Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 4. Лінії зв’язку   /  Тема 4.6. Властивості неоднорідних ліній

Зміст:

4.6.1. Властивості неоднорідних ліній

Під час виготовлення металевих кабелів унаслідок недосконалості технології виникають різні дефекти. Це можуть бути деформації ізоляції, проводів, відхилення діаметра проводів і товщини ізоляції від номіналів, порушення взаємного розташування проводів в елементарних групах симетричних кабелів. У коаксіальних кабелях до цих дефектів додаються еліптичність проводів, неспіввісність, відхилення діаметрів проводів від номінальних. Внаслідок цього кабель стає неоднорідним за довжиною, змінюються його параметри, лінія стає неоднорідною. Однорідність лінії характеризується сталістю хвилевого опору вздовж лінії. Мірою неоднорідності лінії є коефіцієнт відбиття в місці розташування неоднорідності (рис. 4.6.1, б).

Р = (Zхв1Zхв2)/(Zхв1 + Zхв2)

Коефіцієнт відбиття змінюється в межах ± 1.

Рис. 4.6.1. Схема однорідної (а) та неоднорідної (б) ліній:
Zхв1, Zхв2 — хвильові опори ділянок неоднорідної лінії

У неоднорідній лінії у місцях стрибків хвильового опору виникають відбиті хвилі. Вони спотворюють частотну характеристику власного хвильового опору неоднорідної лінії. У цьому разі вхідний опір лінії Zвх не дорівнює її хвильовому опору.

Внаслідок появи відбитих хвиль збільшуються втрати в лінії, тоді вона характеризується вже не власним загасанням, а робочим. Робоче загасання — це загасання кабельної лінії в робочих умовах, тобто при будь-яких опорах навантаження на кінцях лінії та за наявності стикових неоднорідностей це більш загальний параметр, оскільки він враховує, крім власного загасання кабелю, вплив неузгодженості на стиках кабелю з навантаженням (Z0 та Zl)

αp = α · l + αc + αk,

де α — погонне (кілометричне) загасання кабелю, дБ/км; l — довжина лінії, км; αc, αk — загасання внаслідок відбиття на стиках і на кінцях лінії.

У неоднорідних за довжиною лініях розрізнюють внутрішні неоднорідності — у межах будівельної довжини кабелю та стикові, зумовлені різними хвильовими опорами будівельних довжин, що з’єднуються між собою в процесі будівництва лінії. Стикові неоднорідності, як правило, перевищують внутрішні.

Неоднорідності в лінії призводять до появи в ній двох додаткових потоків енергії: зворотного, що складається з суми хвиль, відбитих у місцях неоднорідностей, спрямованого до її початку, та попутного, що виникає як подвійне відбиття, та спрямованого до кінця лінії (рис. 4.6.2).

Зворотний потік викликає коливання вхідного опору лінії, це ускладнює узгодження її з апаратурою на кінцях лінії та призводить до спотворень типу багатопроменевості. Попутний потік також призводить до спотворення сигналу, що передається. Особливо цей потік впливає на передачу телевізійних сигналів, для якісної передачі яких він не повинен перевищувати 0,1 % від основного.

В аналогових системах передачі попутний потік регламентується за всією довжиною лінії, у цифрових — за довжиною регенераційної дільниці.

Рис. 4.6.2. Схема утворення зворотного та попутного потоків у неоднорідній лінії

У волоконно-оптичних лініях неоднорідності лінії виникають внаслідок відхилень параметрів ВС від номінальних (табл. 4.5.3), тому виникають додаткові втрати під час з’єднання будівельних довжин ОК, а також з’являються відбиті хвилі.

Явище відбиття електромагнітних хвиль від неоднорідностей використовується в приладах, призначених для визначення місця пошкодження кабелю. Ці прилади називають рефлектометрами.