Индивидуальный проект по информатике на тему "Кабельная передача данных"

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

КАБЕЛЬНАЯ ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ

По дисциплине: информатика

                                                                                               Выполнил:                                  

Канарейкин.А.И

Содержание

Введение.......................................................................................................................3

1.Новые технологии передачи информации.............................................................4

2.Проводные линии связи...........................................................................................4

2.1.Кабельные линии связи.........................................................................................4

2.2.Воздушные линии связи........................................................................................6

2.3.Оптоволоконные линии связи.............................................................................13

Заключение.................................................................................................................15

Список литературы....................................................................................................16

Введение

К современным средствам связи относятся электрические и оптические средства, проводная - факсимильная, волоконно-оптическая, беспроводная - радиотелеграф, радиорелейная, спутниковая, пейджинговая, сотовая (мобильная) связь, Интернет-телефония, спутниковое цифровое телевидение. Актуальность темы:Одной из самых важнейших функций информационных технологий являются технологии передачи информации (данных). Распространение от передачи информации (перенос ее от источника к приемнику) отличается в основном тем, что в первом случае осуществляется ее безадресная, а во втором случае - адресная передача.

При этом распространение средств передачи данных и необходимых для программно-технических средств.

Задача иследования: Средства передачи данных относятся к средствам связи. Современные средства связи представляют пользователям десятки и сотни различных сервисных услуг.

Цель иследования: С их помощью можно узнать: текущие дату и время, погоду в любой точке планеты, уточнить расписание движения различных видов транспорта и местоположение субъекта или объекта (средства навигации), заказать билеты на транспорт или массовое мероприятие, номера в гостиницах.

1.Новые технологии передачи информации

В наше время наибольшее распространение получили электрические каналы связи. Это совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сообщения любого вида от отправителя к получателю. Она осуществляется с помощью электрических сигналов, распространяющихся по проводам, или радиосигналов. Различают каналы электросвязи: телефонные, телеграфные, факсимильные, телевизионные, проводного и радиовещания, телемеханические передачи данных и т.д. Составной частью каналов связи являются линии связи - проводные и беспроводные (радиосвязь). В свою очередь проводная связь может осуществляться по электрическому кабелю и по оптоволоконной линии. А радиосвязь осуществляется по ДВ-, СВ-, КВ- и УКВ-диапазонам без применения ретрансляторов, по спутниковым каналам с применением космических ретрансляторов, по радиорелейным линиям с применение наземных ретрансляторов и по сотовой связи с использованием сети наземных базовых радиостанций.

2.Проводные линии связи

Проводные линии электросвязи делятся на кабельные, воздушные и оптоволоконные.

Кабельные линии связи

Кабельные линии связи - линии связи, состоящие из направленных сред передачи (кабели), предназначенные совместно с проводными системами передач, для организации связи. Кабельные линии состоят из узлов связи, необслуживаемых регенерационных (усилительных) пунктов - НРП, НУП, кабельной трассы.

Витая пара (twisted pair) — кабель связи, который представляет собой витую пару медных проводов (или несколько пар проводов), заключенных в экранированную оболочку. Пары проводов скручиваются между собой с целью уменьшения наводок. Витая пара является достаточно помехоустойчивой. Существует два типа этого кабеля: неэкранированная витая пара  UTP и экранированная витая пара STP.

Характерным для этого кабеля является простота монтажа. Данный кабель является самым дешевым и распространенным видом связи, который нашел широкое применение в самых распространенных локальных сетях с архитектурой Ethernet, построенных по топологии типа “звезда”. Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи соединителя RJ45.

Кабель используется для передачи данных на скорости 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Витая пара обычно используется для связи на расстояние не более нескольких сот метров.  К недостаткам кабеля "витая пара" можно отнести возможность простого несанкционированного подключения к сети.

Коаксиальный кабель (coaxial cable) - это кабель с центральным медным проводом, который окружен слоем изолирующего материала для того, чтобы отделить центральный проводник от внешнего проводящего экрана (медной оплетки или слой алюминиевой фольги). Внешний проводящий экран кабеля покрывается изоляцией.

Существует два типа коаксиального кабеля: тонкий коаксиальный кабель диаметром 5 мм и толстый коаксиальный кабель диаметром 10 мм. У толстого коаксиального кабеля затухание меньше, чем у тонкого. Стоимость коаксиального кабеля выше стоимости витой пары и выполнение монтажа сети сложнее, чем витой парой.

Коаксиальный кабель применяется, например, в локальных сетях с архитектурой Ethernet, построенных по топологии типа “общая шина”.

