3.1. Классификация линий связи

Передача различных сигналов осуществляется через линии связи (ЛС).

Различают два основных типа ЛС:

- линии в атмосфере (радиолинии - РЛ);

- направляющие линии передачи (проводные).

Радиолинии

Отличительной особенностью РЛ является распространение электромагнитных сигналов в свободном пространстве. Дальность РЛ может простираться от нескольких метров до сотен миллионов километров.

Характер распространения электромагнитных сигналов зависит от частоты радиосигнала. Таблица 1.

Таблица 3.1. Типовые диапазоны длин волн и радиочастот

К достоинствам РЛ следует отнести возможность установления связи на огромные расстояния с подвижными объектами, а также возможность обеспечения передачи массовым средствам информации (радиовещание и телевидение) с неограниченным числом слушателей и зрителей.

Основными недостатками РЛ являются:

- зависимость качества связи от состояния среды распространения радиоволн и сторонних электромагнитных полей;

- низкая скорость;

- недостаточно высокая электромагнитная совместимость в диапазоне метровых волн и выше;

- сложность аппаратуры передатчика и приемника;

- узкополосность систем передачи, особенно заметная на длинных волнах.

В целях уменьшения этих недостатков в ходе развития радиосвязи интенсивно осваивались более высокие частоты (сантиметровые, миллиметровые и оптические диапазоны), что позволило повысить пропускную способность радиоканалов, создать узконаправленные системы радиосвязи на базе использования направленных антенн и лазерных устройств и привело к резкому уменьшению уровня помех и повышению степени электромагнитной совместимости. Например, линии радиосвязи, работающие на ДВ, СВ, KB, позволяют осуществлять связь на большие расстояния, но имеют низкую пропускную способность (один - два канала тональной частоты (ТЧ)) и подвержены помехам. Поэтому в наши дни они занимают малый удельный вес в общем объеме электросвязи и используются главным образом для радиофикации и связи между континентами и с труднодоступными районами.

Радиорелейные линии (РРЛ) работают на дециметровых – миллиметровых волнах в пределах прямой видимости. Они представляют собой цепочку ретрансляторов, устанавливаемых примерно через каждые 50 км (высота мачты 50...70 м). При большей высоте антенной мачты ретрансляционные участки могут быть увеличены до 70...100 км. Радиорелейные линии позволяют получать большее число каналов (300... 1920) на большие расстояния (до 12 500 км); они получили широкое применение для телевидения, радиофикации и связи. Эти линии в меньшей степени подвержены помехам, обеспечивают достаточно устойчивую и качественную связь, хотя степень защищенности передачи по ним недостаточна.

Спутниковые линии связи (СЛ) используют, как и РРЛ, сантиметровый диапазон волн. СЛ действуют на принципе ретрансляции сигналов, осуществляемой аппаратурой, расположенной на искусственном спутнике Земли (ИСЗ). Фактически ИСЗ — это ретранслятор РРЛ, поднятый на большую высоту. Спутниковые линии позволяют осуществлять многоканальную связь на очень большие расстояния. На геостационарной орбите высотой 36 000 км спутник вращается со скоростью вращения Земли (один оборот за 24 часа). В этом случае можно с помощью трех спутников, расположенных под углом 120°, обеспечить связь на территории всего земного шара.

Достоинством СЛ является большая зона действия и передачи информации на значительные расстояния, к недостаткам относятся высокая стоимость запуска спутника и сложность организации дуплексной телефонной связи.

В направляющих ЛС распространение сигналов от одного абонента (станции, устройства, элемента схемы и т. д.) к другому осуществляется только по специально созданным цепям и трактам ЛС, образующим направляющие системы. Направляющие системы (НС) представляют собой устройства, предназначенные для передачи электромагнитной энергии в заданном направлении. Направляющими свойствами обладают границы раздела сред с различными электрическими характеристиками (например, металл-диэлектрик), поэтому роль НС могут выполнять, металлические изолированные проводники – воздушная ЛС, симметричный и коаксиальный кабель или тонкая двухслойная нить круглого сечения – оптическое волокно.

Достоинства направляющих ЛС состоят в обеспечении требуемого качества передачи сигналов, высокой скорости передачи, большой защищенности от влияния сторонних полей, заданной степени электромагнитной совместимости, относительной простоты оконечных устройств. Недостатки ЛС определяется высокой стоимостью капитальных и эксплуатационных расходов, а также относительно длительными сроками установления связи

Сравнивая ЛС и РЛ, следует отметить, что они не противопоставляются, а дополняют друг друга, способствуя решению глобальной задачи создания, развития и совершенствования сети связи

НС передачи электромагнитной энергии классифицируют по ряду признаков: назначению, области применения, спектру передаваемых частот, условиям прокладки и эксплуатация. В соответствии с построением ЕАСС, в зависимости от области применения, НС подразделяют на магистральные, зоновые и местные (городские и сельские). По спектру передаваемых частот НС делят на низкочастотные (до 10 кГц) и высокочастотные (выше 10 кГц), в зависимости от условий прокладки и эксплуатации — на воздушные, подземные и подводные.

Воздушные ЛС состоят из совокупности симметричных металлических проводов, подвешенных на опорах с помощью изоляторов и специальной арматуры. Они позволяют организовать связь на значительные расстояния в диапазоне рабочих частот до 150 кГц. Однако из-за подверженности этих линий различным видам помех, предпочтение отдается кабельным ЛС.

Кабелем связи называют изделие, содержащее одну или несколько цепей, заключенных в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой в зависимости от условий прокладки накладывают соответствующий защитный покров.

Кабельные и воздушные линии относятся к проводным линиям, у которых направляющие системы образуются системами проводник—диэлектрик. Проводные линии связи работают в килогерцовом и мегагерцовом диапазонах частот. Кабельные линии обеспечивают надежную и помехозащищенную многоканальную связь на требуемые расстояния. Коаксиальные и симметричные кабели получили доминирующее развитие при организации городской и междугородной связи.

Тем не менее, при всем многообразии кабелей (исключаем волноводы как особый вид передающей среды), они могут быть разделены на два класса — электрические и оптические.