Лінія зв'язку та її основні компоненти. Фізичне середовище передачі даних. Класифікація

Среда передачи информации

Линия связи состоит в общем случае из физической среды, по которой передаются информационные сигналы, аппаратуры передачи данных и промежу­точной аппаратуры. Синонимом термина линия связи (line) является термин ка­нал связи (channel).

Физическая среда передачи данных (medium) может представлять собой кабель, то есть набор проводов, изоляционных и защитных оболочек, соединительных разъемов, а также земную атмосферу или космическое пространство, через кото­рые распространяются информационные сигналыВ зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на:

· проводные (воздушные);

· кабельные (медные и волоконно-оптические);

· радиоканалы наземной и спутниковой связи.

Проводные (воздушные) линии связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и ви­сящие в воздухе. Скоростные качества и по­мехозащищенность этих линий оставляют желать много лучшего. Сегодня про­водные линии связи быстро вытесняются кабельными.

Кабельные линии имеют достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоеди­нение к нему различного оборудования. В компьютерных (и телекоммуника­ционных) сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе скру­ченных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой (оба из этих – медные), а также волоконно-оптические кабели.

В зависимости от условий прокладки и эксплуатации кабели делятся на внут­ренние кабели (кабели зданий) и внешние кабели, которые, в свою очередь, под­разделяются на подземные, подводные и кабели воздушной проводки.

Скрученная пара проводов называется витой парой (twisted pair).

Кабели на основе витой пары называются симметричными кабелями из-за того, что они состоят из двух одинаковых в конструктивном отношении проводников. Симметричный кабель может быть как экранированным — на основе экраниро­ванной витой пары (Shielded Twisted Pair, STP), так и неэкранированным — на ос­нове неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP).

Коаксиальный кабель (coaxial) состоит из несимметричных пар проводников. Каждая пара представляет собой внутреннюю медную жилу и сносную с ней внешнюю жилу, которая может быть полой медной трубой или оплеткой, отде­ленной от внутренней жилы диэлектрической изоляцией. Внешняя жила играет двоякую роль — по ней передаются информационные сигналы, также она явля­ется экраном, защищающим внутреннюю жилу от внешних электромагнитных полей. Существует несколько типов коаксиального кабеля, отличающихся харак­теристиками и областями применения.

Волоконно-оптический кабель (optical fiber) состоит из тонких (5-60 микрон) гибких стеклянных волокон (волоконных световодов), по которым распространяются световые сигналы. Это наиболее качественный тип кабеля — он обеспе­чивает передачу данных с очень высокой скоростью (до 10 Гбит/с и выше) и к тому же лучше других типов передающей среды обеспечивает защиту данных от внешних помех (в силу особенностей распространения света такие сигналы лег­ко экранировать).

Называют первичной сетью, так как сама по себе она никаких высокоуровневых служб (например, файловой или пе­редачи голоса) не поддерживает, а только служит основой для построения ком­пьютерных, телефонных или иных сетей, которые иногда называют наложенны­ми, или вторичными, сетями.

В зависимости от типа промежуточной аппаратуры все линии связи делятся на аналоговые и цифровые. В аналоговых линиях промежуточная аппаратура пред­назначена для усиления аналоговых сигналов, то есть сигналов, которые имеют непрерывный диапазон значений. Такие линии связи традиционно применялись в телефонных сетях для связи АТС между собой. Для создания высокоскорост­ных каналов, которые мультиплексируют несколько низкоскоростных аналого­вых абонентских каналов, при аналоговом подходе обычно используется техника частотного мультиплексирования (Frequency Division Multiplexing, FDM).

В цифровых линиях связи передаваемые сигналы имеют конечное число состоя­ний. Как правило, элементарный сигнал, то есть сигнал, передаваемый за один такт работы передающей аппаратуры, имеет 2, 3 или 4 состояния, которые пере­даются в линиях связи импульсами или потенциалами прямоугольной формы. С помощью таких сигналов передаются как компьютерные данные, так и оциф­рованные речь и изображение (именно из-за общего вида представления инфор­мации современными компьютерными, телефонными и телевизионными сетями стали возможны общие первичные сети). В цифровых каналах связи использует­ся специальная промежуточная аппаратура — регенераторы, которые улучшают форму импульсов и обеспечивает их ресинхронизацию, то есть восстанавливают период их следования