Коаксиальный кабель более помехозащищенный, чем витая пара и снижает собственное излучение. Пропускная способность – 50-100 Мбит/с. Допустимая длина линии связи – несколько километров. Несанкционированное подключение к коаксиальному кабелю сложнее, чем к витой паре.

4.Воздушные линии связи

Воздушные линии подразделяются на линии: междугородной телефонной связи (МТС), сельской телефонной связи (СТС), городской телефонной связи (ГТС) и радиотрансляционных сетей (РС).

По своей значимости воздушные линии СТС; абонентские линии СТС.

Воздушные линии (ВЛ) служат для передачи электроэнергии по проводам, проложенным на открытом воздухе и закрепленным на специальных опорах или кронштейнах инженерных сооружений с помощью изоляторов и арматуры.

Основными конструктивными элементами ВЛ являются провода, защитные тросы, опоры, изоляторы и линейная арматура. В городских условиях ВЛ получили наибольшее распространение на окраинах, а также в районах застройки до пяти этажей. Элементы ВЛ должны обладать достаточной механической прочностью, поэтому при их проектировании, кроме электрических, делают и механические расчеты для определения не только материала и сечения проводов, но и типа изоляторов и опор, расстояния между проводами и опорами и т. д.

Опоры воздушных линий связи могут быть простыми и сложными. К простым относят промежуточные опоры, устанавливаемые на прямолинейных участках линии, к сложным - угловые, устанавливаемые в местах изменения направления линии и дополнительно укрепляемые подпорой или оттяжкой, оконечные, устанавливаемые в начале или конце линии, для которых используют промежуточные опоры, укрепляемые оттяжкой, и кабельные, устанавливаемые в местах перехода воздушной линии на кабельную, и наоборот.

Опоры воздушных линий связи могут быть простыми и сложными.

Профилем опоры воздушной линии связи называется такое расположение проводов на опорах, при котором сохраняется определенное расстояние между проводами каждой цепи и между цепями.

Таким образом, каждая воздушная линия связи соответствует вполне определенному профилю опор с установленным расположением на них цепей и проводов. Это принято для единообразного и правильного скрещивания телефонных цепей. Профили опор линий связи подразделяют на крюковые, траверсные и смешанные.

На опорах воздушных линий связи подвешивают телефонные и телеграфные провода, а также провода полуавтоматической блокировки, электрожезловой сигнализации и других видов электрической сигнализации.

Расстояния от газопровода до опор воздушной линии связи, контактной сети трамвая, троллейбуса и электрифицированных железных дорог следует принимать как до опор воздушных линий электропередачи соответствующего напряжения.

Расстояния от газопроводов до опор воздушных линий связи, опор контактной сети трамвая, троллейбуса и электрифицированных железных дорог следует принимать опор воздушных линий электропередач соответствующего напряжения.

Расстояния от газопровода до опор воздушных линий связи, контактной сети трамвая, троллейбуса и электрифицированных железных дорог следует принимать такими же, как до опор воздушных линий электропередачи соответствующего напряжения. Минимальные расстояния от газопроводов до теплосети не канальной прокладки с продольным дренажем принимаются такими же, как и при канальной прокладке, а до теплосети без дренажа - такими же, как и до водопровода. При наличии на теплосети камер условия прокладки должны соответствовать изложенным выше требованиям.

Расстояния от газопроводов до опор воздушных линий связи, опор контактной сети трамвая, троллейбуса и электрифицированных железных дорог следует принимать, как до опор воздушных линий электропередачи соответствующего напряжения.

К качеству древесины для опор воздушных линий связи предъявляются высокие требования. Сухие, ровные, мелкослойные столбы служат дольше, чем суковатые, крупнослойные и имеющие трещины. Не допускается применение древесины, пораженной грибками (синева, красная гниль), а также сухостоя. В зависимости от назначения и места установки различают следующие виды опор:

• - промежуточные, предназначенные для поддержания проводов на прямых участках линий. Расстояние между опорами (пролеты) составляет 35-45 м., для напряжения до 1000В и около 60 м., для напряжения 6-10кВ. Крепление проводов здесь производится с помощью штыревых изоляторов (не наглухо);
• - анкерные, имеющие более жесткую и прочную конструкцию, чтобы воспринимать продольные усилия от разности тяжести по проводам и поддерживать (в случае обрыва) все оставшиеся в анкерном пролете провода. Эти опоры устанавливаются также на прямых участках трассы (с пролетом около 250 м., для напряжения 6-10кВ) и на пересечениях с различными сооружениями. Крепление проводов на анкерных опорах производится наглухо к подвесным или штыревым изоляторам;
• - концевые, устанавливаемые в начале и в конце линии. Они являются разновидностью анкерных опор и должны выдерживать постоянно действующее одностороннее утяжеление проводов;
• - угловые, устанавливаемые в местах изменения направления трассы. Эти опоры укрепляются подкосами или металлическими оттяжками;
• - специальные или переходные, устанавливаемые в местах пересечений ВЛ с сооружениями или препятствиями (реками, железными дорогами и тому подобное).

