на спутник и обратно, не отражаясь от атмосферы. Эти частоты лежат в диапазоне 2—8 ГГц. Более длинные волны отражаются от атмосферы, а более короткие поглощаются в ней.

Используются так называемые активные спутники связи, в которых сигнал связи принимается, усиливается и передается направленной антенной. Спутники запускают на эллиптическую и круговую орбиты.

Двигаясь по эллиптической орбите, спутник находится в зоне принимающей радиостанции лишь определенное время. Так, спутник связи типа «Молния» обеспечивает радиосвязь между западной частью СССР и Дальним Востоком 14— 16ч в сутки (за два сеанса). При этом максимальная высота подъема спутника над поверхностью Земли составляет 40Т0 км.

На круговую орбиту спутник запускается на высоту 36-103 км. Если плоскость его орбиты совпадает с плоскостью экватора, а направление движения спутника на орбите совпадает с направлением вращения Земли, то спутник сохрапяет неизменное положение по отношению к ее поверхности. Такой спутник называют стационарным или геостационарным, так как при наблюдении с экватора он представляется на кебе неподвижным в зените. Излучение подобного спутника охватывает более 30 % поверх­ ности Земли и обеспечивает круглосуточную связь. Наилучшие условия связи получаются там, где излучение спутника происходит под прямым углом к поверхности Земли, т. е. у экватора. В высоких широтах, где волны приходят под малым углом, связь ухудшается. Кроме того, запуск стационарного спутника значительно сложнее, чем запуск спутника с выходом на эллиптическую орбиту. Особенно трудна стабилизация положения оси спутника при расположении его не над экватором. Тем не менее стационарные спутники сейчас широко применяются, так как обеспечивают: 1) непрерывность связи; 2) упрощение конструкции антенны наземных станций, тогда как у спутников с эллиптической орбитой антенны снабжены сложными следящими системами; 3) расположение за пределами поясов радиации, разрушительно действующих на электрическую аппаратуру и солнечные батареи; 4) постоянство уровней принимаемых сигналов, отсутствие искажений сигналов вследствие эффекта Доплера.

В СССР выведены на стационарпую орбиту спутники связи «Радуга» (1975 г.) с многоствольной ретрансляционной аппаратурой связи и телевизионный спутник «Экран» (1976 г.).

Спутниковая связь обеспечивает более высокое качество передаваемой информации, чем передача по РРЛ. Это объясняется лишь одной ретрансляцией в спутниковой связи и многочисленными ретрансляциями в РРЛ. Считается, что если необходимо передавать информацию более чем на 1500 км, то целесообразно применять спутниковую связь, а не связь по РРЛ.

§ 6.6. Каналы связи по световодам

Нехватка частот для передачи все увеличивающегося количества сообщений заставляет осваивать новые высокочастотные диапазоны. Однако по мере укорочения применяемых электромагнитных волн уменьшаются помехи, но одновременно увеличиваются потери энергии радио­

волн при распространении их в атмосфере или при передаче по коаксиальным кабелям и волноводам. Удалось освоить лишь миллиметровый диапазон, в котором, однако, волны короче 4 мм не передаются.

Скачок в освоении сразу оптического диапазона (10 в табл. 6.3) оказался возможным

всвязи с изобретением нового генератора — лазера и разработкой новой линии связи

ввиде стеклянных световодов.

Лазер — источник электромагнитных колебаний, частота которых имеет строго фиксированное значение, мало изменяющееся под влиянием случайных внешних воздействий. Луч лазера расходится значительно слабее других источников света. Интенсивность излучения лазера просто модулировать. Однако осуществление лазерной связи (подобно радиосвязи) оказалось невозможным из-за нарушения ее в дожде, тумане или снеге.

Стеклянный световод представляет собой двухслойное стеклянное волокно, впутренняя часть которого (жила) изготовляется из более плотного стекла, чем внешняя оболочка. Жила обладает большим коэффициентом преломления, чем оболочка, поэтому если направить узкий пучок света на торец жилы, то свет будет распространяться только по ней, испытывая полное внутреннее отражение на грапице между жилой и оболочкой и не выходя наружу, хотя оболочка и изготовляется из оптически прозрачного стекла.

Из волоконных световодов диаметром примерно 0,1 мм составляют световодные кабели, снабженные защитной оболочкой из пластмассы. Световоды не подвержены влиянию электромагнитных помех и не нуждаются в металлических экранах. Разработаны кабели, состоящие из 200 световодов. По каждой паре световодов передается 672 телефонных разговора, хотя потенциальная емкость одной пары приближается к 10 000 телефонных разговоров. Передается телевидение и другая информация.

