται το μέγιστο μήκος και να απαιτούνται αναμεταδότες σε μικρότερες αποστάσεις. Αντίθετα, η ασφάλεια αφορά την προστασία από παρεμβολές και υποκλοπές και η ευκολία στη χρήση την εγκατάσταση, τις διασυνδέσεις και τη συντήρηση, οπότε δεν καθορίζουν την ταχύτητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 37 — Το ασφαλέστερο μέσο μετάδοσης

Ερώτηση: 37. Ποιο είναι το ασφαλέστερο μέσο μετάδοσης: α. Οπτικές ίνες β. Επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις γ. Ομοαξονικά καλώδια δ. Χάλκινο καλώδιο ε. Δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: α. Οπτικές ίνες.

Η τεκμηρίωση (σελ. 94): η υποκλοπή ή η παρεμβολή πληροφορίας είναι πολύ δύσκολο να επιτευχθούν, με αποτέλεσμα οι οπτικές ίνες να συνιστούν πολύ ασφαλές μέσο μετάδοσης. Και στα πλεονεκτήματα (σελ. 94): 6. Υψηλή ασφάλεια – δυσκολία στις υποκλοπές.

Η κατάταξη όλων των μέσων ως προς την ασφάλεια | Μέσο | Ασφάλεια | Τεκμηρίωση | |---|---|---| | οπτικές ίνες | Υψηλή | Πίνακας 3-1 (σελ. 96)· Μεγάλη στον Πίνακα 3-2 | | ομοαξονικά | Μεσαία / Υψηλή | Πίνακας 3-1· μεγαλύτερη ασφάλεια στην επικοινωνία από ό,τι το χάλκινο καλώδιο (σελ. 94) | | χάλκινο | Μεσαία / Υψηλή | Πίνακας 3-1 — αλλά μικρότερη από του ομοαξονικού | | επίγειες μικροκυματικές | Χαμηλή | Μικρή ασφάλεια, εύκολη υποκλοπή (σελ. 94)· Απαιτείται κρυπτογράφηση της πληροφορίας (Πίνακας 3-2) | | δορυφορικές μικροκυματικές | Χαμηλή | 4. Χαμηλή ασφάλεια (σελ. 95)· Απαιτείται κρυπτογράφηση (Πίνακας 3-2) |
```
Οπτικές ίνες  >  Ομοαξονικά  >  Χάλκινο  >>  Ασύρματα
   (υψηλή)      (μεσαία/υψηλή)              (χαμηλή)
```
Γιατί τα ασύρματα είναι τα λιγότερο ασφαλή (σελ. 77): ο χαμηλός βαθμός ασφάλειας, που παρέχεται, αφού ο οποιοσδήποτε μπορεί να λαμβάνει τα εκπεμπόμενα σήματα χρησιμοποιώντας απλά μία κεραία και ένα δέκτη.

Γιατί η οπτική ίνα είναι η ασφαλέστερη: μεταφέρει φως εγκλωβισμένο με ολικές ανακλάσεις μέσα στον πυρήνα (σελ. 76) και δεν εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικό πεδίο προς τα έξω — άρα δεν υπάρχει τίποτε να «ακουστεί» απ' έξω, ούτε διαφωνία. Η πρακτική επιβεβαίωση (σελ. 76): οι οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές με υψηλές απαιτήσεις σε ασφάλεια μετάδοσης, όπως οι στρατιωτικές. Το συμπληρωματικό πλεονέκτημα (σελ. 94): δεν επηρεάζονται από ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, ενώ δεν είναι ευαίσθητη σε υγρό περιβάλλον, όπου τα χάλκινα καλώδια μπορεί να δημιουργήσουν βραχυκυκλώματα και διαφωνίες.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή είναι η επιλογή α, οι οπτικές ίνες. Το βιβλίο αναφέρει ότι η υποκλοπή ή η παρεμβολή πληροφορίας είναι πολύ δύσκολο να επιτευχθούν στις οπτικές ίνες, με αποτέλεσμα να συνιστούν πολύ ασφαλές μέσο μετάδοσης, ενώ στα πλεονεκτήματά τους καταγράφεται ρητά η υψηλή ασφάλεια και η δυσκολία στις υποκλοπές. Ο λόγος είναι ότι το φως μένει εγκλωβισμένο με ολικές ανακλάσεις μέσα στον πυρήνα και η ίνα δεν εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικό πεδίο προς τα έξω, γι' αυτό και προτιμώνται σε εφαρμογές με υψηλές απαιτήσεις ασφάλειας, όπως οι στρατιωτικές. Ακολουθούν τα ομοαξονικά, που έχουν μεγαλύτερη ασφάλεια από το χάλκινο καλώδιο, και έπειτα το χάλκινο. Τα ασύρματα μέσα, δηλαδή οι επίγειες και οι δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις, είναι τα λιγότερο ασφαλή, αφού οποιοσδήποτε μπορεί να λαμβάνει τα εκπεμπόμενα σήματα με μια απλή κεραία και έναν δέκτη, οπότε απαιτείται κρυπτογράφηση της πληροφορίας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 38 — Κατάταξη μέσων ανάλογα με την ταχύτητα μετάδοσης