Они отличаются от других опор данной линии по высоте или конструкции.

Для изготовления опор применяют дерево, металл или железобетон.

Деревянные опоры в зависимости от конструкции могут быть:

• - одинарными;
• - А-образными, состоящими из двух стоек, сходящихся у вершины и расходящихся у основания;
• - трехногими, состоящими из трех сходящихся к вершине и расходящихся у основания стоек;
• - П-образными, состоящими из двух стоек, соединенных вверху горизонтальной траверсой;
• - АП-образными, состоящими из двух А-образных опор, соединенных горизонтальной траверсой;
• - составными, состоящими из стойки и приставки (пасынка), присоединяемой к ней бандажом из стальной проволоки.

Для увеличения срока службы деревянные опоры пропитывают антисептиками, значительно замедляющими процесс гниения древесины. В эксплуатации антисептирование проводится путем наложения антисептического бандажа в местах, подверженных гниению, с промазыванием антисептической пастой всех трещин, мест сопряжений и врубок.

Металлические опоры изготавливают из труб или профильной стали, железобетонные - в виде полых круглых или прямоугольных стоек с уменьшающимся сечением к вершине опоры.

Для крепления проводов ВЛ к опорам применяются изоляторы и крюки, а для крепления к траверсе - изоляторы и штыри. Изоляторы могут быть фарфоровыми или стеклянными штыревого или подвесного (в местах анкерного крепления) исполнения (рис. 2, а-в). Их прочно навертывают на крюки или штыри с помощью специальных полиэтиленовых колпачков или пакли, пропитанной суриком или олифой.

Рис. 2. - Изоляторы воздушных линий:

Где:

а - штыревой 6-10кВ;

б - штыревой 35кВ;

в - подвесной;

г, д - стержневые полимерные.

Изоляторы воздушных линий изготавливаются из фарфора или закаленного стекла - материалов, обладающих высокой механической и электрической прочностью и стойкостью к атмосферным воздействиям. Существенным достоинством стеклянных изоляторов является то, что при повреждении закаленное стекло рассылается. Это облегчает нахождение поврежденных изоляторов на линии.

По конструкции изоляторы разделяют на штыревые и подвесные. Штыревые изоляторы применяются на линиях напряжением до 1кВ, 6-10кВ и, редко, 35кВ (рис. 1, а, б). Они крепятся к опорам при помощи крюков или штырей. Подвесные изоляторы (рис. 1, в) используются на ВЛ напряжением 35кВ и выше. Они состоят из фарфоровой или стеклянной изолирующей части 1, шапки из ковкого чугуна 2, металлического стержня 3 и цементной связки 4. Подвесные изоляторы собирают в гирлянды, которые бывают поддерживающими (на промежуточных опорах) и натяжными (на анкерных опорах). Число изоляторов в гирлянде определяется напряжением линии;35кВ - 3-4 изолятора, 110кВ - 6-8.

Применяются также полимерные изоляторы (рис. 1, г). Они представляют собой стержневой элемент из стеклопластика, на котором размещено защитное покрытие с ребрами из фторопласта или кремнийорганической резины:

К проводам ВЛ предъявляются требования достаточной механической прочности. Они могут быть одно- или многопроволочными. Однопроволочные провода из стали применяются исключительно для линий напряжением до 1000В, многопроволочные провода из стали, биметалла, алюминия и его сплавов получили преимущественное распространение благодаря повышенной механической прочности и гибкости. Чаще всего на ВЛ напряжением до 6-10кВ используются алюминиевые многопроволочные провода марки А и стальные оцинкованные провода марки ПС.

Сталеалюминевые провода (рис. 2, в) применяют на ВЛ напряжением выше 1кВ. Они выпускаются с разным соотношением сечений алюминиевой и стальной частей.

Чем меньше это соотношение, тем более высокую механическую прочность имеет провод и поэтому используется на территориях с более тяжелыми климатическими условиями (с большей толщиной стенки гололеда).

В марке сталеалюминевых проводов указываются сечения алюминиевой и стальной частей, например, АС 95/16.

Рис. 3. - Конструкции проводов воздушных линий:

Где:

а - общий вид многопроволочного провода;

б - сечение алюминиевого провода;

в - сечение сталеалюминевого провода.

