Bevezetés

Kommunikációs csatorna, átviteli csatorna, műszaki eszközök és kommunikációs út, amelyen az információt tartalmazó jelek az adótól a vevőig terjednek. A műszaki eszközök (elektromos jelerősítők, jelkódoló és dekódoló eszközök stb.) a közbenső (erősítő) és a terminál kommunikációs pontokon kerülnek elhelyezésre. Különféle vonalakat használnak átviteli útvonalként - vezetékes (antenna és kábel), rádió- és rádiórelé, rádióhullám stb. Az adó jelekké alakítja az üzeneteket, amelyeket aztán a kommunikációs csatorna bemenetére továbbít: a kommunikációs csatorna kimenetén vett jel alapján a vevő reprodukálja a továbbított üzenetet. Az adó, a kommunikációs csatorna és a vevő kommunikációs rendszert vagy információátviteli rendszert alkot. A kommunikációs csatornákat is magában foglaló rendszer rendeltetése szerint vannak: telefoncsatornák, hangközvetítés, televízió, fototávíró (fax), távíró, telemetrikus, távirányító, digitális információátvitel; A jelek jellege alapján, amelyek továbbítását kommunikációs csatornák biztosítják, mind értékben, mind időben megkülönböztetünk folyamatos és diszkrét csatornákat. Általában egy kommunikációs csatorna nagyszámú bemenettel és kimenettel rendelkezik, és kétirányú jelátvitelt biztosíthat.

kommunikációs jelcsatorna kódolása

Kommunikációs csatorna

A kommunikációs csatorna olyan technikai eszközök és jelelosztó közeg rendszere, amely üzeneteket (nem csak adatokat) továbbít a forrástól a címzettig (és fordítva). A szűk értelemben vett kommunikációs csatorna (kommunikációs út) csak a jelterjedés fizikai közegéjét jelenti, például egy fizikai kommunikációs vonalat.

A kommunikációs csatorna a távoli eszközök közötti jelek továbbítására szolgál. A jelek a felhasználó (személy) számára bemutatásra vagy felhasználásra szánt információkat hordoznak alkalmazási programok SZÁMÍTÓGÉP. A kommunikációs csatorna a következő összetevőket tartalmazza:

· adóeszköz;

· vevőkészülék;

· különféle fizikai természetű átviteli közeg (1. ábra).

Az adó által generált és információt hordozó jel, miután áthaladt az átviteli közegen, a vevőkészülék bemenetére érkezik. Ezután az információt elválasztják a jeltől és továbbítják a fogyasztóhoz. A jel fizikai természetét úgy választják meg, hogy minimális csillapítással és torzítással tudjon terjedni az átviteli közegen. A csatorna információhordozóként szükséges, maga nem hordoz információt.

1. ábra.

2. ábra

A kommunikációs csatornák osztályozása

1. besorolás: Sokféle kommunikációs csatorna létezik, amelyek közül a legelterjedtebbek a vezetékes kommunikációs csatornák (antenna, kábel, üvegszál stb.) és a rádiókommunikációs csatornák (troposzférikus, műhold stb.). Az ilyen csatornákat pedig általában a bemeneti és kimeneti jelek jellemzői, valamint a jelek jellemzőinek változásai alapján minősítik a csatornában előforduló olyan jelenségek függvényében, mint a jelek fadingja és csillapítása.

A terjesztési médium típusától függően a kommunikációs csatornákat a következőkre osztják:

· vezetékes;

· akusztikus;

· optikai;

· infravörös;

· rádiócsatornák.

A kommunikációs csatornákat a következőkre is osztják:

· folyamatos (a csatorna bemenetén és kimenetén - folyamatos jelek),

· diszkrét vagy digitális (a csatorna be- és kimenetén - diszkrét jelek),

· folyamatos-diszkrét (a csatorna bemenetén folyamatos, a kimeneten pedig diszkrét jelek vannak),

· diszkrét-folytonos (a csatorna bemenetén diszkrét, a kimeneten pedig folyamatos jelek vannak). A csatornák lehetnek lineárisak és nemlineárisak, időbeliek és időbeli térbeliek.

Lehetőség van a kommunikációs csatornák frekvenciatartomány szerinti osztályozására. Az információátviteli rendszerek lehetnek egycsatornásak vagy többcsatornásak. A rendszer típusát a kommunikációs csatorna határozza meg. Ha egy kommunikációs rendszer azonos típusú kommunikációs csatornákra épül, akkor a nevét a csatornák tipikus neve határozza meg. Ellenkező esetben az osztályozási jellemzők részletezését alkalmazzuk.

2. besorolás (részletesebb): Osztályozás a használt frekvenciatartomány szerint

· Kilométer (DV) 1-10 km, 30-300 kHz;

· Hekometrikus (HW) 100-1000 m, 300-3000 kHz;

· Dekaméter (HF) 10-100 m, 3-30 MHz;

· Méter (MV) 1-10 m, 30-300 MHz;

· UHF (UHF) 10-100 cm, 300-3000 MHz;

· Centiméter (SMV) 1-10 cm, 3-30 GHz;

· Milliméteres hullám (MMW) 1-10 mm, 30-300 GHz;

· Decimiméter (DMW) 0,1-1 mm, 300-3000 GHz.

A kommunikációs vonalak iránya irányított (különböző vezetékeket használnak): koaxiális, sodrott érpárok rézvezetőkre, optikai szálak.

mindenirányú (rádiókapcsolatok); rálátás; troposzférikus; ionoszférikus tér; rádiórelé (újraadás deciméteren és rövidebb rádióhullámokon).

A továbbított üzenetek típusa szerint: távíró; telefon; adatátvitel; hasonmás.

A jelek típusa szerint: analóg; digitális; pulzáló.

Moduláció típusa szerint (manipuláció) Analóg kommunikációs rendszerekben: amplitúdómodulációval; egyoldalsávos modulációval; frekvencia modulációval. Digitális kommunikációs rendszerekben: amplitúdóeltolásos kulcsozással; frekvenciaváltó kulcsolással; fáziseltolásos kulcsozással; relatív fáziseltolásos kulcsolással; hangszín manipulációval ( egyedi elemek a vivőrezgés (hang) alatt manipulálják, majd a manipulációt magasabb frekvencián hajtják végre).

A rádiójel alapértéke szerint szélessávú (B>> 1); keskenysávú (B»1).

Az egyidejűleg továbbított üzenetek számát tekintve egycsatornás; többcsatornás (frekvencia, idő, csatornák kódfelosztása);

Az üzenetváltás iránya egyoldalú; kétoldalú.

Az üzenetváltás rendje szerint szimplex kommunikáció kétirányú rádiókommunikáció, amelyben az egyes rádióállomások adása és vétele felváltva történik; duplex kommunikáció - az átvitel és a vétel egyszerre történik (a leghatékonyabb); félduplex kommunikáció - szimplex kommunikációra utal, amely biztosítja az automatikus átmenetet az adásról a vételre, és lehetőséget ad a levelező újbóli megkérdezésére.

A továbbított információ védelmének módszereivel nyílt kommunikáció; zárt kommunikáció (minősített).

