Під лінією зв'язку будемо розуміти будь-яку фізичну середовище (повітря, метал, магнітну стрічку і т.п.), що забезпечує надходження сигналів від передавального пристрою до приймального. У комп'ютерних мережах замість терміна лінія зв'язку використовують поняття лінія передачі даних. Сигнали, що надходять лінії зв'язку можуть відрізнятися від переданих внаслідок загасання, спотворення і впливу перешкод.
Залежно від середовища, в якій поширюються сигнали, розрізняють два основних типи ліній зв'язку:
провідні (напрямні лінії зв'язку);
бездротові (радіолінії і лінії зв'язку по інфрачервоному променю, (більше довжини червоного кольору = 0,7 мкм, частота <4 10 5 ГГц), а в последнее время и по лучу лазера);
Провідний називається лінія зв'язку, в якій інформаційні сигнали поширюються уздовж штучного спрямовуючого середовища - пристрої безперервної конструкції, здатного передавати електромагнітну енергію в заданому напрямку. Залежно від виду спрямовуючого середовища провідні лінії зв'язку поділяють на:
світловодні або волоконно-оптичні;
У комп'ютерних мережах в якості ліній передачі даних впливають
коаксіальний кабель (тонкий RG-58, діаметром 6,25 мм, іноді його називають CheaperNet або ThinNet - в сучасних мережах не використовується і товстий ThickNet, діаметром 12,5 мм RG-8, RG-11)
оптоволоконний кабель (одномодовий SMF (single mode fiber) і багатомодовий MMF (multi)). Конструкція світловода - кварцовий сердечник діаметром 10 мкм, покритий відбиває оболонкою із зовнішнім діаметром 125. 200 мкм.
Структурну схему провідної лінії зв'язку можна зобразити таким чином:
Мал. 1.2. Структурна схема провідної лінії зв'язку.
УС - підсилювач; ІНС - штучна напрямна середу.
Так як в направляючої середовищі будь-який сигнал послаблюється (загасає), в дротяних лініях зв'язку передбачено багаторазове посилення сигналу. Кожен з n підсилювачів (для ЛВС - повторювач, repeater) розташовується на усилительном пункті, відстань між якими залежить від виду і параметрів спрямовуючого середовища.
Загасання (attenuation) або більш точно погонное загасання в лініях зв'язку визначається втратами потужності сигналу, наприклад на нагрів (для кабельних ліній) або на поглинання і розсіювання випромінювання (для оптичних волокон) і вимірюється децибелами на км:
де L - довжина відрізка лінії зв'язку в км; Pвх - потужність сигналу на вході лінії зв'язку, Pвих - потужність, зафіксована приймачем на виході. Для електричних імпульсних сигналів можна використовувати іншу формулу:
де Uвх. U вих - амплітуда напруги сигналу на вході і виході лінії зв'язку відповідно.
Наприклад, якщо L = 1 км, Pвх = 1 мВт, Pвих = 10 мкВт, тобто потужність впала в 100 разів, то B = 20 дБ / км. Це ж затухання відповідає падінню амплітуди сигналу в 10 разів. Загасання в 3 дБ / км означає зменшення потужності в 2 рази, а зменшення амплітуди сигналу в 2 рази відповідає загасання 6 дБ / км. Можливе посилення сигналу, потужність якого впала в 10000 разів (тобто після загасання в 40 дБ).
При заданій довжині можна говорити про смугу пропускання (смузі частот) лінії зв'язку. Смуга пропускання пов'язана зі швидкістю передачі інформації.
У високошвидкісних ЛВС на неекранованої кручений парі UTP довжини з'єднань зазвичай не перевищують 100 м. Загасання на частоті 100 МГц і при довжині 100 м становить близько 24 дБ, при 10 МГц і 100 м - близько 7 дБ.
Типові характеристики ВОЛЗ: робота на хвилях 0,85. 1,55 мкм, загасання 0,7 дБ / км, смуга частот - до 2 ГГц; орієнтовна ціна - 4. 5 дол. за 1 м. Глибина D для передачі даних по ВОЛЗ (без ретрансляції) залежать від довжини хвилі випромінювання λ: для λ = 850 нм - D = 5км, а для λ = 1300 нм D = 50 км, але апаратурна реалізація дорожче.
Радіоліній називається лінія зв'язку, в якій сигнали передаються у відкритому просторі (космос, повітря, земля, вода) за допомогою радіохвиль - хвиль з частотами до 3 × 10 12 Гц (3000 ГГц або 3 ТГц (терагерц)). Радіолінії не мають штучного спрямовуючого середовища.
Радіолінії класифікуються по виду використовуваних радіохвиль, їх довжині або частоті. Така класифікація приведена в ГОСТ 23375-80. Зокрема,
Декаметрові (короткі) хвилі або високі частоти (ВЧ) 3-30 МГц (100-10 м) - радіомовлення;
Метрові (ультракороткі УКВ) хвилі або дуже високі частоти (НВЧ) 30-300 МГц (10-1 м) - радіомовлення, телебачення;
Сантиметрові хвилі або надвисокі частоти (СВЧ) 3-30 ГГц (10-1 см) - радіорелейні лінії, супутниковий зв'язок, ЛВС
Міліметрові хвилі або вкрай високі частоти (КВЧ) 30-300 ГГц (10-1 мм) - ЛВС
Чим вище робоча частота, тим більше ємність (число каналів) системи зв'язку, але тим менше граничні відстані, на яких можлива пряма передача між двома пунктами без ретрансляторів. Перша з причин і породжує тенденцію до освоєння нових більш високочастотних діапазонів.
Лінії радіозв'язку можуть складатися з декількох або багатьох відрізків (інтервалів), в межах яких передача сигналів забезпечується за схемою 1.3. Сигнали з одного пункту приймаються в іншому, посилюються і передаються далі і т.д.
Залежно від способів (шляхів) поширення радіохвиль і типів використовуваних радіозасобів радіолінії ділять на:
радіорелейні (прямої видимості) - 15-23 ГГц, відстань між сусідніми станціями до 50 км;
тропосферні (радіорелейні тропосферні) - 0,3-5 ГГц (тропосфера- нижня частина атмосфери 10-12 км);
іоносферні (іоносфера - іонізована частина атмосфери 50-200 км);
Мал. 1.3. Структурна схема радіолінії (Фідер - це спеціальна електрична ланцюг від антени до приемопередатчику).
У локальних комп'ютерних бездротових мережах використовуються в основному радіохвилі частотою від одного до декількох гігагерц (наприклад, RadioЕthernet) або в умовах високих рівнів електромагнітних завад інфрачервоне випромінювання.