Лабораторная работа №1 Направляющие системы электросвязи. ЛР1. Лабораторная работа 1 исследование кабелей связи
 Скачать 323 Kb.
|
 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 ИССЛЕДОВАНИЕ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ Цель работы: исследовать и описать структуру кабеля связи, определить марку кабеля, определить характеристики кабеля связи. Отчет Коаксиальный кабель  Рис.1 коаксиальный кабель Расшифровка буквенного обозначения марки кабеля. Основой маркировки является последовательность букв и чисел: первое число 50 или 75 – величина волнового сопротивления Ом; второе число – Ø изоляции центральной жилы; в третьем числе, первая цифра – это материал изоляции с категорией теплостойкости, вторая и третья цифры определяют номер разработки Области применения коаксиального кабеля. телефонная и информационная (компьютерная) связь; системы сигнализации, измерения, контроля и управления; системы безопасности и видеонаблюдения; соединение передающих и приёмных антенн с радио- и телевизионными станциями; вещательные сети; межприборный и внутриприборный монтаж радиотехнических устройств. Таблица с характеристиками коаксиального кабеля
. Кабель Ethernet  Рис.2 кабель Ethernet Расшифровка буквенного обозначения марки кабеля. Единого стандарта маркировки витой пары не существует – каждый производитель указывает на ней то, что считает нужным. Часть этих данных не имеет практического значения, а на что важно обращать внимание, вы узнаете чуть позже. В начале обычно указан код производителя и марка. Далее – максимальная температура, при которой возможна эксплуатация. Следом идут тип экранирования, количество пар, диаметр одного проводника, категория, сертификаты соответствия, длина и год выпуска. Области применения кабеля Ethernet. для физического объединения сетевого оборудования; для формирования проводных локальных сетей; в системах передачи информации: компьютерные сети; системы аналогового видеонаблюдения; системы цифрового наблюдения; для электросвязи: интернет; мобильная связь; спутниковые системы связи; телефонная связь; цифровое и аналоговое телевидение. Характеристики категорий кабеля Ethernet CAT 1 (частотная полоса 0.1 МГц) – представляет собой стандартный телефонный кабель, основное предназначение которого – передача голоса или же цифровых данных с использованием модема. Состоит лишь из одной пары проводов. Ранее использовался в США в «скрученном» виде, в России же, данный тип кабеля используется до сих пор и без скруток. Единственный минус данного типа – он менее надежен по отношению к помехам. CAT 2 (частотная полоса 1 МГц) – данный тип кабеля является устаревшим, иногда использующимся в телефонных сетях. Встречается в технологиях Arcnet и Token Ring и состоит из двух пар проводников. Передача данных поддерживается на скорости до 4Мбит/с. CAT 3 (частотная полоса – 16 МГц) – существуют как 4-х парные, так и 2-х парные кабели данного типа. Используется для создания телефонных, а также локальных сетей на базе 10BASE-T. Скорость передачи данных составляет 10 – 100 Мбит/с на расстоянии не более 100 метров используя технологию 100BASE-T4. От других данный тип кабеля отличает его совместимость со стандартами IEEE 802.3. СAT 4 (частотная полоса 20 МГц) – в настоящее время не используется. Раньше этот 4-парный кабель, со скоростью передачи данных до 16 Мбит/с, применялся в технологиях 100BASE-T4 и 10BASE-T. CAT5 (частотная полоса 100 МГц) – использовался в телефонных линиях и для создания сетей 100BASE-TX. Скорость передачи данных составляет – до 100 Мбит/с CAT5e(от англ. Expanded. частотная полоса 125 МГц) – данный тип представляет собой усовершенствованный кабель пятой категории, т.