Pārraides vide — definīcija, veidi, īpašības un piemēri
Pārraides vide ir kaut kas (cieta viela, šķidrums, gāze vai plazma), kas var pārraidīt enerģiju. Piemēram, skaņas pārraides vide parasti ir gaiss. Taču skaņu var pārraidīt arī caur cietvielām un šķidrumiem. Caur vadu var pārraidīt elektronus elektrības veidā. Katram pārraides līdzeklim ir priekšrocības un trūkumi. Tie var būt, piemēram, izmaksas, joslas platums (jeb cik daudz ko var pārraidīt), pārraides ātrums un darbības joma.
Kas ir pārraides vide?
Pārraides vide ir materiāls vai telpa, pa kuru pārvietojas viļņi, daļiņas vai lauki, nododot enerģiju un informāciju no avota uz uztvērēju. Tā ietver gan materiālus, kas vadā elektrisko strāvu, gan tos, kas caur sevi izplata mehāniskos viļņus (piem., skaņu), gan arī vidi, kurā izplatās elektromagnētiskie viļņi (piem., gaisa telpa, vakuums, optiskie šķiedri).
Pārraides vides veidi
- Mehāniskās vides: cietvielas, šķidrumi un gāzes, kur izplatās mehāniskie viļņi (skaņa, seismiskie viļņi).
- Elektroķīmiskās un vadītspējas vides: metāli un vadītāji, kuros notiek elektronu plūsma (elektriskās ķēdes, vadi).
- Optiskās vides: optiskie šķiedri un caurspīdīgi materiāli, pa kuriem pārvietojas gaismas viļņi.
- Elektromagnētiskā brīvā telpa: radio viļņi un mikroviļņi, kas var izplatīties vakuumā vai gaisā (bezvadu sakari, satelīti).
- Plazma: jonizēta gāze (piem., jonosfēra), kas var mijiedarboties ar elektromagnētiskajiem viļņiem un ietekmēt to izplatīšanos.
Galvenās īpašības un parametri
- Joslas platums (bandwidth): nosaka, cik daudz informācijas var pārsūtīt vienlaikus (mēra bitos/sekundē).
- Attenuācija (zudumi): signāla vājināšanās attāluma laikā, bieži mēra dB/km.
- Ātrums: viļņa vai informācijas izplatīšanās ātrums (piem., skaņa gaisā ≈343 m/s, gaisma vakuumā ≈3·10^8 m/s, gaisma optiskajā šķiedrā ≈2·10^8 m/s).
- Dispersija: dažādu frekvenču komponentu atšķirīga ātruma dēļ signāls var izplesties un kļūt izkropļots.
- Troksnis un traucējumi: vides ietekme, kas degradē signālu (elektromagnētiskais traucējums, termiskais troksnis u.c.).
- Impedance un saskaņošana: pretestība/impedance, kas ietekmē atstarošanu un signāla zudumu pie pārejām starp dažādām vidēm.
- Drošība un noslēpums: daži mediji (piem., optiskā šķiedra) ir grūtāk noklausāmi nekā bezvadu sakari.
- Izmaksas un uzturēšana: kabelis vs bezvadu infrastruktūra, nepieciešamība pēc pastiprinātājiem, kabeļu ieklāšana.
Piemēri un to pielietojums
- Gaiss: skaņas un radio viļņu izplatīšanai (balss, bezvadu sakari).
- Ūdens: skaņas pārraide zem ūdens (sonāri, jūras komunikācijas).
- Metāli un vara kabeļi: elektriskais pārnesums un datu vadi (elektroenerģijas tīkli, Ethernet pāriem un koaksiālajiem kabeļiem).
- Optiskā šķiedra: liels joslas platums un mazs signāla zudums, piemērota tāliem datu savienojumiem un interneta pamatinfrastruktūrai.
- Vakuums/brīvā telpa: signālu (satellītu) un elektromagnētisko viļņu transmisija bez materiāla zudumiem vakuumā.
- Plazma (jonosfēra): ietekmē HF radio viļņu izkliedi un tālāku pārraidi atmosfērā.
- Seismiskie viļņi cietvielās: izmanto zemes struktūras pētniecībā, inženierijā.
Kā izvēlēties piemērotu pārraides vidi?
Izvēle atkarīga no mērķa un prasībām. Galvenie kritēriji:
- Pieprasītais joslas platums: ja nepieciešams liels datu ātrums — priekšroka optiskajai šķiedrai.
- Attālums: lieliem attālumiem labāk darbojas optika vai satelīts; īsiem — kabeļi vai lokālie bezvadu risinājumi.
- Izmaksas un uzstādīšana: zemākas izmaksas var nozīmēt mazāku veiktspēju vai lielākus uzturēšanas izdevumus.
- Vides un drošības nosacījumi: apkārtējā vide (mitrums, temperatūra, mehāniski bojājumi) un drošības prasības (izslēgt noklausīšanos).
- Jutība pret traucējumiem: vidi, kurā ir daudz elektromagnētisku traucējumu, var būt nepieciešama izolēta vai optiska pārraide.
Secinājums
Pārraides vide ir plašs jēdziens, kas aptver dažādus materiālus un telpas, caur kuriem pārvietojas enerģija un informācija. Katram risinājumam ir savi plusi un mīnusi — ātrums, joslas platums, zudumi, izmaksas un drošība. Sapratne par vides īpašībām palīdz izvēlēties piemērotāko pārraides metodi konkrētam pielietojumam.
Augstsprieguma līnijas, pa kurām pārvada elektroenerģiju
Telekomunikācijas
Fiziskie datu nesēji: faktiski ir vadi vai kabeļi, ko izmanto, lai savienotu divas vai vairākas ierīces. Tie var būt vītā pāra, koaksiālie un optiskie kabeļi. Vītā pāra kabeļus tradicionāli izmantoja telefona vadu līnijās un kabeļos. Taču tos joprojām plaši izmanto tīklos un citos lietojumos. Tos sauc par vītā pāra kabeļiem, jo tiem ir daudz mazu, plāni izolētu vadiņu, kas savīti cits ap citu līdzsvarotā ķēdē. Vītā pāra kabeļos var būt līdz pat 4200 vadu pāru.
Vītā pāra kabelis
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir pārneses vide?
A: Pārraides vide ir viela, tostarp cieta viela, šķidrums, gāze vai plazma, kas var pārnest enerģiju.
J: Kāda ir skaņas pārraides vide?
A: Skaņas pārraides vide pārsvarā ir gaiss, lai gan skaņas var pārraidīt arī caur cietām vielām un šķidrumiem.
J: Ko var pārraidīt vads?
A: Vads var pārraidīt elektronus elektrības veidā.
J: Vai katram pārraides līdzeklim ir priekšrocības un trūkumi?
A: Jā, katram pārraides līdzeklim ir priekšrocības un trūkumi.
J: Kādi ir daži faktori, kas var ietekmēt pārraides līdzekli?
A: Daži faktori, kas var ietekmēt pārraides līdzekli, ir izmaksas, joslas platums, ātrums un darbības joma.
J: Kas ir joslas platums attiecībā uz pārraides līdzekli?
A: Pārraides joslas platums ir tas, cik daudz kaut ko var pārraidīt, izmantojot pārraides līdzekli.
J: Vai dažādiem pārraides līdzekļiem var būt dažādas izmaksas?
A: Jā, dažādiem pārraides līdzekļiem var būt dažādas izmaksas atkarībā no to pieejamības un īpašībām.