Ερώτηση: 38. Κατατάξτε τα μέσα μετάδοσης ανάλογα με τις ταχύτητες μετάδοσης: α. Οπτικές ίνες β. Χάλκινο καλώδιο γ. Δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις

Απάντηση:

Η κατάταξη, από τη μεγαλύτερη προς τη μικρότερη ταχύτητα
```
1ο  Οπτικές ίνες                     (α)
2ο  Δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις (γ)
3ο  Χάλκινο καλώδιο                   (β)
```
Η τεκμηρίωση | Θέση | Μέσο | Ταχύτητες (αυτολεξεί από το βιβλίο) | |---|---|---| | 1 | οπτικές ίνες | διαθέτουν πολύ μεγάλο εύρος ζώνης συχνοτήτων, με αποτέλεσμα να επιτυγχάνονται υψηλές ταχύτητες μετάδοσης (της τάξης των Gbps). Συνήθεις ταχύτητες μετάδοσης είναι αυτές των 2 και 10 Gbps, ενώ έχουν επίσης αναπτυχθεί συστήματα των 20, 40 και 50 Gbps. Σε περίπτωση πολυπλεξίας με διαίρεση μήκους κύματος, οι ταχύτητες φθάνουν στα μερικά Tbps (σελ. 94) | | 2 | δορυφορικές ζεύξεις | προσφέρουν μεγάλη χωρητικότητα της τάξης των 45 Mbps, η οποία όμως συγκρινόμενη με τη χωρητικότητα των οπτικών ινών είναι μικρή (σελ. 95) | | 3 | χάλκινο καλώδιο | τα χάλκινα καλώδια έχουν εύρος ζώνης μερικών εκατοντάδων KHz (σελ. 93)· Ρυθμός Μετάδοσης: Χαμηλοί / Μέτριοι (Πίνακας 3-1, σελ. 96) |

Η ρητή σύγκριση του βιβλίου (σελ. 95): οι δορυφορικές ζεύξεις προσφέρουν χωρητικότητα η οποία όμως συγκρινόμενη με τη χωρητικότητα των οπτικών ινών είναι μικρή — άρα οι ίνες προηγούνται σαφώς.

