ОТПІ

Основи теорії передачі інформації

Повітряна двопровідна лінія зв'язку

1

Лінії зв'язку і канали передачі даних

Лінія зв'язку в загальному випадку позначає фізичне середовище, по якому переда-ються електричні інформаційні сигнали, пристрої передачі данних та проміжне мере-жеве обладнання. На рис.показана лінія зв’язку між двома абонентами мережі.

На одній лінії зв'язку можна створити кілька каналів зв'язку, наприклад, шляхом част тного або часового розділення каналів. Якщо канал зв'язку монопольно використову пінію зв'язку, тоді лінію зв'язку називають каналом зв'язку.

Лінії зв'язку використовують різне фізичне середовище. Це може бути: 1.Коаксіальний кабель або кабель «скручена пара». Носієм є метал, в основ.мідь.

2.Оптоволоконний кабель. Носієм є над прозоре скло, кварц чи пластик.	2
3. Навколишній простір. Носієм є радіохвилі.

Канали передачі даних

Канали передачі даних – об'єднує між собою джерело та приймач інформації і містить лінію зв'язку і апаратуру передачі/прийому даних. Канал передачі даних – Це засоби двостороннього обміну даним.

В залежності від напряму передачі інформації канали можуть бути:

1.Симплексний канал. Передача інформації відбувається лише в одному напрямку 2.Дуплексний канал. Забезпечує одночасну передачу інформації в обох напрямках. Дуплексний канал може складатись з двох середовищ, кожне з яких передає лише в одному напрямку (двох симплексних каналів)

3. Напівдуплексний канал. Він забезпечує передачу інформації в обох напрямах, але не одночасно, а по черзі. Тобто, в певний проміжок часу передача даних відбу-вається в одному напрямку, в інший момент – в зворотному напрямку.

3

Характеристики фізичних каналів

Запропоноване навантаження – це потік даних, що надходить від користувача до мережі. Характеризується швидкістю надходження даних і вимірюється у Біт/сек, Кілобіт/секунду, Мегабіт/секунду.

Швидкість передачі даних – фактична швидкість потоку даних, що проходить через мережу. Вона є меншою за запропоноване навантаження, оскільки в мережі дані можуть губитися або спотворюватися.

Пропускна здатність (Ємність каналу зв’язку) – це максимально можлива швид-кість передачі інформації по каналу. Залежить від фізичного середовища передачі, та від способу передачі інформації.

Трафік - це об'єм інформації, що передається по комп’ютерній мережі за певний період часу, зазвичай, за добу чи місяць. Трафік часто поділяють на вхідний та вихідний. Вхідний трафік, це інформація, що надходить до комп'ютера користувача. Вихідний трафік це, відповідно, інформація, що відправляється з комп’ютера корис-тувача до мережі

В залежності від середовища канали зв'язку поділяють

Повітряні лінії зв'язку без ізолюючих і екрануючих опліток.

Кабельні лінії зв'язку. Використовуються кабелі «скручена пара», коаксіальні кабелі або оптоволоконні кабелі.

4

Безпровідні (радіоканали наземного і супутникового зв'язку). Використовують для передачі сигналів електромагнітні хвилі, які розповсюджуються по ефіру.

Повітряні лінії зв'язку

Повітряні (провідні) лінії зв'язку використовуються як магі-стральні лінії зв'язку для передачі телефонних і телеграф них сигналів, а також комп'ютерних даних. За повітряними лініями зв'язку можуть бути організовані аналогові і циф-рові канали передачі даних.

Швидкість передачі по повітряних лініях є дуже низькою. Крім того, до недоліків цих ліній відноситься низька зава-достійкість і можливість простого несанкціонованого під'єд-нання до мережі.

Кабельні лінії зв'язку

Кабельні лінії зв'язку мають досить складну структуру. Кабель складається з провід ників, що містяться в кількох прошарках ізоляції. Найчастіше, в комп'ютерних мере-жах використовуються три типи кабелів: «скручена пара», коаксіальний, оптоволо-конний

Незахищена «скручена пара».