Az információcsere automatizáltságának foka szerint a nem automatizált - a rádióállomás vezérlését és az üzenetváltást az üzemeltető végzi; automatizált - csak az információk kézi bevitele; automatikus - az üzenetküldési folyamat egy automata eszköz és egy számítógép között zajlik a kezelő részvétele nélkül.

3. besorolás (valami megismételhető):

Cél szerint - telefon - távíró - televízió - rádióadás.

Átviteli irány szerint - szimplex (átvitel csak egy irányba) - félduplex (átvitel felváltva mindkét irányban) - duplex (egyidejű átvitel mindkét irányba).

A kommunikációs vonalak jellege szerint - mechanikus - hidraulikus - akusztikus - elektromos (vezetékes) - rádiós (vezeték nélküli) - optikai.

A kommunikációs csatorna be- és kimenetén lévő jelek jellege szerint - analóg (folyamatos) - időben diszkrét - jelszintben diszkrét - digitális (időben és szinten is diszkrét).

A kommunikációs vonalonkénti csatornák száma szerint - egycsatornás - többcsatornás.

ábrán. 1 a következő elnevezéseket fogadják el: X, Y, Z, W– jelzések, üzenetek ; f– interferencia; PM– kommunikációs vonal; AI, PI– az információ forrása és befogadója; P– konverterek (kódolás, moduláció, dekódolás, demoduláció).

Vannak különféle típusok csatornák, amelyek különböző szempontok szerint osztályozhatók:

1.A kommunikációs vonalak típusa szerint: vezetékes; kábel; száloptika;

elektromos vezetékek; rádiócsatornák stb.

2. A jelek természete szerint: folyamatos; diszkrét; diszkrét-folyamatos (a rendszer bemenetén a jelek diszkrétek, a kimeneten pedig folyamatosak és fordítva).

3. A zajvédelem szempontjából: interferencia nélküli csatornák; interferenciával.

A kommunikációs csatornákat a következők jellemzik:

1. Csatorna kapacitása a csatornahasználati idő szorzataként van definiálva T to, a csatorna által továbbított frekvenciaspektrum szélessége F toés dinamikus tartomány D to. , amely a csatorna különböző jelszintű átviteli képességét jellemzi

V k = T k F k D k.(1)

A jel csatornával való egyeztetésének feltétele:

Vc£ V k ; Tc£ Tk ; Fc£ Fk ; Vc£ V k ; Dc£ Dk.

2.Információátviteli sebesség – az időegység alatt továbbított információ átlagos mennyisége.

4. Redundancia – biztosítja a továbbított információ megbízhatóságát ( R= 0¸1).

Az információelmélet egyik feladata, hogy meghatározza az információátvitel sebességének és egy kommunikációs csatorna kapacitásának a csatorna paramétereitől, valamint a jelek és az interferencia jellemzőitől való függését.

A kommunikációs csatorna képletesen az utakhoz hasonlítható. Keskeny utak – kis kapacitású, de olcsó. A széles utak jó közlekedési kapacitást biztosítanak, de drágák. A sávszélességet a szűk keresztmetszet határozza meg.

Az adatátviteli sebesség nagymértékben függ az átviteli közegtől a kommunikációs csatornákban, amelyek különböző típusú kommunikációs vonalakat használnak.

Vezetékes:

1. Vezetékes– csavart érpár (amely részben elnyomja az egyéb forrásokból származó elektromágneses sugárzást). Átviteli sebesség akár 1 Mbit/s. Telefonhálózatokban és adatátvitelre használják.

2. Koaxiális kábel.Átviteli sebesség 10–100 Mbit/s – helyi hálózatokban, kábeltelevízióban stb.

3. Száloptika.Átviteli sebesség 1 Gbit/s.

Az 1-3 környezetben a csillapítás dB-ben lineárisan függ a távolságtól, azaz. a teljesítmény exponenciálisan csökken. Ezért szükséges a regenerátorokat (erősítőket) bizonyos távolságra telepíteni.

Rádióvonalak:

1.Rádió csatorna.Átviteli sebesség 100-400 Kbps. 1000 MHz-ig használ rádiófrekvenciákat. 30 MHz-ig az ionoszféráról való visszaverődés miatt az elektromágneses hullámok a látóvonalon túl is terjedhetnek. De ez a tartomány nagyon zajos (például rádióamatőr kommunikáció). 30-1000 MHz – az ionoszféra átlátszó és közvetlen láthatóság szükséges. Az antennákat magasságban szerelik fel (néha regenerátorokat szerelnek fel). Használt rádióban és televízióban.

2.Mikrohullámú vonalak.Átviteli sebesség akár 1 Gbit/s. 1000 MHz feletti rádiófrekvenciákat használnak. Ehhez közvetlen láthatóságra és erősen irányított parabolaantennákra van szükség. A regenerátorok közötti távolság 10-200 km. Használt telefonos kommunikáció, televízió és adatátvitel.

3. Műholdas kommunikáció . Mikrohullámú frekvenciákat használnak, és a műhold regenerátorként szolgál (sok állomás számára). A jellemzők megegyeznek a mikrohullámú vonalakéval.

2. Egy diszkrét kommunikációs csatorna sávszélessége

A diszkrét csatorna olyan eszközök halmaza, amelyek diszkrét jelek továbbítására szolgálnak.

Kommunikációs csatorna kapacitása – az elméletileg elérhető legnagyobb információátviteli sebesség, feltéve, hogy a hiba nem haladja meg az adott értéket. Információátviteli sebesség – az időegység alatt továbbított információ átlagos mennyisége. Határozzuk meg a diszkrét kommunikációs csatorna információátviteli sebességének és áteresztőképességének számítására szolgáló kifejezéseket.

Minden szimbólum továbbításakor átlagos mennyiségű információ halad át a kommunikációs csatornán, amelyet a képlet határoz meg

I (Y, X) = I (X, Y) = H(X) – H (X/Y) = H(Y) – H (Y/X), (2)

Ahol: én (Y, X) – kölcsönös információ, azaz a benne foglalt információ mennyisége Y viszonylag X;H(X)– az üzenetforrás entrópiája; H(X/Y)– feltételes entrópia, amely meghatározza az interferencia és torzítás jelenlétével kapcsolatos szimbólumonkénti információvesztést.

Üzenet küldésekor X T időtartama T, amelyből áll n elemi szimbólumok esetén az átvitt információ átlagos mennyisége, figyelembe véve a kölcsönös információmennyiség szimmetriáját, egyenlő:

I (Y T, X T) = H(X T) – H(X T /Y T) = H(Y T) – H(Y T /X T) = n . (4)

Az információátvitel sebessége a forrás statisztikai tulajdonságaitól, a kódolási módtól és a csatorna tulajdonságaitól függ.

Egy diszkrét kommunikációs csatorna sávszélessége

. (5)

A maximálisan lehetséges érték, pl. a függvény maximumát a valószínűségeloszlási függvények teljes halmazán keressük p (x).

