Длина волны в пространстве (м)
|
При этом используется следующая аббревиатура:
· ELF – Extremely Low Frequency (сверхнизкая чистота);
· VF – Voice Frequency (тональная частота);
· VLF – Very Low Frequency (очень низкая частота);
· LF – Low Frequency (низкая частота / «длинные волны»);
· MF – Medium Frequency (промежуточная частота / «средние волны»);
· HF – High Frequency (высокая частота / «короткие волны»);
· VHF – Very High Frequency (очень высокая частота);
· UHF – Ultrahigh Frequency (ультравысокая частота);
· SHF – Superhigh Frequency (сверхвысокая частота);
· EHF – Extremely High Frequency (крайне высокая чистота).
Проводные линии электросвязи
В табл. 4.3 собраны параметры наиболее распространённых проводных линий электросвязи, предназначенных для передачи данных на большие расстояния.
Витая пара является самой дешёвой и распространённой средой передачи данных. Она состоит из двух изолированных медных проводов, свитых друг с другом. Витая пара широко используется внутри зданий для объединения компьютеров в локальные сети, использующие скорость передачи данных около 10 Мбит/с.
Таблица 2.3
Наименование | Диапазон частот кГц | Характерное значение | Длина плеча км | |
затухание дБ/км на 1 кГц | задержка мкс/км | |||
Витая пара (с загрузкой) | 0 - 3,5 | 0,2 | ||
Витая пара (многопарная) | 0 – 1х103 | 3,0 | ||
Коаксиальный кабель | 0 – 500х103 | 7,0 | 1 - 9 | |
Оптическое волокно | 180-370х106 | 0,2 - 0,5 |
|
В 1991 году ассоциация электронной промышленности опубликовала стандарт EIA – 568, который определяет использование экранированной пары для передачи данных внутри здания. Согласно этому стандарту различают три категории неэкранированной витой пары по ширине полосы пропускания:
· Категория 3 – менее 16 МГц;
· Категория 4 – менее 20 МГц;
· Категория 3 – менее 100 МГц.
|
Кабельные линии связи сегодня являются основным типом проводных линий. По конструкции и взаимному расположению проводников различают симметричные и коаксиальные кабели. Основными элементами кабелей являются токопроводящие жилы (пара проводов), образующие электрическую цепь. На рис. 4.14 показана конструкция однопарных симметричного и коаксиального кабелей.
|
Рис.4.14. Однопарные кабели связи: а – симметричный; б – коаксиальный
В коаксиальных кабелях взаимное расположение проводников обеспечивается с помощью специальной арматуры, изготавливаемой из диэлектрического материала. Внешний проводник пары имеет изолирующую оболочку. В симметричных кабелях цепи образуются с помощью одинаковых по конструкции изолированных проводников. Электрические цепи в коаксиальных кабелях образуются двумя цилиндрическими проводниками с совмещенными осями, причем один проводник (сплошной цилиндр) расположен внутри другого, полого.
Для создания унифицированных линий связи используются комбинированные междугородные кабели, содержащие симметрические, коаксиальные пары и бронированную оболочку. В качестве примера на рис. 4.15 приводится междугородний кабель КМБ – 8/6.
По условиям прокладки и эксплуатации различают подземные, подвесные и подводные кабели.
Оптическое волокно. По волоконно-оптическим линиям принципиально можно организовать передачу до миллиона телефонных сигналов одновременно. Внешне оптические кабели мало отличаются от традиционных кабелей связи. Однако вместо токопроводящих металлических жил в них применяются тонкие (диаметром 125... 150 мкм) двухслойные стеклянные волокна – световоды, которые являются средой, по которой передаются сигналы электросвязи в оптическом диапазоне частот (10" - I015 Гц).
Принцип распространения светового луча вдоль двухслойного волокна показан на рис. 4.16.
Рис. 4.15. Комбинированный междугородный кабель КМБ-8/6
|
|
|
Рис. 4.16. Принцип распространения светового луча по стекловолокну
|
|
|
Оптические кабели, как и обычные, имеют защитные полиэтиленовые оболочки и различные внешние покровы.