Скручена пара (Тwisted Рair)

Це кабель, що містить кілька мідних проводів, зазвичай вісім, що поміщені в ізолюючу оболонку. Для зменшення електрич-них наведень проводи скручуються між собою парами.

В залежності від наявності мідної оплітки або алюмінієвої

5

фольги навколо скручених пар, визначають різновиди кабелю «скручена пара»:

Незахищена скручена пара

1.Неекранована скручена пара (UTP )– екранування пари відсутнє 2.Фольгована скручена пара (FTP ) – присутній один загальний зовнішній екран

3. Фольгована екранована скручена пара (SFTP ) – відрізняється від неекранованої скрученої пари наявністю додаткового зовнішнього екрану з мідної оплітки.

Існує кілька категорій cкрученої пари, які нумеруються від CAT1 до CAT7 і визнача-ють ефективний пропускаємий частотний діапазон. Кабель вищої категорії звичайно містить більше пар дротів і кожна пара має більше витків на одиницю довжини. CAT1 (смуга частот 0.1 МГц) - телефонний кабель, всього одна пара. Застосовується кабель або в «скрученому» вигляді, або взагалі без скруток («локшина» - у неї характеристики не гірші, але більший вплив перешкод). Використовується тільки для передачі голосу або даних за допомогою модему.

CAT2 (смуга частот 1 МГц) - старий тип кабелю, 2-і пари провідників, підтримує передачу даних на швидкостях до 4 Мбіт / с. Зараз іноді зустрічається.

CAT3 (смуга частот 16 МГц) - 2-х парний кабель, використовувався при побудові локальних мереж , підтримує швидкість передачі даних до 10 Мбіт / с або 100 Мбіт / CAT4 (смуга частот 20 МГц) - кабель складається з 4-х скручених пар, швидкість передачі даних не перевищує 16 Мбіт / с по одній парі, зараз не використовується. САТ5 (смуга частот 100 МГц) - 4-х парний кабель, це і є те, що зазвичай називають кабель «вита пара», завдяки високій швидкості передачі, до 100 Мбіт / с при викори-станні 2-х пар і до 1000 Мбіт / с , при використанні 4-х пар, є найпоширенішим мереж6 ним носієм, що використовується в комп'ютерних мережах дотепер.

Захищена «скручена пара»

Захищена скручена пара (STP, Shielded Twisted Pair) —

присутній екран для кожної пари.

Захищена екранована скручена пара (SSTP, Screened

Shielded Twisted Pair) — відрізняється від STP наявністю додаткового загального зовнішнього екрану.

Роз'єми для скручених пар

Кабель під’єднується до мережних пристроїв за допомогою роз'єму RJ45 (рис. 4.5).

Кабель використовується для передачі даних зі швидкістю 10 Мбіт/с і 100 Мбіт/с. Скручена пара зазвичай використо-вується для зв'язку на відстані не більше кількох сотень метрів.

Характерним для кабелю є простота монтажу, він є деше-

вим і популярним видом зв'язку, який широко застосовуєть-^{Кабельний роз'єм RJ45} ся в локальних мережах з топологією «зірка». Скручена па-

р а є достатньо завадостійкою.

До недоліків кабелю «скручена пара» можна віднести ⁷мож-ливість простого несанкціонованого під’єднання до мережі.

Коаксіальний кабель (coaxial cable)

Коаксіальний кабель

Тонкий та товстий коаксіальний кабель

Це кабель з центральним мідним дротом, який оточено шаром ізолюючого матеріалу для відо-кремлення центрального провідника від зовніш-нього провідного екрану (мідної оплітки або про-шарку алюмінієвої фольги).

Зовнішній провідний екран кабелю покривається ізоляцією

Існує два типи коаксіального кабелю: тонкий коаксіаль-ний кабель діаметром 5 мм і товстий коаксіальний ка-бель діаметром 10 мм. Товстий коаксіальний кабель має менше загасання сигналу, ніж в тонкого. Коаксіаль-ний кабель є більш завадостійким за кабель «скручена пара» і має менше власне випромінювання. Пропускна здатність складає 50-100 Мбіт/с. Допустима довжина лінії зв'язку – кілька кілометрів. Несанкціоноване під’єд-нання до коаксіального кабелю є складнішим, ніж до ка-белю «скручена пара».