A sávszélesség attól függ műszaki jellemzők csatorna (berendezés sebessége, moduláció típusa, interferencia és torzítás szintje stb.). A csatorna kapacitásának mértékegységei: , , , .

2.1 Diszkrét kommunikációs csatorna interferencia nélkül

Ha a kommunikációs csatornában nincs interferencia, akkor a csatorna bemeneti és kimenőjeleit egyértelmű, funkcionális kapcsolat köti össze.

Ebben az esetben a feltételes entrópia egyenlő nullával, a forrás és a vevő feltétel nélküli entrópiája pedig egyenlő, azaz. a vett szimbólumban lévő információ átlagos mennyisége a továbbítotthoz viszonyítva

I(X,Y)=H(X)=H(Y); H(X/Y) = 0.

Ha X T– karakterek száma időnként T, akkor az információátviteli sebesség egy diszkrét kommunikációs csatorna esetén interferencia nélkül egyenlő

(6)

Ahol V = 1/ – egy szimbólum átlagos átviteli sebessége.

Átmenőképesség egy diszkrét kommunikációs csatorna interferencia nélkül

(7)

Mert a maximális entrópia egyformán valószínű szimbólumoknak felel meg, akkor az átvitt szimbólumok egyenletes eloszlását és statisztikai függetlenségét biztosító átviteli sebesség egyenlő:

. (8)

Shannon első tétele egy csatornára: Ha a forrás által generált információáramlás kellően közel van a kommunikációs csatorna kapacitásához, pl.

akkor mindig találhat olyan kódolási módot, amely biztosítja az összes forrásüzenet továbbítását, és az információátviteli sebesség nagyon közel lesz a csatorna kapacitásához.

A tétel nem ad választ a kódolás végrehajtásának kérdésére.

1. példa A forrás 3 üzenetet állít elő valószínűségekkel:

p 1 = 0,1; p 2 = 0,2 ésp 3 = 0,7.

Az üzenetek függetlenek és egységes bináris kódban kerülnek továbbításra ( m = 2 ) 1 ms szimbólum időtartammal. Határozza meg az információátvitel sebességét egy kommunikációs csatornán, interferencia nélkül.

Megoldás: A forrás entrópia egyenlő

[bit/s].

3 egységes kódú üzenet továbbításához két számjegy szükséges, a kódkombináció időtartama 2t.

Átlagos jelsebesség

V =1/2 t = 500 .

Információátviteli sebesség

C = vH = 500 × 1,16 = 580 [bit/s].

2.2 Diskrét kommunikációs csatorna interferenciával

A memória nélküli diszkrét kommunikációs csatornákat tekintjük.

Csatorna memória nélkül olyan csatorna, amelyben minden egyes átvitt jelszimbólum interferencia hatást gyakorol, függetlenül attól, hogy milyen jeleket továbbítottak korábban. Vagyis az interferencia nem hoz létre további korrelatív kapcsolatokat a szimbólumok között. A „nincs memória” elnevezés azt jelenti, hogy a következő adás során úgy tűnik, hogy a csatorna nem emlékszik az előző adások eredményeire.

Amint azt az előző tárgyalásban említettük, egy kommunikációs csatorna biztosítja a kapcsolatot az adó és a vevő között. A fizikai csatorna lehet egy kétvezetékes vezeték, amely elektromos jelet hordoz, vagy egy üvegszál, amely egy modulált fénysugáron keresztül továbbítja az információt, vagy egy víz alatti óceáni csatorna, amelyben az információ akusztikusan továbbításra kerül, vagy egy szabad tér, amelyen keresztül a hordozó. információs jel antenna segítségével sugározzák. További kommunikációs csatornaként jellemezhető adathordozók az adattároló eszközök, például a mágnesszalag, a mágneses és az optikai lemezek.

Az egyik gyakori probléma a jel bármely csatornán történő továbbításakor az additív zaj. Általánosságban elmondható, hogy a kommunikációs rendszerekben használt különféle elektronikus alkatrészek, például ellenállások és szilárdtest-eszközök belsejében gyakran additív zaj keletkezik. Ezt a zajt gyakran termikus zajnak nevezik. A rendszeren kívül más zaj- és interferenciaforrások (aliasing) is előfordulhatnak, például a csatorna más felhasználóitól származó áthallás. Ha az ilyen zaj és áthallás ugyanazt a frekvenciatartományt foglalja el, mint a kívánt jel, hatásuk minimalizálható az átvitt jel és a vevőben lévő demodulátor megfelelő kiválasztásával. A jel torzításának egyéb típusai, amelyekkel egy csatornán keresztüli jelátvitel során találkozhatunk, a jel csillapítása, a jelamplitúdó- és fázistorzítás, valamint a többutas jeltorzítás.

A zaj hatása az átvitt jel teljesítményének növelésével csökkenthető. A tervezési és egyéb gyakorlati megfontolások azonban korlátozzák az átvitt jel teljesítményszintjét. Egy másik alapvető korlátozás a rendelkezésre álló csatorna sávszélessége. A sávszélesség-korlátozásokat általában a környezet és az adóban és vevőben használt elektromos alkatrészek fizikai korlátai okozzák. Ez a két körülmény korlátozza bármely kommunikációs csatornán megbízhatóan továbbítható adatok mennyiségét, amint azt a könyv későbbi fejezeteiben látni fogjuk. Az alábbiakban az egyes kommunikációs csatornák néhány fontos jellemzőjét ismertetjük.

Vezetékes csatornák. A telefonhálózat széles körben használ vezetékes vonalakat az átvitelhez hangjelzés, valamint adat- és videojelek. A sodrott vezetékpárok és a koaxiális kábel általában olyan elektromágneses utat biztosítanak, amely viszonylag mérsékelt sávszélességet hordoz. telefon vezeték, amelyet jellemzően az ügyfél központi irodához történő csatlakoztatására használnak, több száz kilohertz sávszélességgel rendelkezik. Másrészt a koaxiális kábel általánosan használt sávszélessége több megahertz. Az 1.2.1. ábra bemutatja a használt elektromágneses csatornák frekvenciatartományát, beleértve a hullámvezetőket és az optikai kábelt.

Rizs. 1.2.1. Frekvencia tartományok vezetőrendszerekkel rendelkező kommunikációs csatornákhoz

Az ilyen csatornákon átvitt jelek amplitúdója és fázisa torzul, és ezen túlmenően additív zaj kerül rájuk. A csavart érpár formájú vezetékes kommunikációs vonal szintén hajlamos a szomszédos párok tranziens zajából eredő interferenciára. Mivel az országban és a világon a vezetékes csatornák a kommunikációs csatornák nagy százalékát teszik ki, kiterjedt kutatások irányultak átviteli tulajdonságaik meghatározására, valamint az amplitúdó átviteli tulajdonságainak csökkentésére, valamint a csatorna amplitúdó- és fázistorzulásainak csökkentésére. ch. A 9. ábrán bemutatunk egy módszert az optimális átviteli jelek és demodulátorok szintetizálására; ch. A 10. és 11. ábrán a csatornakiegyenlítők (levelezők) szintézisét vizsgáljuk, amelyek kompenzálják a csatorna amplitúdó- és fázistorzulásait.

