Беспроводные линии связи. Помимо кабелей физической средой передачи сигналов может быть земная атмосфера или космическая пространство, через которые распространяются электромагнитные волны.

Линии передачи информации, в которых сигналы электросвязи передаются посредством радиоволн в открытом пространстве, называется радиолиниями (рис.3.17).

Любая радиолиния передачи информации (телефонная, звукового или телевизионного вещания) содержит на концах радиопередающие и радиоприемные устройства, снабженные антеннами. Передающая антенна (Апер) излучает электрический сигнал (С) радиопередатчика (Рпер) в виде радиоволны. Приемная антенна (Апр) улавливает радиоволну, и с ее выхода электрический сигнал поступает на вход радиоприемника (Рпр). Линии передачи электромагнитной энергии, соединяющие антенну с радиопередатчиком или с приемником, называются фидерами.

Рис. 3.17 Структурная схема Рис. 3.18 Структурная схема

линии односторонней линии двухсторонней

радиосвязи радиосвязи

По способу организации радиолиний различают радиосвязь одностороннюю (рис.3.17) и двустороннюю (рис. 3.18). Радиосвязь, при которой одна из радиолиний осуществляет только передачу, другая – только прием, называется односторонней.

Двусторонняя радиосвязь предполагает возможность передачи и приема информации каждой радиостанцией. Для этого нужны два комплекта оборудования односторонней связи, т.е. в каждом пункте надо иметь и передатчик и приемник. Двусторонняя связь может быть симплексной и дуплексной (рис.3.18).

При симплексной радиосвязи передача и прием на каждой радиостанции ведутся поочередно. Радиопередатчики и радиоприемники в конечных пунктах линии связи в этом случае настроены на одинаковую частоту.

При дуплексной радиосвязи радиопередача и прием осуществляются одновременно. В этом случае приемник (например, в пункте Б) может принимать сигнал (С2) собственного передатчика, вместо сигналов (С1) передатчика с другой линии. Чтобы избежать этого, для каждого канала дуплексной линии радиосвязи выделяется своя частота.

При сооружении и эксплуатации радиолиний учитываются особенности распространения радиоволн на пути от передающей до приемной антенн. С этой целью в радиолинию включаются промежуточные переприемные станции. Так строятся радиорелейные линии и спутниковые системы связи.

Радиолинии используются в радиосвязи, радиовещании и телевидении (для организации сотовой, радиотелефонной связи, спутникового телевизионного вещания и т.д.). Во многих случаях применение радиолиний оказывается более дешевым решением по сравнению с использованием проводных линий.

Вопросы и задания:

1. Дайте определение линии передачи. Поясните это понятие своими словами. Назовите требования, которым эти линии должны отвечать.

2. Назовите основные виды линий связи по виду используемой среды.

3. Какие типы кабелей используются в электросвязи?. Какой из типов кабелей считается наиболее перспективным для использования в современных системах связи?

4. Дайте определение беспроводной линии связи. Поясните это понятие своими словами.

5. Проанализируйте структурную схему (односторонней) радиосвязи (рис. 3.17). Назовите основные элементы схемы. Расскажите, как осуществляется передача сигнала по этой линии.

6. Проанализируйте структурную схему двухсторонней радиосвязи (рис.3.18). Расскажите, как она организуется.

7. Что такое симплексная и дуплексная радиосвязь?

8. Может ли быть организована симплексная радиосвязь между двумя пунктами, если приемник и передатчик радиолинии настроены на разные частоты?

9. Что произойдет, если при дуплексной радиосвязи приемники и передатчики обеих радиолиний будут работать на одинаковых частотах?

Сети связи

Сетью связи называется совокупность технических средств, обеспечивающих передачу и распределение сообщений.

Принято различать сети передачи массовых сообщений и сети передачи индивидуальных сообщений.

Cети передачи массовых сообщений служат для передачи сообщений, пред­ставляющих интерес одновременно для большого числа людей. К таким сетям относятся сети звукового и телевизионного вещания. Вещанием называют передачу различного рода сообщений широким слоям населения с помощью технических средств электросвязи.