Раніше, коаксіальний кабель був досить популярним для прокладання локальних мережах з топологією «за-гальна шина». Тепер, він використовується у разі 8пере-давання даних через мережу кабельного телебачення

Параметри коаксіальних кабелів. двопровідних ліній та багатопарних кабелів зв'язку

1.Погонна ємність С_пог – ємність на одиницю довжини лінії

2. Погонна індуктивність L_пог – індуктивність на одиницю довжини лінії

2. Хвильовий опір Z_хв – параметр, який визначає співвідношення між амплітудами падаючих хвиль напруги і струму I_пад=U_пад/ Z_хв. Хвилевий опір залежить від форми і розмірів провідників в поперечному січенні лінії (кабеля) віддалі між провідниками, ступеня заповнення поперечного перерізу січення ізоляцією та її відносної діалек-

тричної сталої ε. Співвідношення між Z_хв, С_пог та L_пог дорівнює:Z_хв=√ L_пог/С_пог 4. Хвилевий опір (ом) повітряної лінії Z_повможна визначити через її С_{пог.повіт.}

^Zповіт. ^{= Z}п ^=3300/Спог..повіт. ^,

де С_{пог.повіт.} – погонна ємність повітряної лінії в [пф/м ]

5. С^{пог.повіт.КК}- погонна ємність для повітряного коаксіала С^п.п.КК=24.1/lgD/d

D / d

6.Хвилевий опір лінії, яка заповнена діелектриком, можна знайти по формулам

^Zп^{=3300/√ε С}пог.повіт. ^{або = 3300√ε /С}пог.діал. ^{ε= C}пог.діал^./Cпог..повіт.

7. Коефіцієнт вкорочення довжини хвилі n – параметр, який показує, в скільки разів довжина хвилі в лінії λ_лінії менше довжини хвилі λ₀ в свобідному просторі n = λ₀/λ_лінії

8. Для екранованих ліній і КК цілком заповнених діелектриком n=√ε

9. Для екранованих ліній з неповним заповненням діелектриком і неекранов. ліній₉

n=√ε_еф, де ε_еф=ефективна діелектрична проникливість дорівнює ε=С_{пог.лін.д}/С_{пог.лін.без діа}

Погонне затухання, повне заникання, коефіцієнт корисної дії

П огонне затухання,повне заникання і ККД

1. Приклад на визначення довжини хвилі в КК при f=50 мГц , який заповнений діеле-

ктриком з ε=2,3.При f=50 мГц довжина лініїхвилів повітрі λ₀=6м. Реальна довжина хвилі

в КК дорівнює : λ_кк=λ₀/√ε=6/√2,3=3,95м.

2. Погонне затухання α – зменшення напруги, струму або потужності хвиль на оди-ницю довжини лінії. Розмірність α – дб/м або дб/км

3. Повне заникання в лінії довжиною l буде N= αl .Заникання α можна виразити в Неперах з допомогою співвідношення ! Нп=8,68дб 4.Коефіцієнт корисної дії( ККД) лінії дорівнює η_л=Р₂/Р₁, де Р₁ і Р₂ відповідно потуж-ність сигналу на вході і виході лінії.

5. ККД узгодженої лінії може бути визначена через повне заникання лінії з допомо-
гою залежності:
	2l	де αl в [дб]
ηл= e	8,68

Конструкція і параметри ліній передачі

Радіочастотний кабель (РК) – це гнучкий коаксіальний кабель (КК),який складається

• мідного внутрішнього провідника, зовнішнього провідника, плетеного (суцільного)

• мідних провідників, поліетиленової ізоляції між провідниками і зовнішньої захистної

оболонки з поліетилену або поліхлорвінілу. Приклад позначення вітчизняних КК

10

типу РК: кабель РК-75-4-12

Оптоволоконний кабель (Fiber Optic)

Будова оптоволоконного кабелю

Оптоволоконний кабель

Оптоволоконний кабель – це оптичне волокно на кремнієвій чи пластмасовій основі, що помі-щено в матеріал з низьким коефіцієнтом залом-лення світла і покрито зовнішньою оболонкою.