Száloptikai csatornák. Az üvegszál olyan sávszélességet biztosít a kommunikációs rendszer tervezőjének, amely több nagyságrenddel nagyobb, mint a koaxiális kábelkapcsolatoké. Az elmúlt évtizedben olyan optikai kábeleket fejlesztettek ki, amelyek viszonylag alacsony jelcsillapítással rendelkeznek, és rendkívül megbízható optikai eszközökkel rendelkeznek a jelgeneráláshoz és -érzékeléshez. Ezek a technológiai fejlesztések az ilyen csatornák gyors elterjedéséhez vezettek mind a hazai távközlési rendszerek, mind a transzatlanti és világméretű kommunikációs rendszerek számára. Tekintettel a száloptikai kapcsolatokon elérhető nagy sávszélességre, lehetővé vált, hogy a telefontársaságok a távközlési szolgáltatások széles skáláját kínálják az előfizetőknek, beleértve a hang-, adat-, fax- és videószolgáltatást.

Az optikai kommunikációs rendszerben az adó vagy modulátor fényforrás, fénykibocsátó dióda (LED) vagy lézer. Az információ továbbítása a fényforrás intenzitásának megváltoztatásával (modulálásával) üzenetjelen keresztül történik. A fény fényhullámként halad át a szálon, és időszakosan felerősítik (digitális átvitel esetén ismétlők észlelik és visszaállítják) az átviteli úton, hogy kompenzálják a jelgyengülést.

A vevőnél a fényintenzitást egy fotodióda érzékeli, amelynek kimenete egy elektromos jel, amely arányosan változik a fotodióda bemeneti fényteljesítményével. Az optikai csatornák zajforrásai a fotodiódák és az elektronikus erősítők.

A száloptikás kapcsolatok várhatóan a századfordulóra felváltják a telefonhálózat szinte valamennyi vezetékes összeköttetését.

Vezeték nélküli (rádió) csatornák. A rendszerekben vezeték nélküli kommunikáció(rádiókommunikáció) az elektromágneses energiát egy antenna továbbítja a terjedési közegbe, amely sugárzóként szolgál. Az antenna fizikai méretei és felépítése elsősorban a működési frekvenciától függ. Az elektromágneses energia hatékony sugárzásának eléréséhez az antenna méretének nagyobbnak kell lennie, mint a hullámhossz 1/10-e. Ezért egy AM rádióállomás adása a hullámhossznak megfelelő vivőn, mondjuk MHz m, legalább 30 m átmérőjű antennát igényel. A vezeték nélküli átvitelhez használt antennák további fontos jellemzőit és tulajdonságait a Fejezet ismerteti. 5.

Az 1.2.2. ábra bemutatja a rádiókommunikáció különböző frekvenciatartományait. Az elektromágneses hullámok terjedésének módszerei a légkörben és a légkörben szabad hely három kategóriába sorolható, nevezetesen: felszíni hullámterjedés, égbolt hullámterjedés és közvetlen hullámterjedés. A nagyon alacsony frekvenciájú (VLF) és hangtartományokban, ahol a hullámhossz meghaladja a 10 km-t, a föld és az ionoszféra hullámvezetőt képez az elektromágneses hullámok terjedéséhez. Ezekben a frekvenciatartományokban a kommunikációs jelek valójában az egész földkerekséget körbejárják. Emiatt ezeket a frekvenciatartományokat elsősorban az egész világon használják navigációs problémák megoldására a parttól a hajóig.

Az ezekben a sávokban elérhető csatorna sávszélesség viszonylag kicsi (tipikusan a középfrekvencia 1...10%-a), ezért az ezeken a csatornákon továbbított információ viszonylag kicsi. alacsony sebesség digitális átvitelre általában elfogadhatatlan.

A zaj domináns típusát ezeken a frekvenciákon a zivatarok okozzák szerte a világon, különösen a trópusi területeken. Az ezekben a frekvenciasávokban található állomások nagy száma miatt interferencia lép fel.

A talajhullám terjedése, amint az ábra mutatja. Az 1.2.3 a középfrekvenciás sávban (0,3...3 MHz) a jelek fő terjedési típusa. Ez az AM és tengeri műsorszóráshoz használt frekvenciatartomány. Az AM rádióadás és a földi hullámterjedés esetén a kommunikációs hatótáv még nagy teljesítményű rádióállomások használata esetén is 150 km-re korlátozódik. A középfrekvenciás tartományban továbbított jelek torzulásának fő okai a légköri zaj, az ipari zaj és a vevő elektronikus alkatrészeiből származó hőzaj.

Rizs. 1.2.2. A vezeték nélküli kommunikációs csatornák frekvenciatartományai

Az égbolthullámok terjedésének speciális esete az ionoszférikus terjedés, amelyet az ábra szemléltet. 1.2.4. Ez a földfelszíntől 50...400 km magasságban elhelyezkedő, több réteg töltött részecskékből álló ionoszférából kibocsátott jel visszaverődésén (hullám elhajlásán vagy törésen) áll le. Napközben a légkör alsó rétegeinek a nap általi felmelegítése az alsó réteg megjelenését okozza 120 km alatti magasságban. Ezek az alsóbb rétegek, különösen a D-réteg a 2 MHz alatti frekvenciák elnyelését okozzák, ezáltal korlátozzák az AM rádióadások éghajlati terjedését. Az éjszakai órákban azonban az alsó ionoszférában a részecskék elektronkoncentrációja meredeken csökken, és a nappal fellépő részleges abszorpció jelentősen csökken. Következésképpen az erős AM sugárzott jelek az ionoszféra rétegeiről (amelyek a földfelszín felett 140-400 km-rel) és a Föld felszínéről visszaverődnek.

Rizs. 1.2.3. A felületi hullám terjedésének illusztrációja

Az elektromágneses hullámok ionoszférikus terjedése során a nagyfrekvenciás tartományban gyakran előforduló probléma az többutas. A többútvonalúság azért fordul elő, mert továbbított jel sok útvonalon, változó késleltetéssel éri el a vevőt. Ez általában szimbólumok közötti interferenciát eredményez a rendszerben digitális kommunikáció. Sőt, a különböző terjedési útvonalakon érkező jelkomponensek összeadódnak oly módon, hogy ez egy ún. elhalványul. A legtöbb ember ezt tapasztalta, amikor egy távoli rádióállomást hallgat éjszaka, amikor az égbolt a domináns terjedési mód. Az additív zaj a HF tartományban az atmoszférikus zaj és a termikus zaj kombinációja. Az ionoszférikus hullám terjedése a HF tartomány határát jelentő 30 MHz feletti frekvenciákon megáll. Az ionoszféra-troposzféra terjedése azonban lehetséges a 30 és 60 MHz közötti frekvenciákon, az ionoszféra alsó rétegeiből érkező jelek szóródása miatt. A 40 és 300 MHz közötti troposzférikus szórás segítségével több száz mérföldes távolságon keresztül is lehet kommunikálni. A troposzférikus szóródást a légkörben lévő részecskék által okozott jelszórás okozza körülbelül 10 km-es magasságban. Az ionoszférikus és troposzférikus szórás jellemzően nagy jelveszteséget okoz, és nagy adóteljesítményt és viszonylag nagy antennaméretet igényel.

