Передача данных по беспроводным каналам (радиорелейные линии, спутниковые системы, инфракрасные сети передачи данных).

Для построения беспроводных сетей передачи данных необходимо иметь специальные технические и программные средства.

Беспроводная связь основана на использовании в качестве информационных сигналов радиоволн или, точнее, электромагнитного поля излучения (ЭПИ). Источниками и приемниками ЭПИ являются разного вида антенны.

Классификация традиционных видов беспроводной связи:

• наземная радиосвязь в диапазоне частот от 30 МГц до нескольких десятков ГГц;

• радиорелейная связь (РРС) в диапазоне частот от 1 до 300 ГГц;

• спутниковая связь в диапазоне частот от 1 до 100 ГГц;

• лазерная (на ИК-лучах) в диапазоне частот от 300 до 400 ТГц.

Наземная радиосвязь.

К техническим средствам наземной радиосвязи относятся:

• радиостанции КВ- и УКВ-диапазонов;

• терминальные сетевые контроллеры – радиомодемы.

Радиомодем (РМ) предназначен для управления обмена данными по радиоканалу и включается между ЭВМ и радиостанцией (РС).

РМ обычно предоставляет следующие возможности:

• выбор скорости передачи;

• установка адреса получателя;

• регулировка чувствительности, предотвращающая прием фонового сигнала в отсутствие информативного.

•Достоинства использования наземной радиосвязи:

• сравнительно невысокая стоимость передачи данных, поскольку, несмотря на значительные начальные вложения по сравнению с телефонной связью, арендная плата за один радиоканал значительно ниже арендной платы за выделенный телефонный канал;

• возможность работы на одном радиоканале нескольких абонентов;

• возможность организации мобильной связи.

Типичным примером беспроводной наземной радиосвязи может служить беспроводная телефония, получившая название сотовой связи, обеспечивающая передачу не только речи, но и других типов данных, включая мультимедийные, а также выход в Интернет и другие телекоммуникационные сети.

Радиорелейные линии связи (РРЛС) представляют собой цепочку приемно-передающих станций, антенны которых отстоят друг от друга на расстоянии прямой видимости. РРЛС использует принцип ретрансляции, когда каждая станция, входящая в РРЛС, принимает, усиливает и излучает сигнал в направлении соседней станции.

Для передачи сигналов по РРЛС применяются остронаправленные антенны с большим коэффициентом усиления 30-40 дБ (103 – 104 раз по мощности), что позволяет применять передатчики небольшой мощности (не более 10-20 Вт).

Для работы РРЛС выделяются частоты в области от 1 до 30 ГГц.

Достоинства этих диапазонов:

1) высокая пропускная способность;

2) высокая помехоустойчивость и надежность.

Для увеличения пропускной способности РРЛС на каждой станции обычно устанавливается несколько комплектов приемно-передающей аппаратуры, подключаемых к одной общей антенне и использующих разные несущие (рабочие) частоты. Цепочка станций с одним комплектом однотипной высокочастотной приемно-передающей аппаратуры, установленной на каждой станции (без модуляторов и демодуляторов), образуют так называемый высокочастотный (ВЧ) ствол РРЛС или радиоствол.

Цифровые радиорелейные линии связи (ЦРРЛС) предназначены для передачи высокоскоростных потоков цифровых данных, которые характеризуются широким спектром частот и требуют широких полос пропускания приемно-передающей аппаратуры. ЦРРЛС работают на частотах более 10 ГГц и в миллиметровом диапазоне волн с частотой от 30 ГГц до 300 ГГц.

ССС. В общем случае, под спутниковой связью понимают связь между земными станциями (ЗС) через космические станции (КС), представляющие собой пассивные искусственные спутники Земли (ИСЗ), реализующие функции ретранслятора. Организационно-техническая совокупность ЗС связи различного базирования, КС (спутники-ретрансляторы) и автоматизированной системы управления образуют спутниковую систему связи (ССС). Спутники могут обеспечивать прямые каналы между двумя точками в сетях связи, разделяя пропускную способность канала посредством частотного или временного уплотнения. Однако более эффективным является способ организации, при котором каждому пользователю для передачи данных предоставляется вся полоса пропускания.

Основные достоинства ССС:

• высокая пропускная способность;

• возможность перекрытия больших расстояний:

• возможность обеспечения связью труднодоступных районов;

• независимость стоимости и качества спутниковых каналов от их протяженности.

•ССС могут быть классифицированы в зависимости от типа орбит:

Высокоорбитальные ССС используют высокие орбиты (диаметром десятки тысяч км), к которым относятся:

• геостационарная орбита;

• высокоэллиптическая орбита;

Низкоорбитальные ССС используют низкие круговые орбиты, имеющие сравнительно небольшой диаметр (от нескольких сотен до нескольких тысяч км), наклоненные под некоторым углом относительно экватора.

Беспроводные сети на ИК-лучах. Назначение: для быстрого развертывания сетей и ноутбуков.

Особенности построения и функционирования сетей на ИК-лучах:

1) нет необходимости тянуть кабели, когда нет таких возможностей, например, в полевых условиях;

2) небольшой радиус действия: 5–10 м – в пределах одного помещения, что обеспечивает конфиденциальность;

3) излучаемая мощность невысока, а воздействие ИК-излучения на организм, в отличие от СВЧ, изучено предельно хорошо;

4) устойчивость к радиопомехам;

5) не требуется лицензирование частот.

Технические характеристики:

1) дальность работы приемо-передатчика (П):

• внутри помещения: 10 м – 20 м;

• между зданиями или внутри длинных коридоров: до 500 м;

2) рабочие дины волн: 800 – 900 нм (частоты 300 – 400 ТГц);

3) скорость передачи данных: до 10 Мбит/с;

4) концентратор (К) с охватом 3600 обеспечивает одновременную работу с 255 станциями.

Недостатки сетей на ИК-лучах:

1) ПП требуют ручной ориентации друг на друга;

2) нет технических средств для мобильных пользователей;

3) малые расстояния;

4) зависимость от погодных условий (дождь, туман, снег).

Беспроводные сети на ИК-лучах не получили широкого распространения и в последние годы практически полностью вытеснены беспроводными сетями, использующими радиодиапазон.