Канали зв'язку: види, характеристики

Для того щоб передавати різну інформацію, спочатку має бути створена середовище її поширення, яка являє собою сукупність ліній або каналів передачі даних зі спеціалізованих приймально-передавальним обладнанням. Лінії, або ж канали зв'язку, являють собою сполучну ланку в будь-якій сучасній системі передачі даних, і з точки зору організації поділяються на два основних типи – це лінії і канали.




Лінія зв'язку представляє собою безліч кабелів або проводів, за допомогою яких об'єднуються пункти зв'язку між собою, а абоненти об'єднуються з найближчими вузлами. При цьому канали зв'язку можуть бути створені самим різним чином залежно від особливостей певного об'єкта і схеми.

Якими вони можуть бути?

Вони можуть являти собою фізичні провідні канали, які ґрунтуються на використанні спеціалізованих кабелів, а також можуть бути хвильовими. Хвильові канали зв'язку формуються для організації в певному середовищі всіляких видів радіозв'язку з використанням антен, а також виділеної смуги частот. При цьому як оптичні, так і електричні канали зв'язку також поділяються на два основних типи – це дротові і бездротові. У зв'язку з цим оптичний і електричний сигнал може передаватися через дроти, ефір, а також безліч інших способів.




В телефонній мережі після того, як буде набраний номер, канал утворюється на той час, поки буде присутній з'єднання, до наприклад, між двома абонентами, а також поки буде підтримуватися сеанс телефонного зв'язку. Провідні канали зв'язку формуються за допомогою використання спеціалізованого обладнання ущільнення, за допомогою якого можна протягом тривалого або короткого часу передавати через лінії зв'язку інформацію, яка подається з величезної кількості різних джерел. Такі лінії включають в себе одну або одночасно декілька пар кабелів і надають можливість передачі даних на досить велику відстань. Незалежно від того, які види каналів зв'язку розглядаються, радіозв'язку вони являють собою середовище передачі даних, яка організується для якогось певного або ж одночасно декількох сеансів зв'язку. Якщо мова йде саме про кілька сесій, то в такому випадку може застосовуватися так звана частотний розподіл.

Які є види?

Точно так само, як і в сучасних засобах зв'язку, існують різні види каналів зв'язку:

Цифрові.

Аналогові.

Аналогово-цифрові.

Цифрові

Даний варіант є більш дорогим у порівнянні з аналоговими. За допомогою таких каналів досягається гранично високу якість трансляції даних, а також з'являється можливість впровадження різних механізмів, з допомогою яких досягається абсолютна цілісність каналів, висока ступінь захищеності інформації, а також використання цілого ряду інших сервісів. Для того щоб забезпечити передачу аналогової інформації через технічні канали зв'язку цифрового типу, ця інформація спочатку перетворюється в цифрову. В кінці 80-х років минулого століття з'явилася спеціалізована цифрова мережа з інтеграцією послуг, більш відома сьогодні багатьом як ISDN. Передбачається, що така мережа з плином часу зможе перетворитися на глобальну цифрову магістраль, яка забезпечує з'єднання офісних і домашніх комп'ютерів, забезпечуючи їм достатньо велику швидкість транслювання даних. Основні канали зв'язку даного типу можуть бути:

Факс.

Телефон.

Пристрої передачі даних.

Спеціалізоване обладнання для проведення телеконференцій.

І безліч інших.

В якості конкуренції таких засобів можуть виступати сучасні технології, які сьогодні активно використовуються в мережах кабельного телебачення.

Інші різновиди

В залежності від того, яка забезпечується швидкість передачі каналів зв'язку, вони поділяються на:

Низькошвидкісні. У дану категорію входять всілякі телеграфні лінії, які відрізняються надзвичайно низькою (майже відсутньою за нинішніми мірками) швидкістю передачі даних, що досягає максимум 200 біт/с.

Середньошвидкісні. Тут присутні аналогові телефонні лінії, що забезпечують швидкість передачі до 56000 біт/с.

Високошвидкісні або ж, як їх ще називають, широкосмугові. Передача даних по каналах зв'язку даного типу здійснюється на швидкості понад 56000 біт/с.

В залежності від того, які передбачаються можливості організації напрямків передачі даних, канали зв'язку можуть підрозділятися на наступні типи:

Симплексні. Організація каналів зв'язку даного типу забезпечує можливість транслювання даних лише в якомусь певному напрямку.

Полудуплексние. Використовуючи такі канали, дані можуть передаватися як в прямому, так і в зворотному напрямках.

Дуплексні або ж полнодуплексние. Використовуючи такі канали зворотного зв'язку, дані можуть одночасно транслюватися в прямому і зворотному напрямках.

