Линия передачи

Линия передачи (линия связи) в узком смысле — физическая среда, по которой передаются сигналы электросвязи от узла передачи к узлу приема.

Линии передачи должны отвечать следующим основным требованиям: осуществлять устойчивую и надежную связь на требуемые расстояния; быть многоканальными и пригодными для передачи различных видов сообщений; быть экономичными, а также - устойчивыми к помехам и разрушениям.

Линия передачи (рис. 3.12) является составной частью канала электросвязи. Иногда в состав канала включается несколько линий передачи (кабельных, радиорелейных и др.), каждая из которых, в свою очередь, может быть многоканальной.

По виду используемой среды передачи линии связи можно разделить на две больших категории: проводные и беспроводные (радиолинии).

Проводные линии связи включают подземные и воздушные кабельные линии.

Кабели состоят из набора проводников, которые заключены в несколько слоёв изоляции и защищены оболочкой. В подземных кабельных линиях используют три основных типа кабелей: витая пара (скрученные пары медных проводников); коаксиальный кабель и оптоволокно.

Кабель на основе витых пар представляет собой несколько пар скрученных изолированных медных проводов в единой диэлектрической оболочке. Он дешев и удобен для прокладки. В такой кабель обычно входит две витые пары (рис. 3.14) или четыре витые пары. Кабель легко наращивается, однако отличается слабой устойчивостью к помехам, а также слабой защищенностью от подслушивания.

Рис. 3.14 Кабель с витыми парами

Коаксиальный кабель состоит из центрального провода и металлической оплетки, разделенных между собой слоем диэлектрика (внутренней изоляции) и помещенных в общую внешнюю оболочку (рис. 3.15).

Коаксиальный кабель до недавнего времени был распространен наиболее широко. В сравнении с витой парой он обладает высокой помехозащищенностью (благодаря металлической оплетке), а также высокой пропускной способностью. Однако стоимость, монтаж и ремонт коаксиального кабеля существенно сложнее, чем витой пары.

Рис. 3.15 Коаксиальнй кабель

В настоящее время считается, что коаксиальный кабель устарел, в большинстве случаев его вполне может заменить витая пара или оптоволоконный кабель.

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) часто выделяют в отдельный самостоятельный вид линий электросвязи. Эти современные линии связи основаны на оптических кабелях. Такие кабели используются для магистральных сетей (сетей, соединяющих государства, большие города, АТС внутри городов, областные центры с районными центрами). На ВОЛС строятся и скоростные сети доступа (скоростной Интернет, кабельное телевидение).

В ВОЛС используется принципиально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными электрическими. Информация по нему передается не электрическим сигналом, а световым. Главный его элемент - это прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением.

Структура оптоволоконного кабеля (рис. 3.16) напоминает структуру коаксиального электрического кабеля (рис. 3.15). Однако вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром порядка 1-50 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции - стеклянная оболочка, не позволяющая свету выходить за пределы стекловолокна. Оптоволоконному кабелю (ОВ) не требуется экранирование от внешних электромагнитных помех, т.к. они в принципе не способны исказить сигнал.

Рис. 3.16 Простейший оптоволоконный кабель

Преимущества ВОЛС :

• Широкополосность. Благодаря широкополосности ОВ кабеля возможна передача информации огромными потоками (несколько тысяч независимых каналов). По ВОЛС можно передавать информацию со скоростью несколько Терабит/с.

• Малое затухание, что позволяет строить ВОЛС длиной до 100 км и более без ретрансляции сигналов.

• Устойчивость к электромагнитным помехам. Поскольку волокно изготовлено из диэлектрического материала, оно невосприимчиво к электромагнитным помехам

• Защита от несанкционированного доступа.

• Экономичность. Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет недорогой материал двуокись кремния. В настоящее время стоимость ОВ по отношению к медной паре составляет 2:5.

Воздушные проводные линии начала ХХ в. - это провода без изолирующих и экранирующих оплёток, проложенные между опорами и висящие в воздухе. По этим линиям могли передаваться телефонные и телеграфные сигналы. Их скоростные свойства и помехозащищённость находились на достаточно низком уровне. В настоящее время в Беларуси воздушные проводные линии выведены из эксплуатации.

Современные воздушные линии связи представляют собой оптоволоконные кабели, подвешенные на опорах. Часто применяется подвес оптоволоконного кабеля на уже существующие опоры, используемые для силовых кабелей (линий электропередач, контактной сети железнодорожного транспорта и т.д.).

Подвес оптоволоконного кабеля – это одно из альтернативных решений организации волоконно-оптических линий связи. Этот метод экономически выгоден (в сравнении с прокладыванием подземных ОВ линий): он сокращает время и стоимость монтажных работ, а также эксплуатационные расходы.

Подвесной оптоволоконный кабель (в сравнении с кабелем, предназначенным для подземного прокладывания) должен быть устойчив к конкретным климатическим условиям (температура, влажность и т.д.), иметь определенное допустимое растяжение, стойкость к вибрации, удару, воздействию химических веществ и т.д.