Оптичне волокно передає оптичні сигнали і лише в одному напрямку, тому кабель містить кілька во-локон (див.рис.). На передавальному кінці оптово-локонного кабелю застосовується перетворення електричного сигналу в світловій, а на приймаль-ному кінці зворотне перетворення.

Основною перевагою цього типу кабелю є надзви-чайно високий рівень завадозахищеності та відсут-ність власного випромінювання. Несанкціоноване під’єднання є дуже складним. Швидкість передачі даних до 3 Гбіт/c.

Основним недоліком оптоволоконного кабелю є складність його монтажу, невелика механічна міц-

11

ність і чутливість до іонізуючих випромінювань

Безпровідні лінії зв'язку

Технології безпровідної передачі даних дозволяє розбудовувати мережі, що повні-стю відповідають стандартам звичайних провідних мереж, без використання кабе-льної проводки. Безпровідні мережі використовуються там, де прокласти кабель вкрай складно або неможливо.

Носієм інформації в таких мережах виступають радіохвилі СВЧ-діапазону. Радіо-канали наземного і супутникового зв'язку утворюються за допомогою передавача і приймача радіохвиль

Кожен вузол має антену, яка одночасно є передава-чем та приймачем електромагнітних хвиль. Хвилі роз-повсюджуються в атмосфері або вакуумі зі швидкістю 3*10⁸ м/с з певним типом напрямку, що залежить від типу антени.

Типи антен

Параболічна антена (скерована). Поширення електромагнітних хвиль відбуваєть-ся в певному напрямку.

І зотропна антена (нескерована). Електромагнітні хвилі заповнюють весь простір

12

в межах певного радіусу, що визначається затуханням сигналу. Такі антени викори-стовують в автомобілях та портативних пристроях.

Діапазони електромагнітного спектру

Основні характеристики безпровідної лінії зв’язку, такі як відстань між вузлами, те-риторія охоплення, швидкість передачі – залежать від частоти електромагнітного спектру, що використовується

Діапазон до 300 ГГерц

Радіодіапазон є розділений на частини від екстра низь-ких частот до екстра висо-ких. На них працюють радіо-станції (від 20 КГерц до 300 МГерц).

Тут використовують радіо модеми, що з’єднують 2 сег-менти локальної мережі на швидкостях 2 400, 9 600 або

19 000 біт/с

Діапазон від 300 МГерц до 3 000 ГГерц

Використовуються мікро-хвильовими системами: Супутникові канали. Безпро відні локальні мережі13.Сист-еми фіксованого безпровід-

ного доступу

Інфрачервоний діапазон

Широко використовується у безпровідному зв’язку. Оскільки інфрачервоне випромі-нювання не може проходити скрізь стіни, то інфрачервоні системи використовують для утворення невеликих сегментів локальних мереж в межах одного приміщення

Видиме світло (лазер)

Системи видимого світла використовуються для організації доступу на невеликих відстанях.

Поширення електромагнітних хвиль

-Чим вищою є поточна частота, тим вищою є швидкість передачі інформації.

-Чим вищою є частота, тим гірше сигнал проходить через завади (стіни). (АМ-радіо

– на кімнатну антену, TV – потрібна зовнішня антена, видиме світло взагалі не про-ходить)

-Чим вищою є частота, тим швидше зменшується енергія сигналу у відповідності до відстані від джерела.

-Низькі частоти (до 2 МГц) розповсюджуються вздовж поверхні Землі (тому АМ-радіо передається на сотні кілометрів).

