Конспект урока "Передача информации" 8 класс

1
Тема урока: Передача информации (урок №1)
Цель урока: осознание принципов работы, возможностей и ограничений
каналов связи
Планируемые результаты:
предметные:
формировать представление об способах решения задач на
передачу информации;
метапредметные:
совершенствовать умения планировать пути достижения своих
целей;
совершенствовать умение соотносить свои действия с
планируемыми результатами;
осуществлять контроль своей деятельности, определять способы
действий в рамках предложенных условий, корректировать свои
действия в соответствии с изменяющийся ситуацией;
совершенствовать умение оценивать правильность выполнения
учебной задачи;
личностные:
- формировать понимание значимости информационной деятельности
для современного человека.
Используемое программное обеспечение и дополнительное оборудование:
OpenOffice, презентация «Передача информации», компьютер, проектор, экран,
доска, маркер, тетради и ручки, раздаточный материал в электронном виде (см.
Приложение).
Организационные формы и методы:
- оценивание (карты ЗИУ);
- элементы проектной деятельности (учебная ситуация);
- интерактивные технологии;
- работа в паре.
Учебная и методическая литература, используемая при подготовке к уроку:
Требования к ЗУН
1) знать значение понятия “вирус”;
2) иметь представления о компьютерных вирусах и их видах;
3) иметь представление о значении понятия “коммуникация”;
4) знать единицы измерения информации;
5) уметь осуществлять перевод из одной единицы измерения информации в
другую.
Структурированный план урока
2
Этапы
Деятельность учителя и учащихся
Целесообраз
ность
I.
Прове
рка
домаш
него
задани
я
- Какую новую тему мы изучили на прошлом
уроке? (На прошлом уроке мы изучали вирусы)
- Что такое компьютерный вирус?
- Как появляются компьютерные вирусы?
- Как заражается компьютер?
- Какие вирусы по степени опасности выделяют?
- По каким признакам можно узнать, что
компьютер заражён?
- Каким образом мы можем уберечь компьютер
от вирусов? еобходимо установить
антивирусные программы, не заходить на
сомнительные сайты и не устанавливать
неизвестные программы, всегда проверять
внешние съемные устройства на наличие
вирусов)
Актуализаци
я имеющихся
знаний
II.
Бескомпьют
ерная часть
урока.
- Мы начинаем новую главу
“Коммуникационные технологии”, сегодня
будем говорить о передаче информации. У
каждой пары лист оценивания ЗИУ - Знаю -
Интересуюсь-Умею. Сейчас подумайте и
вспомните все, что знаете о передаче
информации, вы должны заполнить 2 первых
столбца. (Заполняют.)
- Вы уже, наверное, знакомы со значением слова
«коммуникация». Вспомним, что оно
обозначает. Что такое коммуникация?
(Коммуникация - это общение, передача
информации).
В Энциклопедическом словаре дается
следующее определение коммуникации:
общение, передача информации от человека к
человеку. При общении происходит передача
информации. Тема нашего урока «Передача
информации» (слайд 1). Общая схема передачи
- мотивация
на изучение
данной темы
-
совершенств
ование
умения
оценивать
свои
действия
-
совершенств
ование
умения
систематизир
овать
информацию
-умение
переводить
скорость
передачи
информации
3
информации включает в себя отправителя
информации (источник), канал передачи
информации и получателя
информации(приёмник) Зарисуйте ее в тетрадь.
(слайд 2). Если производится двусторонний
обмен информацией, то отправитель и
получатель информации могут меняться ролями.
Приведите примеры. Основной характеристикой
каналов передачи информации является их
пропускная способность, которая вырожается в
максимальной скорости передачи информации.
Пропускная способность канала равна
количеству информации, которое может
передаваться по нему в единицу времени.
Запишем это определение в тетрадь. Обычно
пропускная способность измеряется в битах в
секунду ит/с) и кратных единицах Кбит/с и
Мбит/с. Какие приставки используют для бит и
байт? Что они значат? ( Гиго, Мего, Кило. В
каждой содержится 1024 предшествующей
единицы измерения)
Однако иногда в качестве единицы
используется байт в секунду (байт/с) и кратные
ему единицы Кбайт/с и Мбайт/с. Соотношения
между единицами пропускной способности
канала передачи информации такие же, как
между единицами измерения количества
информации на с.81 (слайд 3)
Задания:(Слайд 4)
1. Информационное сообщение объемом 2,5
кбайт передается со скоростью 2560 бит/мин.
За сколько минут будет передано данное
сообщение?
Решение: переведем 2,5 кбайт = 2560 байт =
20 480 бит
20480 бит/2560 бит/мин = 8 мин
из одной
единицы
измерения в
другую
4
2.За 10 с по каналу связи передано 500 байт
информации. Чему равна пропускная
способность канала?
Решение: 500/10=50 байт/с=400бит/с
- О какой характеристике канала передачи
информации мы сейчас говорили? (Пропускная
способность, т.е. скорость передачи
информации).
- У каждого из вас дома есть разные каналы
связи. Назовите их (телевизионный канал,
кабельный, Wi-Fi). Подумайте, какими еще
характеристиками они могут обладать. (После
обсуждений учитель показывает 5 слайд).
III.
Объяснение
целей и
задач
практическо
й работы.
Сегодня мы с вами побудем техниками. Каждая
команда техников будет изучать один канал
связи по уже разработанным нами
характеристикам (6 слайд) и создаст сводную
таблицу характеристик для своего канала связи
по материалам, которые мы раздадим (см.
Приложение). Затем команды должны будут
рассказать о своих каналах, при этом нужно
будет упомянуть минусы и плюсы своего канала.
- мотивация
на
выполнение
учебных
действий
IV.
Практическ
ая работа
учащихся с
указанным
программн
ым
обеспечение
м.
После создания таблицы учащиеся
рассказывают о своих каналах связи и делают
выводы. При необходимости учитель
рассказывает о сферах применения каналов
связи (слайды 7-8).
Учитель дает задания (слайд 9). Учащиеся не
просто должны ответить, но и объяснить свою
точку зрения. После чего просит дозаполнить
таблицу ЗИУ.
-
совершенств
овать умение
работать в
группе
-
совершенств
овать
умение
анализироват
ь
информацию
5
- умение
переводить
информацию
из одной
формы в
другую
V.
Подведение
итогов
работы и
анализ
домашнего
задания.
- Что показалось вам сегодня наиболее
полезным?
