- •Часть 1
- •Виды информационных технологий
- •Классификация информационных технологий.
- •Организация информационных процессов
- •Модели информационных процессов передачи, обработки, накопления данных
- •Обобщенная схема технологического процесса обработки информации
- •Сбор и регистрация информации
- •Передача информации
- •Обработка информации
- •Хранение и накопление информации
- •Классификация информационно-коммуникационных систем
- •Типы информационно-коммуникационных систем
- •Мультисервисные сети
- •Системы телевещания
- •Классификация по виду тв-сигнала
- •Способы доставки тв-сигнала
- •Системы подвижной связи
- •Сети сотовой связи
- •Сети персональной спутниковой связи
- •Сети абонентского доступа
- •Сети на базе технологии gepon
- •Цифровые абонентские линии xDsl
- •Оптические сети на базе технологий ftTx
- •Каналы информационно-коммуникационных систем
- •Общая классификация каналов связи
- •Физические каналы связи
- •Коаксиальный кабель
- •Витая пара
- •Приземные радиоволны
- •Спутниковые радиоволны
- •Радио-релейные линии
- •Волоконно-оптические линии связи
Витая пара
Наиболее старый и наиболее распространенный сейчас физический канал в компьютерных сетях, а так же в телекоммуникационных сетях. На ее базе функционирует первая высокоскоростная сеть абонентского доступа – ADSL.
Рис. 5.1 – Витая пара
Представляет собой два изолированных провода, скрученных между собой. Характеризуется диаметром проводников и шагом скрутки. В настоящее время кабели на витой паре имеют полосу пропускания 100 МГц, но разработаны и стандарты на кабели с полосой до 600 МГц.
Категория витой пары определяет частотный диапазон, в котором ее применение эффективно (табл. 5.2). В настоящее время действуют стандартные определения 7 категорий кабеля (стандарт EIA/TIA 568А).
Табл. 5.2. – Актуальные категории витой пары
Категория кабеля |
Класс кабельной системы |
Скорость передачи данных |
1 (лапша) |
Класс С |
до 0,1 МГц |
5е |
Класс D |
до 125 МГц |
6 |
Класс E |
до 250 МГц |
6А |
Класс EA |
до 500 МГц |
7 |
Класс F |
600 - 1200 МГц |
Витая пара может быть как неэкранированной (UTP), так и экранированной (FTP). Экранированный кабель используется в случае прокладке в среде, подверженной существенным помехам (например, производственные цеха).
Приземные радиоволны
Радиоволны, распространяющиеся в непосредственной близости (в масштабе длины волны) от поверхности Земли, называют приземными радиоволнами. Посредством их осуществляется связь всех наземных объектов.
Благодаря эффектам дифракции (огибания) и отражения, возможна связь между точками, не имеющими прямой видимости.
Распространение радиоволн от источника к приёмнику вследствие отражения может происходить несколькими путями одновременно. Такое распространение называется многолучевым. Из-за изменений параметров среды и вследствие многократного отражения возникают замирания - изменение уровня принимаемого сигнала во времени. Причиной замирания может быть и интерференция (наложение нескольких, задержанных по времени) радиоволн, то есть в точке приёма сигнал может динамично меняться по уровню от нулевого до в несколько раз превышающий сигнал, прошедший по прямой видимости.
В зависимости от длины рабочей волны влияние среды (атмосферы) проявляется в большей или меньшей степени. В связи с этим для удобства выбора модели трассы электромагнитные волны делят на диапазоны (табл. 5.3). Волны каждого из диапазонов имеют свои особенности распространения.
Таблица 5.3. Распределение электромагнитных волн по диапазонам
Диапазон |
Длина волны |
Частота |
Область применения |
Сверх длинные волны, СДВ |
10-100 км |
3-30 кГц |
Радионавигация, радиотелеграфная связь, метеослужба |
Длинные волны, ДВ |
1-10 км |
30-300 кГц |
Радиотелефонная связь, радиовещание, радионавигация |
Средние волны, СВ |
100-1000 м |
300-3000 кГц | |
Короткие волны, КВ |
10-100 м |
3 – 30 МГц |
Радиотелефонная связь, радиовещание, радиолюбительская связь |
Ультракороткие волны(метровые),УКВ |
1-10 м |
30-300 МГц |
Радиовещание, телевидение, радиолокация, космическая радиосвязь, радиолюбительская связь |
Высокие частоты (дециметровые), ВЧ |
1-10 дм |
300-3000 МГц |
Телевидение, радиолокация, РРЛ, сотовая связь, космическая радиосвязь |
Крайне высокие частоты (сантиметровые), КВЧ |
1-10 см |
3-30 ГГц |
Радиолокация, РРЛ, сотовая связь, космическая радиосвязь |
Гипервысокие частоты (миллиметровые), ГВЧ |
1-10 мм |
30 – 300 ГГц |
Радионавигация и т.д. |
Волны оптического диапазона:
|
1e-3 - 7,5e-7 7,5e-7 - 4e-7 4e-7 - 20e-10 |
3e5-4e8 4e8-7,5e8 7,5e8-15e10 |
Квантовая радиоэлектроника, пассивная и активная радиолокация |
В зависимости от диапазона радиоволны имеют свои особенности и законы распространения:
ДВ сильно поглощаются ионосферой, основное значение имеют приземные волны, которые распространяются, огибая планету. Их интенсивность по мере удаления от передатчика уменьшается сравнительно быстро.
СВ сильно поглощаются ионосферой днём, и район действия определяется приземной волной, вечером хорошо отражаются от ионосферы и район действия определяется отражённой волной.
КВ распространяются исключительно посредством отражения ионосферой, поэтому вокруг передатчика существует т. н. зона радиомолчания. Днём лучше распространяются более короткие волны (30 МГц), ночью — более длинные (3 МГц). Короткие волны могут распространяться на больши́е расстояния при малой мощности передатчика.
УКВ распространяются прямолинейно и, как правило, не отражаются ионосферой. Легко огибают препятствия и имеют высокую проникающую способность.
ВЧ не огибают препятствия, распространяются в пределах прямой видимости. Используются в WiFi, сотовой связи и т. д.
КВЧ не огибают препятствия, отражаются большинством препятствий, распространяются в пределах прямой видимости. Используются для спутниковой связи.
Гипервысокие частоты не огибают препятствия, отражаются подобно свету, распространяются в пределах прямой видимости. Использование ограничено.
Затухание миллиметровых волн в атмосфере значительно выше, чем метровых и дециметровых, и сильно зависит от климатических воздействий. Еще одной особенностью волн этого диапазона является прямолинейность их распространения. Они не способны огибать даже небольшие препятствия, а напротив - отражаются от них практически без искажений. Практика показала, что на частоте 40 ГГц удовлетворительно принимаются сигналы, прошедшие 4-кратное отражение. Это свойство может использоваться при проектировании высокочастотных систем раздачи сигнала.
Для ТС радиоволны диапазонов СДВ, ДВ, СВ и КВ не представляют большого интереса, поскольку пропускная способность каналов связи на этих диапазонах достаточно низка.