радиоволны, инфракрасное излучение, лазерная связь являются примерами
неограниченных сред передачи информации (иногда называемые "беспроводными"
средами). Преимущества и недостатки сред обсуждаются в конце раздела. Ниже
рассматриваются типы неограниченных сред.
[КС 8-10]
[ Микроволны ]
приемопередающая
антена
прямого видения
[1]Микроволны
[5]Микроволновая передача данных реализуется в двух формах: в виде систем
наземного базирования, в виде спутниковых систем. Обе эти системы
функционально одинаковы, но возможности каждой системы различны.
[1]Наземные микроволновые системы
[5]Микроволновые сигналы наземных систем, представляемые частотами
гигагерцового диапазона, излучаются между прямонаправленными параболлическими
антенами. Микроволновый тракт может использоваться для решения проблемы
обеспечения возможности совместной передачи телевизионного трафика и трафика
данных, и может являться альтернативой применения кабеля.
Микроволновые тракты могут быть также использованы для связи отдельных
зданий в пределах ограниченного пространства, где прокладка кабеля или
затруднена, или слишком дорого обходится.
Микроволновые тракты подвержены внешнему влиянию электротехнических помех,
не защищены от "подслушивания". Высокочастотные микроволны в значительной
степени ослабляются на больших расстояниях в дождливую погоду и в густом
тумане. На коротких расстояниях ослабление незначительно. Для построения
коротких трактов передачи информации между зданиями используются небольшие
дешевые высокочастотные антенны.
[КС 8-11]
[5]Преимущества:
-прокладка трактов значительно дешевле, чем выполнение земляных работ при
прокладке кабелей и т.п.;
-обеспечение широкой полосы пропускания.
[5]Недостатки:
-требуются лицензирование и санкционирование на использование оборудования;
-чувствительны к внешним воздействиям электротехнических помех, легко
подвержены нарушению защиты (например, прослушиванию тракта).
Подобно наземным микроволновым системам спутниковые микроволновые системы
используют низкие гигагерцовые частоты. Сигналы передаются между прямонаправленными
параболическими антеннами, одна из которой располагается на Земле, другая -
на спутнике, выведенном на геоцентрическую орбиту. Передача данных, телефонного
и телевизионного трафиков может быть осуществлена с помощью таких систем через
океаны и континенты. На основе таких средств возможно развертывание
множественных приемопередающих систем, а также сквозных выделенных систем
типа точка-точка.
[1]Спутниковые микроволновые системы
[5]Спутниковые микроволновые тракты также подвержены воздействию внешней
среды, электромагнитным помехам и подвержены нарушению защиты
(перехвату информации). Тракты полностью зависят от космической модемной
технологии, однако с их помощью возможно осуществление коммуникации с
наиболее отдаленными и труднодоступными районами Земли.
[5]Преимущества:
- задержка распространения и стоимость связи не зависят от расстояния между
приемником и передатчиком;
- между передающей и принимающей точками даже, если они находятся на различных
континентах, не требуется какого-либо посредничества дополнительных наземных
служб связи;
- обеспечивается довольно широкая полоса пропускания;
- наземные станции могут быть как стационарными, так и мобильными,
расположенными на самолетах или на морских судах;
- спутниковые системы обеспечивают как узконаправленную, так и
широковещательную передачу данных.
[5]Недостатки:
- требуется лицензирование и санкционирование на использование оборудования;
- подверженность внешним влияниям, электромагнитным помехам, нет защиты от
перехвата информации;
- требуется дорогая модемная космическая технология;
- из-за больших расстояний сигналы претерпевают заметные задержки по
сравнению с задержками при использовании прямых трактов.
[КС 8-12]
[ Лазерная передача ]
[Приемник Передающий лазер ]
[Передающий лазер Приемник ]
[ к рис. на стр. 8-13 (в поле рисунка)]
[1]Лазер
[5]Коммуникационный лазер излучает узкий пучок когерентного света (обычно
инфракрасного), который модулируется импульсами передаваемых данных.
Излучение воспринимается фотодиодами и преобразуется в последовательность
битов. Лазерная передача, также как и микроволновая, выполняется в условиях
прямой видимости приемника и передатчика. Однако, поскольку свет имеет
большую частоту, чем микроволны, полоса пропускания (информационная емкость)
лазерного тракта во много раз шире. Кроме этого, лазерное излучение
обладает большей направленностью, чем микроволновое излучение.
[5] Преимущества:
- не требуется лицензирование на использование среды передачи данных;
- между передающей и принимающей точками не требуется какого-либо
посредничества дополнительных наземных служб связи;
- лазерный тракт устойчив к внешним воздействиям, электромагнитным помехам
и защищен от утечки информации.