При передаче информации по световодам используется временное разделение сигналов, которые передаются не в аналоговой, а в цифровой форме. Электрический сигнал подается на схему управления интенсивностью излучения лазера и модулирует световой сигнал, являющийся переносчиком информации, которая распространяется по световоду. На приеме световой сигнал преобразуется в электрический с помощью фотоэлемента. Так как передача осуществляется импульсами, то вместо усилителей применяют регенераторы. Регенератор состоит из порогового устройства и генератора сигналов. Пороговое устройство срабатывает, если сигнал превышает определенную заданную мощность независимо от того, искажен ли он или нет. Принятый сигнал включает генератор, который посылает в следующий пункт связи стандартный импульс. Между импульсами ничего не передается, что увеличивает помехоустойчивость передачи. Таким образом, при такой импульсной или цифровой передаче с использованием различных кодов сигналы восстанавливаются, а не усиливаются (в том числе не усиливаются и помехи).

В последнее время начали использовать волокна, передающие только один тип (моду *) световых сигналов вместо многомодового волокна, по*

* Мода — вид колебаний, возбуждаемых в сложных колебательных системах. Каждой моде соответствует определенная собственная частота.

которому следуют сигналы с различными частотами. Это объясняется тем, что при передаче многомодовых световых сигналов происходит незначительное их отражение от оболочки, что вызывает некоторое наложение сигналов друг на друга, приводящее к небольшим искажениям передаваемой информации. В одномодовых волокнах, передающих только одну световую частоту, такие наложения отсутствуют и искажения вообще исклю­ чаются.

Регенераторы на многомодовых световодных кабелях сейчас устанавливают через 10 км на линиях дальней связи и через 30 км на линиях местной связи, тогда как усилители на медных кабелях располагают через 2 км для дальней связи и через 5 км для местной связи. По одномодовому волокпу передается свыше 400 млн. бит/с информации при длине волны 1,3— 1,6 мкм. Регенераторы располагают через 60 км (на опытных участках через 120 км). Новые работы по созданию световодов из галидного стекла, обладающего исключительной прозрачностью, показали, что регенераторы можно будет располагать через сотни километров.

Таким образом, преимуществами оптической связи по сравнению с другими видами связи являются: большая полоса частот, превышающая в 10 000 раз полосу частот всего радиодиапазона (первые шесть диапазонов в табл. 6.3) и позволяющая увеличить количество передаваемой информации; малая мощность излучения передатчика; большая помехоустойчивость; меньшее число ретрансляторов; упрощение и облегчение аппаратуры приема и передачи информации. Сами световодные кабели в 10 раз легче медных, рассчитанных на то же количество передаваемой информации.

Контрольные вонросы

1.Что такое физические проводные линии связи?

2.В каких диапазонах частот можно передавать телемехапические сообщения?

3.Перечислите основные характеристики воздушных линии связи.

4.Какие бывают кабели?

5.Перечислите первичные параметры проводных линий связи и укажите, от чего они зависят.

6.То же, относительно вторичных параметров.

7.Что такое затухание и в каких единицах его выражают?

8.От чего зависит затухание?

9.Если затухание равно 3 Ни, то как изменяется напряжение, ток и мощность в конце линии?

10.Что такое симплексная и дуплексная связь?

11.Начертите схему телеграфного аппарата Морзе.

12. В чем разница между телеграфированием постоянным и переменным токами?

13.Какую каналообразуюшую аппаратуру в зоне тонального телеграфирования вы знаете?

14.Что такое ДУМКА?

15.Начертите схему образования капала связи по ВЛ.

16.Какие вы знаете модемы?

17.Как образовать каналы телемеханики по РСС?

18.В каких частотных диапазонах осуществляется передача по радиотракту?

19.В каких диапазонах радиосвязь наиболее надежна?

20.Опишите принцип передачи по радиорелейным линиям связи.

21.Какую вы знаете аппаратуру для РРЛ?

22.Как осуществляется тропосферная связь?

23.Опишите принцип радиосвязи с использованием спутников.

24.Когда целесообразно применять спутниковую связь?

25.Опишите принцип оптической связи.

26.Что такое регенератор?

27.Как устроен световод?

28.Укажите разницу между одномодовыми и многомодовыми световодами.

29.На каких расстояниях устанавливают усилители па медных кабелях и регенераторы на световодах?

30.В чем преимущества оптической связи по сравнению с другими видами связи?