vk_logo twitter_logo facebook_logo googleplus_logo youtube_logo telegram_logo telegram_logo

#55 Однопроводная передача широкополосного сигнала

Дата публикации: 31.10.2001
Количество просмотров: 10108

Новости.

История со страшным сообщением о закрытии нескольких сетей получила продолжение. Например, полуопровержение - полудополнение информации от УралИнформБюро можно прочитать тут, а опровержение от Прайм-ТАСС тут.

Возникают забавные крайности. Журналисты, совершенно не понимая сути вопроса, пишут страшное сообщение. При этом они не менее совершенно уверены в своей правоте, и рвут на груди тельняшку.

Ну а некоторые провайдеры, вместо того, чтоб пояснить дело встревоженным абонентам (как это спокойно сделал Глобал по совершенно мелочной проблеме с Х.25), просто рвутся в ответный бой, угрожая разбирательством, называя все полной лажей, дезой, кивая на неправильные аббревиатуры...

Теперь вопрос. Кто их них более прав? :-)
Для более полного понимания ситуации можно просмотреть форум "У Нага", на котором прошла часть баталий.


Но вернемся к теме авторизации в сетях ethernet. Привожу выдержки из интересного письма по этому поводу, которое прислал Alex Ovcharuk.

Конторы, предоставляющие удаленный доступ для сотрудников во внутреннюю сеть, как правило, используют виртуальные частные сети (VPN). Какую при этом инфраструктуру и поддержку приходится обеспечивать - объяснять не надо. Да и это больше подходит для доступа "внутрь". Для доступа "наружу" - вряд-ли.

В широкополосных сетях применяется, в основном, PPPoE для поддержки других протоколов, аутентификации, биллинга, возможно - шифрования. Для пользователя - вроде как звонишь по модему с большой пропускной способностью и мгновенным набором номера.

Вроде бы есть возможность давать динамический IP. И вообще клиент может пользоваться любым IP в локальной сети, а при дозвоне через "ethernet" до провайдера получать нормальный IP для выхода в Internet. Очень похоже на комп в локальной сети, в котором есть модем. Здесь же - вместо реального модема - виртуальный ethernet модем (в смысле PPP-стэк)

По этому поводу нашел два RFC:
The Point-to-Point Protocol (PPP)
A Method for Transmitting PPP Over Ethernet (PPPoE)

Насколько я понимаю, второй RFC просто расписывает, как передавать PPP через Ethernet, а остальное - уже обычный, используемый каждым dialup-щиком PPP (первый RFC, ставший стандартом). Microsoft туда встроил расширения для шифрования, да и в юниксе они, наверняка, поддерживаются.

Сервер доступа придется строить, зато не надо устраивать дополнительную web-аутентификацию, и системы биллинга уже "заточены" под PPP. А там где ppp, там и pptp с шифрованием.

Буду разбираться, если чего найду - пришлю. Потому что не далее как вчера:
- пытались отхватить мой IP в нашей сети;
- уже меняют MAC-и на "любимом" realtek-е.

А вот и обещанная в письме ссылка о РРРоЕ. Мне она настолько понравилась, что привожу немного подробностей.
"Применение технологии PPPoE в сетях провайдеров услуг Интернет". Автор - Дмитрий Сабаев, cистемный инженер компании INLINE Technologies.

Вот одна из типовых схем, на которой тестировался у них хард и софт.

Схема РРРоЕ

Список использованного программного обеспечения:

  • EtherNet 300, разработанным компанией Efficient Network, 30 дней бесплатно, стоимость 29$, (http://www.nts.com). Установлено на Windows NT 4.0
  • POETRI, 30 дней бесплатно (http://home.t-online.de/home/hanewin/poetri-e.htm). Установлено на Windows 95 и Windows NT 4.0
  • PPPoE клиент для Linux. (http://www.brightdsl.net). Установлено на Red Hat 7.0.
  • В качестве биллинговой системы была использована система "Билл-Мастер" компании INLINE Technologies.(http://www.in-line.ru)

Однопроводная передача широкополосного сигнала

Нашел материал, сделал перевод, и снабдил ценными комментариями Kucherak Sergij. Огромное спасибо!

Однозначно, эта статья для любителей поискать новые решения в области альтернативных видов связи. Источником послужил болгарский журнал "Радио телевизия електроника" за 1985 год. Оригинальное название "Приемна коллективна телевизионна система с еднопроводни линии с поверьхносна вьлна" (Приемная коллективная телевизионная система с однопроводными линиями поверхностной волны).
(с)доц к.т.н. инженер Димитр Македонски

Может кто-то из езернетчиков спросит - "а при чем тут мы? Описано ведь соединение антенн с телевизионными приемниками". Но если взглянуть немного шире, то это не что иное, как способ дешевой передачи широкополосного сигнала на приличные расстояния. Компьютерная связь вполне под это определение подходит.

