1-1. Основные особенности современных систем связи
|
В современных системах связи можно заметить две основные особенности.
К беспроводным технологиям относятся системы связи, для работы которых не используется специально созданная искусственная среда (провода, кабели, волноводы и пр.), а информация передается непосредственно в природной среде при помощи радиоволн, оптического излучения или других физических принципов (к примеру - при помощи индукции).
Долгие годы к беспроводным технологиям было настороженное отношения из-за наличия т.н. геоклиматических факторов (влияние поверхности земли, окружающих предметов, погодных условий), а также, помех различного рода. В проводных системах связи большинство этих факторов отсутствует или оказывает незначительной влияние и поэтому проводные системы были существенно более надежны. Однако, в последние годы разработаны новые беспроводные структуры, которые по надежности приближаются к проводным системам, а по стоимости, быстроте развертывания, мобильности и наличию различных удобств несомненно превосходят их.
Проводные структуры, в частности системы связи по электрическим кабелям получили наибольшее распространение в распределительных сетях (например, в системах кабельного телевидения) и системах дальней связи, однако высокая стоимость исходных материалов (цветных и драгоценных металлов), наряду с относительно небольшой полосой пропускания, делают проблематичным конкурентоспособность подобных устройств в будущем. Более конкурентноспособны волоконно-оптические системы связи, но общими недостатками кабельных структур являются: большое время строительства, связанное с земляными или подводными работами, подверженность воздействию природных катаклизмов, актов вандализма и терроризма и все возрастающая стоимость прокладочных работ. Работы по развертыванию проводных систем трудоемки, а в некоторых местах, особенно исторической части городов, в охраняемых районах или при сложном рельефе, практически неосуществимы. А связанные с ними неудобства для жителей, нарушения работы транспорта, поврежденные дороги и прочие сопутствующие проблемы, усложняют и без того непростые процедуры согласования с различными инстанциями и уменьшают экономические выгоды.
Важным же достоинством беспроводных систем является малое время развертывания. Это, в частности, связано с тем, что отпадает необходимость в рытье траншей, укладывании кабеля, а также внутренней разводке кабелей и проводов в зданиях. Инвестиции требуются для создания любой системы, другое дело, как они распределены во времени и как быстро можно ожидать получения доходов от эксплуатации. Беспроводные системы могут вводиться в эксплуатацию поэтапно. Проводная же система требует создания всей инфраструктуры единовременно. Начало получения доходов в беспроводных системах совпадает с запуском первого фрагмента, и дальнейшее развитие системы фактически финансируется самими пользователями. Кроме того, положительный пример в виде работающей структуры, позволяет, в обмен на будущие льготы, привлечь и средства потенциальных абонентов. Это резко снижает финансовые риски инвесторов и позволяет более уверенно смотреть в будущее. При одновременном начале работ, полной окупаемости беспроводной телекоммуникационной системы можно достичь раньше, чем будет запущена проводная. Рис.1-1-1 показывает сравнительные зависимости стоимости и времени окупаемости для разных технологий.
Рис. 1-1-1
Для сравнения проводных и беспроводных технологий можно привести такой простой пример. Первая телефонная станция в России была создана в 1882 году в Петербурге (рис. 1-1-2) и с тех пор продолжается строительство проводной телефонной сети. Возраст беспроводной сотовой связи в несколько раз меньший, но количество мобильных телефонов значительно превысило количество стационарных.
Примерные сравнительные характеристики различных каналов связи представлены в таблице 1-1-1
Таблица 1-1-1
Тип трассы |
Стоимость 1 км (USD) |
Стоимость 1 км работ (USD) |
Дополнительные элементы и оборудование |
Внешние влияния |
Срок службы |
ВОЛС в грунте |
2000-8000 (в городских условиях 12000-14000) |
1000-3000, |
Кабелеукладчик, трубы, дюкеры, документы на землеотвод |
Разряды молний, грызуны, влага, подвижки грунта, вибрация, вандализм |
20-25 лет |
Подвесные ВОЛС |
2000-3000 |
1000-1500, |
Стальной трос, зажимы |
Осадки, обледенение, вибрация |
До 15 лет |
РРС Флокс (пролет до 60-80 км) |
200-1000 |
До 2000 за пролет, |
Мачты, фундаменты, электроснабжение |
Влияние атмосферы, разряды молний |
До 15 лет |
Тип канала связи |
Ориентировочная стоимость, USD |
Время на подготовку и выполнение монтажа |
Максимальная пропускная способность |
Максимальная дальность связи без ретрансляции |
Медный кабель |
300-500 за 1 км |
Подготовительные работы и прокладка до 1 месяца, установка модемов – несколько часов |
До 2 Мб/c |
До 20 км (с модемами) |
ВОЛС |
2000-8000 за 1 км |
Подготовительные работы и прокладка до 1-2 месяцев |
> 10 ГГб/с (до Тб/с) |
>50-70 км |
Радиоканал |
7000-100000 за комплект (200-5000 за 1 км) |
Подготовительные работы 2-3 месяца, установка и юстировка оборудования - несколько часов |
STM-4 (622 Мб/с) |
До 90 км (в зависимости от диапазона частот) |
Инфракрасный канал |
2000-4000 за комплект (1-2 км) |
Подготовка монтажа 2-3 дня, установка – несколько часов |
STM-1 (155 Мб/с) |
До 2 км |
Лазерный канал |
10000-30000 за комплект (3000-5000 за 1 км) |
Подготовка монтажа 1-2 недели, установка – несколько часов |
>1 Гб/с |
До 5 км |
Вторая отличительная особенность современных систем связи - повсеместный переход на цифровые технологии. Наблюдается стремительное развертывание систем цифрового телевещания, цифровых радиорелейных структур, систем распределения цифровой информации, цифровых спутниковых каналов и пр. Вопрос о причинах этого явления будет подробно рассмотрен в разделе 1-3.