- Что нового вы узнали?
- Что вы бы хотели еще узнать по данной теме?
- Дома вы должны будите изучить материал
параграфа 3.1 и сделать задание на стр. 81.
Задание несложное сегодня на уроке мы такие
задания выполняли.
- оценивание
деятельности
Приложение
Таблица ЗИУ
Знаю
Интересуюсь
Какие
существуют каналы
передачи
информации?
В каких единицах
измеряется
скорость передачи
информации?
От чего зависит
эффективность
связи?
Каналы связи
Канал связи
Пропускная
способность
Помехоустойчи
вость
Стоимость
Дополнительные
возможности
6
радиосвязь
оптическое
волокно
спутниковая
связь
витая пара
коаксиальны
й кабель
Беспроводные (радио) каналы и сети
Применение электромагнитных волн для телекоммуникаций имеет уже
столетнюю историю. В 1864 году Дж. Максвелл теоретически показал,
что вокруг проводника с переменным током должно возникать
переменное электромагнитное поле, распространяющееся со скоростью
света. В 1886-89 годах Г. Герц экспериментально показал существование
электромагнитных волн. А. С. Попов развил идеи Герца и в 1895 году
продемонстрировал свой грозоотметчик. Первые радиопередатчики
были построены и запатентованы Маркони и Слаби. Так появилась
радиосвязь. В начале для радиосвязи использовались схемы на основе
азбуки Морзе. Позднее по мере совершенствования техники и
улучшения избирательной способности приемников появилась
возможность голосовой связи. Это изобретение стало основой
радиолокации, мобильной связи, телевидения, радиорелейных и
спутниковых (первый геостационарный коммуникационный спутник
заработал в 1965 году) коммуникаций. Впечатляющие успехи здесь
достигнуты в связи с применением цифровых методов, например,
методики мультиплексирования CDMA (Code Division Multiple Access).
В перспективе только радио (из числа современных технологий) может
обеспечить межпланетные связи. Лазерные методы пригодны пока для
ограниченных расстояний, максимум до Луны.
Большинство каналов работают на частотах от 100 до 900 МГц.
Радиоволны в этом диапазоне не способны огибать препятствия и по
этой причине гарантируют надежный прием лишь при
непосредственной видимости между антеннами передатчика и
приемника. Кривизна земли является естественным ограничителем
максимального радиуса надежного приема телевизионного сигнала.
Телевидение высокого разрешения, идущее на смену традиционному,
требует еще большей полосы и частот. На подходе также и стерео
7
телевидение. Телевидения стало основой и видео-телефонии. В городах
телевизионный сигнал чаще передается по оптоволоконным кабелям.
В 50-х годах прошлого века началось развитие вычислительной техники
и микроэлектроники, качественно поменявших все направления
телекоммуникаций. Чтобы увеличить пропускную способность канала
связи можно расширять его полосу или улучшать отношение сигнала к
шуму Первое, что приходит в голову, это увеличение амплитуды
сигнала (). Пока в электронике царили вакуумные лампы такие и даже
большие амплитуды были с технической точки зрения вполне
возможны, хотя вряд ли рациональны. Но после внедрения
полупроводниковых приборов такие уровни сигналов стали совершенно
недопустимы.
Сфера телекоммуникаций всегда сильно зависела от уровня развития
технологий. Начиналось все с электромеханических устройств, но
современное цифровое телевидение и Интернет немыслимы без
использования новейших достижений микроэлектроники.
Человечество во все времена использовало не слишком надежную
технику, не очень высококачественные средства телекоммуникаций и
достаточно несовершенные процедуры. В настоящее время
вычислительные машины во много раз надежнее, чем 40 лет назад,
каналы связи заметно сократили частоту ошибок при передаче, только
удельное число ошибок на одну программу, похоже осталось
неизменным.
Но никогда жизнь человека не зависела так сильно от не слишком
надежной техники и программ, как сегодня. Все, начиная с мобильного
телефона, систем жизнеобеспечения в больнице, платежных средств,
управления транспортными потоками и кончая Интернетом, использует
изощренные вычислительные средства и программы, связанные друг с
другом посредством каналов связи конечной надежности.
Сейчас, как никогда, нужно научиться, работая с ненадежной техникой,
с программами, содержащими ошибки, и с каналами, которые регулярно
допускают ошибки, добиваться достаточно надежного и достоверного
результата, чтобы выжить.
Люди накопили большой опыт в этой области. Если вы что-то не
расслышали из-за шума, вы просите повторить сказанное (современные
телекоммуникационные средства используют аналогичный алгоритм).
Для повышения надежности в каналах используется контроль по
четности и избыточные коды для коррекции ошибок. Там где нужна
повышенная надежность вычислений, применяются два вычислителя.
Результат воспринимается лишь при идентичных результатах расчета.
Но это не поможет, если на обоих вычислителях используются
программы, содержащие идентичные ошибки. Можно, конечно,
поручить написание программ двум разным фирмам, но это слишком
дорого и не всегда возможно.
8
В такой ситуации время от времени возникает мысль выработать единый
стандарт, которому бы следовали все разработки (оборудования и
программ), чтобы они могли работать друг с другом. При этом может
приводиться пример сети Интернет. Именно благодаря стандартизации
протоколов эта сеть стала всемирной.
Спектр используемых волн делится на ряд диапазонов, приведенных в
таблице 2.
Таблица 2.
Номер
Название
диапазона
Частота
Длина волны
1
Высокочастотный
3 - 30 МГц
100 - 10 м
2
VHF
50 - 100 Мгц
6 - 3 м
3
УВЧ (UHF)
400-1000 МГц
75-30 см
4
Микроволновый
3 109 - 1011 Гц
10 см - 3 мм
5
Миллиметровый
1011 - 1013Гц
3 мм - 0,3 мм
6
Инфракрасный
1012 - 6 1014
0,3 мм - 0,5 ?
Абсолютное ограничение дальности связи радиорелейных каналов
накладывает кривизна земли. Для частот выше 100 МГц волны
распространяются прямолинейно и, следовательно, могут
фокусироваться. Для высоких частот (ВЧ) и УВЧ земля поглощает
волны, но для ВЧ характерно отражение от ионосферы, что сильно
расширяет зону вещания (иногда осуществляется несколько
последовательных отражений), но этот эффект неустойчив и сильно
зависит от состояния ионосферы.
