Основные характеристики линии связи В соответствии с теорией Фурье любой периодический сигнал можно представить в виде суммы (возможно с бесконечным числом. - презентация

1 Основные характеристики линии связи В соответствии с теорией Фурье любой периодический сигнал можно представить в виде суммы (возможно с бесконечным числом членов) синусоидальных сигналов (разложение Фурье). Каждая составляющая синусоида называется гармоникой. Совокупность всех гармоник называется спектральным разложением или спектром сигнала. Непериодический сигнал можно представить интеграла синусоидальных сигналов с непрерывным спектром частот (возможно со спектром от - до + ).

2 + + = :

3 В зависимости от величин сопротивления, емкости и индуктивности линии связи, различные гармоники искажаются неодинаково. Амплитудно-частотная характеристика показывает затухание амплитуды (мощности) каждой гармоники на выходе линии по сравнению с амплитудой (мощностью) на входе. 1 Частота (Гц.) Pвыход/Pвход На практике получить точную амплитудно-частотную характеристику не возможно.

4 1 0,5 Частота (Гц.) Полоса пропускания P выход /P вход Полоса пропускания - непрерывный диапазон частот, для которого отношение амплитуды выходного сигнала ко входному превышает некоторую величину. Часто полосу пропускания ограничивают частотами для которых P выход / P вход > 0,5 Полоса пропускания

5 Основными гармониками сигнала называют гармоники которые в наибольшей степени определяют форму сигнала (гармоники имеющие наибольшую мощность и амплитуду). Если основные гармоники попадают в полосу пропускания передаваемый сигнал искажается незначительно. Сигнал не подвергается значительному искажению Сигнал значительно исказится 1 0,5 Частота (Гц.) Pвыход/Pвход 1 0,5 Частота (Гц.) Pвыход/Pвход

6 Пропускная способность - характеризует максимально возможную скорость передачи данных по линии связи. Измеряется в бит/с, Кбит/c (1000 бит), Мбит/c ( бит), Гбит/c. Кбит = бит Мбит = бит Гбит/c. = Пропускная способность зависит не только от характеристик линии, но и от спектра передаваемых сигналов. Пропускная способность

7 Затухание – это уменьшение амплитуды или мощности сигнала определенной частоты на выходе линии связи по отношению к сигналу на входе. Затухание вычисляется по формуле: A = 10 log 10 P вых. /P вх. (измеряется в децибелах, дБ) Затухание зависит от длины линии связи и поэтому вычисляется для линии определенной длины (погонное затухание). В характеристиках линии связи указывают затухание для одной или нескольких основных гармоник сигнала. Затухание

8 Помехоустойчивость - способность противостоять помехам во внешней среде (зависит от типа используемой среды и экранирующих свойств линии). Например для уменьшения влияния электромагнитных помех кабель экранируют и скручивают проводники. Достоверность передачи данных - (BER Bit Error Rate) – вероятность искажения передаваемого бита данных. BER витой пары = BER оптического волокна = Помехоустойчивость и достоверность передачи

9 В зависимости от возможного направления передачи данных способ передачи может быть симплексным, полудуплексным и дуплексным. Симплексная передача – передача данных ведется только в одном направлении. Полудуплексная передача – передача данных может вестись в обоих направлениях, но в каждый момент времени только в одном. Дуплексная передача – передача данных может производиться в обоих направлениях одновременно.

10 Витая пара Коаксиальный кабель Радиоканалы каналы Оптическое волокно Диапазоны частот сигналов для различных сред Физические среды передачи данных Среды используемые в телекоммуникациях и сетях передачи данных: Кабели на основе медных проводников Кабели на основе оптического волокна Радиоэфир Гц

11 Стандарты кабелей Кабель - это конструкция, состоящая из нескольких проводов, заключенных в общий чулок, защищающий от внешних воздействий. Виды и конструкции кабелей описываются в протокольно- независимых стандартах. В стандартах приводятся электрические, механические, оптические характеристики кабелей, соединительных элементов и кроссовых панелей. Наиболее известные стандарты: американский стандарт EIA/TIA-568A; международный стандарт ISO/IEC 11801; европейский стандарт EN50173.

