1. Телекоммуникационные
технологии
Тема 10. Электрическая передача
сигналов по проводникам.
Коаксиальные кабели

2. Электрическая передача
сигналов
Среда передачи данных (Transmission
Medium) – металлический проводник
Носитель информации – электромагнитные
волны
Два провода – электрическая цепь
Вход - Передатчик
Выход - Приемник
Все тривиально?
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 2

3. Описание электрических
процессов в линиях передачи
Гармонические сигналы (аналоговые)
Комплексный анализ
Частотный анализ (Фурье)
Импульсные сигналы (цифровые)
Операторный анализ (Лаплас)
Анализ четырехполюсников
Переходные процессы, стоячие волны
Длинные линии, распределенные параметры
Учет скорости распространения волны (L > λ/10)
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 3

4. Параметры электрической
линии
Распределенные параметры
R (Ом/м)
G (Сименс/м)
L (Гн/м)
С (Ф/м)
Импеданс (волновое сопротивление) (Ом)
Затухание сигнала
Α = 10lg(Pout/Pin) (дБ/м)
Частотные характеристики
Полоса пропускания (Гц)
Частота среза (3dB по мощности) (Гц)
Параметры электрической и магнитной связи (> 1 пары)
NEXT (Near End Cross Talk) (дБ)
FEXT (Far End Cross Talk) (дБ)
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 4

5. Волновое сопротивление
Однородная линия, комплексный анализ
U1 = U 2 ch(γl ) + I 2 Zsh(γl )
d 2U 
2
= γ 2U  I = U 2 sh(γl ) + I ch(γl ) γ = ( R + jωl ) ⋅ (G + jωc) = α + jβ
dx  1 Z

2
Z – волновое сопротивление R + jωL
Z=
γ -коэффициент распространения G + jωC
Линия – симметричный четырехполюсник, Zc=Z
Работа на согласованную нагрузку (Zн=Z) (matched line)
I(x) = U(x)/Z, нет обратной волны
Неискажающая линия:
Согласование для всех частот: Z(ω) → Z
Независимость от частоты коэф-та затухания (α(ω)→α)
Линейная зависимость от частоты коэф-та фазы (β(ω) → β)
R/G = L/C: Z= LC
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 5

6. Проводная линия передачи
Самый простой вариант
Дешевле всего производить
Наиболее энергетически
эффективна
Самое большое число
ограничений
Восприимчива к помехам
Создает помехи
Нельзя вести не по прямой
Изменяется импеданс
Нельзя вести вдоль
проводников
Отражение E
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 6

7. Кабельная линия передачи
Электрический кабель =
проводники + изоляция
Задачи при разработке кабелей
Сохранение энергетической эффективности
Снижение влияния внешних помех
Снижение формируемых помех
Повышение удобства монтажа
Электрические кабели
Коаксиальные (CoAxial, coax)
Витые пары (Twisted Pair, TP)
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 7

8. Коаксиальные кабели
Co-Axial =
Центральный проводник
Cu, Ag
Диэлектрик
PE / PTFE=Teflon
Сплошной/вспененный/вставками
Экран
Сплошной (трубка/фольга)
Плетеный
Диэлектрик (изоляция) - PVC
… еще слои защиты
Броня
Гидроизоляция
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 8

9. Coaxial - примеры
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 9

10. Coaxial - история
1929 Запатентован в Bell Labs
1934 Первая передача телесигнала (олимпийские игры Берлин → Лейпциг)
1936 Экспериментальный ТВ кабель Нью-Йорк – Филадельфия
1936 40 телефонных линий между Лондоном и Бирмингемом
1941 Первая коммерческая линия L1 в США (480 телефонов / 1 ТВ)
1956 TAT-1
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 10

11. Coaxial – основные кабели
Тип Z dсерд dдиэл dобщ Опл Использование
(Ом) етка
RG- 75 1.0 4.7 8.4 2 Cable TV, SatTV, Cable modems
6/U
RG- 50 2.2 7.2 10.3 2 10Base5 (Thick Ethernet)
8/U
RG- 50 1.0 2.9 5.0 1 10Base2 (Thin Ethernet)
58/U
RG- 75 0.8 3.7 6.1 1 Cable TV (старый вариант)
59/U
RG- 92 0.9 3.6 6.1 1 ARCNet
62/U
LMR- 50 13 35 50 1 Антенны/приемо-передатчики
1700
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 11

12. Coaxial – типичные
параметры
Полоса частот – до 500мГц
Волновое сопротивление – 50, 75 Ом
51, 52, 53, 92, 93
Затухание ~ -7дБ/км
Дальность работы без повторителей – до
10км
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 12

13. Coaxial - разъемы
Основные типы
разъемов:
F
N
BNC
TNC
RCA
SMA/SMB
HD
Cu, Au, Rho, Ag
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 13

14. Коаксиальные кабели – область
применения
Жесткие кабели
Соединение антенн с приемопередатчиками
Гибкие кабели
Телевидение (analog/digital)
Аудио/видео оборудование
Кабельные модемы
Локальные сети (10Base2, 10Base5, ArcNet)
Телефонные линии (MUX)
Микрокабели
Потребительская электроника
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 14

15. Специальные виды Coaxial
TwinAxial
IBM AS/400
BiAxial – два рядом (8)
Triaxail (2 экрана)
Multi-Axial
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 15

16. ?
Introduction To Telecommunications 2012 - © Alexander Eltsov, SPbSPU 16