Rizs. 1.2.4. Az égbolt hullámok terjedésének illusztrációja

A 30 MHz feletti frekvenciák viszonylag kis veszteséggel haladnak át az ionoszférán, és lehetővé teszik a műholdas és földönkívüli kommunikációt. Következésképpen az UHF-frekvenciákon és magasabb frekvenciákon az elektromágneses hullámok fő terjedési módja a látótávolság (LOS) terjedése. A földi kommunikációs rendszerek esetében ez azt jelenti, hogy az adó és vevő antenna közvetlen rálátásban kell lennie, viszonylag kis akadályozással (vagy akadály nélkül). Emiatt az UHF és mikrohullámú frekvenciatartományban lévő televízióállomások átvitelét magas támasztékokon lévő antennák végzik a széles lefedettség elérése érdekében.

Általában a PPV terjedésének lefedettségi területét a földfelszín görbülete korlátozza. Ha az adóantennát a talaj felett m magasságban szerelik fel, a rádióhorizont távolsága, figyelmen kívül hagyva az olyan fizikai akadályokat, mint a hegyek, körülbelül km. Például egy 300 m magasságban elhelyezett televíziós antenna körülbelül 67 km-es lefedettséget biztosít. Egy másik példa, hogy a mikrohullámú rádió-relérendszerek, amelyeket széles körben használnak telefon- és videojelek 1 MHz-nél magasabb frekvenciájú továbbítására, magas oszlopokra vagy magas épületek tetejére szerelték fel az antennákat.

A domináns zaj, amely korlátozza a kommunikációs rendszer minőségét a HF és UHF sávokban, a vevő bemeneti áramköreiben keletkező hőzaj és az antenna által felfogott kozmikus zaj. A mikrohullámú tartomány 10 GHz-nél magasabb frekvenciáin jelterjedés közben főszerep légköri viszonyok játszanak szerepet. Például 10 GHz-en a csillapítás enyhe esőben körülbelül 0,003 dB/km és heves esőzés esetén 0,3 dB/km között változik. 100 GHz-en a csillapítás enyhe esőben körülbelül 0,1 dB/km és heves esőzés esetén 6 dB/km között változik. Következésképpen ebben a frekvenciatartományban a heves esőzések rendkívül nagy terjedési veszteségeket okoznak, ami a szolgáltatási rendszer meghibásodásához (a kommunikációs rendszer teljes elvesztéséhez) vezethet.

Az EHF (rendkívül magas frekvencia) sáv feletti frekvenciákon infravörös és látható sugárzási tartományunk van – az elektromágneses spektrum olyan területei, amelyek PPV alkalmazásokhoz használhatók. optikai kommunikáció szabad térben. Eddig ezeket a frekvenciatartományokat kísérleti kommunikációs rendszerekben, például műholdak közötti kommunikációban használták.

Víz alatti akusztikus csatornák. Az elmúlt 40 évben az óceánok tevékenységével kapcsolatos kutatások folyamatosan bővültek. Ez annak köszönhető, hogy egyre nagyobb szükség van a víz alatt és az óceán felszínén elhelyezett érzékelők által gyűjtött adatok továbbítására. Innen az adatok az információgyűjtő központba kerülnek.

Az elektromágneses hullámok nem terjednek nagy távolságra a víz alatt, kivéve a rendkívül alacsony frekvenciákat. A jelek ilyen alacsony frekvenciájú továbbítása azonban rendkívül költséges a rendkívül nagy és erős adók miatt. Az elektromágneses hullámok csillapítása vízben kifejezhető a felszíni réteg mélysége, amely az a távolság, amelynél a jel egy tényezővel csillapodik. A tengervíz esetében a felszíni réteg mélységét hertzben és méterben fejezzük ki. Például 10 kHz-es frekvencia esetén a felszíni réteg mélysége 2,5 m, ellenkezőleg, az akusztikus jelek több tíz, sőt több száz kilométeres távolságra terjednek.

A víz alatti akusztikus csatorna a tenger felszínéről és fenekéről érkező jelek visszaverődése miatt többutas csatornaként viselkedik. A többutas (többutas) terjedés jeltermékei a hullám véletlenszerű mozgása miatt véletlenszerű terjedési késésekhez, végső soron jelgyengüléshez vezetnek. Ezen kívül van még frekvenciafüggő csillapítás, amely megközelítőleg arányos a jel frekvenciájának négyzetével. A mélységsebesség névlegesen megközelítőleg 1500 m/s, de a tényleges érték nagyobb vagy kisebb a névleges értéknél attól függően, hogy a jel milyen mélységben halad.

A környező óceán akusztikus zaját garnélák, halak és különféle emlősök okozzák. A közeli kikötők ipari zajt adnak a környező zajhoz. E zajos környezet ellenére lehetőség nyílik hatékony és biztonságos víz alatti akusztikus kommunikációs rendszerek tervezésére és megvalósítására digitális jelek nagy távolságra történő továbbítására.

Információtároló rendszerek. Az információkereső rendszerek pedig a mindennapi adatfeldolgozó rendszerek jelentős részét teszik ki. Ezek a mágnesszalagok, beleértve a digitális, dőlt betűs hangrögzítést és a videoszalagot, a nagy mennyiségű számítógépes adat tárolására használt mágneslemezek, a számítógépes adatok tárolására használt optikai lemezek. A CD-k is példák a kommunikációs csatornának tekinthető információtároló rendszerekre. Az adatok tárolásának folyamata mágnesszalagon vagy mágneses ill optikai lemez egyenértékű a jel telefon- vagy rádiócsatornán történő továbbításával. A tárolórendszerekben a tárolt információk visszanyerésére használt olvasási és jelzési folyamatok egyenértékűek a kommunikációs rendszerben a vevő által az átvitt információ visszanyerésére szolgáló funkciókkal.

Az elektronikus érintkezők által generált additív zaj és a szomszédos nyomokból származó interferencia jellemzően jelen van a rögzített információ olvasási jelében, akárcsak egy vezetékes telefonrendszerben vagy rádiókommunikációs rendszerben. A tárolható adatok mennyiségét korlátozza a lemez vagy szalag mérete, valamint az elektronikus rendszerekkel és az író-olvasó fejekkel elérhető rögzítési sűrűség (területegységenként tárolt bitek száma). Például a bit per négyzetcentiméter csomagolási sűrűségét egy kísérleti mágneslemezes tárolórendszerben demonstrálták. (A jelenlegi kereskedelmi forgalomban kapható mágneses tárolótermékek lényegesen kisebb sűrűséget érnek el.) Az adatok lemezre vagy szalagra írható sebességét és az információolvasás sebességét is korlátozzák a tárolórendszert alkotó mechanikai és elektromos alrendszerek.

A csatornakódolás és a moduláció a jól megtervezett digitális mágneses vagy optikai tárolórendszer alapvető elemei. A kiolvasási folyamat során a jel demodulálódik, és a csatornakódoló által bevezetett redundanciáját a kiolvasási hibák kijavítására használják.