е. обладает лучшими характеристиками. Состоит из четырех скрученных пар, скорость передачи достигает 1000 Мбит/с. На данный момент является самым распространенным типом кабеля, используется для создания локальных компьютерных сетей. CAT 6 (частотная полоса 250 МГц) – широко используется в сетях Ethernet. Состоит из четырех пар проводников, скорость передачи крайне высока и достигает 10 Гбит/с. Данный стандарт можно использовать в приложениях, работающих на высоких скоростях, до 40 Гбит/с. Как стандарт был установлен в 2008 году. CAT7 (частотная полоса до 700 МГц) – кабель данной категории снабжён несколькими экранами, один из которых общий, а остальные расположены вокруг каждой из пар. Седьмая категория - это уже ни UTP-кабель, а S/FTP (ScreenedFullyShieldedTwistedPair). Полностью экранированный кабель из четырех пар проводников, скорость передачи крайне высока и достигает 10 Гбит/с. Волоконно-оптический кабель  Рис.2 волоконно-оптический кабель Расшифровка буквенного обозначения марки кабеля. ОКГМ: ОК - Оптический кабель, Г - Грунт, М - Многомодульной конструкции. ОКГЦ: ОК - Оптический кабель, Г - Грунт, Ц - Одномодульной конструкции с центральной трубкой. ОККМ: ОК - Оптический кабель, , К - Канализация, М - Многомодульной конструкции, ОККЦ: ОК - Оптический кабель, , К - Канализация, Ц - Одномодульной конструкции с центральной трубкой. ОКТМ: ОК - Оптический кабель, Т - Трубы пластмассовые, М - Многомодульной конструкции. ОКТМн: ОК - Оптический кабель, Т - Трубы пластмассовые, М - Многомодульной конструкции, Н - Негорючая оболочка. ОКТЦ: ОК - Оптический кабель, Т - Трубы пластмассовые, Ц - Одномодульной конструкции с центральной трубкой. ОКСМ: ОК - Оптический кабель, С - Самонесущий, М - Многомодульной конструкции. ОКСД: ОК - Оптический кабель, С - Самонесущий, Д – Диэлектрический. ОКПМ: ОК - Оптический кабель, П – Подвесной, М - Многомодульной конструкции. ОКПЦ: ОК - Оптический кабель, П – Подвесной, Ц - Одномодульной конструкции с центральной трубкой. Оболочка кабеля из материала, не распространяющего горение: «н» – при одиночной прокладке; «нг» – при групповой прокладке. Тип кабеля с внешней оболочкой, не распространяющей горение: LS – ПЭ, не содержащий галогенов с пониженным дымо- и газовыделением; HF – ПЭ, не содержащий галогенов и не содержащий коррозионно-активных газообразных продуктов при горении и тлении. Конструктивное исполнение: 00 – одномодульный, ЦСЭ отсутствует; 01 – многомодульный, ЦСЭ (ВСЭ - для ОКПМ и ОКПЦ) – стеклопластиковый стержень; 02 – многомодульный, ЦСЭ (ВСЭ - для ОКПМ и ОКПЦ) – стальной трос; 03 – многомодульный, ЦСЭ (ВСЭ - для ОКПМ и ОКПЦ) – стальная проволока; 04 – многомодульный, ВСЭ - для ОКПМ и ОКПЦ – арамидные нити. Количество ОМ х количество ОВ в ОМ Тип ОВ: Е1 – одномодовое ОВ с несмещенной дисперсией по рекомендации ITU-T G.652.B; Е3 – одномодовое ОВ с дополнительным окном прозрачности по рекомендации ITU-T G.652.D; Е5 – одномодовое ОВ с ненулевой дисперсией по рекомендации ITU-T G.655; М1 – многомодовое ОВ 50/125; М2 – многомодовое ОВ 62,5/125. Области применения волоконно-оптического кабеля. Наиболее распространенные сферы применения: передача высокоскоростного интернета; передача телевизионных сигналов, радиосигналов; организация видеонаблюдения. Таблица с характеристиками волоконно-оптического кабеля.  Вывод Были рассмотрены три вида кабелей коаксиальный, волоконно-оптический и Ethernet, у каждого есть недостатки и достоинства. Коаксиальный кабель У "коаксиального кабеля по сравнению с другими типами кабелей следующие основные преимущества. Эти преимущества могут со временем измениться или исчезнуть по мере совершенствования технологии или улучшения производства. • Широкополосный кабель может использоваться для передачи речи, данных, радио, телевидения и видео. • Кабель относительно просто устанавливать. • Коаксиальные кабели имеют доступную цену по сравнению с другими типами кабелей. • Высокочастотные приложения (до 4 ГГц на расстояниях до нескольких сотен метров). • Широкая полоса пропускания. • Стабильные характеристики для широких рабочих областей частот. • Сравнительно малое затухание. При использовании в сети коаксиальный кабель имеет следующие недостатки: • Он легко повреждается и иногда с ним трудно работать, особенно в случае толстого коаксиального кабеля. • С коаксиальным кабелем труднее работать, чем с кабелем на витой паре. • Некоторые толстые коаксиальные кабели дороже устанавливать, особенно если их нужно проложить через существующие проводки для кабелей. • Коннекторы могут быть дорогими. • Коннекторы трудно устанавливать. • Коаксиальный кабель предоставляет ограниченную по сравнению с оптоволокном полосу пропускания. Кабель Ethernet По сравнению с волоконно-оптическими и коаксиальными кабелями, использование витой пары обладает рядом существенных преимуществ. Такой кабель более тонкий, более гибкий и его проще устанавливать. Он также недорог. И вследствие этого, витая пара является идеальным средством