Η αιτία της διαφοράς (σελ. 93): ο σημαντικότερος λόγος για τον οποίο τα καλώδια οπτικών ινών έχουν πολύ μεγαλύτερη χωρητικότητα από τα άλλα μέσα, είναι ότι χρησιμοποιούν ως μέσο μετάδοσης το φως, η συχνότητα του οποίου βρίσκεται στην περιοχή των TeraHertz (10¹² Hertz). Αυτό σημαίνει, ότι η οπτική ίνα μπορεί να μεταφέρει τρισεκατομμύρια bit ανά δευτερόλεπτο.
```
οπτική ίνα     ~ TeraHertz  →  Gbps – Tbps
δορυφορικές    4-29 GHz     →  ~45 Mbps
χάλκινο        εκατοντάδες KHz → χαμηλοί/μέτριοι ρυθμοί
```
Ο περιορισμός του χαλκού (σελ. 73): τα χάλκινα καλώδια του τηλεφωνικού δικτύου λειτουργούν ως κατω-διαβατά φίλτρα, γεγονός που είχε καταστροφικά αποτελέσματα για τη μετάδοση δεδομένων, γιατί… η επίτευξη μεγάλων ταχυτήτων εξαρτάται από τη μετάδοση σε υψηλές συχνότητες. Και η φυσική αιτία (σελ. 83): το γεγονός, ότι η επαγωγική αντίσταση αυξάνεται με τη συχνότητα, έχει ως αποτέλεσμα σε υψηλές συχνότητες να παρατηρείται μεγάλη εξασθένηση, με συνέπεια η μετάδοση των δεδομένων στα δισύρματα καλώδια να γίνεται προβληματική στις υψηλές ταχύτητες.

Το εντυπωσιακό μέτρο σύγκρισης (σελ. 75): με 9.9 Gbps στην οπτική ίνα η εγκυκλοπαίδεια Britannica μπορεί να μεταδοθεί σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η κατάταξη από τη μεγαλύτερη προς τη μικρότερη ταχύτητα είναι: πρώτα οι οπτικές ίνες, δεύτερες οι δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις και τρίτο το χάλκινο καλώδιο. Οι οπτικές ίνες διαθέτουν πολύ μεγάλο εύρος ζώνης συχνοτήτων και επιτυγχάνουν ταχύτητες της τάξης των Gbps, με συνήθεις τιμές τα δύο και τα δέκα Gbps και συστήματα των είκοσι, σαράντα και πενήντα Gbps, ενώ με πολυπλεξία διαίρεσης μήκους κύματος φτάνουν τα μερικά Tbps. Οι δορυφορικές ζεύξεις προσφέρουν χωρητικότητα της τάξης των σαράντα πέντε Mbps, την οποία το ίδιο το βιβλίο χαρακτηρίζει μικρή συγκρινόμενη με εκείνη των οπτικών ινών. Το χάλκινο καλώδιο έχει εύρος ζώνης μερικών εκατοντάδων kilohertz και χαμηλούς έως μέτριους ρυθμούς μετάδοσης, τόσο επειδή τα καλώδια του τηλεφωνικού δικτύου λειτουργούν ως κατωδιαβατά φίλτρα όσο και επειδή η επαγωγική αντίσταση αυξάνεται με τη συχνότητα, οπότε στις υψηλές συχνότητες παρατηρείται μεγάλη εξασθένηση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 39 — Ποια μέσα παρουσιάζουν προβλήματα συνδέσεων

Ερώτηση: 39. Ποια μέσα μετάδοσης παρουσιάζουν προβλήματα συνδέσεων: α. Οπτικές ίνες β. Επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις γ. Ομοαξονικά καλώδια δ. Χάλκινο καλώδιο

Απάντηση:

Σωστές απαντήσεις: α. Οπτικές ίνες και γ. Ομοαξονικά καλώδια.

Οπτικές ίνες (σελ. 94): ένα από τα βασικότερα μειονεκτήματα, που παρουσιάζουν οι οπτικές ίνες, είναι η δυσκολία υλοποίησης συνδέσεων, επειδή απαιτείται υψηλή προσαρμογή και ευθυγράμμιση της φωτεινής πηγής, για να μην υπάρχει διασπορά και να ελαχιστοποιηθούν οι απώλειες. Στα μειονεκτήματα (σελ. 94): 1. Δυσκολία στη σύνδεση, με συνέπεια την ανάγκη ύπαρξης επιδέξιων εγκαταστατών. 2. Δυσκολία διασύνδεσης πολλών χρηστών πάνω σε ένα καλώδιο.

