|
|
Линии связи. Презентация Microsoft PowerPoint. Лекция 2 Требования к линиям связи план
Лекция 2 Требования к линиям связи
ПЛАН:
1.Требования к кабельным линиям связи
2. Характеристики линий связи
Дисциплина: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ И СЕТИ
К кабельным линиям связи магистральной и внутризоновой сетей предъявляются следующие основные требования:
а) обеспечение надежной бесперебойной связи, отсутствие отказов и искажений;
б) стабильность параметров;
в) защищенность цепей от взаимных и внешних помех;
г) надежная защита от ударов молнии и всех видов коррозии;
д) удобство эксплуатационного обслуживания;
е) экономичность системы связи.
В соответствии с этими требованиями кабельная техника развивается в следующих направлениях:
1. Преимущественное развитие коаксиальных и волоконооптических систем связи и постепенное сокращение симметричных систем. Достоинством коаксиальных кабелей является возможность организации мощных пучков связи и передачи программ телевидения на большие расстояния по однокабельной системе связи. Эти кабели экономичны и перспективны.
2. Широкое внедрение в кабельную технику пластмасс (полиэтилена, полистирола, полипропилена и др.), обладающих хорошими электрическими и механическими характеристиками и позволяющих автоматизировать производство. Бумага в качестве изоляционного материала вытесняется из конструкции кабелей.
3. Внедрение алюминиевых, стальных и пластмассовых оболочек вместо свинцовых.
4. Разработка и внедрение в производство экономичных конструкций кабелей внутризоновой связи (однокоаксиальных, одно-четверочных, безбронных).
5. Создание экранированных кабелей, надежно защищающих передаваемую по ним информацию от внешних электромагнитных влияний и грозы, в частности кабелей в двухслойных оболочках типа алюминий—сталь и алюминий—свинец.
В процессе подготовки к строительству линейных сооружений магистральных и внутризоновых кабельных линий связи должны быть выполнены следующие основные мероприятия:
а)изучена проектно-сметная документация (ПСД);
б)изучены трассы и условия производства работ в натуре;
в)уточнены данные, приведенные в проекте организации строительства (ПОС) и, при необходимости, согласованы с заказчиком (проектной организацией) соответствующие изменения;
г)составлены проект производства работ (ППР) и графики их выполнения;
д)определены потребности в рабочей силе (по профессиям) укомплектованы объекты инженерно-техническими специалистами;
е)определены потребности и подготовлены механизмы, автотранспорт и измерительная аппаратура;
ж)материально-техническое обеспечение (инструменты, материалы, в том числе горюче-смазочные материалы (ГСМ), нетиповые конструкции, монтажные детали, вводно-кабельное оборудование, цистерны НУП и контейнеры и т.д.);
з)организованы и размещены на трассе строительно-монтажные подразделения.
Характеристики линий связи
К основным характеристикам линий связи относятся:
амплитудно-частотная характеристика;
полоса пропускания;
затухание;
помехоустойчивость;
перекрестные наводки на ближнем конце линии;
пропускная способность;
достоверность передачи данных;
удельная стоимость.
Амплитудно-частотная характеристика
- Степень искажения синусоидальных сигналов линиями связи оценивается с помощью таких характеристик, как амплитудно-частотная характеристика, полоса пропускания и затухание на определенной частоте.
- Амплитудно-частотная характеристика показывает, как затухает амплитуда синусоиды на выходе линии связи по сравнению с амплитудой на ее входе для всех возможных частот передаваемого сигнала. Вместо амплитуды в этой характеристике часто используют также такой параметр сигнала, как его мощность.
Амплитудно-частотная характеристика
Полоса пропускания
- Полоса пропускания (bandwidth) - это непрерывный диапазон частот, для которого отношение амплитуды выходного сигнала ко входному превышает некоторый заранее заданный предел, обычно 0,5. То есть полоса пропускания определяет диапазон частот синусоидального сигнала, при которых этот сигнал передается по линии связи без значительных искажений. Знание полосы пропускания позволяет получить с некоторой степенью приближения тот же результат, что и знание амплитудно-частотной характеристики.
Затухание
- Затухание (attenuation) определяется как относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по линии сигнала определенной частоты.
