Линии связи

Канал связи – это тракт движения сигнала в многократной системе передачи и обмена данными со множеством входных и выходных устройств.

Каналы состоят из линий связи.

Линия связи – физическая среда, по которой передаются сигналы. В системах передачи информации применяют различные линии связи:

• электрические

• радио

• механические

• акустические и т.д.

Они могут быть классифицированы:

1. по назначению системы

• телеграфические

• телевизионные

• Л.П. цифровой информации

1. по используемым линиям связи

• кабельные

• радиоканал

• телевизионные и т.д.

1. по полосе занимаемых частот

• высокочастотные

• коротковолновые и т.д.

4. Кроме того, каналы подразделяются по виду передаваемых сигналов.

Бывают каналы передачи:

• аналоговых сигналов

• дискретных сигналов

• комбинированные

Наши каналы в подавляющем большинстве – электрические, волоконно-оптические.

Электрические линии связи.

В качестве бортовых электрических каналов используется двухпроводная линия связи, либо применяется коаксиальный кабель.

Он представляет собой симметричные цилиндрические проводники, помещаемые один внутри другого. Причем их оси должны быть совмещенными. Число должно быть парным и каждый проводящий слой разделен диэлектриком.

Обычно бывает до 8 пар.

Достоинства:

• занимает мало места

• его просто изолировать от внешних изменений, наводок и т.д.

Недостатки:

• если в одном месте произойдет прорыв, то поломается всё

Двухпроводные ЛС характеризуются первичными и вторичными параметрами.

Первичные параметры.

1. Сопротивление линии

R = R₀ + R_n + R_пэф + R_взвл

Сопротивление рассчитывается на единицу длины линии.

R₀ – омическое сопротивление линии (рассчитывается аналитически)

R_n – сопротивление потерь от вихревых токов, возникающих в соседних металлических поверхностях, нагревающих проводники и изменяющих их сопротивления.

R_пэф – сопротивление поверхностного эффекта – это сопротивление означает, что ток в проводнике распространяется неравномерно, т.е. сопротивление меняется по сечению т.к. плотность тока по сечению будет различна.

R_взвл – сопротивление взаимного влияния – ток в одном проводнике взаимодействует с другим.

Все три последних сопротивления определяются эмпирически.

2. Индуктивность L

3. Емкость C

L и C зависят от расстояния между проводами, от диэлектрической постоянной сечения проводов. И то и другое определяется экспериментально.

4. Проводимость изоляции G – величина непостоянная и особенно для линий, незакрытых от внешней среды. И она определяется состоянием атмосферы.

а)

б)

Вторичные параметры.

Двухпроводная линия может быть представлена такой эквивалентной схемой:

1. Основной вторичной характеристикой является волновое сопротивление Z_волн и определяется так:

Если =2f, частота передаваемого сигнала высокая, то тогда можно считать:

2. коэффициент затухания и отражения. Они связаны с тем, что в линии имеются потери.

Коэффициент затухания может быть определен т.о.:

Т.е. при передаче по линии амплитуда сигнала уменьшается.

Коэффициент затухания

 характеризует затухание амплитуды сигнала на единицу длины линии – он может быть определен через электрические параметры:

I = I₀e^-l U = U₀e^-l

Откуда

или

К оэффициент отражения: возникает эффект «эха» - часть энергии, достигшая приемного конца, возвращается обратнов ЛС в виде отраженной волны и возникает шум и потери.

z – входное сопротивление приемника.

Чтобы не было эффекта отражения надо, чтобы z = z_в, тогда n=0, т.о. коэффициент  и n должны стремиться к нулю.

3. c – пропускная способность канала.

c = V log₂m

V – скорость передачи информации в канале без шума.

m = 2 – если двоичная система.