KOMMUNIKÁCIÓS CSATORNÁK

1. A kommunikációs csatorna osztályozása és jellemzői

A kommunikációs csatorna jelek (üzenetek) továbbítására tervezett eszközök összessége.

Egy kommunikációs csatorna információs folyamatainak elemzéséhez használhatja annak általánosított diagramját, amely az ábrán látható. 1.

ábrán. 1 az alábbi jelöléseket fogadjuk el: X, Y, Z, W – jelzések, üzenetek; f – interferencia; LS – kommunikációs vonal; AI, PI – információforrás és vevő; P – konverterek (kódolás, moduláció, dekódolás, demoduláció).

Különböző típusú csatornák léteznek, amelyek különböző kritériumok szerint osztályozhatók:

1. Kommunikációs vonalak típusa szerint: vezetékes; kábel; száloptika;

elektromos vezetékek; rádiócsatornák stb.

2. A jelek jellege szerint: folyamatos; diszkrét; diszkrét-folyamatos (a rendszer bemenetén a jelek diszkrétek, a kimeneten pedig folyamatosak és fordítva).

3. Zajtűrés szempontjából: interferencia nélküli csatornák; interferenciával.

A kommunikációs csatornákat a következők jellemzik:

1. A csatornakapacitás a Tk csatorna használati idejének, az Fk csatorna által továbbított frekvenciaspektrum szélességének és a Dk dinamikatartománynak a szorzata, amely a csatorna különböző jelszintű átviteli képességét jellemzi.

V k = T k F k D k (1)

A jel csatornával való egyeztetésének feltétele:

V c £ V k ; T c £ T k ; F c £ F k ; V c £ V k ; D c £ D k .

2. Információátviteli sebesség - az időegység alatt továbbított információ átlagos mennyisége.

3. Egy kommunikációs csatorna áteresztőképessége az információátvitel elméletileg elérhető legnagyobb sebessége, feltéve, hogy a hiba nem haladja meg az adott értéket.

4. Redundancia – biztosítja a továbbított információ megbízhatóságát (R = 0¸1).

Az adatátviteli sebesség nagymértékben függ az átviteli közegtől a kommunikációs csatornákban, amelyek különböző típusú kommunikációs vonalakat használnak.

Vezetékes:

1. Vezetékes - csavart érpár (amely részben elnyomja a más forrásokból származó elektromágneses sugárzást). Átviteli sebesség akár 1 Mbit/s. Telefonhálózatokban és adatátvitelre használják.

2. Koaxiális kábel. Átviteli sebesség 10–100 Mbit/s – helyi hálózatokban, kábeltelevízióban stb.

3. Száloptika. Átviteli sebesség 1 Gbit/s.

Rádióvonalak:

1. Rádiócsatorna. Átviteli sebesség 100-400 Kbps. 1000 MHz-ig használ rádiófrekvenciákat. 30 MHz-ig az ionoszféráról való visszaverődés miatt az elektromágneses hullámok a látóvonalon túl is terjedhetnek. De ez a tartomány nagyon zajos (például rádióamatőr kommunikáció). 30-1000 MHz – az ionoszféra átlátszó és közvetlen láthatóság szükséges. Az antennákat magasságban szerelik fel (néha regenerátorokat szerelnek fel). Használt rádióban és televízióban.

2. Mikrohullámú vonalak. Átviteli sebesség akár 1 Gbit/s. 1000 MHz feletti rádiófrekvenciákat használnak. Ehhez közvetlen láthatóságra és erősen irányított parabolaantennákra van szükség. A regenerátorok közötti távolság 10-200 km. Telefonos kommunikációra, televíziózásra és adatátvitelre használják.

3. Műholdas kommunikáció. Mikrohullámú frekvenciákat használnak, és a műhold regenerátorként szolgál (sok állomás számára). A jellemzők megegyeznek a mikrohullámú vonalakéval.

2. Egy diszkrét kommunikációs csatorna sávszélessége

A diszkrét csatorna olyan eszközök halmaza, amelyek diszkrét jelek továbbítására szolgálnak.

Egy kommunikációs csatorna áteresztőképessége az információátvitel legnagyobb elméletileg elérhető sebessége, feltéve, hogy a hiba nem haladja meg az adott értéket. Az információátviteli sebesség az időegység alatt továbbított információ átlagos mennyisége. Határozzuk meg a diszkrét kommunikációs csatorna információátviteli sebességének és áteresztőképességének számítására szolgáló kifejezéseket.

Minden szimbólum továbbításakor átlagos mennyiségű információ halad át a kommunikációs csatornán, amelyet a képlet határoz meg

I (Y, X) = I (X, Y) = H(X) – H (X/Y) = H(Y) – H (Y/X), (2)

ahol: I (Y, X) – kölcsönös információ, azaz. az Y-ben szereplő információ mennyisége X-hez viszonyítva; H(X) – az üzenetforrás entrópiája; H (X/Y) – feltételes entrópia, amely meghatározza az interferencia és torzítás jelenlétével kapcsolatos szimbólumonkénti információvesztést.

Egy T időtartamú, n elemi szimbólumból álló X T üzenet továbbításakor a továbbított információ átlagos mennyisége, figyelembe véve a kölcsönös információmennyiség szimmetriáját, egyenlő:

I(Y T , X T) = H(X T) – H(X T /Y T) = H(Y T) – H(Y T /X T) = n. (4)

Az információátvitel sebessége a forrás statisztikai tulajdonságaitól, a kódolási módtól és a csatorna tulajdonságaitól függ.

Egy diszkrét kommunikációs csatorna sávszélessége

. (5)

A maximálisan lehetséges érték, pl. a függvény maximumát a p(x) valószínűségi eloszlásfüggvények teljes halmazán keressük.

Az áteresztőképesség a csatorna műszaki jellemzőitől függ (a berendezés sebességétől, a moduláció típusától, az interferencia és a torzítás mértékétől stb.). A csatorna kapacitásának mértékegységei: , , , .

A különféle információk továbbításához kezdetben létre kell hozni egy médiumot az elosztására, amely vonalak vagy adatátviteli csatornák halmaza speciális vevő- és átviteli berendezéssel. A vonalak vagy kommunikációs csatornák minden esetben összekötő kapcsolatot jelentenek modern rendszer adatátvitel, és szervezési szempontból két fő típusra oszthatók - vonalakra és csatornákra.

A kommunikációs vonal kábelek vagy vezetékek halmaza, amelyek segítségével a kommunikációs pontok egymáshoz, az előfizetők pedig a közeli csomópontokhoz kapcsolódnak. Ugyanakkor a kommunikációs csatornák az adott objektum és séma jellemzőitől függően többféleképpen is létrehozhatók.

Mik lehetnek?

