Репитер — устройство усиления сигнала¶

Репитер (от англ. repeater, «повторитель») — устройство или программа, принимающая сигнал, ослабленный при передаче по каналу связи, и повторно передающая его с восстановлением амплитуды, формы и качества. Репитеры применяются в телекоммуникациях, компьютерных сетях, радиосвязи и вещательном вещании для увеличения дальности связи и компенсации затухания сигнала.

¶Принцип работы

Принцип действия репитера основан на приёме, регенерации и повторной передаче сигнала. В отличие от усилителя, который линейно усиливает всё принятое излучение вместе с шумами, цифровой репитер восстанавливает исходный сигнал, принимая решение о значении каждого бита (или символа) и передавая заново сгенерированный сигнал. Это позволяет избежать накопления шумов при каскадном соединении нескольких репитеров.

Основные функции репитера:

• усиление ослабшего сигнала до номинального уровня;
• фильтрация и подавление помех;
• при цифровых каналах — регенерация сигнала (устранение искажений);
• преобразование частоты при необходимости (частотный репитер).

¶Классификация

По типу обрабатываемого сигнала репитеры делятся на аналоговые и цифровые. Аналоговые репитеры просто усиливают принятый сигнал, цифровые — декодируют и заново генерируют его.

По области применения выделяют:

¶Репитер в компьютерных сетях

В локальных сетях на основе Ethernet репитер работает на физическом уровне (уровень 1 модели OSI). Его задача — принять ослабленный или искажённый сигнал от одного сегмента кабеля и передать его в неискажённом виде в другой сегмент. Устройства такого типа исторически объединялись в хабы (концентраторы), которые содержат несколько портов-репитеров.

Современные коммутаторы (свитчи) и маршрутизаторы пришли на смену простым репитерам, поскольку работают на более высоких уровнях модели OSI и умеют фильтровать трафик по MAC- и IP-адресам. Тем не менее принцип регенерации физического сигнала применяется и в них.

¶Wi-Fi репитеры

Репитер Wi-Fi (также усилитель, повторитель Wi-Fi) — устройство, принимающее сигнал беспроводной сети и передающее его с усиленной мощностью, расширяя зону покрытия. Репитер подключается к существующему роутеру по радиоканалу и создаёт собственную точку доступа. Основной недостаток — снижение пропускной способности примерно вдвое, поскольку устройство работает в полудуплексном режиме, используя один и тот же канал и для приёма, и для передачи.

Альтернативой репитерам являются mesh-системы и точки доступа, подключённые к основному роутеру кабелем.

¶Репитеры в сотовой связи

В мобильной связи репитеры (повторители) используются для покрытия зон слабого приёма: подвалов, тоннелей, удалённых районов. Устройство состоит из внешней антенны, принимающей сигнал базовой станции, усилителя и внутренней антенны, переизлучающей сигнал внутри помещения. В России установка репитеров сотовой связи регулируется требованиями к использованию радиочастотного спектра.

¶Репитеры в телевещании и радиосвязи

В кабельном телевещании репитеры (усилители) компенсируют затухание сигнала в длинных коаксиальных линиях. В радиорелейных линиях связи репитерные станции размещаются через каждые 30–60 километров и обеспечивают передачу сигнала на расстояния в тысячи километров.

¶Ограничения

Каскадное соединение репитеров ограничено: при большом числе последовательных устройств накапливаются задержки, а в аналоговых системах — и шумы. В цифровых системах регенерация устраняет шум, но не ошибки, возникающие при сильных искажениях. Поэтому в реальных сетях число репитеров в цепочке нормируется стандартами.

¶История

Первые электрические репитеры появились в телеграфии в XIX веке: в 1850-х годах для удлинения телеграфных линий стали применяться электромеханические реле-повторители, восстанавливавшие сигнал. С развитием телефонии и радиосвязи репитеры получили широкое распространение, а с переходом на цифровые линии связи превратились в устройства регенерации сигнала.