Конечно, предполагать быстрый и немедленный переход на описанную технологию нельзя, но по крайней мере, знать о существовании такой возможности не помешает. А то, глядишь, запустят буржуи на основе подобного решения очередной HomePNA для сельских условий. Или спецпроект слобают для оживления советских сетей радиофикации, которые так и не смогли сами освоить передачу данных. И кому-то очень обидно станет из-за не использованной возможности...

Но обратимся к переводу статьи.

В последние 30 лет началось массовое внедрение систем покрытия районов телевизионными программами с использованием коаксиальных и однопроводных линий поверхностной волны, или, как еще их называют, линий Губо.

Такие линии имеют приемущества, и недостатки в сравнении с аналогичными системами на коаксиальном кабеле. В последующих трех статьях будут пояснены технические особенности использования различных решений, и показан опыт их применения в других странах.

Основные преимущества телевизионной сети с однопроводной линией - это низкая цена, конструктивная простота, и возможность быстрого монтажа. Если за основу принятия решения берется экономический фактор, а другие параметры несущественны, то целесообразно строить сети с использованием однопроводных линий.

Обычно, этот вариант используется, когда надо дотянуть сигнал к "изолированным" поселениям с малым числом телевизионных абонентов. Так, на рис.1 схематически показано применение однопроводной линии для обеспечения меленького поселения телевизионным сигналом.

Схема однопроводной линии

Конструктивные особенности и характеристики коллективных телевизионных систем с использованием однопроводных линий связаны с характеристиками отдельных элементов. Рассмотрим основные элементы - волновод и возбудитель.

Волноводы однопроводных линий
Они представляют из себя металлический проводник, покрытый слоем диэлектрика. Конструкция показана на рис.2. Чтобы волновод линии с поверхностной волной имел низкие потери, он должен быть медный или биметаллическим (сталь с покрытием медью). Диэлектрический слой должен быть изготовлен из изоляционного материала с низкими потерями.

Как правило, в качестве диэлектрика используют полиэтилен, который нанесен на поверхность проводника. В частотной полосе передаваемого телевизионного сигнала он имеет малые потери tg &<= (2-4)*10 в -4 степени. Для повышения периода эксплуатации диэлектрика в условиях воздействия метеорологических факторов и солнечного излучения в него добавляют стабилизаторы.

Фирма Kathrein (Германия) производит два типа волноводов с диэлектриком из полиэтилена - с соотношением диаметров d1/d2=1,7/4.7 и d1/d2=4/10. В Германии производят и волноводы для фидеров передатчиков с размером d1/d2=10/18. В ГДР <В 1985г.;-)> производят волноводы d1/d2=2/5 и d1/d2=4/10, которые имеют маркировку соответственно 9101 и 9111.

В СССР производят волноводы с соотношением диаметров d1/d2=4/8, d1/d2=4/10, d1/d2=10/18. В США для распределительных телевизионных сетей производят стандартные проводники: 4G(4/12), 6G (4/10), 8G(2/8).

В электропроводящей линии с поверхностной волной электромагнитная энергия распространяется около волновода на всем его протяжении. В начале и на конце линии смонтированы устройства, называемые рупорами. Они исполняют две основные задачи - возбуждают электромагнитную энергию (волну) в линии и согласуют подходящий коаксиальный кабель с однопроводной линией. (рис.3)

Свойства волновода существенно зависят от таких параметров, как: граничный радиус, константа затухания, фазовая и групповая скорость распространения электромагнитной энергии. Именно их надо учитывать при строительстве линии и ее эксплуатации.

Граничный радиус.
Он определяет пространство возле линии, в котором сосредоточено около 97-99% электромагнитной энергии (рис.4).

От него в основном зависят размеры возбудителя и конструкция крепления волновода к столбам (опорам). Для работы без больших потерь в возбудителе необходимо, чтобы радиус рупора был больше граничного радиуса.

А для уменьшения потерь по длине трассы необходимо, чтобы в пространстве определенного граничным радиусом, было минимальное число закрепляющих элементов, которые должны быть не металлическими. На практике применяются деревянные или пластмассовые элементы на деревянных столбах.

Граничный радиус, в свою очередь, зависит от типа изоляции, и соотношения между диаметром изоляции и металлической части проводника. С увеличением частоты граничный радиус уменьшается.

На рис.4а показано распределение электромагнитной энергии в зависимости от расстояния до линии. На рис.4б представлен идеальный случай зависимости граничного радиуса от частоты при использовании "популярного" волновода 4/10 (диаметр проводника 4 мм, а диаметр изоляции 10 мм) Диэлектрик волновода - полиэтилен. Из графика видно, что на высоких частотах получается минимальный граничный радиус.

