Основные характеристики линий связи

Тема 1. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ СВЯЗИ

1.8. Основные характеристики линий связи.

Различают два основных типа линий связи (ЛС):

- линии в атмосфере (радиолинии);

- направляющие линии передачи (проводные линии связи).

Отличительной особенностью радиолиний (РЛ) является распространение электромагнитных сигналов в свободном пространстве. Дальность РЛ может простираться от нескольких сотен метров, до сотен миллионов километров - расстояния между космическими аппаратами и земными станциями.

Характер распространения электромагнитных сигналов в различных средах в первую очередь зависит от частоты радиосигнала (несущей частоты). В соответствии с этим различают следующие типовые диапазоны длин волн и радиочастот:

Сверхдлинные волны (СДВ) Длинные волны (ДВ) Средние волны (СВ) Короткие волны (КВ) Ультракороткие волны (УКВ) Дециметровые волны (ДЦМ) Сантиметровые волны (СМ) Миллиметровые волны (ММ) Оптический диапазон

100... 10 км (3...30 кГц) 10... 1 км (30... 300 кГц) 1,0... 0,1 км (0,3... 3 МГц) 100... 10 м (3...30 МГц) 10... 1 м (30... 300 МГц) 1... 0,1 м (0,3... 3 ГГц) 10... 1 см (3...30 ГГц) 10... 1 мм (30... 300 ГГц) 10... 0,1 мкм

Отличительной особенностью проводных линий (ПЛ) связи является то, что распространение сигналов в них от одного абонента к другому осуществляется только по специально созданным трактам (коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно), предназначенным для передачи электромагнитных сигналов в заданном направлении с должными качеством и надежностью.

Вышеуказанные особенности линий определяют их основные свойства и области применения.

К достоинствам РЛ относятся возможность установления связи на большие расстояния, в том числе с подвижными объектами, высокая скорость установления связи, а также возможность обеспечения передачи сразу множеству пользователей (радиовещание и телевидение).

Основными недостатками РЛ являются:

- зависимость качества связи от состояния среды передачи и сторонних электромагнитных полей;

- низкая скорость;

- сложность аппаратуры передатчика и приемника;

- узкополосность систем передачи, особенно на длинных волнах и выше.

Достоинства ПЛ состоят в обеспечении требуемого качества передачи сигналов, высокой скорости передачи, большой защищенности от влияния сторонних полей, заданной степени электромагнитной совместимости, относительной простоты оконечных устройств.

Недостатки ПЛ определяются высокой стоимостью и наличием эксплуатационных расходов, а также относительно длительными сроками установления связи.

Различают три основных типа проводных линий:

- кабельные;

- воздушные;

- волоконно-оптические (ВОЛС).

Кабельная линия связи представляет собой проводник с изолирующим слоем. В современных кабельных линиях связи существует разделение на три типа кабеля:

- витая пара;

- коаксиальный кабель;

- оптоволоконный кабель.

Воздушные линии связи используются в основном для передачи телефонных и телеграфных сигналов (морально устарели).

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) представляют из себя нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), которая используется для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. ВОЛС рассматривается как наиболее перспективные линии связи. Достоинствами ВОЛС являются низкие потери (затухание), высокая помехозащищенность, большая пропускная способность, малые масса и габаритные размеры. Считать информацию с оптоволокна крайне затруднительно, оптическое волокно ничего не излучает во внешнюю среду, поэтому передаваемую информацию затруднительно перехватить.

К основным характеристикам проводных линий связи относятся:

- амплитудно-частотная характеристика (показывает, как затухает амплитуда сигнала на выходе линии связи по сравнению с амплитудой на ее входе для всех возможных частот передаваемого сигнала;

- полоса пропускания определяется как диапазон между нижней и верхней частотами, используемыми конкретной системой передачи данных (рис. 1.10). Полоса пропускания телефонного канала тональной частоты (ТЧ) от 300 до 3400 Гц, что объясняется сосредоточением в этой полосе наибольшей части энергии человеческого голоса., т.е. полоса пропускания = 3100 Гц;

- пропускная способность (максимально возможную скорость передачи данных по линии связи). Пропускная способность измеряется в битах в секунду - бит/с, а также в производных единицах, таких как килобит в секунду (Кбит/с), мегабит в секунду (Мбит/с), гигабит в секунду (Гбит/с) и т. д.

- затухание – относительное уменьшение амплитуды (мощности) сигнала при передаче по линии сигнала определенной частоты;

Рис. 1.10. Полоса пропускания канала связи.

Клод Шеннон предложил модель для оценки пропускной способности передачи данных, которая ограничивает предельную пропускную способность канала С с заданной полосой пропускания B и отношением сигнал/шум S/N:

Для стандартного телефонного канала В=3кГц, N/S=30db, следовательно, теоретический предел для коммутируемой телефонной сети равен примерно 30кбит/с.

Дата добавления: 2014-01-11