Ομοαξονικά καλώδια (σελ. 94): το ομοαξονικό καλώδιο έχει μεγάλη διάμετρο, με αποτέλεσμα να γίνεται δύσχρηστο στην εγκατάστασή του και να παρουσιάζει σχετική μηχανική δυσκαμψία. Επίσης, λόγω της μορφολογίας του, είναι δύσκολη η επίτευξη συνδέσεων, με αποτέλεσμα να επιδέχεται μόνο ειδικούς τύπους συνδέσμων. Στα μειονεκτήματα (σελ. 94): 3. Μηχανική δυσκαμψία και δυσκολία συνδέσεων.

Μέσο	Πρόβλημα συνδέσεων;	Αιτία
α. οπτικές ίνες	ΝΑΙ	απαιτείται υψηλή προσαρμογή και ευθυγράμμιση της φωτεινής πηγής
β. επίγειες μικροκυματικές	ΟΧΙ	δεν χρειάζεται καλωδίωση (σελ. 94) — δεν υπάρχουν συνδέσεις να γίνουν
γ. ομοαξονικά	ΝΑΙ	μεγάλη διάμετρος… μηχανική δυσκαμψία… επιδέχεται μόνο ειδικούς τύπους συνδέσμων
δ. χάλκινο καλώδιο	ΟΧΙ	1. Εύκολο στη χρήση και εγκατάσταση (σελ. 93) — ο απλούστερος κατασκευαστικά τύπος μέσου μετάδοσης

Η αντίθεση με το χάλκινο (σελ. 93): το χάλκινο καλώδιο είναι ο απλούστερος κατασκευαστικά τύπος μέσου μετάδοσης και χρησιμοποιείται ευρέως, διότι είναι φθηνό και εύκολο στη χρήση και εγκατάσταση. Επίσης αποτελεί ώριμη τεχνολογία, ευρέως γνωστή και διαδεδομένη.

Η εξέλιξη για τις οπτικές ίνες (σελ. 94): όμως, η πρόοδος της τεχνολογίας, που έχει σημειωθεί τα τελευταία χρόνια στην περιοχή των οπτικών ινών, αντιμετώπισε με επιτυχία την παραπάνω δυσκολία, με αποτέλεσμα να είναι δυνατή η χρήση τους και για συνδέσεις σημείου προς πολλά σημεία. Παρόλα αυτά, η χρήση τους σε τέτοιες συνδέσεις δεν έχει ακόμη ευρέως εξαπλωθεί, ιδιαίτερα λόγω του αυξημένου κόστους, που παρουσιάζουν τέτοια συστήματα. Η επιβεβαίωση από τον Πίνακα 3-2 (σελ. 96): για τη δυνατότητα διασύνδεσης σημείου προς πολλά σημεία στην οπτική ίνα — τεχνικά δεν υπάρχει πρόβλημα, όμως το κόστος παραμένει υψηλό.

Η γενική εικόνα της πολυπλοκότητας (Πίνακας 3-1, σελ. 96) | Μέσο | Πολυπλοκότητα | |---|---| | χάλκινο | Χαμηλή | | ομοαξονικό | Μέτρια | | οπτική ίνα | Υψηλή |

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστές είναι οι επιλογές α και γ, δηλαδή οι οπτικές ίνες και τα ομοαξονικά καλώδια. Στις οπτικές ίνες ένα από τα βασικότερα μειονεκτήματα είναι η δυσκολία υλοποίησης συνδέσεων, επειδή απαιτείται υψηλή προσαρμογή και ευθυγράμμιση της φωτεινής πηγής ώστε να μην υπάρχει διασπορά και να ελαχιστοποιηθούν οι απώλειες· γι' αυτό απαιτούνται και επιδέξιοι εγκαταστάτες, ενώ δύσκολη είναι και η διασύνδεση πολλών χρηστών πάνω σε ένα καλώδιο. Στα ομοαξονικά καλώδια, λόγω της μεγάλης διαμέτρου και της μορφολογίας τους, είναι δύσκολη η επίτευξη συνδέσεων και επιδέχονται μόνο ειδικούς τύπους συνδέσμων, ενώ παρουσιάζουν και μηχανική δυσκαμψία. Αντίθετα, το χάλκινο καλώδιο είναι ο απλούστερος κατασκευαστικά τύπος μέσου, εύκολος στη χρήση και την εγκατάσταση, ενώ στις επίγειες μικροκυματικές ζεύξεις δεν χρειάζεται καθόλου καλωδίωση. Σημειώνεται ότι η πρόοδος της τεχνολογίας αντιμετώπισε σε μεγάλο βαθμό τη δυσκολία των οπτικών ινών, το κόστος όμως παραμένει υψηλό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 40 — Κατάταξη ενσύρματων μέσων ανάλογα με το βάρος

