Радиоволны в соответствии с международной классификацией делятся на диапазоны (табл. 3.1) [1]. Радиоволны различных диапазонов ввиду некоторых физических свойств, о которых речь шла выше, могут распространяться на разные расстояния, т.к. волны разных диапазонов характеризуются специфическими особенностями распространения радиосигнала.
Диапазоны радиоволн
100000 -10000 км
Оценка дальности радиосвязи
- Сверхдлинные волны — СДВ> 1000 км.
- Длинные волны — ДВ=1000км.
- Средние волны — СВ=400км.
- Короткие, волны — КВ=20000км.
- Ультракороткие волны — УКВ= 70 км.
Ионосфера является отражающим слоем для длинных, средних и частично коротких волн. Обладая хорошей дифракционной способностью, радиоволны этих диапазонов (особенно СДВ и ДВ) могут преодолевать значительные расстояния. Данные диапазоны используются для международного радиовещания, навигации.
Сигналы в диапазоне КВ в наибольшей степени подвержены влиянию промышленных помех, помех от бытовых приборов, радиовещательных и телевизионных передатчиков. Применение оборудования данного диапазона оптимально в сельской местности, где уровень помех значительно ниже, чем в условиях плотной городской застройки. Диапазон характеризуется хорошим огибанием неровностей ландшафта и распространением за пределы прямой видимости. Хорошие результаты по дальности связи получаются между стационарными объектами. Автомобильные и портативные радиостанции имеют меньшую дальность связи из-за малой эффективности антенн, так как длина волны много больше длины антенны.
Какая частота на КВ лучше? Эксперимент.
Диапазон УКВ — один из самых универсальных диапазонов. Оборудование этого диапазона прекрасно работает как в сельской местности, так и в условиях городской застройки. Ультракороткие волны проходят ионосферу почти беспрепятственно, поэтому считается, что УКВ радиосвязь осуществляется поверхностной волной в пределах прямой видимости, т.к. эти волны почти не обладают свойством дифракции.
По этой же причине за некоторыми отдельно стоящими препятствиями образуются радиотеневые зоны, когда же их целый комплекс (городской массив), то радиосвязь в зоне радиотени осуществляется за счет прихода волн, многократно отразившихся от стоящих рядом с абонентом сооружений. Т.к. данный диапазон радиоволн имеет недостаточное загоризонтное распространение, то для увеличения дальности радиосвязи требуется большая высота установки антенны базовой радиостанции.
Портативные станции работают достаточно успешно на открытой местности, но в условиях плотной городской застройки качество связи существенно снижается. Эффективность спиральных антенн достаточно высока, но все же не максимальна из-за разницы длины волн и геометрических размеров антенн. В общем случае устойчивая дальность связи поверхностной волны составляет около 70 км. Дальность связи УКВ увеличивается за счет рефракции, преломления радиоволн в нижних слоях атмосферы ввиду неоднородности слоев, а также за счет появления в ионосфере участков с повышенной ионизацией, которые чаще всего проявляют себя в период солнечной активности.
А я вам покажу на какой частоте настроить канал Белсат ТВ
Диапазон ДМВ считается «городским» и проявляет свои лучшие качества в условиях плотной городской застройки. Выбор этого диапазона оптимален при необходимости получения устойчивой связи на небольших расстояниях, например, в черте города. Даже при использовании портативных радиостанций обеспечивается устойчивая связь с минимальным количеством «мертвых» зон. Для открытой местности ДМВ не очень удобен, так как радиоволны этого диапазона плохо огибают неровности рельефа и имеют сильное затухание в лесистой местности. Для получения большой дальности связи потребуются очень высокие точки установки антенн базовых станций.
Сантиметровые волны чаще всего используются для организации космической связи, так как имеют хорошую проходимость ионосферных слоев. Более высокие частотные диапазоны радиоволн пока еще не освоены для применения.
В деятельности пожарно-спасательных подразделений для организации радиосвязи наибольшее применение нашли радиоволны УКВ диапазона, реже используется КВ диапазон. Основные преимущества УКВ связи в том, что связь в этом диапазоне более устойчивая и практически не зависит от времени суток и погоды, в этом диапазоне относительно низкий уровень индустриальных помех, а особенности распространения УКВ позволяют использовать одни и те же частоты в соседних гарнизонах. Антенные устройства УКВ диапазона имеют значительно меньшие габариты, чем антенны КВ связи и, тем более, антенны диапазонов СВ и ДВ, что немаловажно для организации радиосвязи в городских условиях.
