Линии связи и их характеристики

Линия связи (ЛС) – совокупность технических средств и физическая среда, которые обеспечивают передачу сигналов от источника к получателю.

Сигналы, используемые для передачи информации, условно можно разделить на два вида:

- электрические сигналы;

- радиосигналы.

В соответствии с видом используемого для передачи сигнала, ЛС также можно подразделить на две основные группы:

- проводные ЛС (направляющие, электрические);

- беспроводные ЛС (радио ЛС).

Определим диапазон частот ЛС, исходя из того, что общий диапазон используемых сигналов лежит в пределах от 0 Гц до десятков МГц.

Для проводных ЛС:

0…300 Гц	подтональный диапазон
300 Гц…3,4 кГц	тональный диапазон
3,4…5,9 кГц	сверхтональный диапазон
свыше 5,9 кГц	высокочастотный диапазон

Электрические ЛС подразделяются на:

- воздушные;

- кабельные.

В свою очередь, кабельные ЛС делят:

- симметричные кабели;

- коаксиальные кабели;

- волоконно-оптические кабели.

Воздушные ЛС классифицируют по виду используемого материала:

- стальные;

- медные;

- биметаллические (внутри сталь, снаружи медь или алюминий).

Воздушные ЛС имеют диапазон частот от 0 до 12 кГц. К ним относят высоковольтные линии электропередач, сети электропередач до 380 V и т.д. Соответственно, диапазон частот кабельных ЛС – от 12 кГц до 10 МГц.

Для радио ЛС:

Диапазон	Диапазон частот	Длина волны
среднедлинноволновый	3…30 кГц	100 м…10 км
длинноволновый	30…300 кГц	10…1 км
средневолновый	0,3 до 3 МГц	1…0,1 км
коротковолновый	3…30 МГц	100…10 м
ультракоротковолновый	30 МГц…30 ГГц	10 м…1 см
сверхинтеркоротковолновый	30 ГГц…3000 ГГц	10 мм…0,1 мм

По характеру распространения радиоволны делят на:

- поверхностные (земные);

- пространственные.

Земные радиоволны распространяются вдоль земной поверхности (на расстоянии до 12 км от земли). В данном слое, называемом тропосферой, работает длинноволновый и средневолновый диапазон.

Пространственные волны распространяются по прямой (свыше 12 км от земли). В слое стратосферы (12 км…60 км) распространяются короткие волны, слой свыше 60 км называют ионосферой, распространение волн в ней зависит от концентрации электронов, которая в свою очередь меняется с изменением климатических условий.

Проводные линии связи

Конструктивно воздушные ЛС представляют собой проводник без изоляционного материала, кабельные ЛС, напротив, представляют собой изолированный проводник.

В зависимости от расположения проводников существуют симметричные электрические кабели и коаксиальные. Симметричный кабель, как правило, представляет собой витую пару двух изолированных проводников. Коаксиальный кабель – это два проводника, один из которых расположен концентрически по центру и изолирован от другого, а второй проводник является оболочкой первого изолированного.

Параметры симметричных и коаксиальных кабелей довольно сильно отличаются друг от друга.

По диапазону частот симметричные кабели можно разделить:

- низкочастотные (до 12 кГц), в свою очередь делятся на абонентские (однопарные) и городские.

- кабели дальней связи (высокочастотные), в свою очередь делятся на воздушные, подводные и т.д.

В основном используемые кабели являются многожильными (используются в магистральных сетях).

Как указывалось ранее, еще одним типом кабельных ЛС являются оптоволоконные ЛС, которые, соответственно названию, подчиняются законам оптики и характеризуются наличием двух оптических сред с разными углами преломления (рисунок 1).

Рисунок 1.

, - коэффициенты

преломления

В зависимости от диаметра оптоволокна и длины волны луча оптоволоконные ЛС делят на:

- одномодовые – диаметр оптоволокна меньше либо равен длине волны светового потока. Величина диаметра от 4 до 8 микрон.

- многомодовые – диаметр оптоволокна больше длины светового потока. Величина диаметра от 0,8 до 1,6 микрон.

В зависимости от характера распространения различают ступенчатые (рисунок 2а) и градиентные (рисунок 2б) оптоволокна.

а) б)

Рисунок 2. Ступенчатые и градиентные оптоволокна

В ступенчатом оптоволокне существенно больше интерференция света, а значит, выше искажения сигнала, чем в градиентном.

Оптические кабели в сравнении с электрическими имеют несколько преимуществ – они не подвержены влиянию внешних электромагнитных полей; имеют более высокую пропускную способность; затухание определяется частотой кварца, что обуславливает относительную дешевизну добываемого материала. Учитывая перечисленные плюсы оптоволокна, перспектива будущего опирается на оптические линии связи.

Основной трудностью в применении оптических ЛС является трудоемкость процесса стыковки.