10(Сети)

10. Оптические среды передачи данных, отличия и особенности использования – из нета

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 Соответственно под искусственными понимают среды, которые были специально изготовлены для использования в качестве среды передачи данных - 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. При передаче сигналов по кабельным средам волны распространяются вдоль твердой среды, например, медной витой пары, медного коаксиального кабеля или оптического волокна. Для кабельных сред именно среда передачи накладывает основные ограничения на передаваемые 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. Витые пары одного кабеля обычно скручены с разным шагом, это служит для снижения перекрестных помех.

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. Коаксиальный кабель можно использовать для передачи данных на большие, чем витую пару, расстояния; он поддерживает подключение большего числа станций на линии с совместном доступ. Основными областями его применения являются: -передача телесигналов -междугородняя и международная телефония -короткие компьютерные каналы связи -локальные сети

Оптоволокно. Оптическое волокно – это тонкая нить из стекла или иного прозрачного материала, по которому распространяется сигнал, преобразованный в световой луч. Такой кабель имеет огромную ширину полосы пропускания и может пересылать голосовые сигналы, видеосигналы и сигналы данных на очень большие расстояния. В связи с тем, что волоконно-оптический кабель для передачи данных использует световые импульсы, а не электричество, он оказывается невосприимчивым к электромагнитным помехам. Отличительной особенностью волоконно-оптического кабеля является также то, что он обеспечивает более высокую безопасность информации, чем медный кабель. Это связано с тем, что нарушитель не может подслушивать сигналы, а должен физически подключиться к линии связи. Для того чтобы добраться до информации, передаваемой по такому кабелю, должно быть подсоединено соответствующее устройство, а это, в свою очередь, приведет к уменьшению интенсивности светового излучения. К недостаткам волоконно-оптического кабеля следует отнести высокую стоимость и меньшее число возможных перекоммутаций по сравнению с электрическими кабелями, так как во время перекоммутаций появляются микротрещины в месте коммутации, что ведет к ухудшению качества оптоволокна. Действие оптоволокна основано на принципе полного внутреннего отражения. По своей структуре волоконно-оптический кабель подобен коаксиальному кабелю. Однако вместо центральной жилы в его центре располагается сердцевина, которая окружена не диэлектриком, а оптической оболочкой, которая, в свою очередь, окружена буферным слоем (слоем лака), элементов усиления и внешнего покрытия. Для изготовления оптического волокна используются разного рода стекла и пластмассы. Наименьшие потери достигаются в волокне из сверхчистого плавленого кварца. 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).