Файл: Автоматизированные системы связи.docx

Оптоволокно позволяет передавать сигнал на большее расстояние без про- межуточного усиления (от 30 км и более для оптоволокна и 5 км для меди). Оп- товолокно тоньше и легче: 1 км 1000-парного медного кабеля весит 8000 кг, оптоволоконная пара аналогичной пропускной способности и длины – 100 кг, оптоволокно трудно обнаружить (оно не излучает), а следовательно, найти и повредить; оптоволокно инертно к электромагнитным воздействиям, радиации; ему не страшны нарушения питания, агрессивная химическая среда; оптово- локно сложнее монтировать, работа с оптоволокном требует специальной под- готовки инженеров, которая пока не столь распространена; подключение к оп- товолокну дороже, чем подключение к витой паре.

Беспроводные каналы связи

В настоящее время широко развиваются беспроводные системы передачи данных: Bluetooth и Wi-Fi. Bluetooth поддерживает обмен информацией между устройствами ввода/вывода, ПК и телефонами. Скорость передачи данных со- ставляет 128 Кбит/с при дальности до 10–20 м, что сильно ограничивает при- менение таких систем. Кроме того, относительно небольшая защищенность также требует дальнейшего усовершенствования.

Wi-Fi-сети содержат не менее одной точки доступа и не менее одного кли- ента. Точка доступа – устройство, подключенное к витой паре, которое на неко- тором расстоянии создает область высокочастотного поля. Клиент, находясь в этом поле, может подключиться к данной точке. Скорость передачи данных достигает 300 Мбит/с, область покрытия до 200 м.

Wi-Fi обладает следующими достоинствами:

позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля там, где нельзя его про- ложить, например вне помещений и в зданиях, имеющих историческую цен- ность;
позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам;
широко распространены на рынке компьютерной продукции; гарантиру- ется совместимость оборудования между собой;
мобильность;
в пределах зоны Wi-Fi в сеть Интернет могут выходить несколько поль- зователей с компьютеров, ноутбуков, телефонов и т. д.;
излучение от Wi-Fi-устройств в момент передачи данных на порядок меньше, чем у сотового телефона.

К недостаткам можно отнести снижение уровня сигнала при удалении или появлении крупных преград, сильную «засоренность» частоты сигнала (2,4 ГГц), относительно слабую защищенность некоторых способов шифрова- ния.

Радиопередача

Особенности радиопередачи:

просто генерировать;
легко принимать;
хорошо распространяется во всех направлениях;
хорошо принимается как внутри помещения, так и снаружи;
низкочастотные волны хорошо преодолевают преграды, но требуют много энергии, они затухают пропорционально 1/r³ от источника;
высокочастотные волны хуже огибают препятствия (например, даже дождь является серьезной помехой для них); они интерферируют с излучения- ми от других электрических приборов.

Микроволновая передача

При частоте выше 100 МГц волна распространяется в строго определенном направлении и может быть сфокусирована с помощью параболической антен- ны. До появления оптоволокна радиорелейная связь составляла основу теле- фонных систем на больших расстояниях. На определенном расстоянии друг от друга ставили башни с ретрансляторами. Высота башни зависела от расстояния и мощности передатчика. Обычно 100-метровая башня покрывает расстояние в 80 км.

Микроволны плохо проходят сквозь здания, так же как и низкочастотные волны. Кроме этого, из-за рефракции в нижних слоях атмосферы они могут от- клоняться от прямого направления, при этом увеличивается задержка и нару- шается передача. Передача на этих частотах зависит также от погоды. Обычно операторы держат определенный частотный резерв на случай подобных нару- шений и переключаются на резервные частоты при необходимости.

Стремление увеличить пропускную способность канала заставляет исполь- зовать более высокие частоты, например 10 ГГц. Однако здесь возникает очень серьезная

проблема: начиная с частоты 8 ГГц, волны поглощаются водой и, в частности, дождем. Единственный выход из положения в случае дождя – из- менить маршрут передачи и обойти область дождя.

На сегодняшний день микроволновый диапазон широко используется в со- товой телефонии, телевидении и других приложениях. Одно из главных досто- инств микроволнового диапазона – отсутствие кабелей. Достаточно арендовать небольшую площадку земли (около 100 м²), установить башню-ретранслятор и

так через каждые 50 км. Это особенно дешево в условиях гор, труднопроходи- мой местности, где прокладка кабеля затруднена. Это справедливо и в городе, где земля дорогая, а коммуникации прокладывать очень сложно.

Есть несколько частотных полос, которые можно использовать свободно без специального разрешения. В этих диапазонах работают микроволновые пе- чи, радиотелефоны, радиоуправляемые двери и т. п. Эти частоты также исполь- зуются для сетевых целей на небольших расстояниях.

Инфракрасные и миллиметровые волны

Инфракрасное излучение и излучение в миллиметровом диапазоне исполь- зуются на небольших расстояниях в блоках дистанционного управления. Ос- новной недостаток излучения в этом диапазоне – оно не проходит через пре- граду.

Этот недостаток одновременно является преимуществом, когда излучение в одной комнате не интерферирует с излучением в другой. На эту частоту не надо получать разрешение. Такой канал используется для передачи данных внутри помещений.

Видимое излучение

Видимый диапазон также используется для передачи. Обычно источником света является лазер. Монохромное когерентное излучение легко фокусируется. Однако дождь или туман затрудняют передачу. Передачу способны испортить даже конвекционные потоки на крыше, возникающие в жаркий день.

Контрольные вопросы

Задачи АСУ.
В чем заключается расчет пропускной способности АСУ?
Структура АССОУПО.
Перечислите технические средства АССОУПО.
Характеристики магнитных носителей, витой пары, коаксиального кабе- ля, оптоволоконного кабеля. Их достоинства и недостатки.
Перечислите виды беспроводных каналов связи.