Лекция 15 Беспроводные системы передачи информации

1 (доп. к лекции) Радиорелейная связь (РРС) представляет собой радиосистему, в которой сигналы передаются с помощью наземных станций. Эти станции работают в СВЧ-диапазоне (0,4–40 ГГц). Ретрансляторы располагаются на высоких (до 100 м) специальных мачтах на расстоянии 40–50 км (наземная сеть до 10000 км). Отсутствие кабельной проводки является несомненным преимуществом рассматриваемого вида связи, однако он весьма чувствителен к атмосферным помехам. Принципиальным отличием радиорелейной станции от иных радиостанций является дуплексный режим работы, протяжённость и скорость передачи данных находятся в обратно пропорциональной зависимости друг от друга: чем больше расстояние, тем ниже скорость, и наоборот. Пример построения РРС:

На рисунке ОРС, ПРС и УРС – соответственно оконечная, промежуточная и узловая радиорелейные станции. Поскольку РРС работают в СВЧ диапазоне они должны располагаться в пределах прямой радиовидимости друг от друга. Это, безусловно, можно считать недостатком рассматриваемого типа связи, однако в СВЧ диапазоне можно формировать потоки энергии в очень малых телесных углах, что позволяет не только увеличить дальность уверенного приема и помехоустойчивость, но и существенно повысить безопасность радиообмена по сравнению с радиосетями, работающими на более длинных волнах. Недостатком работы в СВЧ диапазоне является также зависимость качества приема от погодных условий. Однако данная проблема имеет различные вполне приемлемые технические решения.

Антенны РРС могут работать в режиме приема-передачи информации по методу частотного разделения каналов (ЧРК). Прием и передача сигналов производится одной антенной на двух различных частотах f1 и f2, которые образуют радиочастотный ствол (на станции до восьми).

Аналоговые РРС предназначены для передачи многоканальных телефонных сигналов, сигналов ТВ и данных с низкой и средней скоростью по каналам тональной частоты.

Цифровые РРС используются для реализации трактов со скоростями передачи данных 150-650 Мбит/с. Обработка сигналов производится не на СВЧ (в этом диапазоне лежит только несущая частота), а на промежуточной частоте, что позволяет унифицировать приемопередающие тракты и тракты ввода-вывода и первичной обработки сигналов. В цифровых РРС применяется импульсно-кодовая модуляция, а число каналов (например, телефонных) может достигать 2000.

.

2. Оптические системы связи (ОСС) – это способ передачи информации на расстоянии без использования кабеля: на противоположных концах линии устанавливаются приемо-передающие устройства, которые соединены через блок преобразователя с оборудованием конечного пользователя (ПК, тлфон). 

Оборудование ОСС удобно применять в условиях, где сложно или затруднительно проложить кабель: городская застройка, железнодорожные пути, водная преграда. Связь по лазерному лучу по воздуху обеспечивает передачу большого количества информации с высокой надежностью на расстояниях до 5 км (прямой видимости) и наиболее просто и эффективно решает проблему "последней мили", также и в качестве вставок в волоконно-оптические линии на отдельных труднопроходимых участках; для связи в горных условиях, в аэропортах, между отдельными зданиями одной организации (органы управления, торговые центры, промышленные предприятия, университетские городки, больничные комплексы, стройплощадки и т. д.); при создании разнесенных в пространстве локальных компьютерных сетей; при организации связи между центрами коммутации и базовыми станциями сотовых сетей; для оперативной прокладки линии при ограниченном времени на монтаж.

Преимущества ОСС

1) экономичность (не требуется рыть траншеи для укладки кабеля и арендовать землю);

2) низкие эксплуатационные расходы;

3) высокая пропускная способность и качество цифровой связи, быстрое развертывание и изменение конфигурации сети; легкое преодоление препятствий - железных дорог, рек, гор;

5) беспроводная связь в радиодиапазоне ограничена перегруженностью и дефицитом частотного диапазона, недостаточной скрытностью, подверженностью помехам, в том числе и преднамеренным, и с соседних каналов, повышенным энергопотреблением.

Основные свойства лазерных систем: 

• практически абсолютная защищенность от несанкционированного доступа (высокий уровень помехоустойчивости и помехозащищенности за счет возможности концентрации всей энергии сигнала в углах от долей угловых минут - в лазерных космических системах связи до десятков градусов - полнодоступные системы связи в помещениях); 

• высокие скорости передачи данных (до десятков Гбит/с);

• отсутствие ярко выраженных демаскирующих признаков (побочных электромагнитных излучений) и возможность дополнительной маскировки, позволяющей скрыть не только передаваемую информацию, но и сам факт информационного обмена;