<<
>>

Связь в микроволновом диапазоне

На частотах выше 100 МГц радиоволны распространяются почти по прямой, поэтому могут быть сфокусированы в узкие пучки. Концентрация энергии в виде узкого пучка при помощи параболической антенны (вроде всем известной спутниковой телевизионной тарелки) приводит к улучшению соотношения сигнал/ шум, однако для подобной связи передающая и принимающая антенны должны быть довольно точно направлены друг на друга.
Кроме того, подобная направленность позволяет использовать несколько передатчиков, установленных в ряд, сигналы от которых принимаются также установленными в ряд приемными антеннами без взаимных помех. До изобретения оптоволоконной связи подобные микроволновые антенны в течение десятков лет составляли основу междугородной телефонной связи. На самом деле компания MCI, один из основных конкурентов AT&Т, построила целую систему микроволновой связи с передачей сигнала от одной башни к другой. Расстояние между антеннами составляло десятки километров. Эта технология нашла отражение даже в названии компании: аббревиатура оператора междугородней связи MCI изначально расшифровывалась как Microwave Communications, Inc.
С тех пор, впрочем, MCI уже успела перейти на оптоволоконные сети и объединилась с компанией WorldCom.

Микроволны распространяются строго по прямой, поэтому при слишком большом удалении антенн друг от друга на пути следования сигнала может оказаться земная поверхность (например, так случится, если поставить передатчик в Сан- Франциско, а приемник — в Амстердаме). Чем выше ретрансляционные башни, тем больше может быть расстояние между ними. Максимальное расстояние между повторителями можно очень грубо оценить как корень квадратный из их высоты. Так, при высоте ретрансляторов 100 м расстояние между ними может быть около 80 км.

В отличие от радиоволн с более низкими частотами, микроволны плохо проходят сквозь здания.

Кроме того, даже при точной фокусировке луча на приемной антенне при прохождении сквозь пространство луч довольно значительно расширяется в диаметре. Часть волн может отражаться атмосферными слоями, благодаря чему на своем пути к приемной антенне отраженные волны пройдут большее расстояние, чем прямые. Это означает, что первые будут отличаться от последних по фазе, что может привести к подавлению сигнала. Такой эффект называется многолучевым затуханием и довольно часто представляет собой серьезную проблему. Наличие этого эффекта зависит от погоды и от частоты. Некоторые операторы связи держат около 10 % своих каналов свободными и временно переключаются на них в случае возникновения многолучевого затухания на какой-либо частоте.

Потребности во все большем диапазоне частот заставляют постоянно совершенствовать технологию, благодаря чему для связи используются все более высокие частоты. Диапазоны частот до 10 ГГц теперь применяются довольно широко, однако при частотах выше 4 ГГц появляется новая проблема: поглощение водой. Длина волн при такой частоте составляет всего несколько сантиметров, и такие волны сильно поглощаются дождем. Такой эффект может быть весьма полезен для тех, кто хочет соорудить огромную наружную микроволновую печь, чтобы жарить пролетающих мимо птичек, однако он представляет собой серьезную проблему в области радиосвязи. Пока что единственным решением является отключение линий связи, пересекаемых полосой дождя, и переключение на обходные пути.

Свойства радиоволн зависят от частоты. При работе на низких частотах радиоволны хорошо проходят сквозь препятствия, однако мощность сигнала в воздухе резко падает по мере удаления от передатчика. Соотношение мощности и удаленности от источника выражается примерно так: 1 /г2. На высоких частотах радиоволны вообще имеют тенденцию распространяться исключительно по прямой линии и отражаться от препятствий. Кроме того, они поглощаются, например, дождем. Радиосигналы любых частот подвержены помехам со стороны двигателей с искрящими щетками и другого электрического оборудования.

Благодаря способности радиоволн распространяться на большие расстояния взаимные помехи, вызываемые одновременно работающими пользователями, представляют собой серьезную проблему. Поэтому все государства ведут очень строгий учет владельцев радиопередатчиков, за одним исключением (обсуждаемым далее).

В диапазонах УЬБ радиоволны ЬБ и МБ распространяются вдоль поверхности земли, как показано на рис. 2.10, а. Эти волны можно поймать радиоприемником на расстоянии около 1000 км, если используются низкие частоты, и на несколько меньших расстояниях, если частоты повыше. Радиовещание с амплитудной модуляцией (АМ) использует диапазон средних волн (МБ), по этой причине, например, передачи Бостонской средневолновой радиостанции не слышны в Нью- Йорке. Радиоволны этих диапазонов легко проникают сквозь здания, вследствие чего переносные радиоприемники работают и в помещениях. Основным препятствием для использования этих диапазонов для передачи данных является их относительно низкая пропускная способность (см. уравнение (2-3)).

Рис. 2.10. Волны диапазонов УЦ1,1_Р и МР огибают неровности поверхности Земли (а); волны диапазона НР отражаются от ионосферы (б)

Радиоволны диапазонов НБ и УН Б поглощаются землей. Однако те из них, которые доходят до ионосферы, представляющей собой слой заряженных частиц, расположенный на высоте от 100 до 500 км, отражаются ею и посылаются обратно к поверхности Земли, как показано на рис. 2.10, б. При определенных атмосферных условиях сигнал может отразиться несколько раз. Радиолюбители используют такие диапазоны частот для дальней связи. Военные также осуществляют связь в диапазонах НБ и УН Б.

<< | >>
Источник: Э. ТАНЕНБАУМ. КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ 4-Е ИЗДАНИЕ. 2003

Еще по теме Связь в микроволновом диапазоне:

  1. Таблица 5. Диапазоны излучений патогенных микрооганизмов
  2. ДИАПАЗОН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
  3. 1.1.5. Пятиградусный диапазон знака Овна
  4. 1.2.5. Пятиградусный диапазон знака Тельца
  5. 1.3.5. Пятиградусный диапазон знака Близнецов
  6. 1.4.5. Пятиградусный диапазон знака Рака
  7. 1.5.5. Пятиградусный диапазон знака Льва
  8. 1.6.5. Пятиградусный диапазон знака Девы
  9. 1.7.5. Пятиградусный диапазон знака Весов
  10. 1.8.5. Пятиградусный диапазон знака Скорпиона
  11. 1.9.5. Пятиградусный диапазон знака Стрельца
  12. 1.10.5. Пятиградусный диапазон знака Козерога
  13. 1.11.5. Пятиградусный диапазон знака Водолея
  14. 1.12.5. Пятиградусный диапазон знака Рыб
  15. Диапазон и близость дат и возраст клиента
  16. СВЯЗЬ ВРЕМЕННАЯ
  17. 3.6.1. Обратная связь