Ім'я файлу: Загальна конструкція симетричних та коаксіальних кабелів зв.docx
Розширення: docx
Розмір: 282кб.
Дата: 15.07.2020

  1. Загальна конструкція симетричних та коаксіальних кабелів зв’язку. Елементи конструкції, їх призначення та матеріали виготовлення.

Кабелем називають конструкцію, яка складається із скручених ізольованих між собою провідників, заключних в загальну вологозахисну оболонку.( за гроднев )

1 Симетричний кабель містить однакові за електричними та конструктивними ознаками пари ізольованих провідників.

Елементи = жили кабеля ізоляція оболонка

Жили потрібні для передачі електричних сигналів

Жили кабеля найчастіше роблять з міді алюмінія сталі

(ізоляція жили потрібна для запобігання короткого замикання полівінілхлорид електроізоляційної резини шитого поліетилена , з кабельного паперу )

Оболонка потрібна для захисту від зовнішнього середовища , води і вологи сонячної радіації механічних пошкоджень .

Полівінілхлорид та металічні обочки

2 Коаксіальний кабель представляє собою два циліндра зі (совмещенной ) спільною віссю причому один циліндр суцільний провідник він концентрично розміщений в середині, другого циліндра пустого.

Елементи коаксиального кабеля
1 — внутренний проводник – використовується для передачі електромагнітних сигналів
2 — изоляция (сплошной полиэтилен) – використовується для постійного взаємного положення внутр.. і зовн. провідників
3 — внешний проводник (Экран), (алюміній, мідь,різні сплави)
4 — оболочка (светостабилизированный полиэтилен) – служить для изоляії та захисту від зовнішніх впливів.


  1. Фізичні процеси в симетричних та коаксіальних кабельних колах, причини їх виникнення, розподіл електромагнітного поля в поперечному перерізі провідників та вплив на параметри передачі.

Поверхневий ефект обумовлений дією електромагнітної хвилі, яка поширюється по токопровідній жилі. Він виникає в наслідок вихрового струму в центрі жили, який має зворотній напрям до напряму основного струму, а по краям жили збігається з напрямом. В результаті цього ефекту, наприклад, змінний струм високої частоти при протіканні по провіднику розподіляється НЕ рівномірно по перетину, а переважно в поверхневому шарі. Цей ефект збільшується з ростом частоти струму, магнітної проникності. Вплив на параметри передачі збільшується активний опір жили кабеля.

Ефект близькості виникає по причині взаємодії зовнішніх полів. Зовнішнє магнітне поле одного з провідників пересікає товщу іншого провідника і наводить в ньому вихрові токи. Таким чином, що на поверхні першого провідника та наближеній до нього поверхні другого провідника вихрові токи збігаються по напрямку з основним током, а на протилежних поверхнях жили - вихрові токи направлені в протилежному напрямку до основного току. При взаємодії вихрових токів з основними густина результуючого струму на направлених один до одного поверхнях провідників збільшується. Ефект залежить від частоти струму, магнітної проникності, провідності та відстані між провідниками. Через цей ефект збільшується активний опір кола. Якщо по сусіднім жилам струм йде в одному напрямку, то розподіл буде таким чином, що результуючий струм буде на віддалених кінцях жил, якщо в протилежних напрямках струм, то навпаки.

Ефект сусідніх металевих мас. За рахунок відображення від них електромагнітного поля також відбуваються зміни в параметрах електричного кола. Магнітне поле створене струмом який протікає по жилам кола наводить вихрові токи в сусідніх жилах кабелю в навколишньому екрані, металічних оболонках, броні. Віхрові токи нагрівають металічні елементі кабелю і створюють додаткові теплові втрати енергії. При цьому найбільшу дію мають близько розташовані до розглянутої ділянки кола металічні елементі кабелю, крім того вихрові токи створюють поле зворотної дії, яке впливає на провідників кола та змінює їх параметри.

Ефект самоекранування виникає в коаксіальному кабелі за рахунок взаємодії електромагнітних полів внутрішнього та зовнішніх провідників. Лінії магнітного поля знаходяться у вигляді концентричних окружностей в середині кабелю, а зовнішнє поле дорівнює 0.


  1. Первинні та вторинні параметри передавання кіл, їх фізичний зміст. Графіки залежності від частоти та їх аналіз.


Первинні параметри:

  • Активний опір - (Ом/км) складається з опору постійного струму та опору за рахунок поверхневого ефекта і опору за рахунок ефекта близькості та опору за рахунок втрат в навколишні металеві маси.

  • Індуктивність – (Гн/км) складається з зовнішньої (індуктивність яка виникає внаслідок зв’язку між жилами) та внутрішньої(індуктивність жили кабелю) індуктивності. З ростом частоти внутрішня індуктивність зменшується.

  • Ємність – (Ф/км) виникає внаслідок розташування ізольованих провідників поблизу, накопичення електричного заряду. Залежить від діелектричної проникності ізоляції та відстані між жилами.