- Затухание А обычно измеряется в децибелах (дБ, decibel - dB) и вычисляется по следующей формуле:
- А = 10 log10 Рвых/Рвх ,
- где Рвых - мощность сигнала на выходе линии, Рвх - мощность сигнала на входе линии.
- Так как мощность выходного сигнала кабеля без промежуточных усилителей всегда меньше, чем мощность входного сигнала, затухание кабеля всегда является отрицательной величиной.
Пропускная способность
- Пропускная способность (throughput) линии характеризует максимально возможную скорость передачи данных по линии связи. Пропускная способность измеряется в битах в секунду - бит/с, а также в производных единицах, таких как килобит в секунду (Кбит/с), мегабит в секунду (Мбит/с), гигабит в секунду (Гбит/с) и т.д.
Связь между пропускной способностью линии и ее полосой пропускания
- Чем выше частота несущего периодического сигнала, тем больше информации в единицу времени передается по линии и тем выше пропускная способность линии при фиксированном способе физического кодирования.
- Связь между полосой пропускания линии и ее максимально возможной пропускной способностью, вне зависимости от принятого способа физического кодирования, установил Клод Шеннон:
- С = F log2 (1 + Рс/Рш) ,
- где С - максимальная пропускная способность линии в битах в секунду, F - ширина полосы пропускания линии в герцах, Рс - мощность сигнала, Рш - мощность шума.
- Близким по сути к формуле Шеннона является следующее соотношение, полученное Найквистом, которое также определяет максимально возможную пропускную способность линии связи, но без учета шума на линии:
- С = 2F log2 М ,
- где М - количество различимых состояний информационного параметра
Помехоустойчивость линии
- Помехоустойчивость линии определяет ее способность уменьшать уровень помех, создаваемых во внешней среде, на внутренних проводниках. Помехоустойчивость линии зависит от типа используемой физической среды, а также от экранирующих и подавляющих помехи средств самой линии. Наименее помехоустойчивыми являются радиолинии, хорошей устойчивостью обладают кабельные линии и отличной - волоконно-оптические линии, малочувствительные ко внешнему электромагнитному излучению. Обычно для уменьшения помех, появляющихся из-за внешних электромагнитных полей, проводники экранируют и/или скручивают.
- Перекрестные наводки на ближнем конце (Near End Cross Talk - NEXT) определяют помехоустойчивость кабеля к внутренним источникам помех, когда электромагнитное поле сигнала, передаваемого выходом передатчика по одной паре проводников, наводит на другую пару проводников сигнал помехи. Если ко второй паре будет подключен приемник, то он может принять наведенную внутреннюю помеху за полезный сигнал. Показатель NEXT, выраженный в децибелах, равен
- NEXT =10 log Рвых/Рнав ,
- где Рвых - мощность выходного сигнала, Рнав - мощность наведенного сигнала.
- Чем меньше значение NEXT, тем лучше кабель. Так, для витой пары категории 5 показатель NEXT должен быть меньше -27 дБ на частоте 100 МГц.
- Достоверность передачи данных характеризует вероятность искажения для каждого передаваемого бита данных. Иногда этот же показатель называют интенсивностью битовых ошибок (Bit Error Rate, BER). Величина BER для каналов связи без дополнительных средств защиты от ошибок (например, самокорректирующихся кодов или протоколов с повторной передачей искаженных кадров) составляет, как правило, 10-4-10-6, в оптоволоконных линиях связи - 10-9. Значение достоверности передачи данных, например, в 10-4 говорит о том, что в среднем из 10 000 бит искажается значение одного бита.
- Искажения бит происходят как из-за наличия помех на линии, так и по причине искажений формы сигнала ограниченной полосой пропускания линии. Поэтому для повышения достоверности передаваемых данных нужно повышать степень помехозащищенности линии, снижать уровень перекрестных наводок в кабеле, а также использовать более широкополосные линии связи.
Контрольные вопросы
- 1. Назовите основные достоинства и недостатки радиолиний.
- 2. Назовите основные достоинства и недостатки кабельных линий связи.
- 3. В каком диапазоне частот работают симметричные кабели связи?
- 4. В каком диапазоне частот работают коаксиальные кабели связи?
- 5. В каком диапазоне частот работают оптические кабели связи?
- 6. Почему в настоящее время снижается использование медножильных электрических кабелей связи?
- 7. Почему в настоящее время более широко применяются оптические
- кабели связи?
|
|
|
Скачать 263.94 Kb.