Перспективные типы линий и каналов

Рост информационных потоков потребовал применения каналов связи с высокой пропускной способностью, измеряемой сотнями Мбит/с. В качестве среды распространения здесь используются волноводы, световолокно (оптические волноводы) и лазерные линии. Передача сигналов в этих средах осуществляется с помощью электромагнитных волн и поэтому может рассматриваться как передача по радиоканалу, организованному в среде с контролируемыми свойствами.

Волноводы представляют собой металлические трубы, сечение которых имеет обычно вид окружности или прямоугольника, или диэлектрические стержни. Механизм распространения радиоволн обусловлен многократным отражением электромагнитных волн от стенок волновода. Энергетические потери возникают при этом за счет сопротивлений стенок. Для уменьшения потерь необходимо выбирать соответствующую структуру электромагнитного поля и частоту.

Ha практике используют круглые жесткие волноводы диаметром около 5 см, потери в котором составляют 2 ... 3 дБ/км в диапазоне частот 40 ... 100 ГГц. Такие передающие среды целесообразно использовать для построения цифровых систем со скоростью 200... 500 Мбит/с.

Применение волноводов эффективно для передачи больших информационных потоков на короткие расстояния. Для изготовления волноводов необходимы высокая точность и малое удельное сопротивление материала, что обеспечивает малое затухание радио-сигналов.

В настоящее время сильную конкуренцию волноводам составляют оптические линии связи на основе световолокна и лазеров (оптических квантовых генераторов).

Для передачи света средой распространения сигнала может быть атмосфера, космическое пространство и оптическое волокно.

Способы передачи сигнала по каналу связи

Сигнал на выходе модулятора, подаваемый в канал связи, состоит из элементарных импульсов t₀, которые, в зависимости от количества проводов канала связи, могут передаваться последовательно или параллельно.

При однопроводной линии импульсы следуют по ней в порядке их формирований последовательно друг за другом. Для передачи всей кодовой комбинации потребуется время, пропорционально количеству элементов этой комбинации, т.е. . Схема передачи и передаваемый сигнал, соответствующие этому случаю, показаны на рисунке (передатчик условно показан как источник э.д.с. и ключ К):

Если канал связи содержит столько проводов, сколько импульсов в кодовой комбинации, то импульсы кодовой комбинации должны формироваться одновременно и могут быть переданы параллельно каждый по своему проводу. Время передачи кодовой комбинации будет в этом случае равно длительности элементарного импульса, т.е. . Соответствующие этому случаю схема передачи и сигнал, передаваемый по каналу связи, показаны на рисунке:

Недостатком последовательного метода является увеличение времени передачи с ростом длины кодовой комбинации. Достоинство этого метода в том, что длина кодовой комбинации не влияет на техническую реализацию канала связи – канал связи всегда однопроводный, что особенно выгодно при его значительной длине.

При параллельном методе время передачи кодовой комбинации всегда постоянно и мало по сравнению с предыдущим случаем, что является достоинством метода. Его недостаток в том, что количество проводов и конструкция приемно-передающих устройств зависят от длины кодовой комбинации.