12 Кабели на основе неэкранированной витой пары (UTP) Кабель называют витой парой поскольку проводники попарно скручивают. Скручивание проводников снижает влияние внешних (взаимных) помех на сигнал передаваемый по кабелю. UTP – используется для проводки внутри зданий. В зависимости от электрических и механических характеристик подразделяются на категории (основой для определения категории является полоса пропускания). Полихлорвиниловая оболочка Изоляция Медные проводники

13 В соответствии со стандартами ISO/IEC = EN 50173: Категория 1 – кабель для телефонной разводки - передача сигналов до 0,1 Мгц. Категория 2 – передачи сигналов со спектром до 1 Мгц. Категория 3 – передача сигналов с частотой до 16 Мгц. Категория 4 – передача сигналов с частотой до 20 Мгц. Категория 5 – передача сигналов с частотой до 100 Мгц. Категория 6 – передача сигналов с частотой до 250 Мгц. Категория 7 – передача сигналов с частотой до 600 Мгц (экранируется каждая пара и весь кабель. Наибольшее распространение получили 4-парные кабели.

14 Кабели на основе экранированной витой пары (STP) Кабели снабжены специальным экраном, защищающим от внешних электромагнитных помех и снижающим электромагнитные излучения самого кабеля. Основным стандартом на этот вид кабелей является стандарт компании IBM (кабели делятся не на категории, а на типы: Type1 – Type9). Полихлорвиниловая оболочка Изоляция Медные проводники Электомагнитный экран

15 Волоконно–оптические кабели В оптоволоконных кабелях средой передачи служит стеклянное волокно (диаметр от 5 до 60 микрон). Волокно покрывают стеклянной оболочкой с иным коэффициентом преломления. Световой поток распространяется по оптическому волокну отражаясь от стеклянной оболочки Оптическое волокно (сердечник) Стеклянная оболочка Защитная оболочка

16 В зависимости от траектории распространения света в волокне различают одномодовые и многомодовые волокна. Многомодовое волокно (Multi Mode Fiber, MMF) имеет диаметр сердцевины 50 или 62,5 мкм. В многомодовом волокне световой поток состоит из нескольких лучей отражающихся от стеклянной оболочки под разными углами. Полоса пропускания Мгц на 1 километр. Многомодовое волокно со ступенчатым профилем Многомодовое волокно с градиентным профилем

17 В качестве источников света используют светодиоды и полупроводниковые лазеры. Для соединения используют разъемы MIC, ST и CT. Максимальные длины оптических сегментов при использовании стандартных технологий: Одномодовое волокно ~120 км (DWDM до нескольких Терабит/с). Многомодовое волокно ~ 2-4 км. (до 2 Гбит/c) Одномодовое волокно (Single Mode Fiber, SMF) имеет диаметр сердцевины от 5 до 10 мкм. (соизмерим с длиной световой волны). В одномодовом волокне световой поток распространяется вдоль оптической оси не отражаясь от стеклянной оболочки. Полоса пропускания до 100 ГГц на 1 километр. Одномодовое волокно

18 Коаксиальный кабель При построении сетей наиболее часто используются два вида коаксиальных кабелей, получившие названия - толстый коаксиальный кабель и тонкий коаксиальный кабель. Внутренний проводник Внутренняя изоляция Медная оплетка Защитная оболочка

19 Толстый коаксиальный кабель используется в сетях Ethernet 10Base-5 и обозначается RG-8 и RG-11. Для подключения рабочих станций используют специальные прокалывающие разъемы и отводящие кабели. Кабель имеет волновое сопротивление 50 Ом, диаметр 12 мм. Тонкий коаксиальный кабель используется в сетях 10Base-2 и обозначается RG-58/U (имеет сплошной внутренний проводник) или RG-58A/U (многожильный внутренний проводник). Кабель имеет волновое сопротивление 50 Ом и диаметр 5 мм.