Провода из сплавов алюминия (АН - не термообработанный, АЖ - термообработанный) имеют большую, по сравнению с алюминиевыми, механическую прочность и практически такую же электрическую проводимость. Они используются на ВЛ напряжением выше 1кВ в районах с толщиной стенки гололеда до 20 мм.

Провода располагают различными способами. На одноцепных линиях их, как правило, располагают треугольником.

В настоящее время широко используются так называемые самонесущие изолированные провода (СИП) напряжением до 10кВ. В линии напряжением 380В провода состоят из несущего неизолированного провода, являющегося нулевым, трех изолированных линейных проводов, одного изолированного провода наружного освещения. Линейные изолированные провода навиты вокруг несущего нулевого провода. Несущий провод является сталеалюминевым, а линейные - алюминиевыми. Последние покрыты светостойким термостабилизированным (сшитым) полиэтиленом (провод типа АПВ). К преимуществам ВЛ с изолированными проводами перед линиями с голыми проводами можно отнести отсутствие изоляторов на опорах, максимальное использование высоты опоры для подвески проводов, нет необходимости в обрезке деревьев в зоне прохождения линии.

Для ответвлений от линий напряжением до 1000В к вводам в здания используются изолированные провода марки АПР или АВТ. Они имеют несущий стальной трос и изоляцию, стойкую к атмосферным воздействиям.

Крепление проводов к опорам производится различными способами, в зависимости от места их расположения на изоляторе. На промежуточных опорах провода крепят к штыревым изоляторам зажимами или вязальной проволокой из того же материала, что и провод, причем последний в месте крепления не должен иметь изгибов. Провода, расположенные на головке изолятора, крепятся головной вязкой, на шейке изолятора - боковой вязкой.

На анкерных, угловых и концевых опорах провода напряжением до 1000В крепят закручиванием проводов так называемой «заглушкой», провода напряжением 6-10кВ - петлей. На анкерных и угловых опорах, в местах перехода через железные дороги, проезды, трамвайные пути и на пересечениях с различными силовыми линиями и линиями связи применяют двойной подвес проводов.

Соединение проводов производят плашечными зажимами, обжатым овальным соединителем, овальным соединителем, скрученным специальным приспособлением. В некоторых случаях применяют сварку с помощью термитных патронов и специального аппарата. Для однопроволочных стальных проводов можно применять сварку внахлестку с использованием небольших трансформаторов.

В пролетах между опорами не допускается иметь более двух соединений проводов, а в пролетах пересечений ВЛ с различными сооружениями соединение проводов не допускается. На опорах соединение должно быть выполнено так, чтобы оно не испытывало механических усилий. Линейная арматура применяется для крепления проводов к изоляторам и изоляторов к опорам и делится на следующие основные виды: зажимы, сцепная арматура, соединители и др.

Зажимы служат для закрепления проводов и тросов и прикрепления их к гирляндам изоляторов и подразделяются на поддерживающие, подвешиваемые на промежуточных опорах, и натяжные, применяемые на опорах анкерного типа (рис. 4, а, б, в)

Рис. 4. - Линейная арматура воздушных линий:

Где:

а - поддерживающий зажим;

б - болтовой натяжной зажим;

в - прессуемый натяжной зажим;

г - поддерживающая гирлянда изоляторов;

д - дистанционная распорка;

е - овальный соединитель;

ж - прессуемый соединитель.

Сцепная арматура предназначена для подвески гирлянд на опорах и соединения много цепных гирлянд друг с другом и включает скобы, серьги, ушки, коромысла.

Скоба служит для присоединения гирлянды к траверсе опоры. Поддерживающая гирлянда (рис. 3, г) закрепляется на траверсе промежуточной опоры при помощи серьги 1, которая другой стороной вставляется в шапку верхнего подвесного изолятора 2.

Ушко 3 используется для прикрепления к нижнему изолятору гирлянды поддерживающего зажима 4.

Соединители применяются для соединения отдельных участков провода. Они бывают овальные и прессуемые. В овальных соединителях провода либо обжимаются, либо скручиваются (рис. 3, е). Прессуемые соединители (рис. 3, ж) применяются для соединения проводов больших сечений.

В сталеалюминевых проводах стальная и алюминиевая части опрессовываются раздельно.

Тросы наряду с искровыми промежутками, разрядниками и устройствами заземления служат для защиты линий от грозовых перенапряжений.

