Середовища передачі

В системе передачи данных передающая среда является физическим путем между передатчиком и приемником. Передающие среды можно разделить на

направляемые и ненаправляемые.

В обоих случаях связь принимает форму распространения электромагнитных волн. В направляемых средах волны направляются по твердым проводникам, например, по

- медным витым парам,

- медным коаксиальным кабелям

- и оптическим волокнам.

Кабель представляет собой электропроводную систему, состоящую из изолированных проводников, заключенных в общую изоляционную и защитную оболочки.

В стандартах кабелей оговаривается достаточно много характеристик, из которых наиболее важные перечислены ниже.

Затухание(Attenuation) определяется как относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по линии сигнала определенной частоты. Затухание измеряется в децибелах на метр для определенной частоты или диапазона частот сигнала. Децибелы вычисляются следующим образом

A=10lg(P_вых/P_вх)

где P_вых — мощность сигнала на выходе линии, P_вх — мощность сигнала на входе линии.

Перекрестные наводки на ближнем конце (Near End Cross Talk — NEXT) определяют помехоустойчивость кабеля к внутренним источникам помех, когда электромагнитное поле сигнала, передаваемого выходом передатчика по одной паре проводников, наводит на другую пару проводников сигнал помехи. Если ко второй паре будет подключен приемник, то он может принять наведенную внутреннюю помеху за полезный сигнал. Показатель NEXT, выраженный в децибелах, равен 10log₁₀Р_вых/Р_нав, где Р_вых — мощность выходного сигнала, Р_нав — мощность наведенного сигнала. Чем больше значение NEXT, тем лучше кабель. Измеряются в децибелах для определенной частоты сигнала. Так, для витой пары категории 5показатель NEXT должен быть не меньше — 27 дБ на частоте 100 МГц.

Взаимные влияния и переходные затухания в кабелях на витой паре:

а - на ближнем конце цепи (NEXT); б - на дальнем конце цепи (FEXT)

Импеданс (волновое сопротивление) — это полное (активное и реактивное) сопротивление в электрической цепи. Импеданс измеряется в Омах и является относительно постоянной величиной для кабельных систем (например, для коаксиальных кабелей, используемых в стандартах Ethernet, импеданс кабеля должен составлять 50 Ом). Для неэкранированной витой пары наиболее часто используемые значения импеданса — 100 и 120 Ом. В области высоких частот (100 — 200 МГц) импеданс зависит от частоты. (Z=R+jX, X=wL+1/wC)

Активное сопротивление — это сопротивление постоянному току в электрической цепи. В отличие от импеданса активное сопротивление не зависит от частоты и возрастает с увеличением длины кабеля.

Емкость — это свойство металлических проводников накапливать энергию. Два электрических проводника в кабеле, разделенные диэлектриком, представляют собой конденсатор, способный накапливать заряд. Емкость является нежелательной величиной, поэтому следует стремиться к тому, чтобы она была как можно меньше (иногда применяют термин "паразитная емкость"). Высокое значение емкости в кабеле приводит к искажению сигнала и ограничивает полосу пропускания линии.

Уровень внешнего электромагнитного излучения или электрический шум. Электрический шум измеряется в милливольтах.

Диаметр или площадь сечения проводника.

Помимо универсальных характеристик, таких, например, как затухание, которые применимы для всех типов кабелей, существуют характеристики, которые применимы только к определенному типу кабеля. Например, параметр шаг скрутки проводовиспользуется только для характеристики витой пары, а параметр NEXT применим только к многопарным кабелям на основе витой пары.