2.2 Современные каналы передачи данных.

Из всех видов каналов передачи информации в последние годы рас­про­с­т­ра­не­ние получили оптико-волоконные кабели и спутниковая связь.

Волоконно-оптический кабель - это система передачи данных, в которой передающей средой являются оптические волокна, изготовленные из специальных видов стекла или пластмассы и называемые световодами.

Световод представляет собой широкополосную передающую среду, со­с­то­я­щую из сердцевины с большим показателем преломления и покрывающей ее обо­ло­ч­ки с постоянным показателем преломления. Основная часть светового потока переносится по сердцевине, а оболочка призвана удержать электромагнитную энергию преимущественно в области сердцевины благодаря полному отражению от границы раздела и сердцевины – оболочки (см. рис.1). Поперечный размер световода настолько мал (ме­нь­ше ширины че­ло­ве­че­с­ко­го волоса), что решается проблема искусственного увеличения размеров кабеля для удобства обращения с ним.

Оптическое волокно является очень хрупким, поэтому на его основе производят оптический кабель, в центре которого находятся упрочняющие элементы, а по периметру – оптические волокна с полимерной защитой. В качестве источника излучения применяется лазер. В передающее устройство также входит модулятор и помехоустойчивое кодирование для исключения ошибок.

Преимущества оптико-волоконных передающих устройств:

1. Оптические волокна малогабаритны. Это позволяет упаковывать огромное число световодов в структуру с малым поперечным сечением, имеющую ма­лый вес;

2. Они имеют очень высокую пропускную способность - сотни Мбит/с (для сравнения: скорость передачи по телефонным кабелям от 9600 бит/с, по ко­а­к­си­а­ль­ным - сотни Кбит/с);

защитное покрытие

оболочка

сердцевина

а) Схема световода

у крепляющий стержень внутренняя

оболочка

с ветоводы

наружная

о болочка

лента

металлическая

б)

Рис.1. Схема световода (а) и конструкция оптического кабеля (б)

3. Из-за высокого электрического сопротивления их можно применять в военной и промышленной аппаратуре, где другие обычные кабели небезопасны;

4. Поскольку у оптических кабелей отсутствует электромагнитное излучение и от них трудно сделать отвод, эти линии связи в большей степени гарантированны от утечки информации.

Считается, что использование геостационарного спутника для целей радиовещания было предложено американцем А.Кларком в 1949 г.

Первый спутник связи с пассивным отражателем был запущен в 1958 г. в США, связь через активные спутниковые ретрансляторы осуществилась в 1962 г. (а в СССР - в 1965 г.).

Преимущества спутниковой связи (СС):

1. большая пропускная способность;

2. перекрытие огромных расстояний;

3. низкий уровень помех, следовательно, передача информации с высокой надежностью.

Эти достоинства делают СС уникальным и эффективным средством пе­ре­да­чи информации. Спутниковая система состоит из множества наземных станций и ретранслятора, находящегося на спутнике. При движении спутника относительно Земли наземные станции следят за его движением, пока он не скроется за горизонтом, - тогда связь нарушается или устанавливается со следующим спу­т­ни­ком, принимающим эстафету у предыдущего.

Особый интерес представляет геостационарная орбита, находящаяся в экваториальной плоскости в 36 тыс. км от поверхности Земли. Если направление движения спутника на ней совпадает с направлением движения Земли, то спутник оказывается неподвижным относительно наземного наблюдателя.

Геостационарная орбита уникальна, другой такой не существует. На ней передача и прием сигналов возможны при неподвижных антеннах наземных станций и при этом спутник "видит" почти 1/3 поверхности земного шара.

В целом преимуществами цифровой передачи информации являются следующие факторы:

1. Все типы сигналов могут объединяться в один общий по­ток с формализованной передачей;

2. Наличие и возможность защиты от несанкционированного доступа;

3. Объединяются в один процесс передача информации и коммутация сигналов и сообщений;

4. Эффективно используется канал по спектру и по времени;

5. Эффективное кодирование и оптимальный способ приема сигналов.

К недостаткам относятся:

1. Слишком большая ширина спектра излучающего сигнала;

2. Наличие межсимвольных помех;

3. Необходимость синхронизации работы систем передачи информации.