Их можно прокладывать в земле, воде, помещениях и т. д. Они нечувствительны к электромагнитным помехам и поэтому не нуждаются в металлических экранах. Очень существенным достоинством волоконно-оптических линий является отсутствие в их конструкции дефицитных материалов; меди, алюминия, свинца и другие. Волокно изготовлено из кварца.
Оптические волокна очень компактны и легки. Системы связи на их основе устойчивы к электромагнитным помехам, а передаваемая по световому волокну информация защищена от несанкционированного доступа.
Важное свойство оптического волокна – долговечность.
Применяются два вида волокна: одномодовое и многомодовое.
Свое название волокна получили от способа распространения излучения в них. Волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления.
В одномодовом волокне диаметр световодной жилы порядка 8-10 мкм, то есть сравним с длиной световой волны. При такой геометрии в волокне может распространяться только один луч (одна - мода).
В многомодовом волокне размер световодной жилы порядка 50-60 мкм, что делает возможным распространение большого числа лучей (много - мод). Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. В оптических лабораториях США разрабатываются самые "прозрачные", так называемые фтороцирконатные волокна с теоретическим пределом порядка 0,02 дБ/кмна длине волны 2,5 мкм.Лабораторные исследования показали, что на основе таких волокон могут быть созданы линии связи с регенерационными участками через 4 600 км при скорости передачи порядка 1 Гбит/с.
Оптические волокна имеют диаметр около 1 – 0,2 мм, то есть очень компактны и легки, что делает их перспективными для использования в авиации, приборостроении, в кабельной технике.
Стеклянные волокна – неметаллические, поэтому при строительстве систем связи автоматически достигается гальваническая развязка сегментов. Такие кабели можно монтировать на мачтах существующих линий электропередач, как отдельно, так и встроенные в фазовый провод, экономя значительные средства на прокладку кабеля через реки и другие преграды.
Волоконно-оптические линии связи нельзя подслушать неразрушающим способом. Всякие воздействия на волокно могут быть зарегистрированы методом мониторинга (непрерывного контроля) целостности линии.
Время жизни волокна, то есть сохранение им своих свойств в определенных пределах, превышает 25 лет, что позволяет проложить оптико-волоконный кабель один раз и, по мере необходимости, наращивать пропускную способность канала путем замены приемников и передатчиков на более быстродействующие.
Недостатки ВОЛС:
· требуются активные высоконадежные элементы, преобразующие электрические сигналы в свет и свет в электрические сигналы;
· необходимы оптические коннекторы (соединители) с малыми оптическими потерями и большим ресурсом на подключение-отключение. Точность изготовления таких элементов линии должна соответствовать длине волны излучения, то есть погрешности должны быть порядка доли микрона;
· для монтажа оптических волокон требуется дорогостоящее технологическое оборудование (инструменты для оконцовки, коннекторы, тестеры, муфты и спайс–кассеты);
· Обладая главными патентами, американские фирмы (в первую очередь это относится к фирме «CORNING GLASS») оказывают влияние на производство и рынок компонентов ВОЛС во всем мире благодаря заключению лицензионных соглашений с другими фирмами и созданию совместных предприятий.
На сегодня в мире несколько десятков фирм, производящих оптические кабели различного назначения. Наиболее известные из них:
· AT&T;
· General Cable Company (США);
· Siecor (ФРГ);
· BICC Cable (Великобритания);
· Les cables de Lion (Франция);
· Nokia (Финляндия);
· NTT, Sumitomo (Япония);
· Pirelli (Италия).
Определяющими параметрами при производстве ВОК являются условия эксплуатации и пропускная способность линии связи.
В качестве примера оборудования ВОЛС рассмотрим – оптический мультиплексор 16Е1+Gigabit Ethernet 1000Base-T.
Назначение:оптический мультиплексор позволяет организовывать одновременную передачу от 1 до 16 потоков Е1 и канала Gigabit Ethernet 1000Base-T full-duplex по оптоволоконному тракту.