Ερώτηση: 40. Κατατάξτε τα ενσύρματα μέσα μετάδοσης ανάλογα με το βάρος τους: α. Οπτικές ίνες β. Ομοαξονικά καλώδια γ. Χάλκινο καλώδιο

Απάντηση:

Η κατάταξη, από το ελαφρύτερο προς το βαρύτερο
```
1ο  Οπτικές ίνες        (α)  — το ελαφρύτερο
2ο  Χάλκινο καλώδιο     (γ)
3ο  Ομοαξονικά καλώδια  (β)  — το βαρύτερο
```
Οπτικές ίνες — το ελαφρύτερο (σελ. 94): το βάρος και ο όγκος τους είναι σημαντικά μικρότερος από τα αντίστοιχα μεγέθη των άλλων αγωγών. Το εντυπωσιακό παράδειγμα (σελ. 94): χάλκινο καλώδιο με 1000 ζεύγη και μήκος 500 μέτρων ζυγίζει περίπου 4000 κιλά, ενώ οπτική ίνα του ίδιου μήκους, που περιέχει τον ίδιο αριθμό καναλιών, ζυγίζει μόνο 45 κιλά.
```
1000 ζεύγη, 500 m:
  χάλκινο     ≈ 4000 κιλά
  οπτική ίνα  ≈   45 κιλά      →  σχεδόν 90 φορές ελαφρύτερη
```
Και στα πλεονεκτήματα (σελ. 94): 3. Μικρό μέγεθος και βάρος. Η σύγκριση με το ομοαξονικό (σελ. 94): τα καλώδια οπτικών ινών παρουσιάζουν ίδιες μηχανικές ιδιότητες με τα ομοαξονικά, αλλά είναι ελαφρότερα σε βάρος, μικρότερα σε διάμετρο και οι αποστάσεις μεταξύ των επαναληπτών είναι μεγαλύτερες.

Ομοαξονικό — το βαρύτερο (σελ. 94): το ομοαξονικό καλώδιο έχει μεγάλη διάμετρο, με αποτέλεσμα να γίνεται δύσχρηστο στην εγκατάστασή του και να παρουσιάζει σχετική μηχανική δυσκαμψία· και στα μειονεκτήματα: 2. Περισσότερο ογκώδες και πιο ακριβό από το χάλκινο καλώδιο. Η δομική αιτία (σελ. 74): αποτελείται από δύο αγωγούς, διηλεκτρικό υλικό ανάμεσά τους και προστατευτικό και μονωτικό περίβλημα γύρω από τον εξωτερικό αγωγό — δηλαδή περισσότερα και παχύτερα στρώματα από το απλό συνεστραμμένο ζεύγος.

Ο συγκριτικός συλλογισμός | Μέσο | Διάμετρος / όγκος | Θέση | |---|---|---| | οπτική ίνα | μικρότερα σε διάμετρο από τα ομοαξονικά· μικρό μέγεθος και βάρος | ελαφρύτερο | | χάλκινο | ο απλούστερος κατασκευαστικά τύπος (σελ. 93), αλλά 4000 κιλά στο παράδειγμα | ενδιάμεσο | | ομοαξονικό | μεγάλη διάμετρος, περισσότερο ογκώδες από το χάλκινο | βαρύτερο |