Большое значение имеет практическое реализация данной системы. Удобно использовать однопроводные линии на частотах III,IV,V телевизионных диапазонов.
На III телевизионном диапазоне граничный радиус равен 70-90 см;
На IV телевизионном диапазоне от 15 до 30 см;
На I,II телевизионном диапазоне граничный радиус очень большой, и трудно создать линию с необходимым свободным пространством.

Константа затухания
Это одна из важных характеристик линии поверхностной волны, и основной параметр, по которому видно преимущество над коаксиальными линиями связи. Сравним затухание в однопроводной линии, и затухание в коаксиальном кабеле с сравнимыми размерами (производства ГДР).

Волновод в Таблице 1а типа 2/5-9101, с медной жилой 2мм и изоляцией 5мм. В Таблице 1б - 4/10-9111, с диаметром проводника 4мм, и изоляции - 10мм. В обоих волноводах материал изоляции полиэтилен.

Таблица 1а. Волновод 2/5, марка 9101

Рабочая частота

МГц

150

200

250

Граничный радиус

м

1,15

0,80

0,65

Затухание на 100 метров

Дб/100

0,67

0,82

0,95

Таблица 1б волновод 4/10, марка 9111

Рабочая частота  

МГц  

175  

230  

470  

600  

Граничный радиус  

м  

0,9  

0,65  

0,30  

0,225  

Затухание на 100 метров  

Дб/100  

0,46  

0,6  

1,1  

1,4

Для сравнения, в Таблице 2 дано затухание двух коаксиальных кабелей с подобными геометрическими размерами.

Рабочая частота  

МГц  

100  

200  

1000  

Затухание, Дб/на 100 метров, РК-60-9-131  

Дб/100  

10  

14  

42  

Затухание, Дб/на 100 метров, РК-75-3-131  

Дб/100  

8,5  

12  

40

Как видно из таблиц, затухание в коаксиальных кабелях в 10-12 раз больше, чем в однопроводных линиях. В зимних условиях (обледенение, изморозь, туман) затухание в волноводе до известной степени увеличивается. Эти изменения должны компенсироваться устройствами автоматического регулирования усиления телевизионных приемников, так, что бы качество приема не ухудшалось.

Волновое сопротивление уменьшается с ростом частоты, и зависит от типа проводника. В представленных волноводах однопроводных линий (в полосе частот I, II,III телевизионных диапазонов) оно находится в диапазоне от 200 до 500 Ом, и значительно отличается по величине от волнового сопротивления коаксиальных кабелей (как правило 50-100 Ом).

Этот сказывается при подключении однопроводных линий к коаксиальным кабелям. Поэтому, в рупорах необходимо устанавливать согласователи волновых сопротивлений. С их помощью одновременно осуществляется подача, отбор электромагнитной энергии с однопроводной линии, и согласование линии с подключенными коаксиальными кабелями.

Фазовая и групповая скорость распространения электромагнитной энергии.
Одна из основной особенностью однопроводных линий - сравнительно маленькое различие между скоростью распространения электромагнитной энергии в волноводе, и в свободном пространстве. Для сравнения, в коаксиальном кабеле РК-75-9-131 скорость распространения электромагнитной энергии около 200 000 км/сек, а при использовании однопроводной линии - около 270 000 км/сек. Это существенное преимущество.

Вот такой немного длинный, но все же, надеюсь, интересный материал. Какие могут быть особенности при использовании однопроводной линии под транспортировку данных?

Передача на низкой частоте вызывает сильный рост граничного радиуса, и фактически использовать диапазон ниже 100МГц невозможно. Поднять частоту не сложно - тот же Манчестер на 100 Мбитах можно получить простой переделкой (разгоном) 10baseT. Но легко может получиться, что повышение частоты сведет на нет преимущества в затухании перед обычной медной парой.

Вопрос не однозначный. Приходят на ум 2,4 ГГц и 900 МГц варианты шумоподобного сигнала, магистральные линии радиофикации (биметалл 4-5 мм), сельская связь и много другое.

Как обычно, при нехватке фантазии остается надеяться на форум и ваши письма. Надеюсь, они помогут развитию идею, если она, конечно, того стоит.

Обсудить в форуме

Анонс

Немного философии о интернете в сельских условиях, и разные новости. Например, будет вид чипа сетевого адаптера "изнутри".
Опять приходится обещать описание протяжки оптоволокна с подвешиванием к проволоке на "спираль". В этот обзор оно, увы, не влезло по объему.

От редакции: если у вас есть чем поделиться с коллегами по отрасли, приглашаем к сотрудничеству
Ссылка на материал, для размещения на сторонних ресурсах
/articles/reviews/15676/odnoprovodnaya-peredacha-shirokopolosnogo-signala.html

Обсудить на форуме

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Зарегистрироваться