При построении длинных радиорелейных каналов приходится ставить
ретрансляторы. Если антенны размещены на башнях высотой 100 м,
расстояния между ретрансляторами может составлять 80-100 км.
4-го октября 1957 года в СССР был запущен первый искусственный
спутник земли, в 1961 году в космос полетел Ю. А. Гагарин, а вскоре на
орбиту был выведен первый телекоммуникационный спутник “Молния”,
так началась космическая эра коммуникаций. Первый в РФ спутниковый
канал для Интернет (Москва-Гамбург) использовал геостационарный
спутник “Радуга” (1993).
Кабель "витая пара"
Витая пара (twisted pair) -
проводное соединение, состоящее из двух перевитых медных проводов,
заключенных в оболочку. Проводники скручиваются с определенным
шагом для уменьшения влияния помех.
Кабель "витая пара" позволяет передавать информацию со скоростью до
100 Мбит/с, легко наращивается, однако отличается слабой
9
устойчивостью к помехам. Длина кабеля не может превышать 1000 м
при скорости передачи 10 Мбит/с.
Типы витых пар:
по количеству витых пар:
одинарные,
объединенные в многопарный кабель,
оформленные в виде плоского ленточного кабеля;
по устойчивости к помехам:
экранированные (STP, Shielded Twisted Pair)
применяются, когда локальная сеть прокладывается в помещениях с
высоким уровнем электромагнитных помех, либо требуется
повысить точность передачи информации за счет снижения
перекрестных нгаводок в кабеле. Как правило, экран выполняется из
металлической фольги. При этом существует несколько различных
вариантов экранирования: фольгой может быть обернута каждая из
четырех пар, плюс все они защищены сверху дополнительным слоем
фольги, расположенным под внешней изоляцией (STP), либо внутри
кабеля предусмотрен один общий для всех пар экран (FTP).
неэкранированные (UTP, Unshielded Twisted Pair);
по категории:
исходя из функциональных характеристик, таких как пропускная
способность и устойчивость к помехам, различные марки кабеля "витая
пара" принято делить на несколько категорий, в соответствии с
международными стандартами.
Категории обозначаются номерами: 1, 2, 3, 4, 5, 5+, 6. Номер категории
указывает на скорость передачи. Чем выше номер категории, тем большую
скорость передачи поддерживает кабель. Кабели 1 и 2 категорий
применяются для телефонных линий и не подходят для передачи данных в
компьютерных сетях.
10
Кабели, изготовленные из витых пар категории 5 с частотной полосой 100
МГц, обеспечивают пропускную способность до 155 Мбит/с. При четырех
витых парах это позволяет осуществлять передачу до 622 Мбит/с. Кабели
категории 6 сертифицируются до частот 300 МГц, а экранированные и до
600 МГц. Такой кабель может иметь пропускную способность более 1
Гбит/с.
Для локальных сетей наиболее часто используют неэкранированный
кабель категории 5. Сетевые адаптеры, работающие с витой парой,
имеют разъем RJ-45, по внешнему виду похожий на телефонный разъем
RJ-11. Локальные сети, построенные на витой паре, имеют, как правило,
топологию "звезда". Центром звезды является концентратор (Hub).
Максимальное расстояние от концентратора до рабочей станции
составляет 100 м.
Достоинства и недостатки
Кабели "витая пара" легко наращиваются, дешевы, системы на витой
паре менее уязвимы, по сравнению с коаксиальными кабелями, к
внешним наводкам. Однако отличаются слабой устойчивостью к
помехам; длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости
передачи 10 Мбит/с. Поэтому возникают серьезные ограничения на
количество станций в сети на витой паре и на ее длину: максимальное
расстояние между узлами составляет 100 м.
Витая пара состоит из двух изолированных проводов, свитых между
собой. Скручивание проводов уменьшает влияние внешних
электромагнитных полей на передаваемые сигналы. Самый простой
вариант витой пары - телефонный кабель. Основной недостаток витой
пары - плохая помехозащищённость и низкая скорость передачи
информации. Витая пара по стандарту UTP-6 обеспечивает скорость
передачи до 10Гб/с на расстоянии до 100м. Для повышения
помехозащищённости используется экранированная витая пара
Коаксиальный кабель
Коаксиальный кабель (coaxial cable)-
11
"коаксиальный" означает "соосный". Сигнал в кабеле распространяется
по центральной медной жиле, контур тока замыкается через внешний
экранирующий слой.
Коаксиальные кабели вызывают минимальное внешнее
электромагнитное излучение. При заземлении экрана в нескольких
точках по нему начинают протекать выравнивающие токи. Такие токи
могут стать причиной внешний наводок (иной раз достаточных для
выхода из строя интерфейсного оборудования). Именно это
обстоятельство является причиной требования заземления кабеля
локальной сети только в одной точке.
Виды коаксиального кабеля:
Широкополосный коаксиальный кабель не восприимчив к помехам, легко
наращивается, но цена его высока. Скорость передачи данных равна 500
Мбит/с. При передаче информации в базисной полосе частот на расстояние
более 1,5 км требуется усилитель епитер, повторитель). Поэтому
суммарное расстояние при передаче данных увеличивается до 10 км. Для
компьютерных сетей с топологией "шина" или "дерево" коаксиальный
кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).
Ethernet-кабель также является коаксиальным кабелем с волновым
сопротивлением 50 см. Его называют еще толстый Ethernet (thick) или
желтый кабель (yellow cable). Он использует 15-контактное стандартное
включение. Вследствие повышенной помехозащищенности является
дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям.
Максимально доступное расстояние без повторителя не превышает 500 м
(если общая длина сети больше 500 м, ее необходимо разбить на сегменты,
соединенные друг с другом через репитеры), а общее расстояние сети
Ethernet - около 3000 м.
Cheapernet-кабель является более дешевым, чем Ethernet-кабель. Его
называют также тонкий (thin) Ethernet. Это также 50-омный коаксиальный
кабель со скоростью передачи информации в 10 Мбит/с.
При соединении сегментов Cheapernet-кабеля также требуются
повторители. Соединения сетевых плат производится с помощью
12
малогабаритных байонетных разъемов CP-50. Дополнительное
экранирование не требуется.
Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может
составлять максимум 300 м, а общее расстояние для сети на Cheapernet-
кабеле - около 1000 м. ПриемопередатчикCheapernet расположен на
сетевой плате как для гальванической развязки между адаптерами, так и
для усиления внешнего сигнала. Сеть Ethernet на тонком кабеле
существенно проще, чем на толстом.