-Сигнали частот від 2 до 30 МГерц відбиваються іоносферою Землі, тому, за наяв-ності потужного передавача вони розповсюджуються на відстані до 1 000 кілометрів. -Сигнали в діапазоні більше за 20 МГц є сигналами прямої видимості і розповсю-джуються лише по прямій.

-Сигнали більше за 4 ГГц поглинаються водою і дощ може бути завадою при пе-редачі.

-Всі сучасні системи безпровідного зв’язку працюють на високочастотних діапазо¹⁴-нах (від 800 МГерц

Проблеми безпровідного зв’язку

Для успішного застосування мікрохвильового діапазону потрібно враховувати проб-леми, що пов’язані з поведінкою сигналів, які поширюються в режимі прямої видимо-сті і зустрічають на своєму шляху завади. А це саме явища відбивання, дифракції і розсіювання радіохвиль.

Відбивання. Якщо сигнал зустрічається з за-вадою, яка частково є прозорою для даної дов-жини хвиль, але її розміри є набагато більшими за довжину хвилі, тоді частина енергії сигналу відбивається від завади. Хвилі мікрохвильового діапазону мають довжиною в кілька сантиметрів, тому вони частково відбиваються від стін будин-

Ків при передачі сигналів в місті.

Дифракція. Якщо сигнал зустрічає непроникну

для нього заваду (наприклад, металеву пласти-Основні завади при безпровідному зв’язку ну), то сигнал оминає заваду і його можна отри-

мати, навіть не знаходячись в зоні прямої види-мості.

Розсіювання. Коли сигнал зустрічає заваду, розміри якої є співмірними з довжиною хвилі (дерево, паркан), він розсіюється і поширюється під різними кутами. В результаті подібних явищ, які повсюдно зустрічаються для безпровідного зв’язу в місті, приймач може отримати кілька копій одного сигналу. Такий ефект називає-ться багатопроменевим поширенням сигналу і часто виявляється негативним, оскільки один з сигналів мо-же прийти із зворотною фазою і подавити основний сигнал. Оскільки час поширення сигналу вздовж різних

шляхів в загальному випадку буде різним, то може спостерігатися ситуація, коли сигнали, що кодують сусід-15

ні біти даних, внаслідок затримки, доходять до приймача одночасно. Всі ці спотворення сигналу складаються із зовнішніми електромагнітними завадами, яких в місті є багато. Наприклад, мікрохвильові печі. (2,4 Ггц.)

Різні способи подолання завад безпровідного зв’язку

1.Спеціальні методи кодування, що розподіляють енергію сигналу у широкому діапазоні частот 2.Передавачі сигналу (і приймачі, якщо це можливо) прагнуть розміщати на високих спорудах, щоб уникнути багаторазових віддзеркалень.

3.Застосування протоколів зі встановленням з’єднань та повторними передачами кадрів. Ці протоколи дозволяють швидше корегувати помилки.

Типи безпровідних каналів зв’язку

Радіорелейні канали зв'язку Супутникові канали зв'язку

Радіорелейні канали зв'язку складаються з пос-лідовності станцій, що є ретрансляторами. Зв'я-зок здійснюється в межах прямої видимості, від-стань між сусідніми станціями - до 50 км. Циф-рові радіорелейні лінії зв'язку застосовують як регіональні чи місцеві системи зв'язку та пере-дачі даних, а також для зв'язку між базовими

станціями мобільного зв'язку.

В супутникових системах використовуються антени СВЧ-діапазону частот для прийому радіосигналів від на-земних станцій і ретрансляції цих сигналів назад до наземних станцій. В супутникових мережах використову-ються три основні типи супутників, які знаходяться на геостаціонарних орбітах, середніх або низьких орбітах Супутники запускаються, як правило, групами. Рознесені один від одного вони можуть забезпечити ₁₆обхват майже всієї поверхні Землі. Пропускна здатність є високою – кілька десятків Мбіт/c.