Η πρακτική σημασία (σελ. 76): ακριβώς το μικρό βάρος και ο μικρός όγκος επιτρέπουν στα καλώδια οπτικών ινών να ποντίζονται για δι-ηπειρωτικές ζεύξεις — τα τελευταία χρόνια έχουν ποντισθεί πολλά καλώδια οπτικών ινών, με χωρητικότητα, η οποία ξεπερνά τα 30.000 κυκλώματα φωνής, για τη διασύνδεση ηπείρων.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η κατάταξη από το ελαφρύτερο προς το βαρύτερο είναι: πρώτα οι οπτικές ίνες, δεύτερο το χάλκινο καλώδιο και τρίτα τα ομοαξονικά καλώδια. Οι οπτικές ίνες έχουν βάρος και όγκο σημαντικά μικρότερο από τα αντίστοιχα μεγέθη των άλλων αγωγών· χαρακτηριστικό είναι το παράδειγμα που δίνει το βιβλίο, ότι χάλκινο καλώδιο με χίλια ζεύγη και μήκος πεντακοσίων μέτρων ζυγίζει περίπου τέσσερις χιλιάδες κιλά, ενώ οπτική ίνα του ίδιου μήκους με τον ίδιο αριθμό καναλιών ζυγίζει μόνο σαράντα πέντε κιλά. Το βιβλίο σημειώνει επίσης ότι τα καλώδια οπτικών ινών παρουσιάζουν ίδιες μηχανικές ιδιότητες με τα ομοαξονικά, αλλά είναι ελαφρότερα σε βάρος και μικρότερα σε διάμετρο. Το ομοαξονικό καλώδιο, από την πλευρά του, έχει μεγάλη διάμετρο, είναι δύσχρηστο στην εγκατάσταση, παρουσιάζει μηχανική δυσκαμψία και χαρακτηρίζεται ρητά ως περισσότερο ογκώδες από το χάλκινο καλώδιο, οπότε κατατάσσεται τελευταίο. Ακριβώς το μικρό βάρος και ο μικρός όγκος των οπτικών ινών είναι που επιτρέπουν την πόντισή τους για τη διασύνδεση ηπείρων.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 41 — Το καταλληλότερο μέσο για συνδρομητικό δίκτυο

Ερώτηση: 41. Ποιο από τα μέσα μετάδοσης είναι καταλληλότερο για τη δημιουργία συνδρομητικού δικτύου (συνδέσεις σημείο προς πολλά σημεία): α. Οπτικές ίνες β. Ομοαξονικά καλώδια γ. Χάλκινο καλώδιο

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: β. Ομοαξονικά καλώδια.

Η τεκμηρίωση από τη χρήση τους (σελ. 74): το ομοαξονικό προσφέρει υψηλό εύρος ζώνης (bandwidth, BW), με αποτέλεσμα να επιτυγχάνονται ταχύτητες μετάδοσης υψηλότερες από ότι στα χάλκινα καλώδια. Το γεγονός αυτό δικαιολογεί, την ευρεία χρησιμοποίησή του στην καλωδιακή τηλεόραση και στις υπεραστικές συνδέσεις του τηλεφωνικού δικτύου. → η καλωδιακή τηλεόραση είναι ακριβώς συνδρομητικό δίκτυο με συνδέσεις σημείο προς πολλά σημεία.
```
         ┌──► συνδρομητής 1
κέντρο ──┼──► συνδρομητής 2      ομοαξονικό: εύκολες διακλαδώσεις
         ├──► συνδρομητής 3      πάνω στον ίδιο αγωγό
         └──► συνδρομητής N
```
Γιατί όχι οι οπτικές ίνες (σελ. 94): 2. Δυσκολία διασύνδεσης πολλών χρηστών πάνω σε ένα καλώδιο· και ρητά: η πρόοδος της τεχνολογίας… αντιμετώπισε με επιτυχία την παραπάνω δυσκολία, με αποτέλεσμα να είναι δυνατή η χρήση τους και για συνδέσεις σημείου προς πολλά σημεία. Παρόλα αυτά, η χρήση τους σε τέτοιες συνδέσεις δεν έχει ακόμη ευρέως εξαπλωθεί, ιδιαίτερα λόγω του αυξημένου κόστους, που παρουσιάζουν τέτοια συστήματα. Η επιβεβαίωση από τον Πίνακα 3-2 (σελ. 96): Δυνατότητα διασύνδεσης σημείου προς πολλά σημεία — Οπτική Ίνα: Τεχνικά δεν υπάρχει πρόβλημα, όμως το κόστος παραμένει υψηλό.