Lehetnek fizikai vezetékes csatornák, amelyek speciális kábelek használatán alapulnak, de lehetnek hullámcsatornák is. Hullámkommunikációs csatornákat alakítanak ki mindenféle rádiókommunikáció megszervezésére egy bizonyos környezetben antennák, valamint egy dedikált frekvenciasáv segítségével. Ugyanakkor mind az optikai, mind az elektromos kommunikációs csatornákat két fő típusra osztják - vezetékes és vezeték nélküli. Ebben a tekintetben az optikai és elektromos jelek vezetékeken, éteren és sok más módszeren keresztül továbbíthatók.

A telefonhálózatban egy szám tárcsázása után egy csatorna jön létre, ameddig van kapcsolat például két előfizető között, illetve a kapcsolat fenntartása alatt. hangkommunikáció. A vezetékes kommunikációs csatornákat speciális tömörítőberendezések segítségével alakítják ki, amelyek segítségével hosszú vagy rövid időn keresztül lehetséges az információ továbbítása kommunikációs vonalakon keresztül, amelyet rengeteg különböző forrásból szállítanak. Az ilyen vonalak egy vagy több kábelpárt tartalmaznak egyidejűleg, és lehetővé teszik az adatok meglehetősen nagy távolságra történő továbbítását. Függetlenül attól, hogy milyen típusú kommunikációs csatornákról van szó, a rádiókommunikációban egy adott vagy egyidejűleg több kommunikációs munkamenetre szervezett adatátviteli közeget jelentenek. Ha több munkamenetről beszélünk, akkor ebben az esetben az úgynevezett gyakorisági eloszlás használható.

Milyen típusok vannak?

Csakúgy, mint a modern kommunikációban, itt is különböző típusú kommunikációs csatornák léteznek:

Digitális.
Analóg.
Analóg-digitális.

Digitális

Ez az opció egy nagyságrenddel drágább az analógokhoz képest. Az ilyen csatornák segítségével a lehető legnagyobb kiváló minőségű az adatok sugárzását, és lehetővé válik különböző mechanizmusok bevezetése is, amelyek segítségével a csatorna abszolút integritása, a magas fokú információbiztonság, valamint számos egyéb szolgáltatás igénybevétele érhető el. Az analóg információk műszaki kommunikációs csatornákon történő továbbításának biztosítása érdekében digitális típus, ezt az információt kezdetben digitális információvá alakítják.

A múlt század 80-as éveinek végén megjelent egy speciális, szolgáltatások integrált digitális hálózat, amelyet ma sokan ISDN néven ismernek. Várhatóan egy ilyen hálózat idővel globális digitális gerinchálózattá alakulhat majd, amely összeköti az irodai és otthoni számítógépeket, kellően nagy adatátviteli sebességet biztosítva számukra. Fő kommunikációs csatornák ebből a típusból lehet:

Fax.
Telefon.
Adatátviteli eszközök.
Speciális berendezések telekonferenciákhoz.
És még sokan mások.

Az ilyen eszközök versenyezhetnek modern technológiák, amelyeket ma aktívan használnak a kábeltelevíziós hálózatokban.

Egyéb fajták

A kommunikációs csatornák átviteli sebességétől függően a következőkre oszthatók:

Alacsony sebesség. Ebbe a kategóriába tartozik mindenféle távíróvonal, amelyre jellemző a rendkívül alacsony (mai mércével szinte egyáltalán nem létező) adatátviteli sebesség, amely eléri a maximum 200 bps-t.
Közepes sebesség. Vannak analóg telefonvonalak, amelyek akár 56 000 bps átviteli sebességet is biztosítanak.
Nagy sebességű vagy, ahogyan más néven, szélessávú. Az ilyen típusú kommunikációs csatornákon keresztüli adatátvitel több mint 56 000 bps sebességgel történik.

Az adatátviteli irányok megszervezésének lehetőségétől függően a kommunikációs csatornák a következő típusokra oszthatók:

Simplex. Az ilyen típusú kommunikációs csatornák szervezése lehetővé teszi az adatok csak egy bizonyos irányba történő sugárzását.
Fél duplex. Az ilyen csatornák használatával az adatok előre és hátrafelé is továbbíthatók.
Duplex vagy teljes duplex. Ilyen csatornák használata visszacsatolás, az adatok egyidejűleg továbbíthatók előre és hátrafelé.

Vezetékes

A vezetékes kommunikációs csatornák párhuzamos vagy csavart rézhuzalok tömegét, száloptikai kommunikációs vonalakat és speciális koaxiális kábeleket tartalmaznak. Ha figyelembe vesszük, hogy mely kommunikációs csatornák használnak kábeleket, érdemes kiemelni néhány főbbet:

Csavart érpár. Lehetővé teszi az információk továbbítását akár 1 Mbit/s sebességgel.
Koaxiális kábelek. Ebbe a csoportba tartoznak a TV formátumú kábelek, beleértve a vékony és vastag kábeleket is. Ebben az esetben az adatátviteli sebesség már eléri a 15 Mbit/s-ot.
Száloptikai kábelek. A legmodernebb és legtermékenyebb lehetőség. Az ilyen típusú információk továbbítására szolgáló kommunikációs csatornák körülbelül 400 Mbit/s sebességet biztosítanak, ami jelentősen meghaladja az összes többi technológiát.

csavart érpár

Szigetelt vezetőkből áll, amelyeket páronként egymáshoz csavarnak, hogy jelentősen csökkentsék a párok és a vezetők közötti interferenciát. Érdemes megjegyezni, hogy ma hét csavart érpár létezik:

Az első és a második kis sebességű adatátvitelt biztosít, az első egy szabványos, jól ismert telefonvezeték.
A harmadik, negyedik és ötödik kategória legfeljebb 16, 25 és 155 Mbps átviteli sebességet biztosít, a különböző kategóriák pedig különböző frekvenciákat biztosítanak.
A hatodik és a hetedik kategória a legeredményesebb. Akár 100 Gbit/s-os adatátviteli képességről beszélünk, ami a kommunikációs csatornák legtermékenyebb jellemzőit képviseli.

Ma a legelterjedtebb a harmadik kategória. Különböző ígéretes megoldásokra fókuszálva a hálózati kapacitás folyamatos fejlesztésének igénye tekintetében a legoptimálisabb az ötödik kategóriába tartozó kommunikációs hálózatok (kommunikációs csatornák) alkalmazása lenne, amelyek szabványos telefonvonalakon keresztül biztosítják az adatátvitel sebességét.

Koaxiális kábel

Egy speciális rézvezető egy hengeres árnyékoló védőburkolatban található, amely meglehetősen vékony erekből tekercsel, és egy dielektrikummal is teljesen el van szigetelve a vezetőtől. A szabványból TV kábel Ez abban különbözik, hogy hullámellenállást tartalmaz. Az ilyen információs kommunikációs csatornákon keresztül akár 300 Mbit/s sebességgel is továbbíthatók az adatok.

Ez a kábelformátum vékonyra van osztva, amelynek vastagsága 5 mm, és vastagra - 10 mm. A modern LAN-okban gyakran szokás vékony kábelt használni, mivel rendkívül könnyű lefektetni és telepíteni. A rendkívül magas költségek és a nehézkes telepítés erősen korlátozza az ilyen kábelek modern információátviteli hálózatokban való alkalmazásának lehetőségét.

