Первинні та вторинні параметри симетричної пари.

где Я0 - электрическое сопротивление цепи постоянному току; F - коэффициент, учиты­вающий потери в проводнике вследствие поверхностного эффекта; Р - коэффициент, учи­тывающий потери в проводниках второй пары этой же четверки: для звездной скрутки Р = 5, для двойной парной скрутки Р = 2; G - коэффициент, учитывающий потери в про­воднике вследствие эффекта близости; Н- коэффициент, учитывающий потери в провод­нике вследствие повторного действия эффекта близости; x - коэффициент спиральности скрутки x = 1,02; АЯ - дополнительное сопротивление вследствие потерь на вихревые то­ки в соседних четверках и металлической оболочке.

где Q - коэффициент, учитывающий вытеснение магнитного поля из проводника вследст­вие поверхностного эффекта; а - расстояние между центрами проводников, мм.

 

18.Параметри взаємного впливу між двома коаксіальними лініями.

В отличие от симметричных кабелей, коаксиальные пары не имеют внешних поперечных электромагнитных полей. Поэтому при идеальной конструкции ко­аксиальных пар взаимное влияние между ними отсутствует. В реальных же условиях, ко­гда внешние проводники имеют продольную щель и толщина проводника небольшая (0,1...0,3 мм), коаксиальные пары подвержены взаимным и внешним помехам, обус­ловленным продольной составляющей электрического поля Е₂, направленной вдоль оси коаксиальной пары.

Влияние между двумя коаксиальными парами цепей I к II осуществляется через тре­тью промежуточную цепь III, образованную из внешних проводников этих пар. Физическую сущность взаимного влияния можно объяснить следующим образом. По внешнему проводнику (цепь I) влияющей коаксиальной пары течет ток, в связи с чем на ее внешней поверхности создается падение напряжения и действует продольная составляю­щая электрического поля Е_г. Она вызывает ток на поверхности внешнего проводника (цепь II) коаксиальной пары, подверженной влиянию. Это обусловлено тем, что из двух внешних проводников коаксиальных пар создается промежуточная цепь, в которой дейст­вует ЭДС, равная Е_г, на внешней поверхности внешнего проводника влияющей коакси­альной пары. Ток, протекающий во внешнем проводнике подверженной влиянию коакси­альной пары, вызывает падение напряжения в нагрузках цепи 2, создающее помехи.

Взаимное влияние цепей обусловлено наличием электрической и магнитных связей Электрическая связь определяется отношением тока I2 в цепи, подверженной влиянию, к разности потенциалов во влияющей цепи U1: К12= g + iwk = I2 / U1 [ См ] где g - активная составляющая электрической связи k - емкостная связь

Магнитная связь: М12 = r + iwm = -Е2/I1 [ Ом ] где: Е2- наведенная ЭДС в цепи,подверженой влиянию r - активная составляющая магнитной связи, m - индуктивная связь

Параметры, учитывающие взаимное влияние линий связи:

Переходное затухание на ближнем конце: А0 = 10 lg P10 / P20

Переходное затухание на дальнем конце: Аl = 10 lg P1l / P2l

Защищенность на дальнем конце: Аzl = 10 lg P10 / P2l

 

 

 

 

19. Порівняльні характеристики різноманітних ліній перечачи. Переваги волоконо-оптичних ліній.

Коаксиал: Частоты – 1-цы кГц – 10-ки МГЦ незначительное влияние помех узкая полоса пропускания

простота и дешевизна оборудования

Симметричная линия: Частоты – 1-цы Гц – 1-цы МГЦ сильное влияние помех узкая полоса пропускания

простота и дешевизна оборудования взаимные помехи

Оптоволокно: Частоты – 10¹⁴ – 10¹⁵ Гц Широкая полоса пропускання помехозащищенность

малые габариты относительная сложность оборудования высокая надежность

Оптические системы по сравнению с электрическими дороже при небольшом числе каналов и дешевле при большом числе каналов. В настоящее время экономически целесообразными являются ВОЛС со скоростью 34 Мбит/с и выше.

Физические особенности:

1. Стекловолокно обладает значительной широкополосностью, которая обусловлена чрезвычайно высокой частотой несущей 10¹⁴ Гц. Это означает, что по оптическим линиям связи можно передавать информацию со скоростью порядка 10¹² бит/с. Другими словами по одному стекловолокну можно передать одновременно 10 милиионов телефонных разговоров и миллион видеосигналов. В оптическом волокне могут распространяться световые сигналы двух разных ортогональных поляризаций, что позволяет удвоить пропускную способность оптического канала связи.

2. Стекловолокно обладает очень малым затуханием (по сравнению с другими средами). Лучшие образцы волокна имеют затухание 0,22 дБ/км на длине волны 1,55 мкм, что позволяет строить линии связи длиной до 100 км без регенерации сигналов. В оптических лабораториях США разрабатываются еще более “прозрачные”, так называемые фторцирконатные волокна с теоретическим пределом порядка 0,02 дБ/км на длине волны 2,5 мкм. Лабораторные исследования показали, что на основе таких волокон могут быть созданы линии связи с регерационными участками через 4600 км при скорости передачи 1 Гбит/с.

