1.2.3. Радиоканалы

Радиоканалы наземной и спутниковой образуются с помощью передатчика и приёмника радиоволн, соответственно, от шум самого оборудования никуда не исчезнет.

На сегодняшний день видов беспроводного оборудования уже очень много: спутниковое (например, телевидение: 3.5-4.2ГГц), сотовое (мобильное: 0.8 -2.6ГГц), локальных сетей (Wi-Fi, Bluetooth: 2.4/5ГГц). Из названия пункта следует, что все эти технологии основаны на одном принципе – распространении радиоволн в пространстве, какие-то на большое расстояние, какие-то для менее отдалённых объектов.

Если вспомнить основные свойства волн, а конкретно – интерференцию (сложение волн в пространстве), то, становится ясно, что основным видом помех для радиоволн будут являться они же сами.

Например, для Wi-Fi и Bluetooth основной помехой в помещении будет являться работающая микроволновка, т.к. она работает на приблизительно таких же частотах (~2.4ГГц). Также, в нашем современном мире роутеры находятся по несколько штук в каждой квартире, а они между собой также создают интерференционную картину с наблюдением максимумов и минимумов.

Рисунок 1.2.3.1 Интерференция волн

Ещё одной помехой для Wi-Fi 2.4ГГц неожиданно может быть функционирующий интерфейс USB 3.0, т.к. его рабочая частота также находится в этом диапазоне.

Для радио и спутниковой связи в добавок к вышеописанной проблеме добавляются ещё и различные природные явления, возникающие в атмосфере (молнии и прочие явления) и космическом пространстве (космическое излучение).

Ещё одним типом помех можно выделить индустриальные, т.к. даже неспециализированные для связи устройства, используемые в транспорте, медицине, науке и т.д. могут взаимодействовать с вышеописанными каналами и искажать сигнал. Сюда же можно отнести и ПЭМИН – побочное электромагнитное излучение, возникающее при работе обычных повседневно используемых устройств, например монитора ПК: никак не задумывалось, что полезный видеосигнал будет выходить за пределы устройства, а значит, его излучение может служить помехой для других радиоприборов (ЖК дисплей создаёт ПЭМИН в диапазоне от 20 до 500 МГц).

Рисунок 1.2.3.2 Перехват спектра видеосигнала ЖК-дисплея

К онечно, чем современней становятся устройства вывода изображения, тем побочное излучение меньше, но пока это может быть и причиной ухудшения связи, и компрометирования информации, но пока мы всё ещё можем услышать, как «поёт монитор».

Глава 2. Методы борьбы с помехами на линии связи

По степени ликвидации помехи классифицируют как устранимые и неустранимые, из чего следует, что от некоторой доли помех всё же получится избавится.

В любом случае, даже небольшое снижение влияния помех, как внутренних, так и внешних, позволит улучшить качество связи.

2.1. Неустранимые помехи

К принципиально не устранимым помехам относят внутренние, т.к. не существует идеального оборудования и быть не может в силу определённых физических явлений.

Такие шумы, как тепловое движение электронов никуда не исчезнет, оно возникает сразу же после включения аппаратуры, единственное, что можно сделать – это снизить влияние этого процесса.

Рисунок 2.1.1 Транзистор прикреплённый к радиатору

Одним из самых эффективных методов является снижение температуры элементов цепи, применяя различные устройства, как радиаторы и вентиляторы.

Для эффективного охлаждения отдельных компонентов необходимо выбирать радиаторы из материалов с хорошей теплоотдачей, либо же такие компоненты, которые сами хорошо отводят тепло.

Рисунок 2.1.2 Зависимость формы сигнала от количества гармоник

Н елинейные искажения возникают на нелинейных элементах цепи, с этим бороться путём сохранения прежних элементов никаким образом уже не получится, поэтому единственный выход в этой ситуации – использование приборов со сниженными шумовыми показателями, т.е. где применены и лучшие компоненты, и лучшая схемотехника. Чем ниже показатель THD (Total Harmonic Distorsions), тем более чёткий сигнал получается на выходе.

Рисунок 2.1.3 Спектр разряда молнии

Т акже никаким образом не избавиться от помех атмосферных (способ снизить влияние – держать связь в метео-благоприятное время, конечно, если связь преимущественно длинноволновая, т.к. спектр помех от молний находится именно в этом диапазоне) и космических шумов, при совпадении направления передачи сигнала и истока помехи, влияние может быть крайне существенным, поэтому необходимо выбирать оптимальные пути прохождения сигналов, чтобы избежать последствий.