Характеристики линий связи

Промежуточная аппаратура

Аппаратура линий связи

Аппаратура передачи данных – модемы, адаптеры, устройства подключения – непосредственно связывает компьютеры или локальные сети с физической средой передачи данных.

Задачи:

1) улучшения качества сигнала (усилители, повторители, концентраторы);

2) создание постоянного составного канала связи между двумя абонентами сети (мультиплексоры, демультиплексоры, коммутаторы)

а) наличие промежуточной коммутационной аппаратуры избавляет создателей глобальной сети от необходимости прокладывывать отдельную кабельную линию для каждой пары соединяемых узлов;

б) в случае необходимости образования постоянного соединения между какими-либо двумя конечными узлами, то промежуточная аппаратура настраивается соответствующим образом;

в) между коммутаторами прокладывается высокоскоростная физическая среда

Основными характеристиками линий связи являются:

· амплитудно-частотная характеристика;

· полоса пропускания;

· затухание;

· пропускная способность;

· помехоустойчивость;

· перекрестные наводки на ближнем конце линии;

· достоверность передачи;

Для определения характеристик линии связи часто используется анализ ее реакции на некоторые эталонные воздействия. Такой подход позволяет достаточно просто и однотипно определять характеристики любой линии связи, не прибегая к сложным теоретическим исследованиям. Чаще всего в качестве эталонного сигнала используются синусоидальные сигналы разных частот. Это связано с тем, что сигналы этого типа часто встречаются в технике и с их помощью можно представить любую функцию времени – как непрерывную, так и дискретную.

Рис. 2. Представление периодического сигнала суммой синусоид

Рис. 3. Спектральное разложение идеального импульса

Искажение передающим каналом синусоиды какой-либо частоты приводит в конечном счете к искажению передаваемого сигнала. Вследствие этого на приемном конце линии сигналы могут плохо распознаваться.

Рис. 4. Искажение импульсов в линии связи

Линия связи искажает передаваемые сигналы из-за того, что ее физические параметры отличаются от идеальных. Так, например, медные провода всегда представляют собой некоторую распределенную по всей длине активного сопротивления, емкостной и индуктивной нагрузки. В результате для синусоид различных частот линия будет обладать различным полным сопротивлением, а значит и передаваться они будут по-разному. Кроме того, дополнительные искажения может вносить промежуточная аппаратура.

Рис. 5. Представление линии связи как распределенной нагрузки

Кроме внутренних искажений существуют и внешние помехи, создаваемые различными электрическими устройствами, атмосферными явлениями и т.д.

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.

Рис. 6. Амплитудно-частотная характеристика

Полоса пропускания – непрерывный диапазон частот, для которых А_выход/A_вход>d, где d обычно равняется 0.5.Ширина полосы пропускания в наибольшей степени влияет на максимально возможную скорость передачи информации.

Затухание – относительное уменьшение амплитуды сигнала при передаче по линии сигнала определенной частоты. Затухание представляет собой одну точку из АЧХ линии

Пропускная способность – максимально возможная скорость передачи данных по линии связи (бит/с).

Если значимые гармоники выходят за границу полосы пропускания линии связи, то сигнал будет значительно искажаться, приемник будет ошибаться при распознавании, а значит информация не сможет передаваться с заданной пропускной способностью (рис. 7-б).

Рис. 7. Соответствие между полосой пропускания линии связи и спектром сигнала

Помехоустойчивость линии – способность линии уменьшать уровень помех, создаваемых во внешней среде, на внутренних проводниках. Наименее помехоустойчивыми являются радиолинии. Обычно для уменьшения внешних помех проводники экранируют и/или скручивают.

Перекрестные наводки на ближнем конце линии (Near End Cross Talk, NEXT). Этот показатель определяет помехоустойчивость кабеля, когда электромагнитное поле сигнала, передаваемого выходом передатчика на одной паре проводников, наврдит на другую пару проводников сигнал помехи.

Достоверность передачи данных – вероятность искажения для каждого передаваемого бита. Без использования помехоустойчивых кодов этот показатель составляет от 10^-4 для электрических сигналов до 10^-9 для световых сигналов.

Дата добавления: 2014-01-13