Зона устойчивой радиосвязи диапазона УКВ зависит от многих факторов, и в связи с тем, что специфика деятельности пожарно-спасательных подразделений подразумевает организацию радиосвязи, как правило, в городских условиях, то дальность связи в ряде случаев оказывается существенно меньше указанной на рис. 3.8. Необходимо правильно выбирать места для работы с радиостанциями.
Рис. 3.8. Ориентировочная дальность УКВ радиосвязи
между различными типами радиосредств
Источник: studfile.net
Есть ли верхний предел у электромагнитного спектра
На одном конце электромагнитного спектра находятся радиоволны, а на другом — гамма-излучение. Но существует ли верхний предел длины волны? Что это тогда за волны?
Никита Шевцев
nonstopengineering.blogspot.com
Самое мощное излучение генерируется огромными астрофизическими объектами, но до нас доходят сильно ослабленные фотоны. Ученые пока не знают, насколько мощными может быть природное излучение — на этот вопрос только предстоит ответить
Исторически сложилось так, что все частицы с частотами более 10 19 герц (или с энергией более 50 000 электрон-вольт) называются гамма-лучами. В теории нет жесткого предела энергии, которую может иметь гамма-луч. Однако на практике есть целый ряд фактов, которые необходимо принимать во внимание, включая как астрофизические источники излучения, так и фундаментальные физические эксперименты.
0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Однако для начала давайте обратимся к вопросу о наиболее высокоэнергетических гамма-лучах, обнаруженных до сих пор. Излучение с такими энергиями регистрируются при помощи наземных приборов и исходят от огромных астрофизических объектов. Примером таких источников является пара активных галактик и Крабовидная туманность: оттуда к Земле приходят волны с энергиями до 10 27 Гц (5•10 12 эВ). Помимо этих отдельных источников, существует также мощное диффузное гамма-излучение — наиболее мощные волны имели частоту 10 24 Гц (10 9 эВ), но ожидается, что этот вид лучей может иметь частоту до 10 30 Гц (10 15 эВ). Измерять волны таких высоких энергий крайне трудно, так как фотоны такого диапазона очень редки и физикам приходится просеивать огромный массив данных, чтобы попытаться найти нужный сигнал.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Возможно, никогда не узнаем, насколько высокоэнергетичными могут быть гамма-лучи в природе. Этот вид излучения доходит до наших телескопов, но перед этим проходит через пространство, частично рассеиваясь на частицах пыли и интерферируя с другими волнами. Поэтому даже фотоны самых высоких энергий рискуют потерять значительную часть своей интенсивности в пути до Земли.
Кроме того, многие источники могут производить очень высокоэнергетические гамма-лучи, которые затем поглощаются его же атомами и переизлучаются в пространство. В результате при самых экстремальных энергиях мы будем видеть только те гамма-лучи, которые генерируются относительно близкими источниками.
Тем не менее, из наблюдаемого распределения энергий гамма-лучей мы знаем, что должны быть в состоянии обнаружить волны с более высокими энергиями, чем известно на данный момент. В настоящее время разрабатывается ряд проектов, которые будут собирать гамма-лучи сверхвысокой энергии из космических источников. Только такие эксперименты позволят нам установить верхний предел электромагнитного спектра, если он существует. По материалам NASA. Читайте главные новости дня на ленте «TechInsider» в Telegram
Источник: www.techinsider.ru
Частоты сотовой связи в России
Новичкам непонятны игры, предпринимаемые разработчиками стандартов. Казалось бы, использует GSM частоты 850, 1900, 900, 1800 МГц, чего боле? Быстрый ответ – читайте нижеследующий раздел Инструкция телефона. Будет показана неправомерность общепринятого толкования. Проблема описана следующими положениями:
- Второе поколение сотовой связи 2G породило уйму стандартов. Мир знает три эпицентра, задающих ритм: Европа, Северная Америка, Япония. Россия переняла стандарты первых двух, переиначив.
- Родословное дерево нормативов постоянно ширится.
- Международные варианты стандартов призваны объединить разнородные правила отдельных стран. Часто напрямую внедрение невозможно. Правительства изменяют законодательную базу, закрепляя планы частот.
Сказанное объясняет истоки непонимания проблемы новичками. Возвращая вопросу ясность, построим упрощённую иерархию стандартов, указывая попутно используемые частоты.
Генеалогия стандартов
Следующая информация призвана разъяснить обывателю структуру существующих, вымерших стандартов. Ниже, в следующих разделах, будут описаны применявшиеся в России технологии. Жирным помечены соответствующие представители древа, украсивший русский лес.
1G
- Семейство AMPS: AMPS, NAMPS, TACS, ETACS.
- Прочие: NMT, C-450, DataTAC, Hicap, Mobitex.
2G: 1992
- Семейство GSM/3GPP: GSM, HSCSD, CSD.
- Семейство 3GPP2: cdmaOne.
- Семейство AMPS: D-AMPS.
- Прочее: iDEN, PHS, PDC, CDPD.
2G+
- Семейство 3GPP/GSM: GPRS, EDGE.
- Семейство 3GPP2: CDMA2000 1x, включая Advanced.
- Прочие: WiDEN, DECT.
3G: 2003
- Семейство 3GPP: UMTS.
- Семейство 3GPP2: CDMA2000 1xEV-DO R. 0
3G+
- Семейство 3GPP: LTE, HSPA, HSPA+.
- Семейство 3GPP2: CDMA2000 1xEV-DO R. A, CDMA2000 1xEV-DO R. B, CDMA2000 1xEV-DO R. C
- Семейство IEEE: Mobile WiMAX, Flash OFDM.
4G: 2013
- Семейство 3GPP: LTE-A, LTE-S Pro.
- Семейство IEEE: WiMAX.
5G: 2020
Краткое описание
Генеалогия позволяет проследить вымершие виды. Например, современные авторы часто пользуются аббревиатурой GSM, вводя читателя в заблуждение. Технология целиком ограничена вторым поколением сотовой связи, вымерший вид. Прежние частоты с дополнениями продолжают использоваться потомками.
1 декабря 2016 года австралийский Телстра прекратил использование GSM, став первым в мире оператором, целиком обновившим оборудование. Технологией продолжают довольствоваться 80% населения планеты (согласно сведениям Ассоциации GSM). Примеру австралийских коллег 1 января 2017 года последовал американский AT 869-894 МГц).
Стандарт GSM/GPRS
Стандарт ныне мёртв, повсеместно заменён потомками GSM/GPRS, CDMA2000.
Зачем россиянину D-AMPS
Российский обыватель часто пользуется подержанной техникой. Оборудование D-AMPS достигло складов Теле 2, Beeline. 17 ноября 2007 последние прикрыли лавочку Центральному региону. Лицензия Новосибирской области истекла 31 декабря 2009. Последняя ласточка улетела 1 октября 2012 (Калининградская область).
Киргизия использовала диапазон до 31 марта 2015.
CDMA2000 — 2G+
Некоторые варианты протокола используют:
- Узбекистан – 450 МГц.
- Украина – 450; 800 МГц.
В период декабрь 2002 – октябрь 2016 спецификации 1хRTT, EV-DO Rev. A (450 МГц) применялись Скайлинк. Ныне инфраструктура модернизирована, внедрён LTE. 13 сентября 2016 года мировые порталы облетела весть: Теле 2 прекращает использование CDMA. Американский MTS начал процесс внедрения LTE годом ранее.
GPRS – второе-третье поколение
Разработка протокола CELLPAC (1991-1993) явилась поворотной точкой развития сотовой связи. Получено 22 патента США. Потомками технологии считают LTE, UMTS. Пакетная передача данных призвана ускорить процесс обмена информацией. Проект призван усовершенствовать сети GSM (частоты перечислены выше). Сервису пользователю обязаны получением технологий:
- СМС.
- ММС.
- Доступ в интернет.
- Устаревший «нажми, чтобы говорить».
- Мессенджер.
- P2P.
- P2M.
Наложений двух технологий (СМС, GPRS) многократно ускоряет процесс. Спецификация поддерживает протоколы IP, PPP, X.25. Пакеты продолжают приходить даже во время разговора.
EDGE
Очередная ступень эволюции GSM задумана компаний AT 2110..2155 МГц. Многие страны последовали примеру Америки. Частота 2100 МГц слишком часто занята. Отсюда приведённые вначале цифры:
- 850/1900 МГц. Причём 2 канала выбирают, используя один диапазон. Либо 850, либо 1900.
Согласитесь, некорректно приплетать GSM, следуя дурному распространённому примеру. Второе поколение использовало полудуплексный единый канал, UMTS – задействовал сразу два (шириной 5 МГц).
Сетка частот UMTS России
Первая попытка распределить спектры состоялась 3 февраля-3 марта 1992 года. Решение адаптировала женевская конференция (1997). Именно спецификация S5.388 закрепила диапазоны:
- 1885-2025 МГц.
- 2110-2200 МГц.
Решение потребовало дальнейших уточнений. Комиссия определила 32 ультра-канала, 11 составили неиспользуемый резерв. Большинство прочих получили уточняющие названия, поскольку отдельные частоты совпадали. Россия отвергла европейскую практику, презрев США, приняв 2 канала (band) UMTS-FDD:
- №8. 900 МГц – E-GSM. Восходящая ветка – 880..915 МГц, нисходящая – 925..960 МГц.
- №3. 1800 МГц – DCS. Восходящая ветка – 1710..1785 МГц, нисходящая – 1805..1880 МГц.
Характеристики сотового телефона следует выбирать согласно приведённой информации. Таблица Википедии, раскрывающая частотный план планеты Земля, совершенно бесполезна. Забыли учесть российскую специфику. Европа эксплуатирует близлежащий канал №1 IMT. Вдобавок имеется сетка UMTS-TDD.
Оборудование двух вариантов воздушных сетей несовместимо.
LTE – 3G+
Эволюционное продолжение связки GSM-GPRS-UMTS. Может послужить надстройкой сетей CDMA2000. Только многочастотный телефон способен обеспечить технологию LTE. Эксперты прямо указывают место ниже четвёртого поколения. Вразрез заявлениям маркетологов.
Изначально организация ITU-R признала технологию соответствующей, позже позицию пересмотрели.
Беспроводной стандарт LTE
LTE являются зарегистрированной торговой маркой ETSI. Ключевой идеей стало применение сигнальных процессоров и внедрение инновационных способов модуляции несущей. Была признана целесообразной IP-адресация абонентов. Интерфейс потерял обратную совместимость, частотный спектр очередной раз изменился. Первая сетка (2004) запущена японской компанией NTT DoCoMo.
Москву выставочный вариант технологии настиг жарким маем 2010 года.
Повторяя опыт UMTS, разработчики внедрили два варианта воздушного протокола:
- LTE-TDD. Временное деление каналов. Технология широко поддержана Китаем, Южной Кореей, Финляндией, Швейцарией. Наличие единственного частотного канала (1850..3800 МГц). Частично перекрывает WiMAX, возможен апгрейд.
- LTE-FDD. Частотное деление каналов (отдельно нисходящий, восходящий).
Частотные планы 2 технологий различны, 90% конструкции ядра совпадает. Самсунг, Квалкомм производят телефоны, способные ловить оба протокола. Занимаемые диапазоны:
- Северная Америка. 700, 750, 800, 850, 1900, 1700/2100, 2300, 2500, 2600 МГц.
- Южная Америка. 2500 МГц.
- Европа. 700, 800, 900, 1800, 2600 МГц.
- Азия. 800, 1800, 2600 МГц.
- Австралия, Новая Зеландия. 1800, 2300 МГц.
Россия
Российские операторы выбрали технологию LTE-FDD, используют частоты:
LTE-A – 4G
Частоты остались прежними (см. LTE). Хронология запусков:
- 9 октября 2012 года у Yota появилось 11 базовых станций.
- Мегафон 25 февраля 2014 года покрыл Садовое кольцо столицы.
- Билайн с 5 августа 2014 года работает на частотах LTE 800, 2600 МГц.
- Setinoid.ru
- Виды связи и сетей
Источник: setinoid.ru