4.2.1. Особливості фізичних середовищ передачі даних.

Як фізичне середовище передачі можуть виступати кабелі зі скрученими парами проводів (кручені пари), коаксіальні кабелі, волокняно-оптичні кабелі, радіо-, інфрачервоні ІЧ- та НВЧ-канали.

У перелік параметрів середовища передачі мереж зв’язку входять смуга перепускання і швидкість передачі, здатність до двоточкової, багатоточкової і (чи) широкомовної передачі (тобто припустимі застосування), максимальна довжина і число таких, що підключаються кінцевих систем, топологічна гнучкість і трудомісткість прокладання, стійкість до перешкод та вартість.

Середовищем, що з’єднує передавач і приймач, інформація передається у виді сигналів, які можуть бути аналоговими чи дискретними (цифровими).

Смуга перепускання - область частот гармонійних коливань, що проходять середовищем передачі. Ширина смуги перепускання середовища повинна бути достатньою для проходження суттєвих амплітуд частотного спектра сигналів. При перевищенні спектром сигналів смуги перепускання, наприклад, за рахунок збільшення частоти зміни сигналів, середовище не встигає змінювати свій енергетичний стан, що приводить до перекручувань сигналів. Смуга перепускання виміряється в герцах, а швидкість передачі середовищем - у бітах за секунду. Швидкість залежить не тільки від смуги перепускання, але і від способів модуляції і кодування. Різні середовища передачі мають різну смугу перепускання і, відповідно, швидкості передачі.

Важливою характеристикою середовища передачі є здатність до широкомовлення, що залежить від її конструкції і реалізації. Наприклад, кручена пара більш придатна для зв’язку точка в точку, а грубіший коаксіальний кабель - для широкомовлення.

Сигнал у ході поширення середовищем утрачає свою потужність через розсіювання чи випромінювання. Загасання сигналу визначає максимально припустиму довжину середовища. Для збільшення довжини середовища звичайно застосовуються підсилювачі і повторювачі, що відновлюють рівень потужності сигналів.

Чим грубший кабель, тим сутужніше його прокладати через великий радіус заокруглення. Із іншого боку, грубіший кабель (вірніше, його центральна жила) має менше загасання і допускає велику максимальну довжину без підсилювачів сигналів.

Завадостійкість середовища визначається відношенням потужності сигналу до потужності шуму (виміряється в децибелах). Чим більше це відношення, тим вища завадостійкість.

Вартість середовища передачі складається з вартості власне її устаткування, вартості планування прокладання і розгортання середовища, вартості її експлуатації.

Основною перевагою кручених пар є низька вартість. Однак вони забезпечують відносно невисокі швидкості передачі даних (звичайно не більше 1 Мбіт/с), тому їх застосовують, як правило, для побудови мереж персональних ЕОМ автоматизованих установських інформаційних систем. Кручені пари піддаються електромагнітним наведенням, тому вони мало придатні для застосування в цехах промислових підприємств.

Кабельна система фірми ІBM для ЛВС персональних ЕОМ є спеціальний варіант стрічкової крученої пари. Вона має достатню гнучкість і легко прокладається, як і кожна кручена пара. Але вона дозволяє передавати дані з більшою швидкістю і може мати більшу довжину, ніж проста кручена пара (наприклад, зі швидкістю до 10 Мбіт/с на відстань до 1 км).

Коаксіальні кабелі володіють більш високою, ніж кручені пари, завадостійкістю. Існують тонкі вузькосмугові коаксіальні кабелі, що дозволяють передавати інформацію на відстань до 10 км зі швидкістю до 50 Мбіт/с, і товсті широкосмугові кабелі, що забезпечують передачу інформації зі швидкістю до 300-500 Мбіт/с на відстань до 50 км. Коаксіальні кабелі дорожче кручених пар, але вони мають кращі параметри.

Волокняно-оптичні кабелі застосовуються для передачі оптичних сигналів видимого й інфрачервоного (ІЧ) діапазонів із дуже високою швидкістю (до декількох Гбіт/с) і невеликих втрат (до 2 дб/км) на відстань до 5 км. Волокняно-оптичні кабелі дорожчі звичайних металевих і набагато менш зручні при монтажі. Крім того, для серійного виробництва не відпрацьована технологія розгалуження таких кабелів, що змушує застосовувати їх поки тільки для двоточкових з’єднань. Проте у тих випадках, коли необхідно забезпечити завадостійкий зв’язок і (чи) передачу гібридного трафіка, що складається з мови, даних і зображень, переваги таких кабелів є безперечними.