Взаимные влияния в линиях связи
Рассмотрим, какое влияние друг на друга оказывают параллельно проложенные линии связи.
В теории возможных влияний между цепями линий связи приняты следующие основные определения:
влияющая цепь — цепь, создающая первичное влияющее электромагнитное поле (рис. 10.1);
цепь, подверженная влиянию — цепь, на которую воздействует влияющее электромагнитное поле;
непосредственное влияние — сигналы, индуцируемые непосредственно электромагнитным полем влияющей цепи в цепи, подверженной влиянию.
Помимо непосредственного, имеет место косвенное влияние вторичных полей, образующихся за счет отражений и др.
Рис. 10.1. Распределение
ролей влияния линий связи
Рис. 10.2. Наводки на неэкранированный провод от другого неэкранированного провода: 1 — неидеальная “земля”; 2 — идеальная земля
В табл. 10.1 приведены примерные данные взаимного влияния различных типов линии.
Таблица 10.1. Взаимное влияние различных типов линий
Тип линии |
Преобладающее влияние |
Воздушные линии связи |
Систематическое влияние, возрастающее с увеличением частоты сигнала |
Коаксиальный кабель |
Систематическое влияние через третьи цепи, убывающее с повышением частоты вследствие поверхностного эффекта |
Симметричный кабель |
Систематическое и случайное влияние, возрастающее с частотой |
Оптический кабель |
Систематическое и случайное влияние, при 30 ГГц от частоты сигнала практически не зависят |
Рис. 10.3. Взаимные наводки провода и экранированных кабелей
В реальных условиях имеют место наводки как от экранированных кабелей на экранированные, так и от неэкранированных кабелей на экранированные.
Таким образом, можно заключить, что излучения и наводки от различных технических средств далеко не безопасны, так как с их помощью можно восстановить информацию, например, с дисплея (ПЭВМ, терминал) с помощью обычного ТВ-приемника при небольшом его усовершенствовании и доработке. Небезопасны излучения и наводки кабельных сетей, как неэкранированных, так и экранированных. Для последних требуется хорошее состояние экрана и качественное заземление. На практике кабели не всегда полностью экранированы. Неисправные или покрытые коррозией соединители могут быть причиной значительных излучений. Используя узкополосные (полоса менее 1 кГц) приемники, можно зарегистрировать напряженность поля 0,1 мкВ на поверхности кабеля. Поле с напряженностью на поверхности кабеля 1 мкВ можно обнаружить на расстоянии 3 м от кабеля. Даже на расстоянии 300 м сигналы, имеющие значение 1 мВ на поверхности кабеля, могут быть обнаружены.
Степень ослабления излучения кабеля в зависимости от расстояния и частоты излучения определяется формулой:
D = 20 log ,
где d — расстояние от кабеля, — длина волны излучения.
В дальней зоне электрическое поле принимает плоскую конфигурацию и распространяется в виде плоской волны, энергия которой делится поровну между электрической и магнитной компонентами.
Сильные магнитные поля, как правило создаются цепями с низким волновым сопротивлением, большим током и малым перепадом напряжений, а интенсивные электрические поля — цепями с большим сопротивлением, высоким напряжением и малым током. Для плоской волны в свободном пространстве волновое сопротивление:
Z= Z= = 376,8 Ом
Для поля с преобладающей электрической компонентой волновое сопротивление существенно больше (Z> Z), а для преобладающего магнитного поля существенно меньше (Z < Z) значения волнового сопротивления для плоской волны.
Дальняя зона — это область пространства, в которой расстояние от источника существенно превышает длину волны (r >> ). Границей раздела ближней и дальней зон условно можно принять равенство расстояний от источника возмущения 1/6 длины волны (r /2 /6), что составляет 5 м для частоты 108 Гц (100 МГц) или 50 м для частоты 106 Гц (1 МГц). В ближней зоне, когда расстояние от источника возмущения не превышает длины волны, электромагнитное поле имеет выраженный только электрический или только магнитный характер.