Дротові

Провідні канали зв'язку включають в себе масу паралельних або ж скручених мідних проводів, волоконно-оптичних ліній зв'язку, а також спеціалізованих коаксіальних кабелів. Якщо розглядати, які канали зв'язку використовують кабелю, варто виділити кілька основних:

Вита пара. Забезпечує можливість передачі інформації на швидкості до 1 Мбіт/с.

Коаксіальні кабелі. До цієї групи належать кабелі формату TV, включаючи як тонкі, так і товсті. В даному випадку швидкість передачі даних досягає 15 Мбіт/с.

Оптоволоконні кабелі. Найбільш сучасний і потужний варіант. Канали зв'язку для передачі інформації даного типу передбачають швидкість близько 400 Мбіт/с, що значно перевищує всі інші технології.

Вита пара

Являє собою ізольовані провідники, які між собою попарно свиваются для того, щоб значно знизити наведення між парами і провідниками. Варто зазначити, що на сьогоднішній день існує сім категорій кручених пар:

Перша і друга застосовуються для того, щоб забезпечити низькошвидкісну передачу даних, причому перша являє собою стандартний, добре відомий усім телефонний провід.

Третя, четверта і п'ята категорії використовуються для забезпечення швидкостей передачі до 1625 і 155 Мбіт/с, при цьому різні категорії передбачають різну частоту.

Шоста і сьома категорії є найбільш продуктивними. Йдеться про можливість передачі даних на швидкості до 100 Гбіт/с, що являє собою найбільш продуктивні характеристики каналів зв'язку.

Найбільш поширеною на сьогоднішній день є третя категорія. Орієнтуючись на різні перспективні рішення, що стосуються необхідності постійно розвивати пропускну здатність мережі, найбільш оптимальним буде використовувати мережі зв'язку (канали зв'язку) п'ятої категорії, які забезпечують швидкість транслювання даних через стандартні телефонні лінії.

Коаксіальний кабель

Спеціалізований мідний провідник полягає всередину циліндричної екрануючої захисної оболонки, яка в'ється з достатньо тонких жилок, а також є повністю ізольованою від провідника за допомогою діелектрика. Від стандартного телевізійного кабелю такої відрізняється тим, що в ньому присутня хвильовий опір. Через такі інформаційні канали зв'язку дані можуть передаватися на швидкості до 300 Мбіт/с. Даний формат кабелів поділяється на: тонкий, який має товщину 5 мм, а також товстий – 10 мм. В сучасних ЛВС найчастіше прийнято використовувати тонкий кабель, так як він відрізняється граничною простотою у прокладанні та монтажі. Гранично висока вартість при непростій прокладання досить сильно обмежують можливості використання таких кабелів в сучасних мережах передачі інформації.

Мережі кабельного телебачення

Такі мережі ґрунтуються на застосуванні спеціалізованого коаксіального кабелю, аналоговий сигнал через який може транслюватися на відстань до кількох десятків кілометрів. Типова мережа кабельного телебачення відрізняється деревоподібної структурою, в якій основний вузол отримує сигнали з спеціалізованого супутника або ж через ВОЛЗ. На сьогоднішній день активно використовуються такі мережі, в яких використовується волоконно-оптичний кабель, за допомогою якого забезпечується можливість обслуговування великих територій, а також транслювання більш об'ємних даних, зберігаючи при цьому гранично висока якість сигналів при відсутності повторювачів. При симетричній архітектурі і зворотний прямий сигнали транслюються за допомогою єдиного кабелю в різних діапазонах частот, і при цьому з різними швидкостями. Відповідно, зворотний сигнал повільніше прямого. У будь-якому випадку, використовуючи такі мережі, можна забезпечити швидкість передачі даних в кілька сотень разів більше в порівнянні із звичайними телефонними лініями, у зв'язку з чим останні вже давним-давно перестали використовувати. В організаціях, в яких встановлюються власні кабельні мережі, найбільш часто використовуються симетричні схеми, так як в даному випадку як пряма, так і зворотна передача даних здійснюється на одній швидкості, що становить приблизно 10 Мбіт/с.

