Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы (4-ое изд.) - 2010 - обработка (953099), страница 60
Текст из файла (страница 60)
Эти помехи создаются различными электрическими двигателями, электронными устройствами, атмосферными явлениями и т. д. Несмотря аз защитные меры, предпринимаемые разработчиками кабелей, и наличие усилительной и коммутирующей аппаратуры, полностью компенсировать влияние внешних помех ие удается. Помимо внешних помех в кабеле существуют н внутренние помехи — так называемые наводки одной пары проводников иа другую. В результате сигналы иа выходе ющвя связи могут иметь искаженную форму (как это и показано па рис.8.5). Затухание и волновое сопротивление Степень искажения сииусоидальиых сигналов линиями связи оценивается такими харакпрвстяками, как затухание и полоса пропускаиия.
Затухавие показывает, насколько уменьшается мощность эталонного сииусоидальиого свпила на выходе линии связи по отношению к мощности сигнала иа входе этой линии. 3юухзние (А) обычно измеряется в децибелах (дБ) и вычисляется по следующей формуле: язв Глава 6. Линии связи А 10!8 Розг/Р1а Здесь Рею — мощность сигнала на выходе линии, Рю — мощность сигнала на входе линии. Так как затухание зависит от длины линии связи, то в качестве характеристики линии связи используется так называемое погонное затухание, то есть затухание на линии связи определенной длины.
Для кабелей локальных сетей в качестве такой длины обычно используют 100 м, так как зто значение является максимальной длиной кабеля для многих технологий 1.АХ. Для территориальных линий связи погонное затухание измеряют для расстояния в 1 км. Обычно затуханием характеризуют пассивные участки линии связи, состоящие из кабелей и кроссовых секций, без усилителей и регенераторов. Так как мощность выходного сигнала кабеля без промежуточных усилителей меньше, чем мощность входного, затухание кабеля всегда является отрицательной величиной. Степень затухания мощности синусоидального сигнала зависит от частоты синусоиды, и зта зависимость также характеризует линию связи (рис.
8.7). 0,6 Рис. 6.7. Зависимость затухания от частоты ВНИМАНИЕ Как было сказано, затухание всегда имеет отрицательное значение, однако знак минус часто опускают, при атом иногда возникает путаница. Совершенно корректно утверждение, что качество линии связи тем выше, чем больше (с учетом знака) затухание. Если же игнорировать знак, то есть иметь в виду абсолютное значение затухания, то у более качественной линии затухание меньше. Приведем пример. Для внутренней проводки в зданиях используется кабель на витой паре категории 5. Зтот кабель, на котором работают практически все технологии локальных сетей, характеризуется затуханием ве меньше, чем — 23,6 дБ для частоты 100 МГц при длине кабеля 100 и. Более качественный кабель категории 6 имеет на частоте 100 МГц затухание не меньше, чем -20,6 дБ.
Получаем, что — 20,6 > — 23,6, но 20,6 < 23,6. АОЗТ Хзрзкгеристики линий связи Чзще всего при описании параметров линии связи приводятся значения затухания всего йя кеаииьких значений частою. Это объясняется, с одной стороны, стремлением упростить измерения прн проверке качества линии. С другой стороны, на практике часто заранее известна основная частота передаваемого сигнала, то есть та частота, гармоника которой ииеет наибольшую амплитуду и мощность. Поэтому достаточно знать затухание на этой чистоте, чтобы приблизительно оценить искажения передаваемых по линии сигналов.
На рнс. 8.8 показаны типовые зависимости затухания от частоты для кабелей на неэкранврованной витой паре категорий 5 и 6. — 10 -20 — бо -60 — 70 Затухание Рис. 8.8. Затухание неэкранированного кабеля нв витой паре Оптический кабель имеет существенно меньшие (по абсолютной величине) величины заг)хзння, обычно в диапазоне от -0,2 до -3 дБ при длине кабеля в 1000 м, а значит, является биее качественным, чем кабель на витой паре. Практически все оптические волокна имеют асжную зависимость затухания от длины волны, которая имеет три так называемых окна куозрачности.
На рнс. 8.9 показана характерная зависимость затухания для оптического волокна. Из рисунка видно, что область эффективного использования современных волокон ограничена волнами длин 850 нм, 1300 нм и 1550 нм (соответственно частотами 35 ТГц, 23 ТГц и 19,4 ТГц). Окно 1550 нм обеспечивает наименьшие потери, а значит, максимальную дальность при фиксированной мощности передатчика и фиксированной чувствительности приемника. В качестве характеристики мощности сигнала используются абсолютный и относительный ууовзи мощности. Абсолютный уровень мощности измеряется в ваттах, относительный уусзевь мощности, как и затухание, измеряется в децибелах.
