Лекция 1
Информацию с помощью ЭМВ можно передавать 2 способами: Антенны - принимающая и передающая По направляющим системам (ЭМВ вдоль линии связи) - чаще всего 2 проводника, изолированные друг от друга, выполнены из меди - создается граница раздела металл диэлектрик. Исторически сложилось что самые примитивные линии - это воздушные линии связи -стальные провода такой конструкции, подвешенные на проводах:
Тут скин-эффект - с повышением частоты ток концентрируется на краях проводника. Кабель связи - система проводников в изоляции. Они сформированы в сердечник кабеля, который защищен различными оболочками. Преимущества: широкополосность, надежность (можно закопать в земле, опустить в воду, проложить в городской кабельной канализации, проложить в помещениях). Все кабели связи делятся на 2 группы: Симметричные и коаксиальные. Отличаются они по конструкции. Симметричная четверка: Четыре медных проводника в изоляции, скрученных между собой для уменьшения взаимного влияния. К паре подключены передатчик и нагрузка, по проводам мы говорим по телефону. ЭМП одной пары влияет на ЭМП другой из-за чего наводится помеха (растет с ростом частоты т.к. поле меняется чаще).
Таких четверок может быть - одна, четыре, семь. Если в сердечнике кабеля находятся одинаковые пары проводников, то это симметричная система. О взаимном влиянии: Изображены силовые линии магнитного и электрического поля (пересекают друг друга):
Симметричные кабели не очень широкополосные. Придумали конструкцию коаксиального кабеля: Он состоит из пар проводников, но они расположены по другому (коаксиальная пара): Внутренний и внешний проводники, между ними изоляция: Нарисуем ЭМП такой пары: Все ЭМВ сосредоточено внутри этой пары. С увеличением частоты ЭМВ (широкополосность) концентрация усиливается. Взаимное влияние намного меньше. Широкополосность большая.
Если в сердечнике кабеля находится коаксиальная пара - то это коаксиальный кабель. Обеспечивают высокое качество передаваемой информации, трудно как-то своровать передаваемую информацию, позволяют прокладывать линии связи практически в любых условиях. Третий тип кабелей - оптические. Про них будет позже, сейчас вводная информация: Система G-PON - гигабитная оптическая побитная сеть. Первые 2 типа назывались электрическими кабелями. Направляющая система так называется потому что ЭМВ следуют за проводником, распространяются направлено вдоль направляющей системы. Конструкции симметричных кабелей: Сердечник СК состоит из одинаковых проводников, выполненных из меди, изолированных друг от друга и скрученных. Скрутка проводников улучшает механическую прочность + уменьшает взаимное влияние. Диэлектрики: поэлитиен, кордельностирофлексная (комбинированная изоляция), вакуум (воздух). При воздушной изоляции нам надо как-то фиксировать проводники: Учебник - Андреев Портнов Медный проводник, на него накладывается нить из поэлитиена (кордель), сверху из терафлекса накладывается лента внахлест:
Таким образом формируется сердечник симметричного кабеля. Сеть связи в России трехступенчатая: Магистральная сеть - связывает друг с другом крупные города (Москва - Петербург). Зоновая сеть - областные центры с районными центрами. Городская сеть и сельская сеть
Сердечник симметричного кабеля состоит из симметричных пар. Дальше накладывается оболочка на кабель из кабельной бумаги (поясная изоляция). Дальше накладывается свинцовая оболочка (его нагревают и накладывают). Поясная изоляция нужна, чтобы расплавленный свинец не расплавил изоляцию кабеля. Экструзионный метод. Свинцовая оболочка нужна для герметизации сердечника кабеля. Влаги в сердечнике кабеля быть не должно. Также свинцовая оболочка служит для экранирования проводников (частично защищает от внешних помех). Сердечник кабеля находится под избыточным внутренним давлением, при повреждении кабеля воздух будет выходить и вода, как пример, не затечет + можно будет найти место. На свинцовую оболочку накладывается «подушка под броню». Она сделана из мягкой пряжи (кабельная пряжа). Она нужна для защиты кабеля от механических повреждений, потому что броня сделана из стали и она может повредить свинец. На подушку накладывают броню из стали (стальную ленту с нахлестом, либо проволока стальная). В зависимости от сечения проволоки кабели служат для разных целей. Главная цель брони - защита от механических повреждений. Сталь ржавеет (коррозия), поэтому для защиты от этого на броню накладывают защитную оболочку. Чаще всего это полиэтиленовый шланг.
Для коаксиальных кабелей точно такие же оболочки, но в большей степени, потому что коаксиальные кабели должны быть хорошо защищены, потому что используются для магистральных сетей. Классификация: По конструкции: симметричные, коаксиальные, оптические. По области применения: магистральные, зоновые и местные. По спектру передаваемых частот: высокочастотные и низкочастотные. СЕРДЕЧНИК КОАКСИАЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ: Коаксиальный кабель - в сердечнике которого содержится хотя бы 1 коаксиальная пара. Размеры коаксиальной пары: Тут есть два параметра - размер внутреннего проводника и внутренний диаметр внешнего проводника:
Существует 3 отношения отношения d к D, измеряется в мм. Средние коаксиальные пары:
Малогабаритные - 2,1 к 4,6 Если 0,7 к 2,1 - микрогабартьные Если в сердечнике кабеля расположены коаксиальные пары одинакового размера, то такой сердечник называется однородным. Если же разные - комбинированным. В коаксиальных парах изоляция между внутренним и внешним проводниками применяется в виде поэлитиленовых шайб, которые ставят на каком-то расстоянии друг от друга (воздушно-шайбовая изоляция):
СТРОИТЕЛЬНАЯ ДЛИНА КАБЕЛЯ (любого) - кабели прокладываются обычно на большие расстояния (сотни км), на заводе невозможно изготовить такой кабель одним куском, поэтому изготавливают какой-то конечной длины, чем кабель сложнее, тем короче будет длина кусочка кабеля. Оптические кабели имеют большую строительную длину, чем электрические (они тоньше). ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕДАЧИ - количественно характеризуют тот или иной вид кабелей. ПП электрических кабелей - делятся на 2 группы: Первичные и вторичные параметры. ПП характеризуют ПАРУ проводников. Первичные - сопротивление, индуктивность, емкость, проводимость. Эти параметры характеризуют цепь из 2х проводников, т.е. пару. Для наших целей удобно измерять эти величины, деля на километр (чтобы не зависимо от длины), например Ом на км, Гн на км и т.д. Сопротивление характеризует потери в проводниках, а остальные - потери в изоляции.