Ліцензування електромагнітного спектру

Електромагнітні хвилі поширюються у всіх напрямках на значні відстані і долають численні завади, такі як, наприклад, стіни будинків. Тому, використання електро-магнітного спектру потребує централізованого регулювання. В кожній країні є спе-ціальний державний орган, який видає ліцензії операторам зв'язку на використан-ня певної частини спектру, що є достатньою для передачі інформації за певною технологією. Ліцензія видається на певну територію, в межах якої оператор вико-ристовує монопольно закріплений за ним діапазон частот.

Частотними діапазонами для міжнародного використання без ліцензування є 900 Мгц, 2,4 Ггц та 5 Ггц.

Ці діапазони відведено для промислових агентів безпровідного зв'язку загального призначення, наприклад для пристроїв блокування дверей автомобілів, наукових і медичних пристроїв. Відповідно до призначення ці діапазони отримали назву ISM-

діапазонів (Industrial, Scientifiс, Medical — промисловість, наука, медицина).

Найбільш зайнятим є діапазон 900 Мгц. Це і зрозуміло, бо низькочастотна техніка завжди була дешевшою. Сьогодні активно освоюється діапазон 2,4 Ггц, наприклад, в технологіях Bluetooth та діапазон 5 Ггц.

Обов'язковою умовою тут є обмеження максимальної потужності переданих сигналів що передаються на рівні 1 Вт. Це обмежує радіус дії пристроїв, щоб їх сигнали не – стали завадами для інших користувачів, які, можливо, працюють в тому ж діапазоні частот в інших районах міста.

1 7

Для зменшення взаємного впливу пристроїв, які працюють в ISM-діапазонах розро-бляються і втілюються спеціальні методи кодування.

Мобільні канали зв'язку

Радіоканали мобільного зв'язку створюють за принципами мобільних телефонних мереж. Мобільний зв'язок - це безпровідна телекомунікаційна система, що складається з мережі на-земних базових станцій, які працюють на прийом/передачу і мобільного комутатора (або цен-тру комутації мобільного зв'язку). Базові станції під’єднані до центру комутації, який забезпе-чує зв'язок, як між базовими станціями, так і між іншими телефонними мережами та глобаль-ною мережею Інтернет. За своїми функціями центр комутації є аналогічним до звичайної АТС провідного зв'язку. Стандарти мобільного зв'язку:

LMDS (Local Multipoint Distribution System) - це стандарт мобільних мереж безпровідної пере-дачі інформації для фіксованих абонентів. Система розбудовується за мобільним принципом, одна базова станція дозволяє охопити район радіусом в кілька кілометрів (до 10 км.) і під’єд-нати кілька тисяч абонентів. Самі станції об'єднуються між собою високошвидкісними назем-ними каналами зв'язку або радіоканалами. Швидкість передачі даних до 45 Мбіт/c.

Радіоканали для локальних мереж

Радіоканали Bluetooht

Стандартом безпровідного зв'язку для лока льних мереж є технологія Wi-Fi. Wi-Fi забезпечує під’єднання в двох режимах: «точка-точка» (для об’єднання двох комп’ютерів) і багатоточкове з'єднання (для під’єднання кількох комп’ютерів до одної точки доступу). Швидкість обміну дани-ми до 11 Мбіт/с при з'єднанні «точка-точка» і до 54 Мбіт/с при інфраструктурному з'єднанні

Це технологія передачі даних на короткі відстані (не більше 10 м)

і може бути використана для ство-рення домашніх мереж. Швидкі-

сть передачі даних не перевищує

18

1 Мбіт/с.

Порівняння ліній зв'язку на базі різних направляючих систем електромагнітних сигналів

4.1 Класифікація направляючих систем

Поряд з широким застосуванням дротяних ліній зв’язку (повітряна лінія, сим. кабель, К. К) широкий розвиток отримали інші типи ліній зв’язку такі, як хвилеводи, світлов-оди, лінії поверхневої хвилі, стрічкові кабелі і т. д. Ці інші типи ліній зв’язку можна об’єднати під загальною назвою – направляючі системи. Направляюча система – це пристрій, який призначений для передачі електромагнітної енергії в заданому напрямку. Направляючу систему може виконувати як металева лінія (кабель, хви-левід), так і діелектрична лінія із матеріалу (діелектричний хвилевід, волоконний світловід) або металево-діелектрична лінія (лінія поверхневої хвилі).