Их подвешивают над фазными проводами на ВЛ напряжением 35кВ и выше, в зависимости от района по грозовой деятельности и материала опор, что регламентируется «Правилами устройства электроустановок». Грозозащитные тросы обычно выполняют из стали, но при использовании их в качестве высокочастотных каналов связи - из стали и алюминия. На линиях 35-110кВ крепление троса к металлическим и железобетонным промежуточным опорам осуществляется без изоляции троса.

Для защиты от грозовых перенапряжений участков ВЛ с пониженным по сравнению с остальной линией уровнем изоляции применяют трубчатые разрядники.

На ВЛ заземляются все металлические и железобетонные опоры, на которых подвешены грозозащитные тросы или установлены другие средства грозозащиты (разрядники, искровые промежутки) линий напряжением 6-35кВ. На линиях до 1кВ с глухозаземленной нейтралью крюки и штыри фазных проводов, устанавливаемые на железобетонных опорах, а также арматура этих опор должны быть присоединены к нулевому проводу.

5.Оптоволоконные линии связи

В качестве проводных линий связи используются в основном телефонные линии и телевизионные кабели. Наиболее развитой является телефонная проводная связь. Но ей присущи серьезные недостатки: подверженность помехам, затухание сигналов при передачи их на значительные расстояния и низкая пропускная способность. Всех этих недостатков лишены оптоволоконные линии - вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам («оптическому волокну»).

Оптическое волокно считается самой совершенной средой для передачи больших потоков информации на большие расстояния. Оно изготовлено из кварца, осонову которого составляет двуокись кремния - широко распространенного и недорого материала, в отличие от меди. Оптическое волокно очень компактное и легкое, оно имеет диаметр всего около 100 мкм.

Оптоволоконные линии отличаются от традиционных проводных линий:

очень высокая скорость передачи информации (на расстоянии более 100 км без ретрансляторов);

защищенность передаваемой информации от несанкционированного доступа;

высокая устойчивость к электромагнитным помехам;

стойкость к агрессивным средам;

возможность передавать по одному волокну одновременно до 10 миллионов телефонных разговоров и одного миллиона видеосигналов;

гибкость волокон;

малые размеры и масса;

искро-, взрыво- и пожаробезопасность;

низкая себестоимость;

высокая долговечность оптических волокон - до 25 лет.

В настоящее время обмен информацией между континентами осуществляетя главным образом через подводные оптоволоконные кабели, а не через спутниковую связь. При этом главной движущей силой развития подводных оптоволоконных линий является Интернет.

Заключение

Конечно, на этом вопросы, связанные с организацией передачи данных в сетях КТВ, далеко не исчерпаны. Остались за кадром обеспечение надежности и безошибочности передачи информации, обеспечение качества сервиса, биллинга в подобных сетях, передача других видов трафика (например, телефонного), организация обратного канала по телефонной сети и т.п. Однако приведенная базовая информация поможет начать более подробное знакомство с этой тематикой.

Развитие современных информационных технологий привело к формированию нового понятия - виртуальная реальность. Это то, что вы можете видеть, слышать, переживать посредством персонального компьютера и глобальной компьютерной сети. Так что можно говорить о появлении еще одной формы бытия, - это новое «рукотворное», а точнее, машинно-информационное бытие, выработанное и активно развиваемое человеком.

Список литературы

1. Современные технологии беспроводной связи: И. Шахнович - Санкт-Петербург, Техносфера, 2006 год.

2.      Методы и устройства передачи и обработки информации: В.В. Ромашов, В.В. Булкин - Москва, 2007 год.

.        Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. В.Г. Олифер, Н.А. Олифер, Санкт-Петербург, 1999 год.

.        Внедрения информационных технологий в учебный процесс. М.И. Желдаков, 2003 год

.        Перспективы развития новых технологий обучения. Н.В. Агапова, 2005 год.

.        Телекоммуникационные системы и сети: радиосвязь, радиовещание, телевидение. Г.П. Катунин, 2004 год.

.        Широкополосные беспроводные сети передачи информации. В.М. Вишневский, 2005 год.

.        Сети и системы беспроводного доступа. В.А. Григорьев, О.И. Лагутенко, Ю.А. Распопов, 2005 год.

.        Развитие беспроводных сетей в России. О. Татарников, 2005 год.

.        Стандарты беспроводной связи. Современная электроника. М. Лукин, 2005 год.

Краткое описание документа:

Одной из самых важнейших функций информационных технологий являются технологии передачи информации (данных). Распространение от передачи информации (перенос ее от источника к приемнику) отличается в основном тем, что в первом случае осуществляется ее безадресная, а во втором случае - адресная передача.

При этом распространение средств передачи данных и необходимых для программно-технических средств.