передачи данных для офисов или рабочих групп, где нет электромагнитных помех. Однако, витая пара обладает следующими недостатками: сильное воздействие внешних электромагнитных наводок, возможность утечки информации и сильное затухание сигналов. Кроме того, проводники витой пары подвержены поверхностному эффекту - при высокой частоте тока, электрический ток вытесняется из центра проводника, что приводит к уменьшению полезной площади проводника и дополнительному ослаблению сигнала. Волоконно-оптический кабель Волоконно-оптические системы связи имеют ряд достоинств: Высокая скорость (от 10 Гбит/сек) Надежность (оптоволокно не портится от действия внешней среды, исключены помехи, к тому же они имеет слабое электромагнитное воздействие) Высокая пропускная способность, за счет чего большие объемы информации передаются за весьма короткое время Расстояния, на которые можно передавать данные посредством оптоволокна могут быть большими Безопасность информации (данные напрямую передаются с одной точки в другую, врезаться в кабель с оптоволокна практически невозможно, соответственно данные не передаются третьим лицам) Масса и форма кабеля небольшие Стойкость к химическому влиянию и пожаробезопасность Важнейшее свойство оптического волокна – устойчивость к ворам металла, оптоволоконный кабель в отличие от медных кабелей нельзя сдать в пункт приема металлолома Волокно-оптические линии связи помимо преимуществ имеют и некоторые недостатки: Волокно является довольно хрупким материалом (устанавливая кабель необходимо быть осторожным, так как при изгибе оно может сломаться) Для преобразования сигнала нужно иметь специальное оборудование При разрыве, волокно практически не подлежит ремонту (как правило, менять приходится целый участок кабеля) Старое волокно со временем мутнеет. Контрольные вопросы. 1. Типы и конструкции кабелей связи. Оптический кабель (ВОК) В отличие от всех остальных, кабель передает оптический сигнал в виде фотонов, обеспечивая самую высокую скорость передачи данных на большие расстояния. Его основной элемент — стеклянные или пластиковые нити (световоды), заключенные в трубку. Конструкция кабеля содержит защитные и упрочняющие элементы. К достоинствам ВОК можно также отнести высокую защищенность от перехвата сигнала и невосприимчивость к электромагнитным помехам. Главным недостатком на сегодняшний день является высокая цена и сложность монтажа. Продажа кабеля осуществляется любой длины. Коаксиальный Кабель состоит из двух соосных проводников, разделенных слоем сплошной изоляции. Наружный проводник является экраном. Вся конструкция заключена в оболочку из полиэтилена. В идеале, при полном совпадении осей, электромагнитное поле сосредотачивается в диэлектрической среде между проводниками и не выходит наружу. Это защищает должно защитить от внешних наводок и сохранить энергию. Но, к сожалению, добиться идеальной геометрии не удается. Коаксиал имеет широкую полосу пропускания, используется для передачи любого вида телекоммуникационного сигнала. К недостаткам относятся сложность изготовления, обслуживания и высокая стоимость. Симметричные кабели связи Конструкция сердечника в нем представляет собой пары изолированных проводников, скрученные по 5 или 10 в элементарные пучки. В зависимости от емкости они свиваются по 50 или 100 пар. Кроме парной, скрутка жил может быть звездообразной четверочной. Скрутка уменьшает воздействие внешнего поля. В зависимости от назначения и способа прокладки в конструкции кабеля могут быть экраны, заполнители, броневые покрова, влагостойкие защитные оболочки. 2. Конструкции коаксиальных кабелей связи и системы их использования. Коаксиальный кабель состоит из: 1) внутреннего проводника в виде одиночного прямолинейного (как на рисунке) или свитого в спираль провода, многожильного провода, трубки, выполняемых из меди, медного сплава, алюминиевого сплава, омеднённой стали, омеднённого алюминия, посеребрённой меди и т. п. 2) изоляции, выполненной в виде сплошного (полиэтилен, вспененный полиэтилен, сплошной фторопласт, фторопластовая лента и т. п.) или полувоздушного (кордельно-трубчатый повив, шайбы и др.) диэлектрического заполнения, обеспечивающей постоянство взаимного расположения (соосность) внутреннего и внешнего проводников; 3) внешнего проводника (экрана) в виде оплетки, фольги, покрытой слоем алюминия пленки