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. 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 (рис. 10).

Рис. 10. Схема оборудования радиоканала передачи данных

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 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. Диаграмма излучения направленной антенны показана на рис. 11.

Рис. 11. Диаграмма излучения параболической антенны

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.