3. Понятие среды передачи данных. Отличия сред передачи данных.

Среда передачи данных может быть естественной и искусственной. Естественная среда - это существующая в природе среда; чаще всего естественной средой для передачи сигналов является атмосфера Земли, но возможно также использование других сред - безвоздушного пространства, воды, грунта, корабельного корпуса и т.д. Соответственно под искусственными понимают среды, которые были специально изготовлены для использования в качестве среды передачи данных. Представителями искусственной среды являются, например, оптоволоконные (оптические), коаксиальные кабели.

В коммуникационных системах средой передачи называют путь, по которому сигнал распространяется от передатчика к приемнику. Среды передачи данных можно разделить на кабельные и беспроводные среды. В любом случае взаимодействие осуществляется при помощи электромагнитных волн, При передаче сигналов по кабельным средам волны распространяются вдоль твердой среды, например, медной витой пары, медного коаксиального кабеля или оптического волокна. Параметры и качество передачи данных определяются как характеристиками среды, так и свойствами сигнала. Для кабельных сред именно среда передачи накладывает основные ограничения на передаваемые данные. При передаче данных по кабелю пропускная способность, выраженная в терминах скорости передач данных или полосы частот, существенно зависит от того, на какое расстояние и в каком окружении (по двухточечной линии или по локальной сети) передаются данные. Чаще всего кабельные среды используются для передачи данных на большие расстояния, а также в локальных сетях.

Витая пара является самой дешевой и распространенной средой передачи данных. Состоит из двух изолированных медных проводов, свитых друг с другом, Витая пара представляет собой один канал связи. Обычно несколько витых пар объединяются в кабель, обернутый в плотную защитную оболочку. В средствах передачи на большие расстояния кабели могут состоять из сотен витых пар. Витые пары одного кабеля обычно скручены с разным шагом, это служит для снижения перекрестных помех. В настоящее время витая пара является наиболее распространенной средой передачи аналоговых и цифровых сигналов. Витая пара чаще других встречается в телефонных сетях и на промышленных объектах.

Коаксиальный кабель. Подобно витой паре коаксиальный кабель состоит из двух проводников, но их конструкция отличается от витой пары. Благодаря этому коаксиальный кабель может работать в более широком диапазоне частот. Коаксиальный кабель состоит из пустотелого внешнего цилиндрического проводника, внутри которого расположен внутренний провод. Внутренний проводник удерживается на месте благодаря либо изолирующим кольцам, установленным с равными интервалами, либо сплошному диэлектрику. Внешний проводник покрывается оболочкой или экранной. Диаметр коаксиального кабеля лежит в пределах от 1 до 2,5 см. Коаксиальный кабель можно использовать для передачи данных на большие, чем витую пару, расстояния; он поддерживает подключение большего числа станций на линии с совместном доступ. Коаксиальный кабель является наиболее универсальной средой передачи данных .Основными областями его применения являются: т-передача телесигналов -междугородняя и международная телефония -короткие компьютерные каналы связи -локальные сети

Оптоволокно. Оптическое волокно – это тонкая нить из стекла или иного прозрачного материала (от 2 до 125 мкм в диаметре), по которому распространяется сигнал, преобразованный в световой луч. Действие оптоволокна основано на принципе полного внутреннего отражения. Для изготовления оптического волокна используются разного рода стекла и пластмассы. Наименьшие потери достигаются в волокне из сверхчистого плавленого кварца. Изготовление сверхчистого волокна затруднено, а многокомпонентные стеклянные волокна, хотя и обладают большим затуханием, экономичнее и достаточно производительны. Пластиковое оптоволокно еще дешевле, его можно использовать для коротких каналов связи, в которых допустимы умеренные потери. Основные сферы применения: -каналы междугородной и международной связи -городские каналы связи -сельские каналы связи -абонентские шлейфы -локальные сети. Выгодные отличия оптоволокна от витой пары и коаксиального кабеля – большая пропускная способность, меньшие размеры и вес, меньшее затухание сигнала, электромагнитная изоляция.

Преимущества оптического волокна перед витой парой и коаксиальным кабелем становятся все более заметными с ростом потребностей в передаче всех типов информации (голоса, данных, изображения и видео).