и их комбинаций, а также гофрированной трубки, повива металлических лент и др. из меди, медного или алюминиевого сплава; 4) оболочки (служит для изоляции и защиты от внешних воздействий) из светостабилизированного (то есть устойчивого к ультрафиолетовому излучению солнца) полиэтилена, поливинилхлорида, повива фторопластовой ленты или иного изоляционного материала. Системы использования: Компьютерные и вещательные сети Антенно-фидерные устройства Системы контроля и видеонаблюдения Автоматики и сигнализации Системы измерения, дистанционного управления и контроля Коаксиальные кабели применяются в военной технике и многих других областях специального назначения. 3. Конструкции симметричных кабелей связи и системы их использования. Симметричные кабели. Конструкция: 1) Кабельные жилы: медь; диаметр(0.4, 0.5мм для городских, 0.9, 1.0, 1.2мм для сельских, 1.2 для внутризоновых и маг.кабелей) 2) Изоляция жил. Материал: бумага (устар), полиэтилен, стерофлекс, винил. Конструкция: ленточная (устар.), сплошная, кордельная (в магистральных) 3) Элементарная группа - пара или четверка изолированных кабельных жил, скрученных др с др. с опред.шагом. Парная скрутка только в город.тел.кабелях. 4) Кабельный сердечник-совокупность всех элементарных групп кабеля, скрученных др с др. В тел.город.кабелях большой ёмкости два типа скрутки сердечника (повивная, пучковая). КС сел. и внутризон. кабеля – одну четверку кабеля жил. КС маг.кабеля – четыре четверки жил. 5) Поясная изоляция-бумажные или виниловые ленты вокруг каб.сердечника. От расплавления при монтаже соединительных муфт горячим способом. У внутриз.кабеля – сплошной полиэтиленовый заполнитель, у сельского – п/э шланг. 6) Герметичная оболочка- защищает изоляцию каб.жил от влаги. Материал: свинец (маг.кабели), полиэтилен(зон, город), алюминий(город,маг. сети), сталь(хим.стойкие маг.сети), винил(станционные кабели). Металл. оболочка защищает каб.сердечник от внеш.эл/м.полей. Если влагозащ.оболочка из п/э, то для защиты от внешних э/м полей под оболочкой устраивают спец.экран. 7) Броневой защитный покров-защищает оболочку кабеля от мех.воздействий и от коррозии. Состоит из трех слоев: подушка(в виде бумажных лент пропитанных битумом, от коррозии), броня( в виде стальных лент или слоя круглых проволок в подводном кабеле), верхный покров(пропитанный битумом(джут) от коррозии). Системы использования: Компьютерные и вещательные сети Системы контроля и видеонаблюдения Автоматики и сигнализации Системы измерения, дистанционного управления и контроля военной технике и других областях специального назначения. АТС и МТС. 4. Конструкции оптических кабелей связи и системы их использования. 1) Кабели первой группы имеют традиционную повивную концентрическую скрутку сердечника по аналогии с электрическими кабелями. Каждый последующий повив сердечника по сравнению с предыдущим имеет на шесть волокон больше. Известны такие кабели преимущественно с числом волокон 7, 12, 19. Чаще всего волокна располагаются в отдельных пластмассовых трубках, образуя модули. 2) Кабели второй группы имеют в центре фигурный пластмассовый сердечник с пазами, в которых размещаются ОВ. Пазы и соответственно волокна располагаются по геликоиде, и поэтому они не испытывают продольного воздействия на разрыв. Такие кабели могут содержать 4, 6, 8 и 10 волокон. Если необходимо иметь кабель большой емкости, то применяется несколько первичных модулей. 3) Кабель ленточного типа состоит из стопки плоских пластмассовых лент, в которые вмонтировано определенное число ОВ. Чаще всего в ленте располагается 12 волокон, а число лент составляет 6, 8 и 12. При 12 лентах такой кабель может содержать 144 волокна. В оптических кабелях кроме ОВ, как правило, имеются следующие элементы: силовые (упрочняющие) стержни, воспринимающие на себя продольную нагрузку, на разрыв; заполнители в виде сплошных пластмассовых нитей; армирующие элементы, повышающие стойкость кабеля при механических воздействиях; наружные защитные оболочки, предохраняющие кабель от проникновения влаги, паров вредных веществ и внешних механических воздействий. Системы использования: Широкополосные телекоммуникационные системы Корабельные системы; Космические системы; Самолетные системы; Военной технике и других областях специального назначения. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||