Суз1ествует также и другая'абсолютная единица измерения мощности — так называемая июрвая мощность, изьуеряемая в децибелах на милливатт (дБм). Пук определении опорной мощности также используется логарифм отношения мощностей, коззачение мощности, к которой выполняется отношение, фиксируется. Опорный уровень кошноств, к которой относится измеряемая мощность, принимается равным 1 мВт, что хстрзжается в названии этой единицы мощности. 238 Глава 8. Линии связи -3,0 1000 1200 1400 1600 Длина асины источника света, нм Рис. 6.9.
Окна прозрачности оптического волокна Опорная мощность р вычисляется по формуле: р - 10 18 Р/1 мВт ~дБм). Здесь Р— абсолютная мощность сигнала в милливаттах. Несмотря на использование отношения в определении опорной мощности, эта единица измерения является. абсолющиой, а не относительной, так как однозначно преобразует абсолютную мощность сигнала в ватгах в некоторое значение, которое никак не зависит от значения мощности другого сигнала, как это имеет место при определении децибела. Так, нетрудно вычислить соответствие некоторых значений мощности сигнала, выраженные в ваттах и децибелах на милливатг: 1 мВ - 0 дБм; 10мВ-10дБм; 1 В 30дБм; 100 кВ - 80 дБм. Опорные значения мощности удобно использовать при расчещах эиергещического бюджеэю линий связи.
ПРИМЕР Пусть требуется определить минимальную опорную мощность х (дБм) передатчика, достаточную для того, чтобы на выходе линии опорная мощность сигнала была не ниже некоторого порогового значения у (дбм). Затухание линии известно и равно А. Пусть Х и У вЂ” это абсолютные значения мощности сигнала, заданные в мнллнваттах на входе н выходе линии соответственно. 2ЗЕ Хзрзюерисгики линий связи По определению А " 10!я Х/У. Используя свойства логарифмов, имеем: А 10)ЯХ/У-101я1Х/!)/(У/1) 101КХ/1иВт — 10)ЗУ/!мВт. Заметим, что два последних члена уравнения во определению являются опорными значениями иошиосги сигналов ва выходе и входе, поэтому приходим к простому соотношению А - х — у, глех — опорная мощность входного сигназз, ау — опорная мощность выходного сигнала. Из последнего соотношения следует, что минимальная требуемая мощность передатчика может бить определена как сумма затухания и мощности сигнала на выходе: х - А + у, Предельиая простота расчета стала возможной благодаря тому, что в качестве исходных ывяых были взяты опорные значения мощности входного и выходного сигналов.
Конечно, можно было бы использовать и значение мощностей, заданных в ваттах, ио при этом пришлось бы заниматься такими операциями, как возведение 10 в дробную степень, что ээлее громоздко. Использованная в примере величина у называется порогом чувствительиости приемника в представляет собой минимальную опорную мощность сигнала иа входе приемиика, при котором ои способен корректно распознавать дискретную информацию, содержащуюся з сигнале. Очевидно, что для нормальной работы линии связи необходимо, чтобы миниизльная опорная мощность сигнала передатчика, даже ослабленная затуханием линии сваи, превосходила порог чувствительности приемника: х — А > у. Проверка этого условия к является сутью расчета энергетического бюджета линии.
Взжвым параметром медной линии связи является ее волновое сопротивлеиие, представляющее собой полное (комплексиое) сопротивление, которое встречает электромагнитная калка определенной частоты при распространении вдоль однородной цепи. Волновое сощютивлеиие измеряется в омах и зависит от таких параметров линии связи, как активное сопротивление, погонная ицдуктивиость и погонная емкость, а также от частоты самого св нала. Выходное сопротивление передатчика должно быть согласовано с волновым сопротивлением линии, иначе затухание сигнала будет чрезмерно большим. Помехоустойчивость и достоверность Помехоустойчивость ливии, как и следует из названия, определяет способность линии крзгявостоять влиянию помех, создаваемых во внешней среде или иа внутренних проводакзх самого кабеля.
Помехоустойчивость линии зависит от типа используемой физичесюй среды, а также от средств экраиироваиия и подавления помех самой линии. Наименее поиехоустойчивыми являются радиолииии, хорошей устойчивостью обладают кабельные !азии и отличной — волоконно-оптические линии, мало чувствительные к внешнему ыекгромагиитиому излучению. Обычно для уменьшения помех, создаваемых внешними ыектромагвитиыми полями, проводники экраиируют и/или скручивают. Электрическая и магнитная связь — это параметры медного кабеля, также являющиеся зезультатом помех. Электрическая связь определяется отношением наведенного тока в зэдвержевиой влиянию цепи к напряжению, действующему во влияющей цепи. Магнитавсвязь — это отношение электродвижущей силы, наведенной в подверженной влияиию агав, к току во влияющей цепи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