Технические особенности:

1. Волокно изготавливается из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а поэтому недорого материала, в отличие от меди.

2. Оптические волокна имеют диаметр около 100 мкм, т.е. очень компактны и легки, что делает их перспективными для использования в кабельной технике.

3. Стекловолокна не являются металлом, поэтому при строительстве систем связи автоматически достигается гальваническая развязка сегментов.

4. Системы связи на основе оптических волокон устойчивы к электромагнитным полям, а передаваемая по световодам информация защищена от несанкционированного доступа.

5. Важным свойством оптического волокна является долговечность.

Коаксиал:

· Частоты – 1-цы кГц – 10-ки МГЦ

· сильное влияние помех

· узкая полоса пропускания

· простота и дешевизна оборудования

Симметричная линия:

· Частоты – 1-цы Гц – 1-цы МГЦ

· сильное влияние помех

· узкая полоса пропускания

· простота и дешевизна оборудования

· взаимные помехи

Оптоволокно:

· Частоты – 10¹⁴ – 10¹⁵ Гц

· Широкая полоса пропускания

· помехозащищенность

· малые габариты

· относительная сложность оборудования

· высокая надежность

Основные преимущества ОК:

1. Широкополосность оптических сигналов, обусловленная чрезвычайно высокой несущей частотой. Это означает, что по оптической линии связи можно передавать информацию со скоростью порядка 1.1…2 Терабит/с

2. Очень малое (по сравнению с другими средами) затухание светового сигнала в волокне, что позволяет строить линии связи длиной до 120…150 км без регенерации сигналов.

3. Абсолютная нечувствительность к электромагнитным помехам.

4. Отсутствие перекрестных помех в ОК.

5. Малые масса и габариты ОК.

6. Другие достоинства:

Относительно высокая защищенность от несанкционированного перехвата передаваемой информации, пожаробезопасность и невысокая стоимость по сравнению с медными кабелям.

 

20. Типова структура волоконо-оптичної лінії.

Информация, передаваемая абонентами через передатчик, поступает на электрооптический преобразователь (ЭОП), роль которого выполняет лазер (Л) или светодиод (СД). Здесь электрический сигнал преобразуется в оптический и направляется в ОК. На приеме оптический сигнал поступает в оптико-электрический преобразователь (ОЭП), в качестве которого используется фотодиод (ФД), преобразующий оптический сигнал в электрический. Таким образом, на передающей стороне от передатчика до ЭОП, а также на приемной стороне от ЭОП до приемника действует электрический сигнал, а от ЭОП до ОЭП по оптическому кабелю проходит оптический сигнал. Электрический сигнал, создаваемый частотным или временным методом, модулирует оптическую несущую, и в модулируемом виде световой сигнал передается по оптическому кабелю. В основном используется способ модуляции интенсивности оптической несущей, при котором от апмлитуды электрического сигнала зависит мощность излучения, передаваемая в ОК.

Оптические системы передачи, как правило являются цифровыми (импульсными). Это объясняется тем, что передача аналоговых сигналов требует высокой степени линейности промежуточных усилителей, которую трудно обеспечить в оптических системах.

Через определенные расстояния (5,...., 100 км), обусловленные энергетическим потенциалом аппаратуры и величиной потерь в ОК, вдоль оптической линии располагаются линейные регенераторы (ЛР), в которых сигнал восстанавливается и усиливается до требуемого значения. Кроме того, для преобразования кода и согласования элементов схемы имеются кодирующие устройства - преобразователи кода (ПК) и согласующие устройства (СУ). Преобразователь кода формирует трубуемую последовательность импульсов и осуществляет согласование уровней по мощности между электрическими и оптическими элементами схемы (от аппаратуры ИКМ поступает высокий уровень, а для электропреобразователей необходим весьма малый уровень). Передающие и приемные согласующие устройства формируют и согласовывают диаграммы направленности (диаграмма направленности - это телесный угол, в котором действует максимальная интенсивность излучения) и апертурный угол между приемопередающими устройствами и кабелем. Применяются также устройства ввода и вывода излучения, сростки, для сращивания оптических волокон и кабелей, направленные ответвители, фильтры и другие элементы оптического тракта.

Типовая схема системы связи, использующей ВОЛС, показана на рис. 1.1. Аналоговый сигнал, генерируемый оконечным оборудованием данных (ООД), например, телефоном, тер­миналом, видеокамерой и т.д., приходит на узел коммутации, где аналого-цифровой преоб­разователь (кодер) оцифровывает его в битовый поток. Битовый поток используется для мо­дуляции оптического передатчика, который передает серию оптических импульсов в оптиче­ское волокно. На приемной стороне импульсы света преобразуются обратно в электрический сигнал при помощи оптического приемника. Декодерная часть коммуникационной системы преобразует бинарный электрический поток обратно в аналоговый сигнал ООД. Обычно ко­деры и декодеры, а так же оптические приемники и передатчики совмещаются в одном уст­ройстве, так что образуется двунаправленный канал связи.

Типовая схема системы связи с использованием ВОЛС "точка-точка"