В таблице 2 приведены характеристики каналов, базирующихся на
обычном и широкополосном коаксиальном кабеле.
Таблица 2. Характеристики каналов, базирующихся на обычном и
широкополосном коаксиальном кабеле
Стандартный
кабель
Широкополосный
кабель
Максимальная длина канала
2 км
10-15 км
Скорость передачи данных
1-50 Мбит/с
100-140 Мбит
Режим передачи
Полудуплекс
Дуплекс
Ослабление влияния
электромагнитных
и радиочастотных наводок
50 дБ
85 дБ
Число подключений
< 50 устройств
1500 каналов с одним
или более
устройств на канал
Достоинства и недостатки
Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащищен и
применяется для связи на относительно большие расстояния (несколько
км). Коаксиальный кабель используется для основной и
широкополосной передачи информации. В настоящее время
коаксиальный кабель не применяется как основная транспортная среда
локальных сетей. Коаксиальные кабели используются для построения
магистральных линий в компьютерных сетях, а также там, где требуется
высокий уровень защиты от радиоэлектронных помех.
13
Оптоволоконные кабели
Оптоволоконный кабель (fiber optic) - в волоконно-оптическом кабеле
данные передаются с помощью световых импульсов, проходящих по
оптическому волокну. Сердечник такого кабеля изготовлен из стекла
или пластика. Сердечник окружается слоем отражателя, который
направляет световые импульсы вдоль кабеля.
Свет (длина волны λ ~ 1350 или 1500 нм) вводится в оптоволокно
(диаметром менее 100 μ - микрон, микрометров) с помощью
светоизлучающего диода или полупроводникового лазера. Центральное
волокно покрывается слоем (клэдинг), коэффициент преломления
которого меньше, чем у центрального ядра (стрелками условно показан
ход луче2й света в волокне). Для обеспечения механической прочности
извне волокно покрывается полимерным слоем.
Характеристика оптоволокон
Существует несколько типов оптических волокон, обладающих
различными свойствами. Они отличаются друг от друга зависимостью
коэффициента преломления от радиуса центрального волокна.
Понятие "мода" связано с характером распространения
электромагнитных волн. Тип б имеет меньшую дисперсию времени
распространения и по этой причине вносит меньшие искажения формы
сигнала. Установлено, что, придавая световым импульсам
определенную форму (обратный гиперболический косинус),
дисперсионные эффекты можно полностью исключить. При этом
появляется возможность передавать импульсы на расстояние в тысячи
километров без искажения их формы.
одномодовый вид волокна. Эта разновидность волокна воспринимает
меньшую долю света на входе, зато обеспечивает минимальное
искажение сигнала и минимальные потери амплитуды. Следует также
14
иметь в виду, что оборудование для работы с одномодовым волокном
значительно дороже.. Центральная часть одномодового волокна имеет
диаметр 3-10 μ, а диаметр клэдинга составляет 30-125 μ.
Число мод, допускаемых волокном, в известной мере определяет его
информационную емкость. Модовая дисперсия приводит к
расплыванию импульсов и их взаимному искажению. Дисперсия зависит
от диаметра центральной части волокна и длины волны света.
Очевидно, что, чем больше длина волны, тем меньше число мод и
меньше искажения сигнала. Это, в частности, является причиной работы
в инфракрасном диапазоне. Но даже для одной и той же моды
различные длины волн распространяются по волокну с разной
скоростью. Источники излучения, инжектируемого в волокно, имеют
конечную полосу частот. Так, светодиоды излучают свет с шириной
полосы 35 нм, а лазеры 2-3 нм. Время срабатывания фотодиода
ограничивает быстродействие системы. Немалую роль играет и уровень
шумов на входе приемника. При этом световой импульс должен нести
достаточно энергии (превышающей уровень шума), чтобы обеспечить
низкий уровень ошибок.
Поглощение света в волокне происходит по нескольким причинам.
Поглощение в собственно стекле волокна падает с частотой, в то время
как потери из-за рассеяния на дефектах стекла с увеличением частоты
растут. При сгибании волокна поглощение увеличивается. По этой же
причине следует избегать малых радиусов изгиба (кроме того, это может
привести к разрыву). В результате потери света в волокне обычно лежат
в диапазоне 2-5 дБ/км для длин волн 0,8 - 1,8 μ.
Виды оптоволоконных кабелей:
плоские;
многожильные: в центре кабеля помещается стальной трос, с внешней
стороны кабель защищается стальной оплеткой и герметизируется
эластичным полимерным покрытием.
Одним из критических мест волоконных систем являются сростки
волокон и разъемы. Учитывая диаметр центральной части волокна,
нетрудно предположить, к каким последствиям приведет смещение осей
стыкуемых волокон даже на несколько микрон (особенно в
одномодовом варианте, где диаметр центрального ядра менее 10 мкм)
или изменение формы сечения волокон.
15
Потеря света в соединителе составляет 10-20 % (для сравнения: сварка
волокон приводит к потерям не более 1-2 %). Существует также техника
механического сращивания волокон, которая характеризуется потерями
около 10 %.
Оптоволоконные кабели не подвержены воздействию электромагнитных
помех. Они обеспечивают защиту данных, т.к. техника ответвлений в
оптоволоконных кабелях очень сложна. Вероятность ошибки при
передаче по оптическому волокну не превышает 10
-10
, что во многих
случаях делает ненужным контроль целостности сообщений.
Допустимое удаление - более 50 км.
Оптоволоконные линии связи работают в частотном диапазоне 10
13
- 10
16
Гц, что на 6 порядков выше, чем в случае радиочастотных каналов.
Теоретическая пропускная способность оптоволоконного канала - 50000
Гбит/с. Реальная производительность волоконно-оптического кабеля
составляет до 10 Гбит/с. Это связано ограниченным быстродействием
оборудования, преобразующего оптический сигнал в электрический и
обратно.
Хотя этот кабель гораздо дороже и сложнее при монтаже, чем
металлические, он часто применяется в центральных магистральных
сетях, где возникают электромагнитные поля помех или требуется
передача информации на очень большие расстояния без использования
повторителей.
По сравнению с медными проводами оптоволоконные кабели
несравненно легче. Так, одна тысяча витых пар при длине 1 км весит 8
тонн, а два оптоволокна той же длины, обладающие большей
пропускной способностью, имеют вес 100 кг, т.е. в 80 раз меньше. Это
обстоятельство открывает возможность укладки оптических кабелей
вдоль высоковольтных линий связи путем подвешивания или
обкручивания силового проводника.
