Різновидності ліній передачі даних

Під лініями [m1] передачі даних розуміють середовище, через яке безпосередньо проходять інформаційні сигнали від передавача до приймаючої частини.

Розрізняють провідні та радіотрансляційні ЛПД. В якості провідних використовують повітряні відкриті лінії, кабельні закриті, хвилеводні та світловодні ЛПД.

Недоліками повітряних ліній є значний вплив кліматичних умов на стійкість створеного каналу зв’язку. Тут діють значні завади від високовольтних ліній, від контактної мережі електротранспорту, завади від радіостанцій. Також недоліком є малий частотний діапазон. В кабелях зв’язку використовуються кілька пар ізольованих одна від одної двопровідних ліній. Вони більш захищені від кліматичних умов і володіють більшим частотним діапазоном. Розрізняють підземні, підводні та підвісні кабельні лінії.

Для механічного захисту використовують захищені гнучкими металевими чи пластмасовими коробами багатожильні кабельні лінії, які згруповані по 10-20 пар. Кількість пар може коливатися від 10 до 500 і навіть 3000. замість паперової ізоляції, яка використовувалась раніше, використовують полістеролові, фторопластові, поліетиленові діелектрики, а замість свинцевої оболонки полівінілові та інші види пластиків. Проводиться така лінія зв’язку через каналізаційні азбестові споруди.

Для міжнародного кабельного зв’язку застосовують симетричні коаксіальні кабелі в багатожильному виконанні. Вони складаються з одного або кількох провідників, кожен з яких містить зовнішні пустотіли та внутрішній циліндр. Для механічної стійкості такі кабелі покривають броньованими стрічками, а в якості діелектрика використовуються фторопласти. Для високочастотних ліній характерне явище скін-ефекту, тобто витіснення струму, як потоку носіїв, на поверхню провідника, що зумовлене виникненням вихрових струмів всередині провідника і магнітного поля навколо нього. Застосування додаткового зовнішнього циліндра приводить до прояву ефекту близькості, тобто компенсації зовнішнього магнітного поля з допомогою зовнішнього циліндра.

Максимальна частота сигналу, що передається по міжміських лініях зв’язку досягає 8 Мбіт/с. Це зумовлене тим, що фактично сигнал, викликаний електричним полем замінюється електромагнітною хвилею, яка розповсюджується між центральним проводом та зовнішнім металевим екраном.

Радіолінії зв’язку характеризуються ширшим спектром частот, оскільки використовують інші довжини хвиль. В діапазоні ультразвукових хвиль використовують хвилі довжиною 10 м – 0.3 мм. Їх поділяють на метрові, дециметрові, сантиметрові і міліметрові, які відповідно займають частотні області 30-300 МГц до 3·10¹⁰-10¹² Гц. Для них використовують позначення НВЧ, гігагерцові та терагерцові хвилі.

Для реалізації лінії зв’язку використовують гіперболічні та параболічні антени. В радіорелейних лініях передаючі і приймальні антени розміщують в зоні прямої видимості. Відстань між окремими радіотрансляційними станціями – 40-70 км. Різновидністю радіорелейних ліній є супутникові лінії зв’язку.

Для волоконно-оптичних ліній використовують хвилі 0.4-0.75 мкм у видимому діапазоні, а також приблизно 20 мкм в ультрафіолетовому. Джерело світла в основному є лазером з довжиною випромінюваної хвилі 0.63-0.85 мікрон в даний час.

В якості середовища розповсюдження використовують кварцове скло, що складається з оксиду кремнію SiO₂. Температура плавлення кварцу 1710 ºC. Додаючи домішки SiCl₄ при високій температурі, одержується можливість витягувати скло в тонкі світлопровідні нитки чи трубки.

Розрізняють кілька конструктивних різновидностей оптичного волокна:

1. Багатомодове волокно, яке складається з двох середовищ з стабільним показником заломлення

2. Одномодове волокно

3. Градієнтне волокно

Для багатомодових волокон швидкість передачі сигналів складає до 20 Мбіт/с, по одномодових лініях сигнал передається з швидкістю до 100 Гбіт/с. Переваги одномодових волокон можна реалізувати, використавши градієнтні волокна. Максимальна швидкість досягає 2 Гбіт/с за рахунок вирівнювання швидкості розповсюдження хвиль.

При однаковій пропускній здатності оптичні волокна, порівняно з коаксіальними лініями, в 50-70 раз легші і більш захищені від зовнішніх завад.