Digital kommunikasjon

Denne seksjonen om digital kommunikasjon inngår som del av beskrivelsen av digitalt utstyr, som inngår i  ett av de tematiske områdene i Sesyfoss, og omfatter alle tekniske aspekter av digital kommunikasjon.

Hva enhver stortingspolitiker bør vite om telekommunikasjon

1. All telekommunikasjon foregår ved hjelp av elektromagnetiske bølger,

• enveis kommunikasjon foregår mellom en sender og mange mottaker (FM-radioen),
• toveis kommunikasjon mellom duppeditter som har både mottaker og sender (mobiltelefon, basestasjon).

2. "Gammeldags" radio sender på fire ulike (radio)bølgelengder: langbølge

• (km-båndet, 1000-3000 meter),
• mellombølge, kortbølge,  FM-båndet (meter-båndet, 2.7-3.3 meter).
• desimeterbåndet 10-30 cm brukes til TV,
• ca 30 cm mobiltelefon, og
• Wi-Fi, ca 10 cm

3. Grunnleggende egenskaper: Dess lengre bølgelengde dess dårligere overføringskapasitet, men dess bedre penetreringsevne gjennom husvegger og hustak.

4. Signalfrekvens er motsvarigheten til bølgelengden. Dess større bølgelengde dess lavere frekvens. Typisk signalfrekvens for

• langbølge er 100-300 KHz,
• FM båndet er 100 MHz (som er tusen ganger høyere), og 
• trådløst datanett 1-3 GHz som er ti ganger høyere enn frekvensen på FM-båndet. (1 KHz står for 1000 (kilo) bølgesvingninger i sekundet (Hz=Hertz).

5.  Signaler overføres ved ”modulering” av et frekvensbånd på begge sider av en ”bærefrekvens”. For å overføre tale trenger man et frekvensbånd på minimum 5 KHz. Et slikt frekvensområde kalles en talekanal.

6. Langbølgen har bærefrekvenser på 100-300 KHz. Over hele langbølgen er det plass til 200KHz/5KHz = 100 talekanaler.

7. Mobiltelefonbåndet (10-30 cm, 1-3 GigaHz) har tilsvarende plass til 10000 ganger flere talekanaler.

8. I trådløs toveiskommunikasjon fungerer basestasjonene som ”telefonsentraler”. Basestasjonene har radiosendere (desimeterbåndet) som sender med så stor effekt at de dekker så mange mobiltelefoner som mulig. Hvis effekten blir for stor vil nærliggende basestasjoner forstyrre hverandre dersom de sender på samme frekvens. Det blir bare støy ut av det. Basestasjoner som sender på samme kanal må derfor både legges langt fra hverandre geografisk og sende med så lav effekt at de ikke forstyrrer hverandre.

9. Mobiltelefon og basestasjon må sende på samme kanal for at de skal kunne kommunisere. Basestasjoner som ligger nær hverandre sender vanligvis på forskjellige bærefrekvenser (kanaler) for at de ikke skal forstyrre hverandre. Mobiltelefoner er laget slik at hvis de ligger innenfor dekningsområdet til flere basestasjoner velger de den kanal som har sterkest signal og minst støy.

10. Det er et komplisert puslespill å bestemme både frekvenser og effekter for basestasjonene. Dette kalles ”kanalplanlegging”.  De mulige frekvensene er bestemt av hva mobiltelefonprodusentene tillater. Det nytter lite å lage basestasjoner som sender på frekvenser som ingen mobiltelefon kan ta inn.

11. Den høyeste 3G frekvensen (mobiltelefon) er på 1.8 GHz (GigaHertz). Vanlige (innendørs) WiFi basestasjoner (”rutere”) sender på 2.4 GHz med såpass lav effekt at de ikke påvirker hverandre for mye. Alle PC’er og mobiltelefoner tar denne frekvensen.

12. Det største WiFi nettet i Norge (i 2010) ligger på NTNU, og dekker både innendørs og utendørs dekning på universitetsområdet med i underkant av 2000 basestasjoner som sender på 2.4 GHz. Dette nettet er også koplet sammen med WiFi nettet til Trådløse Trondheim, som dekker utendørs områdene i Trondheim Midtby.