Типы и характеристики сред передачи данных в информационных сетях

В зависимости от среды передачи данных, каналы связи принято разделять на кабельные, спутниковые, оптоволоконные.

В общем случае, канал связи можно охарактеризовать следующими параметрами:

- стоимость, она складывается из стоимости материальных компонентов и стоимости эксплуатации;

- удобство подключения – определяется сложностью прокладки линий связи и сложностью применяемого для этого оборудования;

- пропускная способность – определяет объем передаваемой информации в единицу времени;

- предельная длина линий связи – характеризуется величиной затухания сигналов с увеличением расстояния;

- секретность передачи данных – характеризуется возможностью защиты передаваемой информации от несанкционированного доступа.

Типовые виды линий связи:

1. Кабельный канал (витая пара, коаксиальные кабели). Он представляет собой заключенную в оболочку одну или более пару проводников.

Существует два типа этих кабельных линий: неэкранированная витая пара и экранированная витая пара.

Этот тип является самым дешевым типом.

Скорость передачи по таким каналам обычно составляет величину порядка 10 Мбит/с.

В последнее время появились разработки, где скорость передачи достигает 100 Мбит/с.

Витая пара является сравнительно помехоустойчивой; к её недостаткам относится возможность достаточно свободного несанкционированного подключения с целью подслушивания или вредительства.

Коаксиальный кабель представляет собой центральный проводник, окруженный слоем изолированного материала, с помощью которого этот проводник отделяется от внешнего проводящего экрана, который в свою очередь также покрыт изоляцией.

Коаксиальный кабель относится к числу наиболее распространенных средств передачи данных.

Если такой кабель, кроме металлической обмотки, имеет слой фольги, то он называется кабелем двойной экранизации.

Стоимость коаксиальных кабелей в несколько раз выше витой пары и требует более сложного монтажа. Однако наличие экрана существенно повышает помехоустойчивость этого устройства и снижает собственное излучение энергии в пространстве.

Несанкционированное подключение к коаксиальному кабелю в принципе возможно, но сложнее, чем к витой паре.

Пропускная способность порядка 50-100Мбит/с, допустимая длина линии связи порядка нескольких километров, затухание сигналов на частоте 10 МГц составляет 0,1-1 ДБ/м.

2. Оптоволоконный канал. Он формируется на основе использования оптоволоконных кабелей. Оптоволоконный кабель представляется собой светопроводящий наполнитель на кремневой основе, заключенный в оболочку из материала с низким коэффициентом преломления света. Посредством оптоволоконного кабеля осуществляется передача электромагнитных сигналов оптического или инфракрасного диапазона. Так как оптическое волокно передает сигнал только в одном направлении, то кабель выполняется из двух оптических волокон. При использовании оптоволоконных каналов в системах передачи данных, на передающем конце канала необходимо производить преобразование сигнала в оптический, а на приемной стороне канала требуется производить обратное преобразование. Главным достоинством оптоволоконных каналов является их высокая помехоустойчивость и практическое отсутствие потерь энергии на излучение в окружающее пространство. Поэтому несанкционированное подключение к оптоволоконным каналам представляет значительные трудности. Скорость передачи данных по таким каналам составляет величину, порядка нескольких гигабит в секунду. При этом затухание сигнала практически отсутствует. Главным недостатком оптоволоконного кабеля является сложность его монтажа, так как при соединении кабеля требуется микронная точность. Поэтому при монтаже в оптоволоконных каналах обычно используют готовые отрезки кабеля с разъемами, установленными в заводских условиях. Другим недостатком оптоволоконного кабеля является его сравнительно низкая механическая прочность, а также чувствительность к возможным ионизирующим излучениям; долговечность этого кабеля ниже, чем у электрического кабеля.

3. Беспроводные (радиоканалы, спутниковые каналы, ИК-и лазерные каналы)

В настоящее время радиоканалы, то есть системы передачи данных с использованием открытого пространства, образуется, на основе использования элементов спутниковой связи. Радиоканалы включают в себя передающие и принимающие устройства, и используют, как правило, специальные спутники, движущиеся по специально выбранной траектории. В этом случае спутник связи как бы зависает над определенной точкой земной поверхности и антенны наземных станций слежения за спутником находятся в фиксированном положении. В ряде случаев используют системы космической связи, на основе трех спутников, разнесенных относительно друг друга на 120в пределах общей орбиты. Такое расположение спутников позволяет охватывать одновременно всю территорию Земного шара. В спутниковых системах используются устройства СВЧ диапазона.

Основное преимущество данного вида каналов заключается в возможности обеспечения связи между станциями, расположенными на значительном расстоянии, а также возможность связи абонентов, расположенных в самых труднодоступных районах. Кнедостаткамтакого вида связи относится, в первую очередь, его высокая стоимость. Однако в ряде случаев такой вид связи оказывается единственно возможным. Еще одним серьезным недостатком данного канала в связи является низкая помехоустойчивость. На качество радиосвязи могут оказывать воздействия, такие как естественные природные факторы в виде гроз и т.д., а также искусственные помехи, создаваемые как работой различных технических устройств, так и от внутренних соседних радиоканалов, работающих на близких участках. Обеспечение конфиденциальности передаваемой информации в радиоканалах может быть достигнуто посредством специального кодирования или же с использованием специального сжатия информации, что требует дополнительных материальных и технических затрат.

К беспроводным каналам связи относят также информационный канал, в котором данные передаются при помощи инфракрасного излучения, а также наземные каналы, в которых информация переносится с помощью модулируемого лазерного луча.