Γιατί όχι το χάλκινο καλώδιο (σελ. 93): έχει εύρος ζώνης μερικών εκατοντάδων KHz, χρησιμοποιούνται, κυρίως, για συνδέσεις κοντινών αποστάσεων, και στο χάλκινο καλώδιο υπάρχουν σημαντικοί περιορισμοί όσον αφορά το μήκος της γραμμής· επιπλέον έχει μικρότερη χωρητικότητα από το ομοαξονικό καλώδιο — άρα δεν μπορεί να μεταφέρει ταυτόχρονα τα κανάλια που απαιτεί ένα συνδρομητικό δίκτυο.

Η συγκριτική εικόνα | Μέσο | Καταλληλότητα για σημείο προς πολλά σημεία | |---|---| | ομοαξονικό | ΝΑΙ — ευρεία χρησιμοποίησή του στην καλωδιακή τηλεόραση· υψηλό εύρος ζώνης, ανεκτό κόστος (Κόστος διασύνδεσης: Χαμηλό / Μέτριο, Πίνακας 3-1) | | οπτική ίνα | τεχνικά ναι, πρακτικά όχι — το κόστος παραμένει υψηλό | | χάλκινο | ΟΧΙ — μικρή χωρητικότητα και περιορισμοί μήκους |

Το κριτήριο της επιλογής μέσου (σελ. 91): το κόστος μετάδοσης εξαρτάται κυρίως από το είδος του μέσου μετάδοσης, αλλά και από την πολλαπλή εκμετάλλευσή του, δηλαδή από τη χρησιμοποίησή του για τη μετάδοση ταυτόχρονα μεγάλου αριθμού συνδρομητικών ζεύξεων. Και η γενική αρχή (σελ. 96): προκειμένου να γίνει επιλογή του μέσου μετάδοσης, που θα χρησιμοποιήσουμε, πρέπει να εξετασθούν εκτός από τη τοπολογία του συστήματος που θα υλοποιήσουμε, τα τεχνικά χαρακτηριστικά καθώς και το κόστος (εγκατάστασης και λειτουργίας) των κατάλληλων μέσων.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Καταλληλότερο είναι η επιλογή β, δηλαδή τα ομοαξονικά καλώδια. Το ομοαξονικό προσφέρει υψηλό εύρος ζώνης και ταχύτητες μετάδοσης υψηλότερες από το χάλκινο, γεγονός που, όπως αναφέρει το βιβλίο, δικαιολογεί την ευρεία χρησιμοποίησή του στην καλωδιακή τηλεόραση, η οποία αποτελεί ακριβώς συνδρομητικό δίκτυο με συνδέσεις σημείου προς πολλά σημεία, ενώ το κόστος διασύνδεσής του είναι χαμηλό έως μέτριο. Οι οπτικές ίνες έχουν ως μειονέκτημα ακριβώς τη δυσκολία διασύνδεσης πολλών χρηστών πάνω σε ένα καλώδιο· η πρόοδος της τεχνολογίας αντιμετώπισε τη δυσκολία αυτή και τεχνικά δεν υπάρχει πλέον πρόβλημα, όμως το κόστος παραμένει υψηλό και η χρήση τους σε τέτοιες συνδέσεις δεν έχει ακόμη ευρέως εξαπλωθεί. Το χάλκινο καλώδιο, τέλος, έχει εύρος ζώνης μερικών εκατοντάδων kilohertz, μικρότερη χωρητικότητα από το ομοαξονικό και σημαντικούς περιορισμούς ως προς το μήκος της γραμμής, οπότε δεν επαρκεί για τη μεταφορά μεγάλου αριθμού ταυτόχρονων συνδρομητικών ζεύξεων.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Προηγούμενο Στοιχείο

Επιστροφή στην Ενότητα

Επόμενο Στοιχείο