[5]Недостатки:
- значительное затухание сигнала при передаче в воздушной среде;
- относительно короткое расстояние передачи;
- требуются дополнительные регулировочные мероприятия.
[КС 8-13]
[ Передача данных в инфракрасном спектре ]
[ Инфракрасный ]
[ трансивер ]
[ к рис. на стр. 8-14 ( в поле рисунка) ]
[1]Инфракрасные волны
[5]Последним достижением в области построения неограниченных сред передачи
данных является применение инфракрасных светодиодов (LED и ILD) и фотодиодов
(наряду с использованием аудиовизуального управления и с созданием
оптоволоконных трансиверов). В соответствии с этим методом передаваемые
сигналы в ифракрасном спектре воспринимаются приемником, находящимся в зоне
прямой видимости передатчика, или же, приемники работают с отраженным от
стен или потолка, инфракрасным излучением.
[5]Преимущества:
- налажено массовое производство относительно недорогих интерфейсных
устройств;
- обеспечивается широкая полоса пропускания сравнимая с полосой пропускания
оптоволоконной системы.
[5]Недостатки:
- состояние атмосферы может воздействовать на передачу сигналов;
- относительно небольшие расстояния, на которые может вестись передача.
[КС 8-14]
[ Радио передача ]
[ Радио ]
[ Трансивер ]
[Сетевой ]
[Интерфейс ]
[ к рис. на стр. 8-15 (в поле рисунка)]
[1]Радиоволны
[5]Электромагнитные волны в диапазоне частот от 3 МГц до 3000 МГц называются
радиоволнами. Широковещательная трансляция сигналов осуществляется с помощью
передающей антенны. В указанном диапазоне частот располагаются
широковещательные полосы коротковолнового радио, высокочастотного (VHF)
телевидения и FM-радио, а также сверх-высокочастотного (UHF) радио и
телевидения.
Передающие и принимающие станции в системах радиосвязи используют для
своих нужд некоторый частотный диапазон, который является обьектом
согласования на государственном и международном уровнях. Глобальные системы
для передачи данных используют короткие волны, которые обладают значительной
сферой распространения, способны охватить весь мир. Локальные системы,
находящиеся друг от друга в зоне прямой видимости, работают в VHF и UHF
диапазонах частот.
[5]Преимущества:
- не требуется посредничества наземных служб связи для передачи данных между
станциями;
- не требуется оборудование, обеспечивающее направленность излучения
станций;
- станции могут быть станционарными или мобильными, вплоть до размещения их
на самолетах и морских судах;
- радио доступно пользователям во всех уголках мира;
- радиоаппаратура (трансиверы) имееют низкую стоимость.
[КС 8-15]
[5]Недостатки:
- требуется лицензирование и санкционирование использования оборудования;
- подверженность внешним воздействиям, электромагнитным помехам, незащищенность
от перехвата информации;
- обеспечиваются только малые и средние полосы пропускания.
[1]Сравнение преимуществ и недостатков неограниченных сред.
[5]Для сравнения достоинств различных сред, необходимо рассматривать их в
реальной обстановке функционирования конкретных
приложений. При этом следует учитывать такие параметры, как требования к
сетевым интерфейсам, устойчивость к электромагнитному излучению (EMI),
требования к защите, требования к полосе пропускания.
Полоса пропускания канала является типичной общей характеристикой.
-----------------------------------------------------------------------
| Тип среды | Сфера охвата | EMI |
| | | чувствительность |
|-------------------------|----------------------|--------------------|
| Наземные микроволновые | Направленное | Средняя |
| системы | излучение | |
|-------------------------|----------------------|--------------------|
| Спутниковые | Охват малых или | Средняя |
| микроволновые системы | больших областей | |
| | (площадей) | |
|-------------------------|----------------------|--------------------|
| Лазер | Направленное | Низкая |
| | излучение | |
|-------------------------|----------------------|--------------------|
| Инфракрасные волны | Не требуется узкой | Низкая |
| | направленности луча | |
| | в пределах небольших | |
| | территорий | |
|-------------------------|----------------------|--------------------|
| Радиоволны | Не требуется узкая | Высокая |
| | направленность | |
| | излучения в пределах | |
| | малых и больших | |
| | областей | |
|----------------------------------------------------------------------
Рис. 8-2. Сравнение неограниченных сред передачи данных
[КС 8-16]
[ Направленная передача данных ]
[ Симплекс ]
[ Полудуплекс ]
[ Дуплекс ]
[ к рис. на стр. 8-17 (в поле рисунка)]
[1]Способы передачи
[5]В зависимости от типа используемой среды для передачи данных применяется