Заметного удешевления оптических каналов удалось достичь за счет
мультиплексирования с делением по длине волны. Эта техника позволяет
в 16-32 раза увеличить широкополосность канала из расчета на одно
волокно. На входе канала сигналы с помощью призмы объединяются в
одно общее волокно. На выходе с помощью аналогичной призмы эти
сигналы разделяются. Число волокон на входе и выходе может
достигать 32.
Оптоволоконный кабель - идеальная передающая среда, он не
подвержен действию электромагнитных полей и сам практически не
имеет излучения.
16
Использование светового сигнала обеспечивает абсолютную
независимость от электромагнитных помех природного происхождения
и возникающих в результате функционирования самых разнообразных
технических устройств на производствах, транспорте, в системах связи и
в быту, а также отсутствие электромагнитного излучения от линии.
Преимущество волоконной оптики несомненно: реализуемые в
оптических каналах скорости передачи информации пока недостижимы
для медных кабелей.
Оптоволоконные каналы и беспроводные оптические связи
А.Г.Белл в 1880 году запатентовал фотофон - прибор для передачи
голоса посредством светового сигнала с селеновым фотодетектором.
Первые коммерческие телефонные системы были созданы лишь в 1977
году и работали со скоростью 44,7 Мбит/с. Одномодовые волоконные
кабели начали производиться в 1983 году.
17
В 1990 году Линн Моллинер (Bellcore) продемонстрировал передачу
данных со скоростью 2,5Гбит/c на расстояние 7500 км (без
промежуточных усилителей сигнала) В 1990 году в США суммарная
протяженность оптических волокон составляла около 9000000 км.
В 2000 году общая длина оптоволокон только в США превысила 30
миллионов километров. Оптоволоконные линии связи работают в
частотном диапазоне 1013 - 1016Гц, что на 6 порядков больше, чем в
случае радиочастотных каналов (это обеспечивает пропускную
способность 50000 Гбит/c). Но земная атмосфера является плохой
средой для распространения света. По этой причине только разработка
кремниевых волокон с низким коэффициентом поглощения в
инфракрасном диапазоне (< 0,2 дБ/км) сделало возможным широкое
распространение оптических каналов связи. Укладывается ~1000км
оптоволоконного кабеля в день. В настоящее время каналы обычно
имеют пропускную способность ~1Гбит/c и это связано с ограниченным
быстродействием оборудования, преобразующего оптический сигнал в
электрический и обратно. В ближайшие годы следует ожидать
увеличения быстродействия таких устройств в 100-1000 раз.
Оптоволоконное соединение гарантирует минимум шумов и высокую
безопасность (практически почти невозможно сделать отвод).
Пластиковые волокна применимы при длинах соединений не более 100
метров и при ограниченном быстродействии (<50 МГц). В последнее
время (2006-7г) разработаны пластиковые волокна, пригодные для
передачи со скоростью 40 Гбит/c при длине кабеля 3и со скоростью
5,35 Гбит/c при длине кабеля 220м (Lightware N4 2007). Вероятность
ошибки при передаче по оптическому волокну составляет <10-10, что во
многих случаях делает ненужным контроль целостности сообщений.
При построении сетей используются многожильные кабели; существуют
и другие разновидности кабеля: например, двух- или четырехжильные, а
также плоские). В верхней части рисунка [А] изображено отдельное
оптоволокно, а в нижней [Б] сечение восьмижильного оптического
кабеля. Свет вводится в оптоволокно с помощью светоизлучающего
диода или полупроводникового лазера. Центральное волокно
покрывается слоем, коэффициент преломления которого меньше чем у
центрального ядра (стрелками условно показан ход лучей света в
волокне). Для обеспечения механической прочности извне волокно
покрывается полимерным слоем. Кабель может содержать много
волокон, например 8 (1Б). В центре кабеля помещается стальной трос
(3Б), который используется при прокладке кабеля. С внешней стороны
18
кабель защищается (от крыс) стальной оплеткой (2Б) и герметизируется
эластичным полимерным покрытием.
Существует несколько типов оптических волокон, обладающих
различными свойствами. Они отличаются друг от друга зависимостью
коэффициента преломления от радиуса центрального волокна.
м.
Оптические аттенюаторы для оптимального согласования
динамического диапазона оптического сигнала и интервала
чувствительности входного устройства представляют собой тонкие
металлические шайбы, которые увеличивают зазор между волокном
кабеля и приемником.
Если длина волокна должна быть велика из-за расстояния, которое
нужно перекрыть, а потребителей по дороге нет, приходится ставить
промежуточные усилители сигнала.
Беспроводные оптические каналы
Для стационарных каналов оптоволоконный кабель не имеет
конкурентов. Но при формировании каналов в городе, где требуется
лицензия на прокладку и разрешение для использования канализации,
все становится не так просто. При расстояниях до 1-5 км во многих
случаях становятся привлекательны каналы с открытым лазерным
лучом. Ниже приведена таблица, где сравниваются параметры
различных беспроводных систем.
Беспроводные телекоммуникационные системы
Беспроводные
телекоммуникационны
е системы
Широкополосные
системы
Оптические
каналы
Радиорелейные
системы
Скорость передачи
Несколько Мбит/c
≥ 155
Мбит/c
До 155 Мбит/c
Максимальное расстояние
Несколько км
≤ 2 км
≤ 50 км
Угроза подключения
высокая
Крайне
высокая
Очень высокая
Точность настройки
малая
Очень
высокая
средняя
Разрешение на
применение
Лицензия не
требуется
Лицензия не
требуется
Нужна лицензия
PTT
19
Относительная стоимость
≥ 5200 €
≥ 6000 €
≥ 26000 €
Принципиально новые возможности открыло изобретение
инфракрасных лазеров. Лазер генерирует слабо расходящийся в воздухе
пучок света (диаметр порядка 1 мм). Это позволяет осуществлять
передачу открытым лучом на относительно большое расстояние (до 10
км). Но это же свойство луча создает и определенные проблемы. В
атмосфере от горячих предметов поднимаются вверх конвекционные
потоки горячего воздуха, варьирующие коэффициент преломления.