  • Провідність ізоляції – (См/км) складається з двох частин обумовлених витіком постійного та змінного струмів.



Вторинні параметри:

  • Хвильовий опір кола показує зсув фази, струму або напруги в будь-якій точці кола. Залежить від ємності та індуктивності. ( ) Ом.

  • Коєф. загасання вказує на скільки зменшується амплітуда сигналу. Дб/км

  • Коєф. фази вказує на різницю фаз струму або напруги на початку або в кінці лінії. Рад/с

  • Швидкість розповсюдження. Км/с

  • Час розповсюдження. с

  • Коефіціент розповсюдження.


Графіки залежності від частоти та їх аналіз.



1* З ростом частоти опір і провідність збільшується за рахунок втрат в провідниках на вихрові токи та ізоляції на діелектричну проникність. Індуктивність зменшується через поверхневий ефект. Ємність від частоти не залежить.

2* При збільшені відстані між провідниками опір, ємність і провідність зменшується. А індуктивність збільшується. Опір обумовлений зменшенням втрат на ефекті близькості. Ріст індуктивності пов'язаний зі збільшенням площі контура пронизувального магнітним потоком. Ємність зменшується тому що провідники віддаляються.

3* При збільшенні діаметру провідників ємність та провідність збільшується, а індуктивність та опір зменшується.


  1. Конструкція та основні типи оптичних волокон (ОВ). Принцип роботи волокна. Оптичні параметри та параметри передачі ОВ.

Оптичний кабель складається з оптичного волокна та захисного покриття. Можливо також броня.

Оптичне волокно – це оптичний хвилевід ВОСП призначений для направленої передачі оптичного випромінювання, виготовлений у вигляді тонкої скляної нитки циліндричної форми з круглим поперечним перерізом. Оптоволокно складається з серцевини та одної або декількох захисних оболонок. Показник заломлення серцевини більше ніж оболонки.

Типи оптоволокна: Діляться на 2 групи: одномодові та багатомодові. Конструктивно вони відрізняються діаметром серцевини.

Одномодові – діаметр серцевини складає від 7-10 микрон, через це оптичне випромінювання розповсюджується по волокну в одній моді. Відсутня міжмодова дисперсія. Існують 3 основні типи одномодових волокон:

1) ступінчасте з незміщеною дисперсією(SMF) рекомендація G-652. Застосовується у більшості оптичних систем зв’язку.

2) волокно зі зміщеною дисперсією (DSF) рекомендація G-653.

Мінімальне загасання.

3) волокно з ненульовою зміщеною дисперсією NZDSF рекомендація G-655.

Багатомодові – діаметр серцевини 62,5 мікрони. Через великий діаметр передаються багато мод. Кожна під різним кутом. Через це імпульс світла випробовує дисперсійні спотворення і прямокутні імпульси згладжуються. Існують 2 типи:

  1. Ступінчаті в них показник заломлення від оболонки до серцевини змінюється скачкообразно.

  2. Градієнтні в них показник заломлення серцевини плавно росте з краю до центра. Через це зменшується вплив дисперсії.

Принцип дії волоконо-оптичного світловоду: базується на використанні процесів відбиття та заломлення оптичної хвилі на границі двух середовищ з різними оптичним показниками заломлення. При попадання променя на границю двух середовищ в загальному випадку відбувається заломлення та відображення.

Оптичні параметри: 1) загасання та 2) дисперсія.

Загасання визначає довжину регенераційної ділянки (це довжина між регенераторами)

Дисперсія приводить до спотворення імпульсів та обмеження полоси передачі по світловоду.

Параметри передачі: 1)пропускна здатність визначає ширину лінійного тракту, полосу частот та об'єм інформації, який передається по оптичному кабелю. Залежить від часу тривалості імпульсу.

  1. Розрахунок довжини регенераційної ділянки ВОСП за загасанням та дисперсією.

Взагалі регенераційна ділянка – це відстань оптичного кабелю між регенераторами. Так як основними факторами є загасання і дисперсія то ми повинні їх порахувати, тому що якщо сигнал ще не загасне, то він може бути спотворений тобто його буде не можливо прочитати, тому після прорахунку ми вибираємо таку відстань, щоб сигнал був розпізнаний + невелий запас. При розрахунку довжини за загасанням ми враховуємо всі втрати: на зварних швах на розємах та самому волокні

Розрахунок довжини ділянки регенерації по дисперсії

Довжина ділянки регенерації, обмежена дисперсією сигналів в ОВ, не повинна перевищувати:



де В – швидкість передачі на оптичному стику, бит/с;

– середньоквадратичне значення погонного дисперсії ОВ, с/км.

Довжина ділянки регенерації ВОСП обмежується двома факторами загасанням і розширенням імпульсу в лінійному тракті. При проектуванні необхідно виконати два розрахунки і в якості довжини ділянки регенерації вибрати найменше з отриманих значень.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас