Репитер — устройство для усиления сигнала¶

Репитер (от англ. repeater — повторитель) — устройство, принимающее, усиливая и повторно передающее сигнал, чтобы увеличить дальность его распространения или восстановить качество после искажений. Репитеры применяются в радиосвязи, телекоммуникациях, компьютерных сетях и аудиотехнике; принцип их работы — приём сигнала, его обработка (усиление, регенерация, преобразование) и повторная передача без существенного изменения содержания.

¶Репитер в радиосвязи

В радиосвязи репитер — это передатчик, работающий на приём и передачу одновременно, но на разных частотах (дуплексный режим). Приёмная и передающая частоты разделены так называемым дуплексным разносом, чтобы избежать самовозбуждения. Репитер принимает слабый сигнал от портативной радиостанции, усиливает его и ретранслирует, что позволяет покрыть значительную территорию, включая зоны, недоступные прямой связи между радиостанциями.

Основные характеристики репитера:

• Диапазон рабочих частот — определяется назначением (например, УКВ-диапазон 136–174 МГц для служебной связи, 400–470 МГц для любительской и коммерческой связи).
• Мощность передатчика — обычно от 5 до 50 Вт.
• Чувствительность приёмника — определяет, насколько слабый сигнал способен принять репитер.
• Дуплексный разнос — разница между частотами приёма и передачи (в любительских диапазонах, например, 1,6 МГц для 2-метрового диапазона и 7,6 МГц для 70-сантиметрового).
• Антенная система — как правило, используются направленные антенны (секционные, коллинеарные), устанавливаемые на мачтах или крышах зданий.

Репитеры в радиосвязи часто объединяются в сети, где один репитер является «хабом», а другие — «спутниками», связанными с ним по радиоканалу или проводной линии. Такие сети используются в служебной связи (полиция, пожарная охрана, охрана), в любительской радиосвязи и в коммерческих системах (такси, логистика).

¶Репитер в телекоммуникациях

В телефонных и телекоммуникационных сетях репитеры (усилители) применяются для компенсации затухания сигнала в длинных линиях связи. В аналоговых телефонных сетях на линиях устанавливались линейные усилители, восполнявшие потерю уровня сигнала. В цифровых сетях репитер выполняет функцию регенерации: он принимает искажённый сигнал, восстанавливает исходные импульсы и передаёт их дальше, что позволяет строить магистрали связи большой протяжённости.

В оптоволоконных линиях связи используются оптические репитеры (усилители), в том числе на основе эрбиевых усилителей (EDFA), которые усиливают оптический сигнал без преобразования его в электрический. Это позволяет передавать данные на расстояния в тысячи километров без промежуточного электронного преобразования.

¶Репитер в компьютерных сетях

В компьютерных сетях репитер — это устройство физического уровня (уровень 1 модели OSI), которое принимает сигнал с одного сегмента сети, восстанавливает его форму и амплитуду и передаёт в другой сегмент. Репитер не анализирует содержимое передаваемых данных и не принимает решений о маршрутизации — его задача исключительно физическое усиление и регенерация сигнала.

Репитеры использовались в ранних локальных сетях на базе коаксиального кабеля (Ethernet 10BASE5, 10BASE2), где они позволяли увеличить длину сегмента и число подключённых устройств. С переходом на витую пару и коммутируемые сети функцию репитера взяли на себя коммутаторы (свитчи) и хабы, которые фактически являются многопортовыми репитерами.

¶Репитер в аудиотехнике

В профессиональной аудиотехнике репитер — это устройство, создающее эффект многократного эха: сигнал задерживается и повторяется несколько раз с убывающей громкостью. Репитеры используются музыкантами для создания ритмических и атмосферных эффектов. В цифровых репитерах задержка реализуется с помощью буферов памяти, что позволяет управлять временем задержки, числом повторений и частотной характеристикой повторного сигнала.

¶Репитер в беспроводных сетях

В беспроводных сетях Wi-Fi репитеры (повторители, ретрансляторы) используются для расширения зоны покрытия. Репитер принимает сигнал от основного роутера, усиливает его и передаёт дальше. Недостаток такого подхода — снижение пропускной способности, так как канал связи используется и для приёма, и для передачи. В современных сетях репитеры часто заменяются системами mesh-роутеров, где несколько устройств образуют единую сеть с автоматической маршрутизацией.

¶Применение

Репитеры применяются в следующих областях:

• Служебная и любительская радиосвязь — покрытие больших территорий.
• Телекоммуникационные магистрали — компенсация затухания сигнала.
• Оптоволоконные линии — усилители EDFA на трансконтинентальных маршрутах.
• Компьютерные сети — расширение сегментов локальных сетей.
• Беспроводные сети — увеличение зоны покрытия Wi-Fi.
• Аудиотехника — создание эффекта эха.

Источники:

• «Радиотехника: учебник» — под ред. В. А. Иванова.
• «Телекоммуникационные сети» — В. Н. Осокин.
• «Компьютерные сети» — Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл.
• «Основы цифровой обработки сигналов» — А. В. Оппенгейм, Р. В. Шафер.
• Справочник «Радиолюбительские репитеры» — журнал «Радио», 2005.