В настоящее время сети радио- и телевизионного вещания являются важнейшими сетями передачи массовых сообщений. В специальной литературе встречается описание такого вида сетей передачи массовых сообщений, как сеть передачи газетной информации факсимильным способом для печатания центральных газет на периферии. Такая сеть является устаревшей. В нашей стране она уже не используется.

Основными требованиями к сетям вещания являются: охват вещанием всего населения страны, высокое качество передаваемых программ, надежность и экономичность.

В звуковом вещании различают эфирное радиовещание и проводное вещание (по специальным проводным линиям или линиям телефонной связи). В радиовещании сообщения принимаются слушателями с помощью радиоприемного устройства, в проводном вещании – с помощью абонентского устройства, подключенного к проводной линии.

Аналогично в телевидении различают эфирное вещание (по радиоканалу) и передачу ТВ сигналов по кабельным сетям. Современной разновидностью эфирного ТВ является спутниковое телевизионное вещание с непосредственным приемом на установки, расположенные у абонентов.

Сети передачи индивидуальных сообщений обеспечивают передачу сообщений, которые представляют интерес для отдельных пользователей. Они делятся на телефонные сети общего пользования, телеграфные, факсимильные, передачи данных, сети связи с подвижными объектами.

В зависимости от условий функционирования сеть передачи индивидуальных сообщений строится так, чтобы каждому абоненту предоставить возможность в удобное время связаться с другим абонентом.

Коммутируемые и некоммутируемые сети. В соответствии со способом распределения и видом передаваемых сообщений сети делятся на коммутируемые и некоммутируемые.

Среди некоммутируемых сетей наиболее часто встречаются следующие способы организации сетей: «общая шина» (рис.3.19а), «кольцо» (рис. 3.19б), полносвязная сеть («каждый с каждым», «звезда») (рис.3.19в). Подобные конфигурации наиболее характерны для компьютерных сетей.

а) общая шина; б) кольцо; в) полносвязная сеть («каждый с каждым»)

Рис. 3.19 Некоммутируемые сети  

Достоинством таких сетей является простота организации, оперативность и высокое качество передачи сообщений. Однако подобные способы организации сетей эффективно функционируют лишь при небольшом числе абонентов. Среди основных недостатков первых двух видов архитектуры сетей – невозможность связи для целой группы пользователей в случае обрыва линии, значительный рост количества и длины линий, которые соединяют абонентов при увеличении их числа и т.п.

При большом количестве абонентов наиболее эффективными оказываются коммутируемые сети.

Коммутация, или переключение соединения, позволяет аппаратным средствам использовать один и тот же физический канал для соединения со множеством устройств. Известны три способа коммутации: коммутация каналов, коммутация сообщений, коммутация пакетов.

В телефонных сетях наиболее распространенным способом коммутации является коммутация каналов (линий). При этом виде коммутации создается единое непрерывное соединение между двумя сетевыми устройствами. На время сеанса они делят между собой физический канал связи и вынуждены ждать, пока он не освободится.

При коммутации сообщений тракт между приемником и передатчиком заранее не устанавливается, а канал в нужном направлении предоставляется только на время передачи сообщения, а в паузах этот канал используется для передачи других сообщений.

При коммутации пакетов сообщение разбивается на части одинакового объема, называемые пакетами. Каждому пакету присваивается номер пакета и адрес получателя. Постоянный физический канал между двумя устройствами не поддерживается. Каждый пакет передается отдельно, по свободным в данный момент каналом связи. В оконечном пункте пакеты собираются и выдаются адресату.

Каждый из способов коммутации имеет свои преимущества и недостатки и может быть эффективно использован в определенных условиях и для определенных видов информации.

В коммутируемых сетях (рис. 3.20) имеются специальные устройства коммутации, называемые узлами коммутации. В таких сетях абоненты разбиваются на группы, и в каждой группе каждый из абонентов (А) соединяется с узлом коммутации (УК) линиями связи, или абонентскими линиями (АЛ). Нарушения в работе узла связи могут привести к срыву связи всей сети.

Простейшая коммутируемая сеть имеет один узел коммутации (УК). Такую структуру сети называют радиальной, или «звезда» (рис. 3.20 а). При увеличении числа абонентов сети более эффективной оказывается радиально-узловая структура (рис. 3.20б). В этом случае абоненты разных районов устанавливают связь между собой через несколько промежуточных станций.