Введение

    При изучении материала следует уяснить роль беспроводных и волоконно-оптических систем связи в развитии единой автоматизированной сети связи (ЕАСС), как единого целого, обеспечивающего нормальное функционирование предприятий и организаций и предоставляющего различные услуги для населения.

Вопросы, подлежащие изучению

1. Структурная схема системы связи ([1, стр. 4-6]).

2. Классификация систем радиосвязи ([1, стр. 6-8]; [2, разд.1.2].)

3. Особенности распространения километровых, гектометровых и декаметровых радиоволн ([3, стр. 13-15], [5, разд. 1.2]).

4. Особенности распространения метровых, дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн в пределах прямой видимости и за счет тропосферного рассеяния ([2, глава 2]; [3, стр. 62-69],[5, разд. 1.2]).

5. Особенности распространения оптических волн ([1, разд. 8.1, 8.2]).

Пояснения к изучаемым вопросам

    Предпосылкой развития и совершенствования систем связи являются потребности в информационном обеспечении всех хозяйственных структур и населения. Передаваемой информацией могут быть:

• телефонные сообщения,

• телевизионные изображения,

• речь, музыка,

• телеграф, фототелеграф,

• цифровые потоки и пр.

В качестве переносчиков информационных сигналов используются электромагнитные колебания (радио или оптические несущие). Электромагнитные колебания характеризуются частотой и делятся на 9 диапазонов радиоволн и 3 диапазона оптических волн. Частота колебаний связана с длиной волны соотношением     

     Таким образом, длина волны в 5 диапазоне (длинные волны) исчисляется километрами, в 10-11 диапазонах (диапазоны СВЧ) - сантиметрами и миллиметрами, а в оптических диапазонах - микрометрами. Длина волны определяет специфику распространения электромагнитной энергии в условиях Земли.      Радиоволны 5-7 диапазона обладают способностью огибать поверхность Земли и могут распространяться на расстояния в несколько тысяч километров. Однако, каналы связи обладают очень узкой полосой пропускания и могут обеспечивать передачу ограниченного объема радиовещательных, телефонных, телеграфных и фототелеграфных сообщений.      Радиоволны 8-12 диапазонов позволяют передавать значительно более объемную информацию, включая телевизионные сигналы, сигналы многоканальной телефонии, высокоскоростные цифровые потоки. Однако, волны этих диапазонов распространяются почти прямолинейно. Поэтому они устойчиво проходят на расстояние прямой видимости между антеннами передающего и приемного оборудования. Практически это расстояние составляет десятки километров и для передачи сигналов на большие расстояния строятся цепочки ретрансляторов, образующие радиорелейные линии. Другим способом передачи сигналов этих диапазонов на большие расстояния является использование для ретрансляции связных спутников. Спутниковые системы позволяют передавать информацию на десятки тысяч километров и перекрывать большие площади на поверхности Земли, вплоть до организации глобальных систем связи. Возможна также передача сигналов за пределы прямой видимости за счет рассеяния электромагнитной энергии в неоднородностях тропосферы.      В оптических диапазонах волн можно передавать гигантские объемы информации. Но при распространении в открытом пространстве они подвержены большим ослаблением и, практически, обеспечивается связь на расстояние до 4-5 км. Для передачи на большие расстояния применяются закрытые оптические системы, в которых свет распространяется по стеклянным волокнам.      Все связные системы можно разделить на две большие группы. Одно группа представляет собой проводные системы, в которых информация передается по проводам и электрическим или оптическим кабелям. Строительство таких систем связано с длительными и дорогостоящими согласованиями в различных инстанциях и сложными прокладочными работами: установкой опор, рытьем траншей, организацией подводных переходов, пересечение транспортных коммуникаций, внутренняя разводка проводов и кабелях в зданиях и пр. Строительство затягивается на долгое время, в течении которого отсутствует какой-либо доход. Причем, при проектировании проводных систем необходимо заложить некоторую избыточность в технические параметры (значит, и в финансовые вложения) для возможности будущих усовершенствований. Затруднена защита проводных коммуникаций от стихийных бедствий, терроризма, вандализма и пр., которую нужно обеспечивать на всей протяженности системы. Поэтому, стоимость строительства и эксплуатации проводных систем в мире, особенно на небольших расстояниях, многократно увеличивается в последние годы и это обстоятельство инициирует стремительное развитие беспроводных технологий.      Беспроводные системы (радио и оптические) позволяют вводить в строй телекоммуникационные структуры за очень короткое время (в десятки и сотни раз меньшие, чем проводные), получая быстрою экономическую отдачу. Беспроводные системы могут вводиться в эксплуатацию поэтапно (проводная же система требует создания всей инфраструктуры единовременно). Начало получения доходов в беспроводных системах совпадает с запуском первого фрагмента, и дальнейшее развитие системы, фактически, финансируется самими пользователями. Кроме того, положительный пример в виде работающего фрагмента, позволяет, в обмен на будущие льготы, привлечь и средства будущих абонентов. Это резко снижает вероятность финансовых потерь и позволяет более уверенно вкладывать инвестиции в проекты. При одновременном начале работ, полной окупаемости беспроводной системы можно достичь раньше, чем будет запущена проводная.  Однако, в каждом конкретном случае нужны тщательные расчеты для определения экономической эффективности системы связи. К примеру, экономически выгодны волоконно-оптические системы связи большой протяженности, позволяющие передавать практически неограниченные объемы информации, недостигаемые для других систем связи. Выгодно применять воздушные волоконные кабели, подвешиваемые на существующие телефонные или телеграфные опоры или опоры линий электропередач. В тоже время существуют беспроводные вставки в проводные системы, позволяющие легко и дешево преодолевать различные естественные или искусственные преграды. Разработано множество разновидностей беспроводных телекоммуникационных систем, на эксплуатацию которых не требуется каких-либо разрешений и согласований.

        Вопросы для самопроверки

1. Поясните общий принцип работы системы связи.  2. Поясните классификацию диапазонов частот, используемых в системах связи.  3. Рассмотрите особенности распространения радиоволн и оптических сигналов.  4. Чем определяется дальность связи в разных диапазонах.  5. Какие системы связи работают в диапазонах сантиметровых и миллиметровых волн.  Начало