Лінія зв'язку

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Лінія зв'язку, лінія передачі — сукупність технічних пристроїв і фізичного середовища, що забезпечують передавання електричних сигналів одного, двох або багатьох каналів зв'язку на віддаль. Найпоширеніші електричні лінії передачі поділяють на дротові (кабельні лінії зв'язку, повітряні лінії зв'язку) та бездротові — радіотехнічні (наприклад, лінії радіорелейного зв'язку). Крім того, є лінії зв'язку звукові (гідроакустичний зв'язок) та оптичні. Для одночасного і незалежного передавання сигналів вдаються до ущільнення лінії зв'язку.

У широкомовному зв'язку зазвичай використовується однонаправлена передача сигналу від радіостанції до споживача, в телекомунікаціях зазвичай застосовується двосторонній зв'язок, тобто на кожному кінці системи зв'язку є і передавач і приймач. При магістральному зв'язку на далекі відстані через простір і в лініях передачі використовуються так звані ретранслятори, які ставляться вздовж траси. Вони посилюють сигнал, очищають його від завад і передають (ретранслюють) далі.

Повітряна лінія зв'язку[ред. | ред. код]

Двопровідна лінія відрізняється від звичайного з'єднання за допомогою двох проводів тим, що її довжина може бути більше довжини хвилі, що розповсюджується вздовж неї.
Повітряна лінія зв'язку проходить по проводах, підвішених у повітрі до опор за допомогою ізоляторів і спеціальної арматури. Для цього застосовують неізольовані сталеві, мідні або біметалеві (сталеві, покриті міддю) проводи; дерев'яні, залізобетонні, азбестоцементні або металеві опори; скляні або порцелянові ізолятори. Розрізняють лінії зв'язку неущільнені й ущільнені. Використовуючи методи високочастотного зв'язку, можна по одній парі проводів передавати сигнали багатьох (до 16) телефонних каналів зв'язку (частота до 150 кГц). Необхідні дальність і якість зв'язку в ущільнених лініях зв'язку забезпечуються кінцевими і проміжними підсилювальними станціями. Повітряну лінію зв'язку застосовують для телефонного, телеграфного і фототелеграфного зв'язку, передавання телекодової інформації, програм радіомовлення тощо.

Електричний кабель[ред. | ред. код]

Основний недолік двопровідної лінії полягає в тому, що це відкрита лінія. З цим пов'язані втрати потужності сигналу і вплив зовнішніх завад на передачу сигналу, як природних (блискавка), так і тих, що є результатом людської діяльності (іскріння в технічних пристроях). Випромінювання і прийом хвиль відбуваються в місцях порушення прямолінійності лінії (злами в місцях кріплення проводів, вигини через провисання проводів та ін.) Електричний кабель, що працює на тому ж принципі, що і двопровідна лінія, вільний від зазначеного недоліку, так як є закритою для електромагнітного поля лінією. У електричному кабелі один з проводів має циліндричну форму і оточує другий дріт, так що поле спрямованої хвилі виявляється закритим усередині цього циліндра. Центральний провід розміщується коаксіально, тому інша назва лінії - коаксіальний кабель.

Металевий хвилевід[ред. | ред. код]

Металевий хвилевід являє собою порожню металеву трубку круглого або прямокутного перерізу. Плоска або циліндрична електромагнітні хвилі можуть поширюватися по хвилеводу, відбиваючись від стінок. У результаті інтерференції відбитих під певними кутами хвиль утворюються спрямовані хвильові структури з синусоїдальним або близьким до нього розподілом поля в поперечному перерізі. При цьому амплітуди хвиль описуються функціями від поперечних координат. Такі хвильові структури називаються модами (від англ. Mode). У хвилеводі одна з мод може бути використана для передачі сигналу.

Діелектричний хвилевід[ред. | ред. код]

Діелектричний хвилевід - це стрижень з діелектричного матеріалу, в якому можуть поширюватися електромагнітні хвилі з малими втратами. Для хвиль міліметрового діапазону це полістирол і поліетилен (фторопласт), так звані неполярні діелектрики. Електромагнітна хвиля може поширюватися всередині стрижня, відбиваючись від його кордонів під кутом повного внутрішнього відбиття. Як і в металевому хвилеводі, при інтерференції утворюються моди. При цьому немає втрат потужності в металі, але мають місце втрати в діелектрику. Ці втрати все-таки досить великі, тому діелектричні хвилеводи отримали застосування для передачі сигналу на міліметрових хвилях на порівняно короткі відстані (метри, десятки метрів).

Однак діелектричні хвилеводи виявилися надзвичайно перспективними для застосування в діапазоні інфрачервоних хвиль з довжиною хвилі порядку мікрометра (10-6 м). Вони являють собою волокна зі скла, тому отримали назву оптичних волокон або волоконних світловодів.

Оптична кабельна лінія[ред. | ред. код]

Оптична кабельна лінія складається з одного або декількох паралельних кабелів зі з'єднувальними, стопорними та кінцевими муфтами (ущільненнями) та кріпильними деталями.
Для застосування прозорих волокон як волоконних світловодів досить мати втрати в 20 дБ/км. Отримувані при звичайному очищенні скла втрати, наприклад, в 2000 дБ/км відповідали втратам в 20 дБ при довжині світловода в 10 м, а досягнуті втрати в 0,2 дБ/км дають втрати в 20 дБ вже при довжині світловода в 100 км. Таким чином, якщо в магістральній волоконно-оптичній лінії і потрібні ретранслятори-підсилювачі, то їх треба ставити через 100 км або більше.