Сопротивления коаксиального кабеля
Классификация:
По назначению — для систем кабельного телевидения, для систем связи, авиационной, космической техники, компьютерных сетей, бытовой техники и т. д.
По волновому сопротивлению (хотя волновое сопротивление кабеля может быть любым), стандартными являются пять значений по российским стандартам и три по международным:
50 Ом — наиболее распространённый тип, применяется в разных областях радиоэлектроники. Причиной выбора данного номинала была, прежде всего, возможность передачи радиосигналов с минимальными потерями в кабеле, а также близкие к предельно достижимым показания электрической прочности и передаваемой мощности;
75 Ом — распространённый тип, применяется преимущественно в телевизионной и радиотехнике (был выбран по причине хорошего согласования с волновым сопротивлением наиболее распространенного типа антенн — полуволнового диполя (73 Ом); при этом потери в кабеле чуть выше, чем для 50 Ом);
100 Ом — применяется редко, в импульсной технике и для специальных целей;
150 Ом — применяется редко, в импульсной технике и для специальных целей, международными стандартами не предусмотрен;
200 Ом — применяется крайне редко, международными стандартами не предусмотрен;
Имеются и иные номиналы; кроме того, существуют коаксиальные кабели с ненормируемым волновым сопротивлением: наибольшее распространение они получили в аналоговой звукотехнике.
По диаметру изоляции:
субминиатюрные — до 1 мм;
миниатюрные — 1,5—2,95 мм;
среднегабаритные — 3,7—11,5 мм;
крупногабаритные — более 11,5 мм.
По гибкости (стойкость к многократным перегибам и механический момент изгиба кабеля): жёсткие, полужёсткие, гибкие, особогибкие.
По степени экранирования:
со сплошным экраном
с экраном из металлической трубки
с экраном из лужёной оплётки
с обычным экраном
с однослойной оплёткой
с двух- и многослойной оплёткой и с дополнительными экранирующими слоями
излучающие кабели, имеющие намеренно низкую (и контролируемую) степень экранировки.
Типы ОВК
Существуют два различных типа оптоволоконных кабелей:
- многомодовый, или мультимодовый, кабель, более дешевый, но менее качественный;
- одномодовый кабель, более дорогой, но имеющий лучшие характеристики.
Основные различия между этими типами связаны с разным режимам прохождения световых лучей в кабеле.
В одномодовом кабеле практически все лучи проходят один и тот же путь, в результате чего все они достигают приемника одновременно, и форма сигнала практически не искажается. Одномодовый кабель имеет диаметр центрального волокна около 1,3 мкм и передает свет только с такой же длиной волны (1,3 мкм). Дисперсия и потери сигнала при этом очень незначительны, что позволяет передавать сигналы на значительно большее расстояние, чем в случае применения многомодового кабеля. Для одномо-дового кабеля применяются лазерные приемопередатчики, использующие свет исключительно с требуемой длиной волны. Такие приемопередатчики пока еще сравнительно дороги и не слишком долговечны. Однако в перспективе одномодовый кабель должен стать основным благодаря своим прекрасным характеристикам.
В многомодовом кабеле траектории световых лучей имеют заметный разброс, в результате чего форма сигнала на приемном конце кабеля искажается. Центральное волокно имеет диаметр 62,5 мкм, а диаметр внешней оболочки - 125 мкм (это иногда обозначается как 62,5/125). Для передачи используется обычный (не лазерный) светодиод, что снижает стоимость и увеличивает срок службы приемопередатчиков по сравнению с одномодовым кабелем. Длина волны света в многомодовом кабеле равна 0,85 мкм. Допустимая длина кабеля достигает 2-5 км. В настоящее время многомодовый кабель - основной тип оптоволоконного кабеля, так как он дешевле и доступнее.
Задержка распространения сигнала в оптоволоконном кабеле не сильно отличается от задержки в электрических кабелях. Типичная величина задержки для наиболее распространенных кабелей составляет около 4-5 нс/м.
Наземные радиолинии делятся на два вида - радиолинии прямой видимости или однопролетные радиолинии (точка - точка), и радиорелейные линии. Необходимость создания радиорелейных линий объясняется тем, что радиоволны длиной от 1 метра и короче не огибают Земной шар и не отражаются от ионосферы. Поэтому максимальная дальность такой радиолинии определяется прямой видимостью между приемо-передающими антеннами радиостанций.
Определить дальность прямой видимости можно по формуле:
Dпр = 3,55(Sq h1 + Sq h2),
где: Dпр - дальность прямой видимости в километрах,
h1 и h2 - высоты подвеса антенн радиостанций в метрах.
