Передача сигналов по электрическим и оптическим трактам СКС

Передача электрических сигналов по витым парам

Способы передачи информации по витым парам

Существуют два способа передачи сигналов по витым парам: несбалансированная передача (несимметричные цепи) и балансная передача (симметричные цепи). Кабели на основе медных витых пар, применяемые в СКС, позволяют строить как симметричные, так и несимметричные цепи. Все виды ЛВС используют балансную передачу сигналов по витым парам. Несимметричные цепи применяются для построения систем пожарных и охранных сигнализаций и для передачи постоянных питающих напряжений, например от УАТС к телефонам на рабочих местах.

При несбалансированной передаче используется несимметричная цепь, то есть один из проводников заземляется с одной или с двух сторон. Сигналы передаются по остальным проводникам и изменяются относительно земли. По своей природе несимметричные цепи очень чувствительны к внешнему электромагнитному излучению (ЭМИ). Из рис. 2.1 видно, что на входе приемника на сигнальном проводнике присутствует сумма напряжений сигнала U(. и наводок UH от внешнего ЭМИ. Токи наводок на заземляющем проводнике стекают на землю, поэтому на нем U,, равно нулю. С другой стороны, сигнальный провод является источником излучения электромагнитной энергии во внешнее пространство. Это приводит к значительному затуханию сигнала в процессе его распространения. Некоторое улучшение характеристик несимметричных цепей достигается в случае использования общего заземленного экрана, однако такое решение существенно повышает стоимость и трудоемкость монтажа кабельной системы.

Несимметричная цепь

Рис. 2.1. Несимметричная цепь

Еще одним недостатком несимметричных цепей является отсутствие гальванической развязки передатчика и приемника. При неисправностях в системе заземления или в защитной изоляции сетевого оборудования высокое напряжение может попасть как на заземляющий, так и на сигнальный провод, что часто сопровождается выходом из строя приемо-передающих устройств на одном или обоих концах линии связи.

Достоинством несимметричных цепей является то, что для передачи N сигналов требуется только N+1 проводников (N сигнальных плюс один общий заземлякнций).

Несимметричные цени применяют для передачи низкочастотных сигналов на короткие расстояния. Широко известным ее примером является интерфейс RS-232 (V.24).

Схема симметричной цепи, в которой используется балансный принцип передачи информации, изображена на рис. 2.2. В симметричных цепях приемник и передатчик гальванически развязаны друг от друга согласующими трансформаторами. Во вторичные обмотки передастся только разность потенциалов на первичной обмотке. Из рис. 2.2 видно, что токи наводки в полностью симметричной цепи приводят к противофазному изменению напряжения U,, на первичной обмотке трансформатора приемника, так что результирующий мешающий сигнал не передается во вторичную обмотку. Поэтому симметричные цепи, в отличие от несимметричных, значительно более устойчивы к внешним мешающим влияниям.

Симметричная цепь

Рис. 2.2. Симметричная цепь

Соответственно ЭМИ проводников имеет равные по величине и противоположные по направлениям векторы электромагнитного поля ввиду противоположного направления токов в них. Поэтому в идеальной симметричной цени суммарные векторы напряженности излучаемого электромагнитного поля равны нулю и излучаемое ЭМИ отсутствует.

Симметричные цепи позволяют передавать значительно более широкополосные сигналы по сравнению с несимметричными и поэтому широко используются для построения СКС.

Основные недостатки симметричных цепей с балансной передачей - во-первых, необходимость использования для приема и передачи N сигналов 2xN проводников (на каждый сигнал 2 провода) и, во-вторых, невозможность передачи постоянной составляющей сигнала.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >