Repetor

Antene de repetatoare în legătură radio pe Mont Aigoual , Cevennes ( Franța ).

Un repetor , în telecomunicații , indică un dispozitiv electronic care primește un semnal la intrare și îl retransmite la ieșire de obicei cu un semnal de putere mai mare, astfel încât propagarea acestuia poate fi garantată chiar și pe distanțe mari, fără atenuare și / sau degradare excesivă.

fundal

Termenul a intrat în limbaj comun în secolul al XIX-lea odată cu răspândirea telegrafiei cu referire la un dispozitiv electromecanic (tip releu ) utilizat pentru propagarea și regenerarea semnalelor telegrafice.

Utilizarea termenului a continuat în domeniul telefoniei și al transmiterii de date și este valabilă atât în domeniul rețelelor de telecomunicații bazate pe cablare, cât și în rețelele fără fir, cum ar fi, de exemplu, în comunicațiile prin legături radio .

Operațiune

Schema de bază a unui repetor care retransmite un semnal radio

Când un semnal care transportă informații trece printr-un canal de comunicație, acesta este degradat progresiv din cauza pierderii de energie . De exemplu, atunci când un apel telefonic trece printr-o linie telefonică , o parte din energia din curentul electric care reprezintă semnalul audio este disipată ca căldură în rezistența firului de cupru. Cu cât firul este mai lung, cu atât se pierde mai multă putere și cu atât este mai mică amplitudinea semnalului la final. Deci, cu un fir suficient de lung, apelul nu va fi audibil la celălalt capăt. La fel, cu cât un receptor este mai departe de un post de radio, cu atât semnalul radio este mai slab și recepția este mai slabă. Un repetor este un dispozitiv electronic dintr-un canal de comunicație care crește puterea unui semnal și îl retransmite, permițându-i să se deplaseze mai departe. Deoarece amplifică semnalul, necesită o sursă de energie electrică.

În rețeaua de calculatoare, deoarece repetatoarele funcționează cu semnalul fizic real și nu încearcă să interpreteze datele transmise, acestea funcționează pe stratul fizic, primul strat al modelului OSI .

Tehnologie

Există trei tipuri principale de implanturi:

repetor transparent : un dispozitiv analogic care recepționează, amplifică și retransmite un semnal de intrare indiferent de natura acestuia (analogic sau digital), evitând atenuarea sa fizică excesivă în putere ;
repetor regenerativ : un dispozitiv digital care recepționează, demodulează , regenerează sau filtrează , amplifică, remodelează și retransmite un semnal digital care permite, pe lângă amplificare, o regenerare completă ( remodelare ) împotriva oricăror efecte de distorsiune .
repetor pasiv : un dispozitiv fără alimentare care funcționează datorită câștigurilor antenelor singur și are scopul de a depăși un obstacol prin schimbarea direcției semnalului radio de recepție, fără a utiliza amplificare sau regenerare activă.

Management de date

Repetori RAI ai Monte Telegrafo la Argentario

Repetor analogic

Acest tip este utilizat în canalele care transmit date sub forma unui semnal analogic în care tensiunea sau curentul sunt proporționale cu amplitudinea semnalului, cum ar fi într-un semnal audio.

Ele sunt, de asemenea, utilizate în liniile trunchi care transmit semnale multiple utilizând multiplexarea prin diviziune de frecvență (FDM). Repetatoarele analogice constau dintr-un amplificator liniar și pot include filtre electronice pentru a compensa distorsiunea de frecvență și de fază în linie.

Repetitor digital

Numit și digipeater , este utilizat în canalele care transmit date prin semnale digitale binare, unde datele sunt sub formă de impulsuri cu doar două valori posibile, reprezentând cifrele binare 1 și 0. Un repetor digital amplifică semnalul și poate revigorează, resincronizează și remodelează impulsurile. Un repetor care efectuează funcțiile de dithering sau resincronizare poate fi numit regenerator.

Tipuri

Repetitor de telefon

Aceasta este utilizată pentru a crește gama de semnale telefonice dintr-o linie telefonică. Sunt folosite cel mai frecvent în liniile principale care efectuează apeluri la distanță.

Într-o linie telefonică analogică formată dintr-o pereche de fire, aceasta constă dintr-un circuit amplificator format din tranzistoare care utilizează puterea de la o sursă de curent continuu pentru a crește puterea semnalului audio AC pe linie. Deoarece telefonul este un sistem de comunicații duplex (bidirecțional), perechea de fire poartă două semnale audio, unul în fiecare direcție. Deci, repetatoarele telefonice trebuie să fie bilaterale, amplificând semnalul în ambele direcții fără a provoca feedback, ceea ce le complică foarte mult designul. Repetatoarele telefonice au fost primul tip de repetor și au fost unele dintre cele mai vechi aplicații de amplificare. Dezvoltarea repetatoarelor telefonice între 1900 și 1915 a făcut posibil serviciul telefonic la distanță. Cu toate acestea, majoritatea cablurilor de telecomunicații sunt acum cabluri de fibră optică care utilizează repetatoare optice (mai jos).

Repetor de cablu submarin

Acesta este un tip de repetor de telefon utilizat în cablurile de telecomunicații submarine submarine.

Repetor de comunicații optice

Acesta este utilizat pentru a crește gama de semnale într-un cablu cu fibră optică. Informațiile digitale se deplasează printr-un cablu de fibră optică sub formă de impulsuri scurte de lumină. Lumina este formată din particule numite fotoni, care pot fi absorbite sau dispersate în fibră. Un repetor de comunicații optice constă de obicei dintr-un fototranzistor care transformă impulsurile de lumină într-un semnal electric, un amplificator pentru a crește puterea semnalului, un filtru electronic care remodelează impulsurile și un laser care convertește semnalul electric înapoi în lumină și îl trimite pe celălalt fibră. Cu toate acestea, amplificatoarele optice au fost dezvoltate pentru ca repetitoarele să amplifice lumina însăși fără a fi nevoie să o convertească mai întâi într-un semnal electric.

Utilizare

Sisteme radio

Exemplu de repetor de legătură radio cu antene parabolice directive tipice

În comunicațiile radio , repetatoarele sunt utilizate pe scară largă în furnizarea de semnale radio pe o zonă extinsă, în timp ce în sistemele de urgență (de exemplu furnizate poliției , pompierilor , ambulanțelor , taxiurilor și altor servicii) sunt sinonime cu stațiile radio care asigură ambele funcții.

Un repetor simplex utilizează o singură frecvență atât în recepție, cât și în transmisie ( izofrecvență ): primește, stochează și retransmite imediat după repetarea semnalelor primite la o putere electromagnetică mai mare, dar întârziată în timp cu un anumit timp de latență . Acestea sunt utilizate în scopuri didactice și de către experimentatori / pasionați (de exemplu, PMR 446 ) în virtutea simplității lor constructive și a costului redus; sunt cunoscuți și ca „papagali electronici” sau „ papagal ” ^[1] .

Un repetor duplex utilizează două frecvențe : o frecvență de "intrare" care recepționează și controlează semnalele de intrare și o frecvență de "ieșire" pe care semnalele primite la intrare sunt retransmise la o putere mai mare.

Ca subsisteme ale unei infrastructuri de legături radio, repetatoarele pot implementa tehnici de transmisie radio în diversitate de spațiu sau frecvență , cum ar fi nodul de origine sau destinația finală.

Repetatoarele radio sunt de obicei plasate în zone care maximizează efectele de propagare radio în scopurile lor. Avem:

repetatoare de nivel scăzut , utilizate pentru comunicații locale și plasate la o înălțime mare pentru a reduce interferențele cu alți utilizatori / sisteme care operează la aceleași frecvențe radio . Sunt utilizate pentru suprafețe mari, cum ar fi orașe întregi sau clădiri mici.
Repetatoarele de nivel înalt sunt plasate pe turnuri înalte sau în vârful munților pentru a maximiza aria de acoperire. Cu aceste sisteme, utilizatorii cu aparate de radio cu putere redusă (cum ar fi un „ walkie-talkie ”) pot comunica cu alții pe mai mulți kilometri.

În domeniul radioamatorilor , repetatoarele nu sunt de obicei utilizate ca stație de bază pentru un singur utilizator sau grup; cu toate acestea, oferă alte servicii, cum ar fi o conexiune de autopatch pentru o linie telefonică POTS / PSTN pentru utilizatorii la distanță. Aceste tipuri de repetatoare au de obicei un ton squelch (ton CTCSS sau PL ) implementat, pentru a preveni utilizarea lor accidentală de interferența altor repetori.

Difuzarea

Repetatoarele sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în difuzare , unde sunt cunoscute ca traducători sau amplificatoare. Repetatoarele sunt, de asemenea, punctele de acces Wi-Fi ale rețelelor WLAN atunci când acestea difuzează, la nivel fizic , în zona lor de acoperire, semnalul către alte puncte de acces învecinate pentru a permite propagarea semnalului către destinația sa ( Extended Service Set (ESS) modul)), dar și de lucru la nivelul legăturii de date .

Rețea de telefonie celulară

Înrețeaua de telefonie celulară, „ stațiile de bază radio ” îndeplinesc funcțiile repetorilor de semnal radio către și de la o stație de bază radio de referință printr-o legătură directivă ( antene parabolice sau mini-legături ) care oferă acoperire radio către o nouă celulă care permite creșterea lățimii de bandă datorită reutilizării frecvenței .

Un repetor pasiv, pe de altă parte, indică un anumit tip de repetor, utilizat pentru a depăși obstacolele naturale care ar obstrucționa linia de vedere dintre două terminale radio, fără a opera niciun tip de amplificare sau regenerare, funcționând astfel într-un mod complet pasiv. Prin urmare, este alcătuit dintr-o pereche de antene amplasate corespunzător, care recepționează și retransmit semnalul schimbând doar direcția de iradiere. Poate fi plasat în puncte înalte, evitând instalarea dispozitivelor electronice care ar necesita alimentare cu energie electrică și a căror întreținere ar fi mai complicată și mai costisitoare.

În anumite cazuri, în mod normal, cu unghiuri de repetare mai mici de 90º, se poate utiliza o oglindă metalică orientată corespunzător care să reflecte unde electromagnetice cu o suprafață de câțiva metri pătrați, în loc de două antene cuplate. În unele cazuri deosebit de critice datorită prezenței obstacolelor dificil de depășit, se poate utiliza inserarea repetorilor pasivi dubli sau chiar tripli. Tehnica este deosebit de avantajoasă dacă punctul de repetare pasiv este aproape de unul dintre cele două terminale active, astfel încât să reducă pierderile totale ale legăturii.

Sisteme cablate

Repetatoarele sunt adesea folosite în cablurile transcontinentale și transoceanice (cabluri submarine ), deoarece „ atenuarea semnalului (pierderea semnalului) pe aceste distanțe ar putea fi complet inacceptabilă fără ele în scopul transmiterii echipamentelor. Repetatoarele sunt utilizate atât în cablurile de cupru care transportă semnale electrice, cât și în fibrele optice care transportă semnale optice . În acest context, acestea sunt cunoscute mai ales ca amplificatoare și regeneratoare .

Retele de calculatoare

Dintre rețelele de difuzare ar trebui să ne amintim de rețelele LAN în care repetorul este utilizat mai ales cu un anumit dispozitiv de rețea care este hub - ul, adică un repetor multiport.

Probleme de sănătate umană

În plus față de problemele peisagistice datorate impactului vizual al repetorilor asupra peisajelor și zonelor cu valoare peisagistică ridicată, există probleme de sănătate datorate posibilelor efecte nocive ale undelor electromagnetice . Institutul Ramazzini în 2018 a finalizat un studiu de mai mulți ani realizat pe șobolani supuși frecvențelor radio; în subgrupul de șobolani masculi supuși intensității celei mai mari a câmpului (50 V / m) institutul a identificat dovezi semnificative statistic ale apariției tumorilor rare ale inimii și creierului ^{[2], în} timp ce nu s-au găsit efecte semnificative la niciunul dintre grupurile corespunzătoare de șobolani femele , nici în grupurile expuse câmpurilor de intensitate mai mică.