Многие наблюдали это явление над шоссе жарким летним днем, когда
идущая впереди машина как бы отрывается от земли и парит в
колышущемся мареве. Это же явление лежит в основе появления
миражей. Следует также учитывать, что солнце создает поток излучения
в инфракрасной области не меньше, чем в видимой области. Оптические
каналы предполагают использование двух параллельных лучей, по
одному для каждого направления передачи. Диаметр чувствительной
поверхности детектора обычно не превышает 1 мм.
Чтобы исключить влияние конвективных воздушных потоков от
разогретой поверхности крыши обычно используют дефокусировку
пучка, чтобы даже при отклонении оси пучка пятно засветки не
покидало чувствительную область детектора. Этот метод предполагает,
что имеется избыток световой мощности передающего лазера.
По этой причине, а также из-за поглощения луча дождем и туманом,
каналы связи с открытым лазерным пучком широкого применения не
находят. Но иногда из-за отсутствия нужных кабельных каналов, или из-
за возражений телефонных компаний, открытый луч может оказаться
полезным для организации связи между не слишком удаленными
зданиями. Открытый луч предоставляет достаточно высокий уровень
безопасности, так как для перехвата сообщений нужно дотянуться” до
пучка. Да и обнаружить инфракрасный луч без специальных средств не
так легко.
Главным преимуществом варианта с открытым лазерным лучом
является отсутствие необходимости лицензирования или получения
специальных разрешений для прокладки кабеля, в условиях РФ этим
обстоятельством не следует пренебрегать.
Но земная атмосфера является плохой средой для распространения
света. По этой причине только разработка кремниевых волокон с низким
коэффициентом поглощения в инфракрасном диапазоне (< 0,2 дБ/км)
сделало возможным широкое распространение оптоволоконных каналов
связи. Укладывается ~1000км оптоволоконного кабеля в день. В
20
настоящее время каналы обычно имеют пропускную способность ~1-100
Гбит/c. В ближайшие годы следует ожидать увеличения быстродействия
таких устройств в 10-100 раз.
Рассматривая параметры оптоволоконных каналов и радиорелейных
линий нужно помнить, что последние имеют задержку 3мксек/км, а
оптоволоконные - 5мксек/км, что иногда оказывается существенным
воздухе электромагнитные волны распространяются быстрее, чем в
кварце).
Сопоставляя возможности спутниковых каналов с оптоволоконными,
следует учитывать, что одна волоконная пара обладает пропускной
способностью больше, чем все запущенные до сих пор
телекоммуникационные спутники.
Радиоканалы
Радиоканалы - каналы радиочастотной связи. Они используются там,
где не существует кабельных или оптоволоконных каналов или их
создание по каким-то причинам невозможно или слишком дорого. Если
не используется направленная антенна и на пути нет препятствий,
радиоволны распространяются по всем направлениям равномерно и
сигнал уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния
между передатчиком и приемником.
Радиоканалы для целей передачи информации используют частотные
диапазоны:
902-928 МГц - расстояние до 10 км, пропускная способность до 64 Кбит/с;
2,4 ГГц и 12 ГГц: до 50 км, до 8 Мбит/с.
Более низкие частоты (например, 300 МГц) мало привлекательны из-за
ограничений пропускной способности, а большие частоты (более 30
ГГц) работоспособны для расстояний не более 5 км из-за поглощения
радиоволн в атмосфере.
Заметную роль в поглощении радиоволн играет вода. Сильный дождь,
град или снег могут привести к прерыванию связи. Поглощение в
атмосфере ограничивает использование частот более 30 ГГц.
21
Атмосферные шумы, связанные, в основном, с грозовыми разрядами,
доминируют при низких частотах (до 2 МГц).
Для использования частоты 2,4 ГГц необходимы направленные антенны
и прямая видимость между приемником и передатчиком.
На аппаратном уровне здесь могут использоваться радиорелейное
оборудование, радиомодемы или радиобриджи.
Схемы этих устройств имеют много общего. Отличаются они лишь
сетевым интерфейсом. Антенна служит для приема и для передачи.
Трансивер (приемопередатчик) может соединяться с антенной через
специальные усилители. Между трансивером и модемом может
включаться преобразователь частот. Модемы подключаются к
локальной сети через последовательные интерфейсы типа RS-232 или
V.35 (RS-249). Для многих из них такие интерфейсы являются
встроенными. Радиобриджи имеют встроенный Ethernet-интерфейс.
Длина кабеля от модема до трансивера лежит в пределах 30-70 м, а
соединительный кабель между модемом и ЭВМ может иметь длину 100-
150 м. Трансивер располагается обычно рядом с антенной
Развертывание сети на основе радиоканалов целесообразно во всех
случаях, когда необходима мобильная связь, например, медицинская
диагностика на выезде, оперативная диагностика сложного
электронного оборудования, когда необходима связь с базовым
отделением фирмы, геологические или геофизические исследования и
т.д. Радиосредства позволяют смонтировать сеть быстрее (если не
считать времени на аттестацию оборудования, получение разрешения на
выбранную частоту и лицензии на использование данного направления
канала). Доступными могут стать точки, лишенные телефонной связи.
Подключение объектов к центральному узлу осуществляется по
звездообразной схеме.
Заметное влияние на конфигурацию сети оказывает ожидаемое
распределение потоков информации. Если все объекты, подключенные к
узлу, примерно эквивалентны, а ожидаемые информационные потоки
невелики, можно в центральном узле обойтись простым
маршрутизатором, имеющим достаточное число последовательных
интерфейсов.
Применение радиобриджей особенно выигрышно для организаций,
имеющих здания, отстоящие друг от друга на несколько километров.
Возможно использование этих средств связи и для подключения к
сервис-провайдеру, когда нужны информационные потоки до 2 Мбит/с
(например, для проведения видеоконференций). Если расстояния
22
невелики (<5 км), можно воспользоваться всенаправленной антенной.
Все соединяемые объекты должны быть оснащены радиобриджами. При
такой схеме соединения в любой момент времени возможен обмен лишь
между двумя объектами. Модификации таких сехм связи позволяют
строить телекоммуникационные системы по схеме сотовых телефонных
сетей.
При построении каналов на основе радиорелейных систем или
радиобриджей следует учитывать возможность их взаимного влияния.
Проектируя такие каналы в городе и используя направленные
параболические антенны, нужно учитывать возможные помехи от
зданий и профиля местности.
При звездообразной схеме каналов нужно по возможности выполнить
требования на минимальное расстояние между принимающими
антеннами. Это расстояние определяется расходимостью радиолуча и
используемой длиной волны.