Kábel TV hálózatok

Az ilyen hálózatok speciális használatán alapulnak koaxiális kábel, analóg jel amelyen keresztül akár több tíz kilométeres távolságban is sugározható. Egy tipikus kábeltelevíziós hálózat fa szerkezetű, amelyben a fő csomópont egy speciális műholdról vagy egy száloptikai kapcsolaton keresztül veszi a jeleket. Manapság aktívan használják az optikai kábelt használó hálózatokat, amelyek segítségével nagy területek kiszolgálása, valamint terjedelmesebb adatok sugárzása lehetséges, miközben a jelismétlők hiányában rendkívül jó minőségű jeleket lehet fenntartani.

A szimmetrikus architektúrával a visszatérő és előre jeleket egyetlen kábelen továbbítják különböző frekvenciatartományokban és különböző sebességgel. Ennek megfelelően a hátrafelé irányuló jel lassabb, mint az előre irányuló jel. Mindenesetre az ilyen hálózatok használatával több százszor nagyobb adatátviteli sebességet lehet biztosítani a szabványos telefonvonalakhoz képest, ezért az utóbbiakat már régóta nem használják.

Azokban a szervezetekben, amelyek saját maguk telepítik kábelhálózatok, leggyakrabban szimmetrikus sémákat alkalmaznak, mivel ebben az esetben mind az előre, mind a visszirányú adatátvitel azonos sebességgel történik, ami körülbelül 10 Mbit/s.

A vezetékek használatának jellemzői

Évről évre nő azoknak a vezetékeknek a száma, amelyekkel otthoni számítógépek és különféle elektronikai eszközök csatlakoztathatók. A professzionális szakemberek által végzett kutatások során nyert statisztikák szerint egy 150 méteres lakásban körülbelül 3 km különböző kábelt fektetnek le.

A múlt század 90-es éveiben a brit UnitedUtilities cég meglehetősen érdekes megoldást javasolt erre a problémára saját fejlesztés DigitalPowerLine néven, ma ismertebb a DPL rövidítése. A vállalat azt javasolta, hogy szabványos elektromos hálózatokat használjanak médiumként a nagy sebességű adatszóráshoz, információ- vagy hangcsomagok továbbításához hagyományosan elektromos hálózatok, amelynek feszültsége 120 vagy 220 V volt.

Ebből a szempontból a legsikeresebb a Main.net nevű izraeli cég, amely elsőként adta ki a PLC (Powerline Communications) technológiát. Ezzel a technológiával a hang- vagy adatátvitel 10 Mbit/s sebességig valósult meg, miközben az információáramlást több kis sebességűre osztották fel, amelyeket külön-külön frekvencián továbbítottak, és végül egyetlen jellé egyesítették.

Használat PLC technológia Manapság csak kis sebességű adatátvitel esetén releváns, ezért otthoni automatizálásban, különféle háztartási eszközökben és egyéb berendezésekben használják. Ezzel a technológiával körülbelül 1 Mbit/s sebességgel érhető el az internet azon alkalmazások számára, amelyek nagy kapcsolati sebességet igényelnek.

at rövid távolságra az épület és a közbenső adó-vevő pont között, amely a transzformátor alállomás, az adatátviteli sebesség elérheti a 4,5 Mbit/s-ot. Ezt a technológiát aktívan használják helyi hálózat kialakítása során egy lakóépületben vagy kis irodában, mivel a minimális átviteli sebesség akár 300 méteres távolságot is lehetővé tesz. Ezzel a technológiával lehetőség nyílik a távfelügyelethez, az objektumok biztonságához, valamint az objektum módok és erőforrásaik kezeléséhez kapcsolódó különféle szolgáltatások megvalósítására, ami egy intelligens otthon elemei közé tartozik.

Száloptikai kábel

Ez a kábel speciális kvarcmagból készül, amelynek átmérője mindössze 10 mikron. Ezt a magot egyedi visszaverő védőburkolat veszi körül, amelynek külső átmérője körülbelül 200 mikron. Az adatátvitel az elektromos jelek fényjelekké alakításával történik, például valamilyen LED segítségével. Az adatok kódolása a fényáram intenzitásának változtatásával történik.

Adatátvitelkor a sugár visszaverődik a szál falairól, ami végső soron minimális csillapítással érkezik a vevőoldalra. Egy ilyen kábel segítségével rendkívül magas fokú védelem érhető el az esetleges külső elektromágneses mezőkkel szemben, és meglehetősen magas adatátviteli sebesség érhető el, amely elérheti az 1000 Mbit/s-ot.

Optikai kábel segítségével több százezer telefon-, videotelefon- és televíziócsatorna egyidejű működtetése is megszervezhető. Ha az ilyen kábelekben rejlő egyéb előnyökről beszélünk, érdemes megjegyezni a következőket:

Rendkívül magas az illetéktelen csatlakozás nehézsége.
A legmagasabb fokú védelem minden tűz ellen.
Megfelelően nagy adatátviteli sebesség.

Ha azonban az ilyen rendszerek hátrányairól beszélünk, érdemes kiemelni, hogy meglehetősen drágák, és szükségessé teszik a fénylézerek elektromosvá alakítását és fordítva. Az ilyen kábelek használata az esetek túlnyomó többségében a trönk kommunikációs vonalak fektetésének folyamatában történik, és a kábel egyedi tulajdonságai meglehetősen általánossá tették az internetes hálózat szervezését biztosító szolgáltatók körében.

Átkapcsolás

Többek között a kommunikációs csatornák kapcsolhatók vagy nem kapcsolhatók. Az elsők csak meghatározott időre jönnek létre, míg az adatátvitelre szükség van, míg a nem váltottakat meghatározott időtartamra osztják ki az előfizetőnek, és nem függenek attól, hogy az adatátvitel mennyi ideig történt.

WiMAX

Az ilyen vonalak a hagyományos rádióelérési technológiáktól eltérően olyan visszavert jelen is működhetnek, amely nem esik egyik vagy másik látószögébe. bázisállomás. A mai szakértők véleménye egyértelműen egyetért abban, hogy az ilyen mobilhálózatokóriási távlatokat nyit a felhasználók számára a vállalati ügyfeleknek szánt vezetékes WiMAX-hoz képest. Ebben az esetben az információ meglehetősen nagy távolságra (akár 50 km-re) továbbítható, míg az ilyen típusú kommunikációs csatornák jellemzői akár 70 Mbit/s sebességet is tartalmaznak.

Műhold

A műholdrendszerek speciális mikrohullámú antennák használatát foglalják magukban, amelyek rádiójelek vételére szolgálnak bármely földi állomásról, majd a vett jeleket visszaküldik más földi állomásokra. Érdemes megjegyezni, hogy az ilyen hálózatok három fő műholdatípust tartalmaznak, amelyek közepes vagy alacsony pályán, valamint geostacionárius pályákon helyezkednek el. Az esetek túlnyomó többségében csoportosan szokás a műholdakat felbocsátani, mivel egymástól távolodva bolygónk teljes felületét lefedik.

Utasítás