7

Лабораторна робота № 4

Тема: Типи ліній зв’язку та їх характеристики

Мета роботи: Ознайомитись з основними типами ліній зв’язку, що використовуються в сучасних системах передачі інформації. За допомогою методів математичного моделювання та технічної документації визначити основні характеристики заданих типів кабелів

Теоретична частина

Під лінією зв'язку розуміють пристрої для обміну інформацією між різноманітними об'єктами.

Існує декілька типів ліній зв'язку: кабельні (симетричний та коаксіальний кабель), оптоволоконна лінія, радіорелейна, супутникова, хвилеводна та повітряна лінії.

Розглянемо детальніше кабельні линії зв'язку.

Симетричний кабель

Симетричний кабель складається з двох проводів, які мають однакові конструктивні та електричні властивості. Для передачі сигналів у різних напрямках використовують різні кабелі, тобто ця система має назву двохкабельної.

Силові лінії електричного та магнітного полів симетричного кабеля зображені на рис.1 а, з якого видно, що навколо кабеля створюється відкрите електромагнітне поле, яке діє на значній відстані.

_____Лінії електричного поля (Е)

--------Лінії магнітного поля (Н)

Рис.1 Електромагнітні поля кабелів: а-симетричного, б-коаксіального.

Цим зовнішнім полем зумовлені деякі недоліки симетричного кабеля:

І. Частина енергії розсіюється у вигляді втрат на тепло за рахунок вихрових струмів в сусідніх дротах та навколишніх металічних масах (захисний шар, броня т.і.); крім того, зі збільшенням частоти зростають втрати, зумовлені поверхневим ефектом та ефектом близькості. Розподіл густини струму в дротах симетричного кабеля зображено на рис.2.

Рис.2 Ефекти в симетричному кабелі: а-поверхневий , б-близькості

За рахунок поверхневого ефекту струми витискаються на поверхню, а за рахунок ефекту близькості - зближуються та концентруються на взаємообернених поверхнях дротів.

2. 3а рахунок зовнішнього поля має місце вплив симетричного кабеля на сусідні, а самий симетричний кабель вразливий до завад ззовні. Вплив завад в симетричних кабелях зі збільшенням частоти зростає (рис.З), а в коаксіальних кабелях знижується.

3. Зі збільшенням частоти зростає антенний ефект, що призводить до збільшення втрат на випромінювання. При дуже високих частотах, коли довжина хвилі співрозмірна із по­перечними розмірами симетричного кабеля (λ  а), передавання

Рис.З. Частотна залежність впливу завад в лініях І-симетричної, 2-коаксіальної

по кабелю стає неможливим, оскільки різко зростає антенний ефект і вся енергія іде на випромінювання (а-відстань між дротами симетричного кабеля ). Таким чином, затухання симетричного кабеля включає три складові втрат: у металі на вихрові струми (_м), в діелектрику на діелектричну полярізацію (_д) та на випромінювання (_в). В результаті значних втрат та низької захищеності від завад симетричний кабель дозволяє здійснювати передачу лише обмеженого діапазону частот. Повітряні лінії зв'язку ущільнюються в спектрі до 150 кГц ; симетричні кабелі в спектрі до 522 кГц.