Эту диаграмму следует учитывать при выборе места установки антенны,
особенно при использовании большой мощности излучения, поскольку
один из лепестков излучения может прийтись на места постоянного
пребывания людей (например, жилье). Стоимость антенного комплекса
обычно пропорциональна кубу диаметра антенны.
Спутниковые каналы
В спутниковых каналах передача данных ведется на более высокой
частоте, чем прием сигнала со спутника. Диапазоны спутниковых
каналов перечислены в таблице 3.
Таблица 3. Частотные диапазоны, используемые для спутниковых
телекоммуникаций
Диапазон
Канал снижение
(downlink), ГГц
Канал подъема
(uplink), ГГц
Источники
помех
С
3,7 - 4,2
5,925 - 6,425
Наземные
помехи
ku
11,7 - 12,2
14,0 - 14,5
Дождь
ka
17,7 - 21,7
27,5 - 30,5
Дождь
23
Обычно спутник обладает 12-20 транспондерами
(приемопередатчиками), каждый из которых имеет полосу 36-50 МГц,
что позволяет сформировать поток данных 50 Мбит/с. Такая пропускная
способность достаточна для получения 1600 высококачественных
телефонных каналов (32 Кбит/с).
Для создания постоянных каналов телекоммуникаций служат
геостационарные спутники, "висящие" над экватором на высоте около
36 000 км. Теоретически три таких спутника могли бы обеспечить
связью практически всю обитаемую поверхность Земли. Спутники,
работающие на одной и той же частоте, должны быть разнесены по углу
не менее чем на 2°. Это означает, что число таких спутников не может
быть больше 180. В противном случае они должны работать в разных
частотных диапазонах. При работе в более высокочастотных диапазонах
угловое расстояние между спутниками можно сократить до 1°.
Реально геостационарная орбита переполнена спутниками различного
назначения и национальной принадлежности. Обычно спутники
помечаются географической долготой мест, над которым они
располагаются. На практике геостационарный спутник визуально не
стоит на месте, а выполняет движение по видимой траектории, имеющей
вид восьмерки. Угловой размер этой восьмерки должен укладываться в
рабочую апертуру антенны, в противном случае антенна должна иметь
сервопривод, обеспечивающий автоматическое слежение за спутником.
Из-за энергетических проблем телекоммуникационный спутник не
может обеспечить высокого уровня сигнала. По этой причине наземная
антенна должна иметь большой диаметр, а приемное оборудование -
низкий уровень шума. Это особенно важно для северных областей, для
которых угловое положение спутника над горизонтом невысоко (это
особенно существенно для широт более 70°), а сигнал проходит
довольно толстый слой атмосферы и заметно ослабляется. Спутниковые
каналы могут быть рентабельны для областей, отстоящих друг от друга
более чем на 400-500 км (при условии, что других средств связи не
существует). Правильный выбор спутника (его долготы) может заметно
снизить стоимость канала.
Число позиций для размещения геостационарных спутников
ограничено. В последнее время для телекоммуникаций планируется
применение так называемых низколетящих спутников (<1000 км; период
обращения ~ 1 ч). Эти спутники движутся по эллиптическим орбитам, и
каждый из них по отдельности не может гарантировать поддержание
стационарного канала, но в совокупности эта система обеспечивает весь
24
спектр услуг (каждый из спутников работает в режиме "запомнить и
передать"). Из-за малой высоты полета наземные станции в этом случае
могут иметь небольшие антенны и малую стоимость.
Существует несколько способов работы совокупности наземных
терминалов со спутником. При этом может использоваться
мультиплексирование по частоте (FDM), по времени (TDM), CDMA
(Code Division Multiple Access), ALOHA или метод запросов.
Схема запросов предполагает, что наземные станции образуют
логическое кольцо, вдоль которого движется маркер. Наземная станция
может начать передачу на спутник, лишь получив этот маркер.
Система ALOHA (разработана в Гавайском университете в 70-х гг.)
позволяет каждой станции начинать передачу в произвольный момент
времени. Такая схема с неизбежностью приводит к конфликтам. Связано
это отчасти с тем, что передающ9ая сторона узнает о конфликте лишь
спустя ~270 мс. После возникновения коллизии станция ожидает
некоторый период времени и совершает повторную попытку передачи.
Такой алгоритм доступа обеспечивает эффективность использования
канала на уровне около 18%, что малоэффективно для таких
дорогостоящих каналов, как спутниковые. По этой причине чаще
используется доменная версия системы ALOHA, которая удваивает
эффективность. Одна наземная станция (эталонная) периодические
посылает специальный сигнал, который используется всеми
участниками для синхронизации.
Метод мультиплексирования по частоте (FDM) является старейшим и
наиболее часто используемым. Типичный транспондер с полосой 36
Мбит/с может быть использован для получения 500 х 64 Кбит/с каналов,
каждый из которых работает со своей уникальной частотой, чтобы
исключить интерференцию с другими. Соседние каналы должны
отстоять на достаточном расстоянии друг от друга. Кроме того, должен
контролироваться уровень передаваемого сигнала, т.к. при слишком
большой выходной мощности могут возникнуть интерференционные
помехи в соседнем канале. Если число станций невелико и постоянно,
частотные каналы могут быть распределены стационарно. Но при
переменном числе терминалов или при заметной флуктуации загрузки
приходится переходить на динамическое распределение ресурсов.
Один из механизмов такого распределения имеет название SPADE.
Каждый транспондер системы SPADE содержит 794 симплексных
канала по 64 Кбит/с и один сигнальный канал со скоростью 128 Кбит/с,
которые используются попарно для обеспечения полнодуплексной
25
связи. При этом восходящий и нисходящий каналы имеют полосу по 50
Мбит/с. Сигнальный канал делится на 50 доменов по 1 мс (128 бит).
Каждый домен принадлежит одной из наземных станций, число которых
не превышает 50. Когда станция готова к передаче, она произвольным
образом выбирает неиспользуемый канал и записывает номер этого
канала в очередной свой 128-литный домен. Если один и тот же канал
попытаются занять две или более станции, происходит коллизия и они
вынуждены будут повторить попытку позднее.
Метод мультиплексирования по времени сходен с FDM и довольно
широко применяется на практике. Здесь также необходима
синхронизация для доменов. Это делается как и в доменной системе
ALOHA с помощью эталонной станции. Присвоение доменов наземным
станциям может выполняться централизовано или децентрализовано.