Сучасні направляючі системи передачі електромагнітних сигналів можна розділити на наступні:

1.Повітряні лінії (ПЛ); 2.Симетричні лінії (СЛ); 3.Коаксіальні кабелі (КК); 4.Надпрові-дні кабелі (НПК); 5. Хвилеводи (Х); 6. Світловоди (С); 7. Оптичні кабелі (ОК); 8. Лінії поверхневої хвилі (ЛПХ); 9.Радіочастотні кабелі (РЧК); 10. Діелектричні хви-леводи (ДХ); 11. Стрічкові кабелі (СТК)

19

4.2 Хвилеводи

Хвилевід – це пристрій який «веде» хвилю. Другими словами, хвилевід – це засіб зосередження е/м в певному просторі й передача її в заданому просторі. Е/м енергія передається по хвилеводі по тим же законам, що ї в атмосфері, тільки у хвилеводі ця передача має строго заданий напрямок і крім цього обмежена по частоті. Конструктивно хвилевід представляє собою пустотілу металеву трубку круглого або прямокутного перерізу, яка виготовлена з добре провідного матеріалу.(Див.рис.4.1) В електричному відношенні хвилевід є фільтр високих частот, який пропускає всі ча-стоти, які є вище критичної і затримує всі низькі частоти.

Для циліндричного хвилеводу критична довжина хвилі λ=c/f₀ співрозмірна з діаметр-ом хвилеводу (λ₀≈D). Відповідно і хвилевід буде пропускати всі хвилі, довжина яких менша за λ₀ і затримувати всі довгі хвилі.

Наприклад, циліндричний хвилевід діаметром 6 см буде пропускати всі хвилі довжи-ною меншою за 6 см і затримувати всі хвилі у яких λ>6см .

Критична частота такого хвилеводу f	=c/D				=300108·108 /6=5·109		Гц ,тобто хвилевод
0			хвил			9
f0						 5  10 Гц
буде пропускати частоти вищі за 5.109		ГцD .				6
			хв

Рис.4.1 1-стальна труба;2-мідний шар;3-лакова плівка;4-зовн.полі-етиленова оболонка.

В електричному відношенні хвилевід є фільтр високих частот, який пропускає всі частоти, які є вище критичної f₀ і затримує всі низькі²⁰ частоти.

Частотна залежність затухання хвилевода α

Рис.4.2

Перевагою хвилеводу являється можливість передачі великого об’є-му інформації (до 100 000 каналів) при мало му затуханні і повному екрануванні. Недостат-ками хвилеводу є жорс-ткі вимоги до однорід-ності тракту і мала буді-вельна довжина (вели-ка кількість муфт).

На рис. 4.2 приведений графік частотної залежності зату-хання циліндричного хвилеводу. Там же для порівняння показано затухання кабелю зв’язку. Для любого кабелю (СК, КК) затухання α має ростучий характер. Затухання хвилеводу виражається складною кривою.

На рис.4.2 Крива 1 – α хвилевода; Крива 2 – КК; Крива 3 – магнітна хвиля хвилевода Н₀₁.

В зоні І α СК, КК має зростаючий характер. В цій же зоні хвилевод не пропускає сигналу. І як зона І знаходиться на частотах f‹ f₀ (хвилевод – це фільтр в. ч. і цих частот не пропускає).

• зоні ІІ при f> f₀ енергія сигналу розповсюджується із рос том частоти затухання α зменшується.

• зоні ІІІ, яка охоплює дуже високі частоти (f>10¹¹) почина-ють впливати теплові втрати в металічних стінках хвиле-воду з частотою по закону αΞ√f₀ і тут затухання зростає. На границях між зонами ІІ і ІІІ розташована ділянка частот

• мінімальними втратами. Цю ділянку частот звичайно ви-користовують для передачі енергії по хвилеводу. ²¹