Для увеличения дальности действия радиолиний строят радиорелейные линии.
Радиолинии прямой видимости
Наземные радиолинии "точка - точка" включают передающее устройство с антенной, удаленный на некотором расстоянии приемник с антенной и среду передачи (атмосферное пространство). Такая радиолиния является односторонней и обеспечивает передачу сигналов только в одну сторону. Для двусторонней передачи необходим такой же комплект аппаратуры, но приемное и передающее устройства меняются местами. Такой комплект называется радиостанцией. Работа передающего и приемного устройств обычно осуществляется на двух частотах - приемной и передающей (если смотреть с одной из точек размещения радиостанций).
Если для работы выделена только одна частота, то она может использоваться поочередно каждой из сторон. Такой режим работы называется полудуплексным или поочередным. В радиолиниях для компьютерных сетей такой режим используется редко. Дуплексная радиолиния может быть "уплотнена", что означает, что в пределах ее полосы пропускания методом частотного, временного или кодового уплотнения могут быть созданы каналы. Их окончания находятся на оконечных устройствах радиостанций и отдаются удаленному потребителю с использованием других каналов связи. Скорость передачи в радиолиниях может находится в пределах от нескольких килобит/с до десятков и сотен мегабит/с.
Радиорелейные линии
Радиорелейная связь (РРС) осуществляется при помощи цепочки приёмо-передающих радиостанций, отстоящих друг от друга на расстоянии прямой видимости их антенн. Каждая такая станция принимает сигнал от соседней станции, усиливает его и передаёт дальше — следующей станции.
Радиорелейную связь используют для многоканальной передачи телефонных, телеграфных и телевизионных сигналов на дециметровых (ДМ) и сантиметровых (СМ) волнах. Эти каналы могут эффективно использоваться в сетях ЭВМ. Диапазоны ДМ и СМ волн выбраны потому, что в них возможна одновременная работа большого числа радиопередатчиков с шириной спектра сигналов до нескольких десятков Мгц и низок уровень атмосферных и индустриальных помех радиоприёму.
Так как устойчивое распространение ДМ и СМ волн происходит только в пределах прямой видимости, то для связи на больших расстояниях необходимо сооружать значительное количество ретрансляционных станций. Для того чтобы расстояние между станциями было как можно больше, их антенны устанавливают на мачтах или башнях высотой 70—100 м, по возможности — на возвышенных местах. На равнинной местности расстояние между станциями обычно составляет 40—50 км. Обычно на станциях устанавливают несколько комплектов приёмо-передающей аппаратуры, размещаемых в общем техническом здании и использующих общие источники электропитания, опоры антенн и сами антенны. Т. о., на линии создаётся несколько т. н. стволов связи и увеличивается её пропускная способность. Для одновременной передачи сигналов по многим телефонным каналам в линиях радиорелейной связи также применяют частотное и временное разделение каналов. Частотное разделение каналов обеспечивает большее по сравнению с временным разделением число каналов в одном стволе, однако при временном разделении аппаратура проще и компактнее.
РРС разделяют на линии большой ёмкости — магистральные, средней ёмкости — зоновые, малоканальные — для связи на ж.-д. транспорте, газопроводах, нефтепроводах, линиях электропередачи и т.п., а также малоканальные линии с подвижными станциями, используемые в военных целях. Первая линия РРС с 5 телефонными каналами сооружена в США между Нью-Йорком и Филадельфией в 1935. Благодаря успехам, достигнутым в области сверхвысоких частот техники, начиная с 50-х гг. линии РРС стали сооружаться быстрыми темпами. К началу 70-х гг. во всех развитых странах создана густая сеть линий РРС с несколькими тысячами телефонных каналов в каждой линии. В СССР к середине 70-х гг. разработан комплекс унифицированной аппаратуры для линий РРС протяжённостью до 10 000 км, обеспечивающий создание на линии до 8 стволов, каждый ёмкостью 1800 телефонных каналов.
Помехоустойчивость линии — способность линии уменьшать уровень помех, создаваемых во внешней среде и на внутренних проводниках. Эта способность целиком и полностью зависит от:
- характеристик используемой физической среды
- средств линии, предназначенных для экранирования и подавления помех самой линии
Наименьшим является показатель помехоустойчивости у радиолиний, гораздо большей устойчивостью обладают кабельные линии и наилучшей — волоконно-оптические линии, малочувствительные ко внешнему электромагнитному излучению. Стандартными способами уменьшения помех, появляющихся из-за внешних электромагнитных полей, являются методы экранирования и/или скручивания проводников.