Рассмотрим систему ACTS (Advanced Communication Technology
Satellite). Система имеет 4 независимых канала по 110 Мбит/с (два
восходящих и два нисходящих). Каждый из каналов структурирован в
виде миллисекундных кадров, имеющих по 1728 временных доменов.
Каждый из временных доменов имеет 64-битовое поле данных, что
позволяет реализовать голосовой канал с полосой в 64 Кбит/с.
Управление временными доменами с целью минимизации времени
перемещения вектора излучения спутника предполагает знание
географического положения наземных станций. Управления
временными доменами осуществляется одной из наземных станций
(Master Control Station).
Работа системы ACTS организована в трехшаговый процесс. Каждый из
шагов занимает 1 мс. На первом шаге спутник получает кадр и
запоминает его в 1728-ячеечном буфере. На втором - бортовая ЭВМ
копирует каждую входную запись в выходной буфер (возможно для
другой антенны). И, наконец, выходная запись передается наземной
станции.
В исходный момент каждой наземной станции ставится в соответствие
один временной домен. Для получения дополнительного домена,
например, для организации еще одного телефонного канала, станция
посылает запрос MCS. Для этих целей выделяется специальный
управляющий канал емкостью 13 запросов в секунду.
Спутниковые линии связи работают в 9 - 11 диапазонах частот и, в
перспективе, в оптических диапазонах. В этих системах сигнал с земной
станции посылается на спутник, содержащий приемопередающую
аппаратуру, там усиливается, обрабатывается и посылается обратно на
26
Землю, обеспечивая связь на большие расстояния и перекрывая большие
площади. Существует множество разнообразных спутниковых систем,
как коммерческого, так и специального назначения. Скорость передачи в
спутниковом канале - до 45 Мбит/c. Традиционные системы
спутниковой связи постоянно развиваются, и главная тенденция их
развития - удешевление. Но основное препятствие к использованию
широкополосного спутникового доступа для Интернета - это стоимость
выделенных широкополосных каналов связи: обычно более эффективно
использовать каналы связи с низкой полосой пропускания.
Современное производство требует высоких скоростей обработки
информации, удобных форм её хранения и передачи. А поэтому для
развития каналов связи в сети Интернет необходимо совершенствовать
имеющие и искать новые технологии.
Кабельные каналы связи
Кабельные каналы для целей телекоммуникаций исторически
использовались первыми. Да и сегодня по суммарной длине они
превосходят даже спутниковые каналы. Основную долю этих каналов,
насчитывающих многие сотни тысяч километров, составляют
телефонные медные кабели. Эти кабели содержат десятки или даже
сотни скрученных пар проводов. Полоса пропускания таких кабелей
обычно составляет 3-3,5 кГц при длине 2-10 км. Эта полоса диктовалась
ранее нуждами аналогового голосового обмена в рамках коммутируемой
телефонной сети. C учетом возрастающих требованиям к
широкополосности каналов скрученные пары проводов пытались
заменить коаксиальными кабелями, которые имеют полосу от 100 до 500
МГц (до 1 Гбит/с), и даже полыми волноводами. Именно коаксиальные
кабели стали в начале транспортной средой локальных сетей ЭВМ
Коаксиальная система проводников из-за своей симметричности
вызывает минимальное внешнее электромагнитное излучение. Сигнал
распространяется по центральной медной жиле, контур тока замыкается
через внешний экранный провод. При заземлении экрана в нескольких
точках по нему начинают протекать выравнивающие токи (ведь разные
“земли” обычно имеют неравные потенциалы). Такие токи могут стать
причиной внешних наводок (иной раз достаточных для выхода из строя
интерфейсного оборудования), именно это обстоятельство является
причиной требования заземления кабеля локальной сети только в одной
27
точке. Наибольшее распространение получили кабели с волновым
сопротивлением 50 ом. Это связано с тем, что эти кабели из-за
относительно толстой центральной жилы характеризуются
минимальным ослаблением сигнала Но по мере развития технологии
скрученные пары смогли вытеснить из этой области коаксиальные
кабели. Это произошло, когда полоса пропускания скрученных пар
достигла 200-350 МГц при длине 100м , а цены на единицу длины
сравнялись. Скрученные пары проводников позволяют использовать
биполярные приемники, что делает систему менее уязвимой (по
сравнению с коаксиальными кабелями) к внешним наводкам. Но
основополагающей причиной вытеснения коаксиальных кабелей
явилась относительная дешевизна скрученных пар. Скрученные пары
бывают одинарными, объединенными в многопарный кабель или
оформленными в виде плоского ленточного кабеля. Применение
проводов сети переменного тока для локальных сетей и передачи
данных допустимо для весьма ограниченных расстояний. В таблице1
приведены характеристики каналов, базирующихся на обычном и
широкополосном коаксиальном кабелях.
Таблица 1
Стандартный
кабель
Широкополосный
Максимальная длина
канала
2 км
10 - 15 км
Скорость передачи
данных
1 - 50 Мбит/с
100 - 140 Мбит
Ослабление влияния
электромагнитных и
радиочастотных наводок
50 дБ
85 дБ
Число подключений
< 50 устройств
1500 каналов с
одним или более
устройств на
канал
При расстояниях до 100 метров с успехом могут использоваться
скрученные пары и коаксиальные кабели, обеспечивая полосу
пропускания до 150 Мбит/с, при больших расстояниях или более
высоких частотах передачи оптоволоконный кабель предпочтительнее.
При расстояниях в 10-20 метров с помощью скрученной пары можно
28
достичь полосы пропускания до 1 Гбит/с. Если расстояние между ЭВМ
не превышает нескольких сотен метров, коаксиальный кабель позволяет
без труда получить 107-108 бит/c при вероятности ошибке 10-12-10-13.
Связь через коммутируемую телефонную линию допускает скорость
обмена ~104 бит/с при вероятности ошибки 10-5. Следует заметить, что
работа с кабелями предполагает необходимость доступа к системе
канализации (иногда это требует специальных лицензий; а там часто
размещаются усилители-повторители). Кабельное хозяйство требует
обслуживания. В этом отношении радиоканалы предпочтительнее, ведь
случаев коррозии электромагнитных волн не зарегистрировано, да и
крысы их не грызут. По совокупности параметров локальный
коаксиальный кабель лучше телефонной линии в 1011 раз.