Edastusvahend (definitsioon): energia ja signaalide ülekandmine

Mis on edastusvahend? Selge ülevaade energia ja signaalide ülekandmisest (õhk, tahked ained, vedelikud, juhtmed), omadused, eelised ja piirangud.

Edastusvahend on miski (tahke, vedel, gaasiline või plasma), mis suudab energiat edastada. Näiteks helide ülekandevahendiks on tavaliselt õhk. Kuid heli võib levida ka läbi tahkete ainete ja vedelike. Juhtme kaudu saab edasi kanda elektriga elektronid. Igal ülekandevahendil on omad eelised ja puudused. Need võivad olla näiteks hind, ribalaius (ehk kui palju midagi saab edastada), ülekandekiirus ja ulatus.

Edastusvahendi tüübid ja levimisviisid

Edastusvahendeid võib jagada mitmel viisil, olenevalt sellest, kuidas energia või signaal levib:

• Mehaanilised kandjad — näiteks heli laineid kannab tavaliselt õhk, aga heli levib ka läbi vedelike ja tahkete materjalide. Mehaanilised lained vajavad tavaliselt ainekeskkonda (midagi, milles osakesed võnguvad).
• Elektromagnetilised kandjad — valgus, raadiolained ja muud elektromagnetilised lained saavad liikuda ka vaakumis (nt satelliidisuhtlus). Elektromagnetilist energiat saab juhtida ka spetsiaalsete juhtmete ja kiudude kaudu.
• Juhtmega (guiding) vahendid — näiteks metalljuhtmed, koaksiaalkaablid ja optilised kiud, kus energia või signaal liigub piiratud rada mööda.
• Juhtmeta (unguided) vahendid — raadiolained, mikrolained ja infrapuna, mis levivad vabas ruumis või atmosfääris.
• Eksootilisemad keskkonnad — plasmas ja kõrgsageduslike protsesside puhul muutub keskkond aktiivseks osaülekandeks (nt laser-plasma interaktsioonid või kosmiline plasmakeskkond).

Olulised omadused, mida arvestada

Erinevate edastusvahendite valikul ja kasutamisel tuleb tähele panna mitmeid omadusi:

• Ribalaius — kui palju infot või energiat suudetakse ühikul ajal edastada.
• Attenuatsioon (kahanemine) — signaali või energia vähenemine läbisõidu jooksul; suuremate vahemaade puhul võib vaja minna võimendamist või kordajaid.
• Ülekandekiirus ja latentsus — laine või impulsi kiirus (nt heli vs valgus) ning viivitus, mis mõjutab reaalajas suhtlust.
• Müra ja segamine — välised häired või signaalide omavaheline segunemine, mis halvendavad edastuse kvaliteeti.
• Dispersion ja moonutused — eri sagedused levivad veidi erinevalt, mis võib pikemale vahele põhjustada signaali laialivalgumist.
• Füüsiline vastupidavus ja paigaldus — kulud, hooldusvajadus, paindlikkus, mehaaniline kaitse ja tuleohutus.
• Turvalisus ja häirekindlus — kuidas lihtne on signaali pealt kuulata, häirida või katkestada.

Näited ja rakendused

• Heli ülekandmine — kõne ja muusika levivad peamiselt läbi õhu, meditsiinis kasutatakse ka ultraheli lainet vedelikus ja kudedes.
• Elektrienergia ja signaalid juhtmetes — metalljuhtmed ja traatvõrgud kannavad elektrit ja andmeid; selliseid ühendusi kasutatakse elektritoiteks, telefonisideks ja lokaalvõrkudes.
• Optilised kiud — valguse abil edastatav andmeside, mis pakub suurt ribalaiust ja väikest attnuatsiooni pikkadel vahemaadel.
• Raadio- ja mikrolainete süsteemid — traadita suhtlus (nt mobiilside, Wi-Fi, satelliidid) kasutab atmosfääri või kosmost edastusvahendina.
• Seismilised lained — maa-aluste löökide ja värinate edastus tahketes kividest, kasutusel maavärinate uurimisel ja uuringutel.
• Plasma- ja kõrgenergeetilised keskkonnad — teadusuuringud ja teatud tööstuslikud protsessid, kus keskkond ise domineerib ülekande omadusi.

Valikuprintsiip: sobiva edastusvahendi valik sõltub eesmärgist — kas rõhk on madalatel kuludel, suurel ribalaiusel, vähesel latentsusel, pikkadel vahemaadel või tugevast häirekindlusest. Tihti kombineeritakse erinevaid vahendeid (näiteks optiline side ja raadiolink satelliidiga), et saavutada parim tulemus.

Telekommunikatsioon

Füüsilised andmekandjad: on tegelikult juhtmed või kaablid, mida kasutatakse kahe või enama seadme ühendamiseks. Need võivad olla keerdpaar-, koaksiaal- ja kiudoptilised kaablid. Keermestatud paarikaablid olid traditsiooniliselt kasutusel telefoniliinide ja -kaablite puhul. Kuid neid kasutatakse ikka veel laialdaselt võrkudes ja muudes kasutusalades. Neid nimetatakse keerdpaarkaabliteks, sest neis on palju väikeseid õhukesi isoleeritud juhtmeid, mis on tasakaalustatud ahelas üksteise ümber keeratud. Keermestatud paarikaablid võivad sisaldada kuni 4200 paari juhtmeid.

Twisted pair kaabel

Küsimused ja vastused

K: Mis on siirdekeskkond?

K: Mis on heli ülekandevahend?

K: Mida võib edastada juhe?

K: Kas igal ülekandevahendil on eeliseid ja puudusi?

K: Millised on mõned tegurid, mis võivad ülekandevahendit mõjutada?

K: Mis on ribalaius ülekandevahendi puhul?

K: Kas erinevatel edastusvahenditel võivad olla erinevad kulud?

Otsing