Особливості використання проводів

Кількість проводів, які можуть використовуватися для об'єднання домашніх комп'ютерів і різної електроніки, збільшується з кожним роком. Згідно зі статистикою, отриманої в процесі досліджень професійними фахівцями, в 150-метровій квартирі прокладається приблизно 3 км різних кабелів. У 90-ті роки минулого століття британська компанія UnitedUtilities запропонувала досить цікаве рішення даної проблеми за допомогою власної розробки під назвою DigitalPowerLine, більш відомої сьогодні по скороченню DPL. Компанія запропонувала використовувати стандартні силові електромережі в якості середовища для забезпечення високошвидкісного транслювання даних, здійснюючи передачу пакетів інформації або ж голоси через звичайні електричні мережі, напруга яких становило 120 або 220 В. Найбільш успішною з цієї точки зору є ізраїльська компанія під назвою Main.net, яка першою випустила технологію PLC (PowerlineCommunications). За допомогою даної технології передача голосу або даних здійснювалася зі швидкістю до 10 Мбіт/с, при цьому потік інформації розподілявся на декілька низькошвидкісних, які передавалися на окремих частотах, і в кінцевому підсумку знову об'єднувалися в єдиний сигнал. Використання технології PLC на сьогоднішній день є актуальним тільки в умовах транслювання даних на невеликій швидкості, у зв'язку з чим використовується в домашньої автоматики, різноманітних побутових пристроях та іншому обладнанні. За допомогою такої технології досягається можливість виходу в інтернет на швидкості близько 1 Мбіт/с для тих додатків, яким потрібна висока швидкість з'єднання. При невеликій відстані між будівлею і проміжної прийомо-передавальної точкою, якої служить трансформаторна підстанція, швидкість транслювання даних може досягати 4.5 Мбіт/с. Використання даної технології активно здійснюється при формуванні локальної мережі в якомусь житловому будинку або невеликому офісі, так як мінімальна швидкість передачі забезпечує можливість покриття відстані до 300 метрів. За допомогою цієї технології забезпечується можливість реалізації різноманітних послуг, пов'язаних з дистанційним моніторингом, охороною об'єктів, а також управлінням режимами об'єктів і їх ресурсами, що входить в елементи інтелектуального будинку.

Оптоволоконний кабель

Даний кабель складається зі спеціалізованого кварцового сердечника, діаметр якого складає всього лише 10 мікронів. Цей сердечник оточується унікальною відбиває захисною оболонкою, зовнішній діаметр якої становить близько 200 мікрон. Передача даних здійснюється за допомогою трансформації електричних сигналів у світлові, використовуючи, наприклад, який-небудь світлодіод. Кодування даних здійснюється за допомогою зміни інтенсивності світлового потоку. Здійснюючи передачу даних, промінь, що відбивається від стінок волокна, в якому підсумку надходить на приймальний кінець, маючи при цьому мінімальне загасання. За допомогою такого кабелю досягається гранично висока ступінь захисту від впливу з боку будь-яких зовнішніх електромагнітних полів, а також досягається досить висока швидкість передачі даних, яка може досягати 1000 Мбіт/с. Використовуючи оптоволоконний кабель, є можливість одночасної організації роботи відразу декількох сотень тисяч телефонних, видеотелефонних, а також телевізійних каналів. Якщо говорити про інших перевагах, притаманних таким кабелях, варто відзначити наступні:

Гранично висока складність несанкціонованого підключення.

Максимально висока ступінь захисту від будь-яких спалахів.

Досить висока швидкість передачі даних.

Однак якщо говорити про те, які недоліки мають такі системи, варто виділити те, що вони є досить дорогими і обумовлюють необхідність в трансформації світлових лазерів в електричні та навпаки. Використання таких кабелів в переважній більшості випадків здійснюється в процесі прокладки магістральних ліній зв'язку, а унікальні властивості кабелю зробили його ще й досить поширеним серед провайдерів, забезпечують організацію мережі інтернет.

Комутація

Крім усього іншого, канали зв'язку можуть бути комутованими або ж некоммутируемими. Перші створюються тільки на певний час, поки потрібно передавати дані, у той час як не комутовані виділяються абоненту на конкретний проміжок часу, і не мають ніякої залежності від того, протягом якого часу здійснювалася передача даних.

WiMAX

Такі лінії, на відміну від традиційних технологій радіодоступу, можуть функціонувати також на відбитому сигналі, який не перебуває в прямій видимості тієї чи іншої базової станції. Думка експертів сьогодні однозначно сходиться в тому, що такі мобільні мережі розкривають для користувачів величезні перспективи у порівнянні з фіксованим WiMAX, який є призначеним для корпоративних замовників. У цьому випадку інформація може транслюватися на досить велику відстань (до 50 км), при цьому характеристики каналів зв'язку даного типу включають в себе швидкість до 70 Мбіт/с.

Супутникові

Супутникові системи передбачають використання спеціалізованих антен НВЧ-діапазону частот, які використовуються для прийому радіосигналів від будь-яких наземних станцій, і потім ретранслюють отримані сигнали назад на інші наземні станції. Варто зазначити, що такі мережі передбачають використання трьох основних видів супутників, розташованих на середніх або низьких, а також геостаціонарних орбітах. У переважній більшості випадків прийнято запускати супутники групами, так як, разносясь один від одного, з їх допомогою забезпечується охоплення всієї поверхні нашої планети.